Colobopsis imitans, la nuova specie di formica evoluta per imitarne un’altra

Scoperta da ricercatori italiani una nuova specie di formica, Colobopsis imitans. Una pressione selettiva a farla differenziare, a quanto sembra, è stata la necessità di imitare un’altra specie di formica. L’etologo Donato Grasso ha spiegato a Pikaia i dettagli della scoperta

In natura i casi di mimetismo sono innumerevoli. Generalmente, un organismo assomiglia a qualcos’altro per non farsi notare; sembra strano, quindi, che sia stato proprio il mimetismo a far scoprire una specie che fino a ora era sfuggita al nostro sguardo.

Una squadra di ricerca quasi interamente italiana ha descritto una nuova specie di formica, in uno studio pubblicato sullo Zoological Journal of the Linnean Society. Il nome scelto è Colobopsis imitans: i ricercatori la hanno individuata in alcune popolazioni che si pensavano essere di Colobopsis truncata, una congenere conosciuta da tempo. Queste formiche, però, differivano dalle normali truncata per alcuni aspetti: in particolare, sembravano imitare un’altra formica, Crematogaster scutellaris, sia nel colore sia nella scelta dei percorsi da seguire.

“Osservavamo queste formiche, e ci sono sembrate subito diverse nella colorazione e nel comportamento”, ha dichiarato a Pikaia Donato Grasso, ecologo del comportamento e sociobiologo, professore dell’Università di Parma e coordinatore dello studio. “È stata questa la scintilla che ha fatto partire il tutto.”

Da qui, Grasso e colleghi hanno usato un approccio tassonomico multidisciplinare per dimostrare che le imitans appartengono, in effetti, a un’altra specie. Una specie che ha acquisito nuovi adattamenti, forse, spinta dal vantaggio di imitare le Crematogaster.

Colobopsis spp.

Le Colobopsis truncata vivono in formicai scavati sugli alberi, in cui abitano relativamente pochi individui. Devono il loro nome, truncata, al fatto che regine e soldati (le caste, nelle formiche, si traducono in fenotipi diversi) hanno la testa tronca, come tagliata, o come se avessero sbattuto molto forte contro un muro. Serve per una strategia di difesa, la fragmosi, in cui la formica tappa un foro di entrata del formicaio con la parte piatta della propria testa che agisce come la porta di una botola, e così chiude la strada a eventuali invasori. Queste caratteristiche sono condivise anche dalle imitans.

Esemplari di C. imitans. Le foto a, b ed e ritraggono delle operaie, le altre sono soldati. In questi ultimi si nota la forma della testa, che permette la fragmosi. Immagine: dalla pubblicazione

Ciò che cambia tra le due specie è il “pattern di imitazione”. I colori di truncata sono simili a quelli di Dolichoderus quadripunctatus, una formica più comune che vive nelle stesse zone; le Colobopsis che Grasso e colleghi hanno chiamato imitans, invece, somigliano di più, nella colorazione rossiccia, a Crematogaster scutellaris.

L’imitazione non si ferma al colore: le imitans tendono a seguire le piste di foraggiamento di Cr. scutellaris, ovvero i percorsi che le formiche tracciano per le proprie compagne con segnali chimici (il motivo per cui vediamo spesso le formiche procedere in fila e per cui, se lasciamo del cibo incustodito, la prima formica a individuarlo sarà presto seguita da compagne in gran numero, guidate dal feromone di traccia dell’esploratrice). Comportamento e colorazione, tuttavia, non sono sufficienti per descrivere una nuova specie.

Tassonomia integrativa

“Il diavolo sta nei dettagli” ha detto Grasso. “È facile perdersi delle cose se rimani nel settore che ti è più familiare. La multidisciplinarietà permette di cogliere questi dettagli. La parola chiave è tassonomia integrativa.” I ricercatori, quindi, hanno tentato di confermare le osservazioni fatte su più fronti: cromatico, morfometrico, genetico, a cui hanno aggiunto considerazioni di tipo ecologico, etologico e biogeografico.

Per verificare le differenze cromatiche, Grasso e colleghi hanno usato un software per analizzare alcune delle differenze salienti fra i due pattern di colorazione (simil Do. quadripunctatus o simil Cr. scutellaris) a partire dai pixel di una fotografia. Visto che il software si basava sul rapporto tra il rosso presente nella testa e nel segmento mediano dell’animale, è stato possibile utilizzare fonti diverse, cosa che gli scienziati hanno sfruttato appieno: l’analisi si è basata non solo sulle fotografie dei ricercatori, ma anche su fotografie prese da vari social network più o meno dedicati alla natura.

“Abbiamo usato anche informazioni fornite dal cittadino, una sorta di citizen science. Noi crediamo molto in questa modalità” ha commentato Grasso, riferendosi a progetti che tentano di coinvolgere il cittadino nella ricerca, come lo School of Ants in cui è coinvolto personalmente. Queste analisi hanno permesso di dividere le Colobopsis in due pattern cromatici ben precisi, come si aspettavano gli studiosi.

