domenica 3 marzo 2013

Insetti impollinatori e piante: una coevoluzione elettrizzante!

Le piante a fiore e gli insetti sono un mirabile esempio di quella che viene chiamata coevoluzione, cioè un'evoluzione simultanea di specie diverse verificatasi solo grazie all'affermazione parallela di entrambe. I fiori sono impollinati prevalentemente da insetti, i quali a loro volta ricavano come ricompensa il nettare prodotto dai fiori, e l'associazione insetto-fiore spesso è specie-specifica, cioè il fiore di una specie vegetale può essere impollinato da un certo gruppo di specie di insetti, e una specie di insetto visita un certo gruppo di specie vegetali.
Come fa un fiore ad attirare un insetto? Spesso emana profumi invitanti, oppure basta una colorazione accesa dei petali ad attirare l'attenzione, ma queste sono le spiegazioni che finora sono andate per la maggiore. Secondo un recente studio, infatti, alla base dell'attrazione tra insetti e fiori ci sarebbe ben altro, esprimibile nei termini di una vera e propria attrazione basata sull'elettricità.
Un bombo
Già intorno agli anni '60 alcuni studiosi avevano scoperto che i petali dei fiori tendono ad essere carichi negativamente sulla loro superficie, a causa della carica sostanzialmente positiva dell'aria che li circonda; le api, invece, svolazzando nell'aria, entrano in contatto con particelle di varie dimensioni, e l'attrito con queste strappa elettroni agli atomi più superficiali del corpo dell'insetto, caricandolo positivamente. Quando l'insetto, nel complesso carico positivamente, si avvicina al fiore scelto, carico negativamente, il polline si stacca e finisce sul fiore, come attirato da una forza invisibile ancora prima che l'insetto sia atterrato.
Recentemente, seguendo questa linea di ricerca, un gruppo di studiosi dell'Università di Bristol capitanato da Daniel Robert ha scoperto che i campi elettrici possono essere rilevati dagli insetti più di quanto si potesse immaginare: i bombi infatti sono in gradi di rilevare la presenza di campi elettrici, sanno anche discernere tra campi elettrici diversi prodotti da fiori simili o con forma diverse e, infine, dalle "condizioni elettriche" in cui si trova un fiore sono persino in grado di capire se il fiore è già stato visitato da altri insetti oppure no.
Campo elettrico intorno ad un fiore
Per comprendere ciò i ricercatori hanno innanzitutto misurato il potenziale elettrico dei bombi, confermandone la positività. In seguito hanno posizionato gli insetti in un'area con delle petunie, di cui hanno rilevato la negatività del potenziale elettrico che, in seguito all'atterraggio degli insetti sui petali, diventa meno negativo. Infine, essi hanno liberato dei bombi in una zona ricca di fiori artificiali, di cui una metà era stata caricata elettricamente e recava una ricompensa zuccherina, mentre l'altra metà non era stata caricata e recava una soluzione amara: in queste condizioni gli insetti hanno imparato piuttosto in fretta ad individuare i fiori carichi e provvisti di ricompensa, individuandoli nell'81% delle loro incursioni.
Quando però dopo hanno azzerato la carica elettrica di tutti i fiori ed hanno lasciato liberi gli insetti, essi hanno visitato i fiori con la ricompensa soltanto nella metà delle loro incursioni, cioè il 50% seguendo la distribuzione casuale tra le 2 tipologie di fiori, come se fosse venuto a mancare un importante fattore "decisionale" e gli insetti si fossero trovati "allo sbando", pur essendoci un possibile fattore di discriminazione "olfattiva" tra ricompensa dolce ed amara. Questo ha suggerito agli studiosi che i campi elettrici rappresentano per gli insetti una guida, senza la quale si disorientano pur avendo altri elementi sensoriali a disposizione.
I bombi sfruttano i campi elettrici anche per distinguere tra fiori che, in base ad altre informazioni sensoriali, appaiono per loro quasi uguali: per comprendere ciò i ricercatori hanno osservato che maggiore è la differenza del potenziale elettrico tra 2 fiori molto simili, minore è il numero di tentativi fatti da uno stesso bombo di tornare nello stesso fiore.
Gli scienziati si sono accorti anche di un'altra cosa: i fiori, dopo aver cambiato il loro potenziale elettrico in seguito alla visita dei bombi, permangono in questa condizione modificata per circa 2 minuti, un lasso di tempo più lungo di quello impiegato dall'insetto per nutrirsi di nettare e sporcarsi di polline. Ciò ha come diretta conseguenza l'impossibilità, da parte del fiore, di ricevere una nuova visita subito dopo l'allontanamento del bombo precedente, ma in effetti ogni fiore ha bisogno di tempo affinché possa produrre nuovo nettare e se un bombo visitassero di nuovo gli stessi fiore più volte senza trovare cibo, ben presto gli insetti imparerebbero ad evitare l'intera pianta, e nel caso di insetti sociali come il bombo o le api, "si spargerebbe in fretta la voce" anche tra i membri della colonia; il danno per le piante, soprattutto quelle i cui fiori hanno bisogno di numerose visite di impollinatori, sarebbe grande. 
Molto meglio dunque per le piante "essere oneste", ossia avere meccanismi che impediscano delle delusioni per gli impollinatori, e a fare da cartello "Open/Closed" non è altro che un semplice ma efficace cambiamento di potenziale elettrico. E ci si può aspettare facilmente che questo mirabile meccanismo valga non solo per i bombi, ma anche per la stragrande maggioranza degli insetti impollinatori.

Clarke, D., Whitney, H., Sutton, G., & Robert, D. (2013). Detection and Learning of Floral Electric Fields by Bumblebees Science DOI: 10.1126/science.1230883

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