Guerre di formiche

2024 Autore: Seth Attwood | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-16 16:08

Le guerre di formiche sono una forma diretta e aggressiva di interazione tra formiche di diverse colonie. Le formiche sono coinvolte in competizione tra loro. Ad esempio, se una delle colonie si appropria di una fonte di cibo, questa fonte non è più disponibile per altre formiche. Questa è concorrenza indiretta. Nel contesto della competizione, le guerre di formiche sono una forma di conflitto in cui le formiche si scontrano direttamente tra loro. È interessante notare che tali conflitti possono verificarsi sia all'interno di una specie che tra specie.

Se consideriamo le formiche come una società, allora ci sono due opzioni per entrare nelle cosiddette guerre. Uno di questi è abbastanza vicino alla consueta comprensione della "guerra" per le persone, vale a dire la lotta tra colonie della stessa specie. Un altro riguarda le interazioni tra diverse specie di formiche. Ed entrambi i tipi di conflitto sono interessanti per la biologia delle formiche.

Storia della ricerca

La gente sapeva dell'esistenza delle guerre di formiche anche prima che i biologi si interessassero seriamente a questo fenomeno. Ad esempio, Charles Darwin ha scritto sui conflitti tra le formiche. Ci sono riferimenti al successo delle comunità di formiche nella Bibbia, poiché le persone sono interessate a osservare questo fenomeno da migliaia di anni. In parte, le guerre delle formiche hanno ricevuto così tanta attenzione perché gli scontri tra le formiche erano drammatici e ovvi, ma anche perché le formiche sono creature sociali proprio come gli umani, quindi è difficile astenersi dal tracciare paralleli tra le nostre società. È interessante vedere la storia di questi confronti come un dialogo: da un lato, la questione suscitata interesse era se la lotta tra le formiche potesse rafforzare le idee esistenti o aprire un nuovo lato dei conflitti umani; dall'altro, la possibilità di applicare alle formiche gli insegnamenti che abbiamo sviluppato per comprendere la natura dei conflitti tra le formiche.

Metodi di ricerca

Le formiche sono insetti sociali. Di norma, nelle società di insetti, la colonia agisce nel suo insieme e mantiene l'integrità genetica in una certa misura. In altre parole, la colonia è tenuta insieme da una struttura correlata, che a volte è piuttosto confusa. All'interno della colonia si sviluppa la capacità di identificare e riconoscere ciascuno dei suoi membri. Le formiche tendono a dividere il mondo in due classi piuttosto semplicemente: i membri della colonia e tutti gli altri. All'interno della colonia, si sviluppano caratteristiche distintive molto sorprendenti per unirla, almeno nella maggior parte delle specie e nella maggior parte delle circostanze.

Le formiche incontrano spesso altre formiche, specialmente ai tropici. Un recente studio sui monti Appalachi negli Stati Uniti ha mostrato quanto densamente possano stabilirsi le formiche. I ricercatori hanno raccolto insetti morti nella foresta, li hanno lasciati a terra e hanno osservato quanto tempo è passato prima che un potenziale predatore o consumatore si imbattesse nel cibo. La maggior parte di questi pezzi di cibo è stata trovata dalle formiche e non ci sono voluti più di un paio di minuti. In quei luoghi in cui i formicai si trovano più vicini al suolo, le formiche scansionano e pattugliano costantemente il terreno, lasciando praticamente nessuna area intatta per molto tempo.

Le formiche hanno maggiori probabilità di incontrare membri di altre colonie e persino di altre specie. Negli habitat occupati da molte specie contemporaneamente, la probabilità di una collisione interspecifica di colonie è estremamente alta. Questa interazione avviene regolarmente. Se una colonia si rende conto che esiste una minaccia di perdita di risorse o territorio sia da parte di formiche di una specie diversa sia da formiche di altre colonie della stessa specie, questa minaccia è seguita da una risposta aggressiva organizzata, che a volte può trasformarsi in una vera battaglia.

