Hai mai notato una formica in casa, solo per scoprire che una settimana dopo l’intera colonia si è trasferita? Le trappole che crei catturano solo alcune di queste formiche, ma presto il resto della colonia è misteriosamente scomparso. Ora, uno studio pubblicato sulla rivista Cellula on June 14 esplora il modo in cui alcuni feromoni che segnalano il pericolo – i marcatori olfattivi che le formiche emettono per comunicare tra loro – attivano una parte specifica del cervello delle formiche e possono cambiare il comportamento di un intero nido.
“Gli esseri umani non sono gli unici animali con società e sistemi di comunicazione complessi”, afferma l’autore principale Taylor Hart della Rockefeller University. “Nel corso dell’evoluzione, le formiche hanno sviluppato sistemi olfattivi estremamente complessi rispetto ad altri insetti, il che consente loro di comunicare utilizzando molti tipi diversi di feromoni che possono significare cose diverse”.
Questa ricerca suggerisce che le formiche hanno il proprio tipo di centro di comunicazione nel cervello, simile agli umani. Questo centro può interpretare i feromoni di allarme, o “segnali di pericolo”, da altre formiche. Questa sezione del loro cervello potrebbe essere più avanzata di quella di altri insetti come le api mellifere, che lavori precedenti hanno suggerito invece di fare affidamento su molte parti diverse del loro cervello per coordinarsi in risposta a un singolo feromone.
“Sembra esserci un centro sensoriale nel cervello delle formiche in cui si nutrono tutti i feromoni di allarme che inducono il panico”, afferma l’autore corrispondente Daniel Kronauer della Rockefeller University.
I ricercatori hanno utilizzato una proteina ingegnerizzata chiamata GCaMP per scansionare l’attività cerebrale delle formiche predatori clonali esposte a segnali di pericolo. GCaMP funziona legandosi agli ioni di calcio, che divampano con l’attività cerebrale, e il risultante composto chimico fluorescente può essere visto su microscopi ad alta risoluzione adattati per visualizzarli.
Durante l’esecuzione delle scansioni, i ricercatori hanno notato che solo una piccola sezione del cervello delle formiche si illuminava in risposta a segnali di pericolo, ma le formiche mostravano comunque comportamenti immediati e complessi in risposta. Questi comportamenti sono stati chiamati “risposta al panico” perché comportavano azioni come la fuga, l’evacuazione del nido e il trasporto della prole dal nido verso un luogo più sicuro.
Specie di formiche con colonie di dimensioni diverse utilizzano anche feromoni diversi per comunicare una varietà di messaggi. “Pensiamo che in natura, le formiche predatori clonali di solito abbiano una dimensione della colonia da poche decine a centinaia di individui, che è piuttosto piccola per quanto riguarda le colonie di formiche”, afferma Hart. “Spesso, queste piccole colonie tendono ad avere risposte di panico come comportamento di allarme perché il loro obiettivo principale è fuggire e sopravvivere. Non possono rischiare molti individui. Le formiche dell’esercito, le cugine delle formiche predatori clonali, hanno enormi colonie — centinaia di migliaia o milioni di individui — e possono essere molto più aggressivi”.
Indipendentemente dalla specie, le formiche all’interno di una colonia si dividono per casta e ruolo, e le formiche all’interno di caste e ruoli diversi hanno un’anatomia leggermente diversa. Ai fini di questo studio, i ricercatori hanno scelto le formiche predatori clonali come specie perché sono facili da controllare. Hanno usato formiche di un sesso all’interno di una casta e di un ruolo (formiche lavoratrici) per garantire la coerenza e quindi rendere più facile osservare modelli diffusi. Una volta che i ricercatori avranno una comprensione più chiara delle differenze neurali tra caste, sessi e ruoli, potrebbero essere in grado di comprendere meglio esattamente come i diversi cervelli delle formiche elaborano gli stessi segnali.
“Possiamo iniziare a vedere come queste rappresentazioni sensoriali sono simili o diverse tra le formiche”, afferma Hart. Kronauer dice: “Stiamo osservando la divisione del lavoro. Perché individui geneticamente uguali assumono compiti diversi nella colonia? Come funziona questa divisione del lavoro?”
Questo lavoro è stato sostenuto dal National Institute of General Medical Sciences dei National Institutes of Health, dal National Institute of Neurological Disorders and Stroke, dall’Howard Hughes Medical Institute, dalla National Science Foundation e dal Kavli Neural Systems Institute.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
