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    Gli scarafaggi tigre combattono gli attacchi dei pipistrelli con il mimetismo ultrasonico
    Molti coleotteri tigre attivi di notte producono un segnale di avvertimento ultrasonico acuto per allontanare i pipistrelli. Credito:Harlan Gough

    I pipistrelli, in quanto principali predatori degli insetti che volano di notte, creano una pressione selettiva che ha portato molte delle loro prede a sviluppare una sorta di sistema di allarme precoce:orecchie sintonizzate unicamente sull’ecolocalizzazione ad alta frequenza dei pipistrelli. Ad oggi, gli scienziati hanno trovato almeno sei ordini di insetti, tra cui falene, scarafaggi, grilli e cavallette, che hanno sviluppato orecchie in grado di rilevare gli ultrasuoni.



    Ma gli scarabei tigre fanno un ulteriore passo avanti. Quando sentono un pipistrello nelle vicinanze, rispondono con il proprio segnale ultrasonico e negli ultimi 30 anni nessuno ne ha saputo il motivo.

    "È un'idea davvero estranea agli esseri umani:questi animali che volano in giro di notte cercando di catturarsi a vicenda nell'oscurità praticamente completa, usando il suono come modo di comunicare", ha detto Harlan Gough, autore principale di un nuovo studio pubblicato sulla rivista Lettere di biologia che finalmente risolve il mistero. Mentre svolgeva la sua ricerca di dottorato presso il Museo di Storia Naturale della Florida, pensò che gli scarabei tigre dovessero trarre un grande beneficio dall'emettere questo suono, poiché aiuterebbe anche i pipistrelli a localizzarli.

    Gli scarafaggi tigre sono l'unico gruppo di coleotteri conosciuto dagli scienziati che sembra produrre ultrasuoni in risposta alla predazione dei pipistrelli. Tuttavia, si stima che circa il 20% delle specie di falene abbiano questa capacità e forniscano un riferimento utile per comprendere il comportamento di altri insetti. "È stato uno studio davvero divertente perché abbiamo potuto analizzare la storia strato dopo strato", ha affermato Gough.

    I ricercatori hanno iniziato confermando che gli scarabei tigre producevano ultrasuoni in risposta alla predazione dei pipistrelli. Mentre i pipistrelli volano nel cielo notturno, emettono periodicamente impulsi ultrasonici, che forniscono loro istantanee dell'ambiente circostante. Quando un pipistrello ha individuato una potenziale preda, inizia a cliccare più frequentemente, permettendogli di agganciarsi ai suoi bersagli.

    Ciò crea anche una sequenza di attacco di ecolocalizzazione distintiva del pipistrello, che i ricercatori hanno riprodotto per gli scarabei tigre per vedere come avrebbero risposto. Quando uno scarafaggio vola, il suo guscio duro si apre rivelando due ali posteriori che generano la portanza. Le elitre, che anticamente ricoprivano le ali, sono protettive e non aiutano il volo. Questi sono generalmente tenuti in alto e spostati.

    I ricercatori hanno trascorso due estati nei deserti dell'Arizona meridionale e hanno raccolto 20 diverse specie di scarabeo tigre da studiare. Di questi, sette hanno risposto alle sequenze di attacco dei pipistrelli facendo oscillare leggermente le elitre verso la parte posteriore. Ciò fece sì che il battito delle ali posteriori colpisse i bordi posteriori delle elitre, come se le due paia di ali stessero battendo. Alle orecchie di un essere umano suona come un debole ronzio, ma un pipistrello capterebbe le frequenze più alte e sentirebbe lo scarabeo forte e chiaro.

    "Rispondere all'ecolocalizzazione dei pipistrelli è un'abilità molto meno comune rispetto al semplice essere in grado di sentire l'ecolocalizzazione", ha detto Gough. "La maggior parte delle falene non canta questi suoni attraverso la bocca, come pensiamo ai pipistrelli che ecolocalizzano attraverso la bocca e il naso. Le falene tigre, ad esempio, utilizzano una struttura specializzata sul lato del corpo, quindi è necessaria quella struttura per produrre ultrasuoni. così come le orecchie per sentire il pipistrello."

    Gli scarabei tigre rispondevano sicuramente al suono di un attacco di pipistrello con gli ultrasuoni. Ma perché?

    Alcune falene possono bloccare il sonar dei pipistrelli producendo diversi clic in rapida e ravvicinata successione. I ricercatori, tuttavia, hanno rapidamente escluso questa possibilità per gli scarabei tigre, poiché producono ultrasuoni che sono troppo semplici per un'impresa del genere.

    Sospettavano invece che gli scarabei tigre, che producono benzaldeide e acido cianidrico come sostanze chimiche difensive, utilizzassero gli ultrasuoni per avvertire i pipistrelli che sono nocivi, come fanno molte falene.