Evoluzione dell'arma della formica

Le formiche sono insetti antichi. Esistevano molto prima della scissione del supercontinente di Gondwana. È successo più di cento milioni di anni fa e le formiche sono apparse molto prima. Naturalmente, le formiche sono in guerra da decine, se non centinaia, di milioni di anni. Le formiche hanno una gamma di dispositivi che possono usare come armi durante un combattimento. Si può presumere che le guerre abbiano giocato un ruolo importante nella loro evoluzione. Gli scienziati che studiano il processo della loro evoluzione parlano del cambiamento nell'oggetto dell'aggressività mentre si sviluppano. In un lontano passato, i principali nemici delle prime formiche erano i vertebrati, grandi animali terrestri come dinosauri, uccelli e mammiferi. Molte specie di formiche erano dotate di un pungiglione molto potente. Erano ben adattati per attaccare gli umani, ma le loro "armi" non erano molto efficaci contro altri insetti.

Quando le formiche si sono evolute e le loro specie sono diventate più diverse, l'impatto di queste specie l'una sull'altra è diventato sempre più significativo. Questo era il motivo per cui altre formiche presero il posto dei principali nemici delle formiche. Sembrerebbe che ciò sia contrario al buon senso, ma alcune specie di formiche hanno perso il loro pungiglione. In molti casi, il pungiglione è stato trasformato in un sistema di approvvigionamento di agenti di attacco chimico che potrebbero essere utilizzati con successo nella lotta contro altre formiche. Sembra che le formiche abbiano deliberatamente rinunciato alla capacità di combattere i vertebrati come noi in favore della capacità di attaccare, reagire e vincere contro altre formiche.

Al giorno d'oggi, molte specie di formiche hanno uno speciale arsenale di armi che non sono molto efficaci contro i mammiferi, ma funzionano bene contro altre formiche. Le fonti e le caratteristiche di queste sostanze chimiche - in quale parte del corpo si formano e quali sostanze chimiche vengono utilizzate - differiscono tra tutti i tipi. In diverse specie di formiche, puoi trovare ghiandole che vengono utilizzate durante i combattimenti di formiche e si trovano letteralmente in qualsiasi parte del corpo. Anche i composti chimici sono estremamente diversi. C'erano fonti evolutivamente indipendenti di queste armi, che si sono evolute in diverse specie di formiche. Allo stesso tempo, si può capire come si siano avvicinati in modo diverso alla soluzione del problema comune.

Le formiche hanno molti tipi di armi. I morsi sono comunemente usati. Spesso le formiche agiscono di concerto: i membri di una colonia attaccante possono trattenere i membri di un'altra colonia o fare a pezzi le formiche da soli, mentre i loro parenti trattengono il nemico. In effetti, le formiche sono molto cattive. C'è almeno una specie in cui le formiche operaie hanno una ghiandola molto grande nei loro corpi. Quando queste formiche diventano molto nervose, possono aumentare la pressione su di lei ed esplodere letteralmente, schizzando tutto intorno con una sostanza appiccicosa. Altre formiche hanno anche una varietà di ghiandole, a volte situate nella testa e talvolta nell'addome, e secernono sostanze tossiche che abbattono i loro nemici. Pertanto, i loro conflitti includono metodi che iniziano con il combattimento e finiscono con le armi chimiche, e questo li rende simili agli umani.

Fate l'amore non fate la guerra

C'è un fenomeno interessante che è quasi certamente associato ai cambiamenti dell'ambiente naturale causati dall'uomo. Le specie invasive sono state ripetutamente invase in tutto il mondo. Quando una specie introdotta dall'uomo ha l'opportunità di dominare un nuovo ambiente, può riprodursi su scale inimmaginabili, raggiungendo una densità senza precedenti per il suo habitat nativo. L'area di distribuzione delle specie di formiche invasive può raggiungere vaste aree - migliaia di chilometri quadrati.

