Queste formiche rimpiccioliscono il loro cervello per avere la possibilità di diventare una regina

La formica indiana saltatrice, Harpegnathos saltator, ha molti talenti. Questi artropodi lunghi un pollice, trovati nelle pianure alluvionali in tutta l’India, hanno un salto verticale di 4 pollici e sono in grado di abbattere prede quasi il doppio delle loro dimensioni. Se ciò non bastasse, queste incredibili formiche possono anche regolare le dimensioni del loro cervello.

a uno studioGli scienziati hanno scoperto che le formiche saltanti indiane possono ridurre il loro cervello di circa il 20% e rimuoverle nel giro di poche settimane. Sebbene altri insetti, comprese le api da miele, siano noti per possedere la capacità di aumentare le dimensioni del loro cervello, la formica indiana saltante è stata il primo insetto noto per avere la capacità di aumentare e diminuire le dimensioni del cervello. I ricercatori dietro lo studio affermano che le specie di formiche femmine usano questa capacità per preparare il proprio corpo alla riproduzione.

Come la maggior parte delle colonie di formiche, le colonie di formiche saltanti indiane consistono in una regina, maschi riproduttori e una classe perfettamente funzionante. La regina è uno dei siti più ambiti della colonia. Non solo le regine aspettano a portata di mano e in piedi lavorando le formiche, ma vivono anche più di cinque volte. E in una tipica colonia, la regina è l’unica femmina a cui è consentito avere prole.

Per la maggior parte dei tipi di formiche, le regine nascono ma non vengono create. Tuttavia, la formica indiana è una specie che consente alle formiche operaie di competere per avere la possibilità di diventare re.

Una volta iniziato il torneo, gli ormoni spingono i concorrenti a subire un’intensa trasformazione fisiologica che li trasforma in formiche riproduttive simili a regine, chiamate gamergate. Sebbene le formiche operaie e i giocatori abbiano dimensioni simili, la loro anatomia interna varia notevolmente.

“Se guardi dentro i loro corpi, puoi vedere le enormi trasformazioni che stanno attraversando”, ha detto Clint Pinnick, assistente professore di biologia alla Kennesaw State University in Georgia e autore principale del nuovo studio.

Il dottor Pinnick e colleghi hanno confrontato l’anatomia interna dei lavoratori e dei gamergate e hanno scoperto che trasformarsi in un giocatore non solo ha causato l’ingrandimento delle ovaie della formica operaia fino a cinque volte le loro dimensioni normali, ma ha anche causato una contrazione del cervello di circa il 20%.

I ricercatori hanno quindi utilizzato la tecnologia di imaging assistita dal laser per studiare il cervello dei gamergati e hanno scoperto che durante le loro mutazioni, i lobi ottici subivano il massimo grado di restringimento. Il dottor Pinnick attribuisce questo al fatto che i giocatori non hanno bisogno di una buona vista nei loro nidi sotterranei.

“Vivono nella completa oscurità, quindi non c’è motivo per loro di mantenere la capacità di elaborare i segnali visivi”, ha detto il dottor Pinnick.

I lavoratori diventati giocatori soffrivano anche di una significativa costrizione del loro cervello centrale. Il dottor Pinnick crede che la ragione di ciò sia che i giocatori non devono svolgere compiti cognitivi difficili, come trovare cibo e difendere il nido dai predatori.

“Le formiche operaie hanno bisogno di un cervello grande per gestire questi compiti cognitivi, ma i giocatori non hanno bisogno di pensare molto”, ha detto. “Una volta vinto il campionato, diventano più che semplici macchine per la deposizione delle uova”.

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I ricercatori ritengono che queste formiche riducano il loro cervello per risparmiare energia, un comportamento osservato anche nel toporagno etrusco, un piccolo mammifero che in inverno perde le dimensioni del cervello per mantenere calde altre parti del suo corpo. Poi la pasta ricresce in primavera.

“Il cervello è un dispositivo costoso da utilizzare”, ha detto James Tranillo, professore di biologia presso la Boston University, che non è stato coinvolto nello studio. “Ci vuole molta energia.”

Il dottor Traniello, che studia lo sviluppo del cervello in altre specie di formiche, ritiene che quando le femmine di formiche saltellanti si trasformano in gamergate, la maggior parte dell’energia spesa per il cervello viene convertita in parti del corpo responsabili della riproduzione.

Per vedere se questa riallocazione delle risorse è reversibile, il dottor Pinnick e colleghi hanno raccolto molti dei giochi appena convertiti e li hanno isolati dalle loro colonie.

“Pensavo che potessero morire, ma sono tornati completamente entro un paio di giorni”, ha detto il dottor Pinnick. “È stato molto sorprendente vedere che sono stati in grado di espandere completamente il loro cervello alle stesse dimensioni di prima”.

I ricercatori ritengono che la capacità di passare da agente a giocatori si sia probabilmente evoluta come un modo per garantire che coloro che falliscono nei loro spettacoli per essere la regina possano tornare al loro ruolo precedente nel mantenere la colonia.

“Queste specie mostrano un’incredibile quantità di plasticità, sia nello stadio larvale che in età adulta”, ha detto il dottor Pinnick. “Per questo motivo, potrebbero servire da modello per la comprensione di cose come l’epigenetica e il controllo della plasticità negli esseri viventi, e persino per estendere la gamma degli esseri umani”.

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