    "Questi composti difensivi hanno dimostrato di essere efficaci contro alcuni insetti predatori", ha detto Gough. "Alcuni scarabei tigre, quando li tieni in mano, puoi effettivamente sentire l'odore di alcuni dei composti che stanno producendo."

    Hanno testato la loro teoria dando da mangiare a 94 scarafaggi tigre grandi pipistrelli marroni, che mangiano una vasta gamma di insetti ma mostrano una forte preferenza per gli scarafaggi. Con loro sorpresa, 90 sono stati completamente mangiati mentre due sono stati consumati solo parzialmente, e solo due sono stati respinti, indicando che le sostanze chimiche difensive degli scarafaggi fanno ben poco per dissuadere i grandi pipistrelli marroni.

    Secondo Akito Kawahara, direttore del McGuire Center for Lepidoptera and Biodiversity del museo, questa era la prima volta che gli scienziati verificavano se gli scarabei tigre fossero effettivamente nocivi per i pipistrelli.

    "Anche se si identifica una sostanza chimica, ciò non significa che sia una difesa contro un particolare predatore", ha detto Kawahara. "In realtà non lo saprai finché non farai l'esperimento con il predatore."

    Si è scoperto che gli scarabei tigre non usano gli ultrasuoni per avvertire i pipistrelli della loro nocività. Ma c'era un'ultima possibilità. Alcune falene producono ultrasuoni anti-pipistrelli anche se sono appetibili. Gli scienziati ritengono che queste falene stiano cercando di ingannare i pipistrelli imitando acusticamente i segnali ultrasonici di specie di falene veramente nocive.

    Gli scarafaggi tigre potrebbero fare qualcosa di simile? I ricercatori hanno confrontato le registrazioni degli ultrasuoni dello scarabeo tigre, raccolte in precedenza nello studio, con le registrazioni delle falene tigre già presenti nel loro database. Analizzando i segnali ultrasonici, hanno trovato una chiara sovrapposizione e la risposta alla loro domanda.

    Gli scarabei tigre, che non hanno difese chimiche contro i pipistrelli, producono ultrasuoni per imitare le falene tigre, che sono nocive per i pipistrelli.

    Ma questo comportamento è limitato agli scarabei tigre che volano di notte. Alcune delle 2.000 specie di coleotteri tigre sono attive esclusivamente durante il giorno, usando la vista per inseguire e cacciare insetti più piccoli e non subiscono la pressione selettiva della predazione dei pipistrelli. Le 12 specie diurne di scarabeo tigre che i ricercatori hanno incluso nello studio ne sono la prova.

    "Se prendi uno di quegli scarabei tigre che vanno a dormire di notte e gli riproduci l'ecolocalizzazione dei pipistrelli, non risponde affatto", ha detto Gough. "E sembrano essere in grado di perdere abbastanza rapidamente la capacità di aver paura dell'ecolocalizzazione dei pipistrelli."

    I ricercatori sospettano che potrebbero esserci esempi ancora più sconosciuti di mimetismo ultrasonico, dato quanto poco studiata è l'acustica del cielo notturno.

    "Penso che stia accadendo in tutto il mondo", ha detto Kawahara. "Con il mio collega Jesse Barber stiamo studiando questo problema insieme da molti anni. Pensiamo che non si tratti solo di scarabei tigre e falene. Sembra che accada con tutti i tipi di insetti notturni diversi e non lo sappiamo semplicemente perché non abbiamo eseguito test in questo modo."

    Anche queste delicate interazioni ecologiche rischiano di essere presto interrotte. Il mimetismo acustico ha bisogno di un ambiente silenzioso per funzionare, ma gli impatti umani come il rumore e l'inquinamento luminoso stanno già alterando l'aspetto e i suoni del cielo notturno.

    "Se vogliamo comprendere questi processi, dobbiamo farlo ora", ha detto Kawahara. "Nei nostri cortili hanno luogo processi straordinari che non possiamo vedere. Ma rendendo il nostro mondo più rumoroso e luminoso e cambiando la temperatura, questi equilibri possono rompersi."

    Anche Juliette Rubin, ex studentessa laureata presso l'Università della Florida e Jesse Barber della Boise State University sono stati autori dello studio.

    Ulteriori informazioni: Gli scarabei tigre producono ultrasuoni anti-pipistrello e sono probabili imitatori delle falene batesiane, Lettere di biologia (2024). DOI:10.1098/rsbl.2023.0610. royalsocietypublishing.org/doi … .1098/rsbl.2023.0610

    Informazioni sul giornale: Lettere di biologia

    Fornito dal Museo di storia naturale della Florida




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