Perché queste invasioni hanno così tanto successo? I vantaggi biologici di queste specie sono associati all'unicità. Questo fenomeno consiste nella perdita in alcune specie, per un motivo o per l'altro, della capacità di distinguere tra i confini delle colonie. In condizioni normali, ogni colonia ha la sua firma chimica, con l'aiuto della quale le formiche distinguono tra amici e nemici. Ma molte specie invasive l'hanno persa. All'interno della propria specie, si comportano con gli altri individui come se fossero membri della propria colonia.

La capacità di evitare guerre di formiche all'interno di una specie e il desiderio di accettare membri di altre colonie nella propria hanno permesso di ridurre l'ammontare dei costi. Pertanto, sono stati in grado di aumentare la dimensione della popolazione e avere più successo nella competizione. Mantengono la capacità di vedere i rappresentanti di altre specie come nemici o alieni, ma non mostrano aggressività intraspecifica. Di conseguenza, virtualmente una colonia di formiche si estende per migliaia di chilometri. Le formiche da un'estremità possono interagire con le formiche dall'altra senza alcuna aggressione. Questo effetto è stato osservato molte volte ed è abbastanza sorprendente. Le specie di invasione di successo non sono strettamente correlate ma provengono da diverse sottofamiglie di formiche, il che le rende molto diverse.

Questo ci dice che la cooperazione è la via più sicura per il successo. Certo, molto dipende dal livello a cui si esprime. Possiamo tornare al confronto tra le formiche e la società umana. Gli esseri umani sono animali sociali: lavoriamo insieme, formiamo alleanze. Ma le colonie di formiche hanno un livello di cooperazione e integrazione praticamente irraggiungibile per gli umani. Quasi sempre una persona differisce da una formica in quanto, anche se esiste in una famiglia o in un altro gruppo sociale, conserva una parte significativa della sua identità individuale.

Siamo sempre molto entusiasti dei casi di abnegazione e generosità, e alla fine la nostra vita è una delicata manovra tra egoismo e cooperazione. In questo senso, le formiche sono diverse da noi. All'interno della colonia, l'egoismo e gli interessi individuali hanno in gran parte cessato di esistere. Le formiche continuano a impegnarsi in conflitti tra diverse colonie, ma è interessante notare che le specie invasive che hanno abbandonato le barriere delle colonie sembrano stare meglio.

Soldati contro formiche nomadi

I soldati sono un tipo speciale di formiche che si trovano in alcune colonie. Fanno parte della forza lavoro e sono specializzati nella difesa. Non tutte le specie di formiche hanno soldati, la maggior parte è limitata a un solo tipo di lavoratore. Ma in altre specie, i soldati specializzati differiscono dai normali lavoratori per l'aumento delle dimensioni del corpo e del comportamento. Se la colonia viene attaccata, sono i soldati che prendono la parte più importante nella sua difesa.

Le formiche nomadi sono una sottofamiglia di formiche con diversi comportamenti unici. Hanno sviluppato le loro abilità sociali più fortemente di qualsiasi altro gruppo di insetti sociali, o anche di qualsiasi altro animale a noi noto. Le formiche nomadi sono interessanti per la loro capacità di eseguire tutte le azioni insieme. Qualsiasi attività viene svolta in stretta interazione di grandi gruppi di individui. Non intraprendono un'unica azione indipendente e i singoli lavoratori non camminano mai da soli.

Gli unici membri delle colonie di formiche nomadi che sono in grado di agire in modo indipendente sono i maschi. Di tanto in tanto nascono come una colonia di accoppiamento. Hanno le ali e di tanto in tanto lasciano la colonia per trovare giovani femmine. Qualsiasi altra attività nelle colonie di formiche nomadi è svolta da un gruppo di membri dello stesso nido. Tra loro non ci sono esploratori o raccoglitori separati: tutto è fatto dal lavoro di massa di uno sciame di insetti. Si potrebbe pensare che una colonia di formiche nomadi sia un'unità indivisibile, quasi come un organismo, come uno pseudopodo di un'ameba. Un'incursione di formiche nomadi può essere pensata come un braccio o una gamba che non perde mai il contatto con il corpo. E tutto ciò che fanno avviene con un alto grado di coordinazione e interazione.