Per studiare quantitativamente la morfologia delle Colobopsis, Grasso e colleghi hanno stabilito 12 tratti, già usati in passato per distinguere tra loro specie criptiche, estremamente simili tra loro. Quindi, li hanno misurati su 115 operaie da 44 colonie diversi. Le misurazioni hanno permesso di distinguere due “tipi” morfologici che si allineavano con i due pattern di colorazione per creare due fenotipi.

Grasso e colleghi hanno esteso la loro analisi anche al DNA: hanno analizzato un frammento nella sequenza di mtCOI, il gene di un enzima nel DNA mitocondriale (mtDNA) che muta rapidamente e che, per questo motivo, dovrebbe differenziarsi in popolazioni separate. Questo è stato l’unico metodo di indagine che non ha consentito di dividere le Colobopsis nei due gruppi usuali, poi diventati due specie.

“Il quadro è più confuso da questo punto di vista” ha detto Grasso riguardo all’analisi del mtDNA. “Abbiamo visto che lo stesso succede in altri casi simili, e abbiamo colto le utili informazioni che queste analisi ci potevano dare. È molto probabile che questi risultati siano coerenti con una speciazione recente.” Le imitans, quindi, si sarebbero separate poco tempo fa dalle truncata, e la separazione non si sarebbe ancora riflessa nel mtDNA.

A ognuna il suo modello

Le colonie di formiche possono avere grandi effetti sul loro ecosistema, specie se si tratta di formiche numerose, aggressive e velenose come Cr. scutellaris. Gli altri organismi si adattano; sono particolarmente numerosi gli imitatori delle formiche, dai ragni saltatori che adottano lo stesso movimento zigzagante e usano un paio di zampe come finte antenne ai coleotteri che tastano le formiche come queste fanno tra loro per assumerne l’odore.

Le formiche Colobopsis, dal canto loro, sembrano avere un vantaggio nell’imitare formiche diverse. Grasso e colleghi hanno individuato due coppie di imitatore-modello: le Colobopsis truncata imitano le formiche Do. quadripunctatus, le imitans “seguono le orme”, abbastanza letteralmente, di Cr. scutellaris. A confermare questo c’è la distribuzione delle formiche, limitata (in base alle informazioni attuali) a Sicilia, Maghreb, Spagna meridionale per le imitans, diffusa a gran parte dell’Europa e dell’area mediterranea per le truncata, ma apparentemente senza sovrapposizioni.

“Laddove c’è la imitans troviamo una sovrapposizione di Cr. scutellaris, mentre manca Do. quadripunctatus. Nella distribuzione più abbondante di truncata, abbiamo sì Cr. scutellaris, ma abbondanza di Dolichoderus” ha spiegato Grasso. “Questo ci ha fatto sorgere spontanea l’ipotesi che sia proprio il mimetismo la pressione selettiva che ha portato alla separazione fenotipica di queste specie.”

In Italia C. imitans è diffusa in Sicilia, dove manca completamente Dolichoderus ed è invece abbondante Crematogaster. Nelle regioni dove c’è Dolichoderus, invece, C. imitans non è stata trovata, nonostante sia presente anche Crematogaster. Immagine: dalla pubblicazione.

La mancanza del modello usuale, quindi, sarebbe stato un fattore chiave nel far divergere le due specie; l’imitazione da parte di imitans si sarebbe spinta fino a seguire i percorsi di Crematogaster, comportamento che sembra assente nelle truncata. Tutti questi dati, messi insieme, hanno fatto ritenere a Grasso e colleghi di aver individuato una nuova specie.

Rimane da chiedersi come mai le Colobopsis imitans riproducano in questo modo le Crematogaster. Essendo quest’ultime più velenose e meno palatabili, potrebbe trattarsi di un mimetismo batesiano, in cui una specie imita per difesa un’altra più pericolosa. Il fatto che le imitans seguano le piste di Crematogaster, poi, potrebbe avere il significato di una difesa per effetto diluizione: ho meno probabilità di essere attaccata se mi trovo tra tante uguali a me. Questa è tra le tante domande sulla formica appena scoperta a cui Grasso e colleghi dovranno rispondere in studi futuri.

“Descrivere una nuova specie è sempre un evento emozionante e particolarmente importante per chi si occupa di biologia, per questo abbiamo pensato di farlo sulle pagine che hanno pubblicato le idee di Darwin per la prima volta” ha concluso Grasso. Fu proprio sullo Zoological Journal of the Linnean Society, infatti, che nel 1858 Darwin e Wallace condivisero con il mondo la teoria dell’evoluzione per selezione naturale. “Abbiamo voluto omaggiarli così: le cose che ci hanno insegnato hanno permesso a noi oggi di raggiungere questo risultato. Una nuova tessera nel grande mosaico dello studio della biodiversità.”

Riferimenti:

Enrico Schifani, Daniele Giannetti, Sándor Csősz, Filippo Castellucci, Andrea Luchetti, Cristina Castracani, Fiorenza A Spotti, Alessandra Mori, Donato A Grasso, Is mimicry a diversification-driver in ants? Biogeography, ecology, ethology, genetics and morphology define a second West-Palaearctic Colobopsis species (Hymenoptera: Formicidae), Zoological Journal of the Linnean Society, 2021;, zlab035, https://doi.org/10.1093/zoolinnean/zlab035

Immagine in apertura: C. imitans, foto di Myrmecology Lab – Università di Parma