Formiche nomadi con larve rubate da un nido di vespe

Le formiche nomadi forniscono materiale eccellente per lo studio delle guerre di formiche. In questo sono anche leggermente diverse da tutte le altre formiche. Per loro, il mondo è diviso in tre categorie: altre colonie della stessa specie, altre specie di formiche nomadi e altri animali, comprese altre specie di formiche non nomadi. La loro reazione a ciascuna delle categorie è completamente diversa. In generale, le formiche nomadi non prendono parte a guerre con altre formiche nomadi. Tuttavia, una delle prede preferite per le formiche nomadi sono altre specie di formiche.

Le formiche nomadi hanno due tipi di risposte al conflitto: ignoranza ed evitamento. Immagina il processo di raccolta delle formiche nomadi: inviano un grande gruppo di raid, un intero tappeto di formiche operaie, che spazzano la foresta. A volte uno sciame simile si avvicina a uno sciame di rappresentanti di un'altra specie di formiche nomadi. In una situazione del genere, ci aspettiamo di assistere a un'eccitante battaglia tra le due masse. Tuttavia, molto spesso si ignorano a vicenda: due enormi sciami si attraversano tranquillamente l'uno nell'altro. La vista di questo fenomeno è sorprendente.

L'altro tipo di reazione è molto raro. Quando due colonie della stessa specie di formiche nomadi entrano in contatto, riconoscono molto rapidamente di aver incontrato membri dell'altro gruppo. Ma invece di iniziare una battaglia, entrambe le colonie si ritirano nella direzione opposta l'una dall'altra. Sono pronti a coprire distanze piuttosto grandi per allontanarsi il più possibile l'uno dall'altro, il che può anche comportare uno spostamento dell'intera colonia. Pertanto, all'interno della propria specie, le formiche nomadi mostrano un chiaro elusione e i rappresentanti di specie diverse semplicemente si ignorano a vicenda.

Quando le formiche nomadi incontrano rappresentanti di un'altra specie di formiche non nomadi, accade il contrario: lanciano un attacco e cercano di uccidere ogni formica in quella colonia. Le formiche nomadi attaccano colonie molto grandi di altre specie di formiche, trattandole come prede. Naturalmente, in molti casi altre formiche reagiscono. Tali battaglie possono provocare pesanti perdite da entrambe le parti. Le guerre tra colonie di formiche nomadi e le loro prede sono alcune delle battaglie più spettacolari e disastrose in natura. Molto spesso prevalgono le formiche nomadi, ma possono anche subire enormi perdite durante la battaglia.

Le formiche nomadi sono in grado di reclutare un gran numero di loro cugini nido quando trovano una risorsa preziosa. Ci sono prove che hanno una sostanza speciale da usare in questi casi: un feromone di reclutamento. Questa è un'area per nuove ricerche sulle formiche nomadi e sulla loro strumentazione chimica. È stato scoperto sperimentalmente che hanno feromoni funzionalmente diversi e segnali chimici per comunicare informazioni diverse, ma non sappiamo quasi nulla della loro composizione chimica specifica.

In termini di dimensioni fisiche, le formiche nomadi non sono sempre grandi. Ci sono molte altre specie di formiche con dimensioni corporee molto più grandi. Ma ci riescono grazie alla quantità. Le loro colonie sono enormi e tutte le azioni vengono eseguite in grandi gruppi coordinati. Se incontri rappresentanti di una colonia di formiche nomadi, allora non stiamo parlando di uno scout, ma immediatamente di una parte significativa della colonia. Allo stesso tempo, molte formiche individuali emergono per combattere e, a differenza di altre formiche, non devono aspettare fino al completamento del reclutamento. Interagiscono con tutti gli elementi dell'ambiente come un'unità sociale separata.

Formiche nomadi contro formiche tagliafoglie

Una delle specie di formiche nomadi nelle foreste tropicali del Nuovo Mondo tenta regolarmente di invadere il territorio di colonie sviluppate di formiche tagliafoglie. Le formiche nomadi e tagliafoglie sono le corone dell'evoluzione delle formiche: sono in grado di creare vaste colonie, raggiungere un alto livello di socializzazione e partecipare a una multiforme divisione del lavoro. Quando le formiche nomadi attaccano popolazioni altamente sviluppate di formiche tagliafoglie, i soldati di entrambe le specie si allineano l'uno di fronte all'altro e iniziano battaglie catastrofiche che possono durare per giorni fino a quando le formiche nomadi sfondano la linea di difesa, arrivano ai nidi delle formiche tagliafoglie. formiche e iniziano a saccheggiare le loro provviste.

Le formiche tagliafoglie costruiscono enormi formicai e stabiliscono vaste colonie con una popolazione di milioni di abitanti. Le formiche soldato di questa specie si distinguono per le loro dimensioni impressionanti: la capacità di carico della formica soldato è centinaia di volte superiore a quella della formica operaia. Tuttavia, i soldati non possono svolgere una grande quantità di lavoro per la colonia: sono troppo massicci, la loro manutenzione è costosa per la popolazione e lo scopo esatto non è stato ancora completamente compreso dai biologi.

Tuttavia, quando i biologi hanno iniziato a osservare attacchi regolari da parte di formiche nomadi alle colonie di formiche tagliafoglie, hanno notato come le formiche tagliafoglie stavano rispondendo a queste invasioni. Migliaia di enormi tagliafoglie vengono inviati in prima linea, dove devono cercare di respingere l'attacco delle formiche nomadi. Nella maggior parte dei casi, i loro sforzi non hanno successo e alla fine le formiche nomadi riusciranno comunque a sfondare la linea di difesa. Tuttavia, si può presumere che sia proprio la protezione contro le formiche nomadi la ragione dell'esistenza dei tagliafoglie soldato. Questa osservazione supporta la teoria che combattere o combattere altre formiche è un aspetto importante dell'evoluzione delle formiche.

Se osservi più da vicino come le altre formiche rispondono agli attacchi delle formiche nomadi, puoi distinguere una vasta gamma di reazioni: alcune specie di formiche cercano di combattere, altre iniziano a farsi prendere dal panico, vedendo a malapena i primi soldati di formiche nomadi, e corri a salvare il nido. Di solito evacuano la prole e cercano di spostarsi il più lontano possibile. Sentendosi al sicuro, si fermano e aspettano il loro momento. Dopo che le formiche nomadi sazi hanno lasciato la colonia devastata, le vittime dell'attacco possono tornare a casa.

Ricerca moderna sulle formiche

Le caratteristiche biologiche delle specie di formiche invasive sono di interesse attuale. Gli scienziati hanno iniziato a rendersi conto che sapere se una colonia è coinvolta in collisioni ci aiuta a conoscere meglio le invasioni biologiche e le loro possibili conseguenze negative. Alcune specie di formiche invasive stanno causando problemi ambientali su scala globale, non solo per gli esseri umani, ma anche per gli ecosistemi compromessi dei loro siti di invasione. Dato che stanno spazzando via dalla faccia della terra le specie in via di estinzione e il loro comportamento contribuisce alla ristrutturazione dell'habitat, possono avere effetti disastrosi sull'ambiente.

Rappresentano anche un problema per l'uomo: queste formiche si arrampicano sul cibo, alcune specie emanano un odore sgradevole e causano malattie. Comprendere le guerre di formiche può essere la chiave per scoprire un tratto che invita le specie di formiche invasive a comportarsi in questo modo. Forse questa scoperta ci aiuterà a sviluppare una reazione alle iniziative delle formiche, o addirittura a prevedere quando accadrà di nuovo qualcosa del genere. Pertanto, oggi c'è un'enorme quantità di ricerca sull'aggressione delle formiche e sulle guerre di formiche, che dovrebbe fornire una risposta alla domanda sulle invasioni biologiche.

La formica raccoglie il nettare degli afidi

È una buona idea dare un'occhiata più da vicino alle specie di animali che beneficiano direttamente delle guerre di formiche. Nelle colonie di molte sottospecie di formiche vivono rappresentanti di altre specie, chiamate mirmecofili. Questi rappresentanti del mondo animale ottengono il loro cibo principalmente dalla colonia di formiche. Di solito parliamo di parassiti, ma il loro impatto negativo sulla vita della colonia, di regola, è minimo. I mirmecofili sviluppano la capacità di nascondersi dalle formiche. Il meccanismo di riconoscimento dei compagni di tribù adottato nella colonia non si applica a loro, ma in qualche modo lo aggirano. E le specie, il cui destino è legato al destino della colonia di formiche in termini evolutivi, dimostrano un vivo interesse per l'esito delle guerre di formiche. In altre parole, se la colonia è rovinata, anche loro hanno difficoltà. Tuttavia, al momento, gli scienziati non hanno informazioni sulla partecipazione diretta dei mirmecofili alle battaglie, sebbene l'idea non sia male.

Attualmente stiamo lavorando in due direzioni. Innanzitutto, studiamo l'evoluzione del cervello delle formiche e cerchiamo di capire come il sistema nervoso risponde alle varie condizioni ambientali, se predetermina i ruoli sociali e le dimensioni corporee delle formiche. In secondo luogo, siamo interessati a capire come le formiche nomadi possono essere utilizzate per studiare le fluttuazioni di temperatura e, possibilmente, l'impatto dei cambiamenti climatici sulla genetica e la psicologia della fauna selvatica. Consideriamo le formiche nomadi come un eccellente modello per la ricerca, in parte perché i membri della specie di formiche nomadi tropicali possono resistere a un'ampia gamma di temperature: sottospecie identiche sono state esposte a temperature molto elevate nelle zone basse e molto fredde nelle montagne del corso di ricerca.

Domande aperte

Da una raffica di articoli scientifici apparsi nel 2015, abbiamo appreso che la struttura del cervello delle formiche ha subito cambiamenti significativi negli ultimi anni, in particolare nell'aspetto della trasformazione di una specie da entomofago in esseri sociali. Questo cambiamento conferma teoricamente l'assunto che, essendo diventato un essere sociale, un rappresentante della specie non ha bisogno dello stesso alto livello di sviluppo del suo cervello e attività cognitiva, poiché ora può condividere informazioni e integrarsi con altri rappresentanti della sua sottospecie - quasi come se le connessioni neurali potessero essere portate a livello di gruppo. Questa scoperta è stata una vera svolta; è necessario analizzare tendenze simili nei rappresentanti di altre specie per capire se ciò si applica a tutti i rappresentanti della fauna. Questo è importante, perché se guardi i rappresentanti della classe dei vertebrati - mammiferi, uccelli, pesci, la maggior parte di loro mostra sostanzialmente la tendenza esattamente opposta. In altre parole, se la tua specie diventa più socializzata, aumenta anche l'attività cerebrale; gli insetti, invece, mostrano la relazione esattamente opposta. Ci sono molte scoperte interessanti in questa linea di ricerca.

Le domande sulle megacolonie rimangono aperte. Non si sa quanto sia profonda la loro integrazione. Forse tutto è limitato al livello locale e si scambiano informazioni solo su brevi distanze. È interessante immaginare colonie profondamente integrate, anche se è improbabile che siano in grado di scambiare informazioni su lunghe distanze. Comunque non è una cattiva idea per un romanzo di fantascienza.