Ponti di formiche o pergole costruite dagli uccelli: cosa ci insegna l'architettura animale sull'evoluzione

Il mondo selvaggio è pieno di architettura . Lo vediamo negli alveari, nei nidi degli uccelli, nelle ragnatele, nelle dighe dei castori, nei termitai, nelle tane... La diversità è enorme, ma tutte queste architetture hanno qualcosa in comune: sono il prodotto di un comportamento animale complesso, in gran parte innato; non richiede apprendimento. Come si è evoluto?

Il modo in cui i cambiamenti genetici generano comportamenti diversi è un mistero che affascina da anni la comunità scientifica. Poiché le strutture architettoniche degli animali possono essere misurate con precisione, queste sono caratteristiche eccellenti per risolvere l'enigma. Di seguito sono riportati tre esempi di animali architetti molto illuminanti:

Ponti di formiche: regole semplici per comportamenti complessi

Le formiche legionarie (genere Eciton ) vivono nelle foreste pluviali tropicali del Sud America e, a differenza di altre specie, sono nomadi. Ogni giorno la colonia, composta da migliaia o addirittura milioni di individui, si sposta alla ricerca di cibo. Questo stile di vita richiede un rapido adattamento all'ambiente. Mentre le altre formiche possono esplorare a fondo il loro territorio per creare percorsi efficienti, le formiche legionarie devono improvvisare percorsi su un terreno intricato come la giungla, pieno di ostacoli come buchi e rami.

Per superare queste sfide, questi insetti hanno sviluppato un comportamento molto particolare: l'assemblea collettiva . Usano il loro corpo per formare strutture temporanee che facilitano il passaggio dei loro simili, tra cui spiccano i ponti viventi. Possono raggiungere una lunghezza di 12 centimetri, pari a circa 12 volte la lunghezza del corpo di una formica.

Nel 1874 , il naturalista americano Thomas Belt descrisse per primo il comportamento delle formiche legionarie e pose una domanda: "Non si può dire che questi insetti siano capaci di determinare tramite il ragionamento qual è il modo migliore per fare una cosa e che le loro azioni siano guidate dal pensiero e dalla riflessione?"

Grazie a studi successivi , sappiamo che l'assemblaggio delle formiche non richiede una pianificazione centralizzata o abilità cognitive avanzate. Si tratta invece di un comportamento guidato da regole semplici, in cui il senso del tatto e i feromoni sono fondamentali.

La prima regola è: "Se trovi una buca sulla strada, coprila e fermati". In questo modo si forma il primo collegamento e, man mano che altre formiche lo attraversano, si uniscono al ponte, estendendolo o rinforzandolo. Poi vale la regola "non muoverti se qualcuno è sopra di te". Questa risposta tattile consente alle strutture di rimanere coese e stabili, anche in caso di fluttuazioni del traffico. Infine, utilizzano i feromoni per attirare più formiche, rafforzando il ponte.

Queste regole consentono alle formiche di regolare il loro comportamento in base al traffico. Pertanto, un ponte può dissolversi rapidamente se il flusso rallenta o viene interrotto, liberando le formiche “strutturali” che possono così tornare alle loro normali attività.

Tane dei topi: un modello fenotipico esteso

Nel 1982, Richard Dawkins coniò il concetto di “fenotipo esteso” per descrivere il modo in cui i geni di un organismo modellano non solo il suo corpo, ma anche l’ambiente che modifica. Previde che i geni sarebbero favoriti se facessero sì che gli organismi modificassero il loro ambiente in modi che ne favorissero la propagazione. Nello specifico, l'architettura animale è un chiaro esempio di fenotipo esteso e i topi del genere Peromyscus rappresentano il modello perfetto per studiarlo .

Questi roditori sono distribuiti in tutto il Nord America e vivono in ambienti diversi, come foreste e praterie aperte. Tra queste, P. maniculatus e P. polionotus sono due specie strettamente correlate, ma con notevoli differenze nelle tane che costruiscono.

Mentre P. maniculatus costruisce tane semplici, con un breve tunnel d'ingresso e una piccola camera di nidificazione, P. polionotus alza l'asticella. Costruisce tane più lunghe e complesse, che comprendono anche un tunnel di fuga nel caso in cui entri un predatore. Queste differenze persistono anche quando gli animali vengono allevati nelle stesse condizioni di laboratorio, evidenziando la forte componente ereditaria del comportamento.

Uno studio condotto dal Princeton Neuroscience Institute negli Stati Uniti ha scoperto il locus (posizione di un gene) sul cromosoma 4 che rende il P. polinotus un maestro scavatore. Hanno introdotto questo locus P. polionotus in un topo P. maniculatus e questo ha costruito tane più lunghe del 20%. Ciò dimostra che piccoli cambiamenti genetici possono avere un grande impatto sul comportamento.

Ciò non significa che l'ambiente non abbia nulla a che fare con il risultato finale di qualsiasi costruzione. Tutti i comportamenti, anche quelli più innati, sono il risultato dell'interazione tra geni e ambiente. P. polionotus è monogamo ed entrambi i genitori collaborano nello scavo delle tane. Uno studio pubblicato nel 2022 ha dimostrato che quando le coppie sono composte da sessi opposti, si coordinano molto meglio e le tane risultanti sono più grandi rispetto a quelle che si creano quando due individui dello stesso sesso lavorano insieme.

L'uccello giardiniere: l'importanza della selezione sessuale

Senza dubbio, uno dei grandi motori dei comportamenti complessi in natura è la selezione sessuale. Tra gli esempi più affascinanti ci sono gli uccelli giardinieri (famiglia Ptilonorhynchidae), uccelli originari dell'Australia e della Nuova Guinea. Vengono chiamate così perché i maschi costruiscono pergole con l'unico scopo di attrarre le femmine.

Questi uccelli utilizzano foglie, rami e una vasta gamma di oggetti per costruire e decorare i loro capolavori. Gli ornamenti possono essere costituiti da elementi naturali come fiori e conchiglie, ma anche da oggetti artificiali come plastica o lattine. Inoltre, alcune specie, come l'uccello giardiniere satinato ( Ptilonorhynchus violaceus ), dipingono l'interno dei pergolati con pigmenti ricavati dalla frutta, selezionando con cura colori specifici come il blu.

Quando una femmina entra nel viale del pergolato, il maschio inizia la sua parata dall'esterno. Con movimenti rapidi, agita e lancia oggetti colorati fuori dal campo visivo dell'osservatore, emettendo al contempo un'ampia varietà di vocalizzazioni. Tutto ciò con l'obiettivo di catturare la sua attenzione il più a lungo possibile, perché se la femmina rimane sul viale dopo lo spettacolo, il maschio ne approfitta per accoppiarsi con lei.

Uno studio recente ha rivelato che i pergolati non svolgono solo funzioni visive, ma anche acustiche. La forma della struttura e i materiali duri utilizzati dai maschi, come ossa e conchiglie, riflettono e amplificano le loro vocalizzazioni, indirizzandole verso il punto esatto in cui si trova la femmina. In questo modo i suoni ti raggiungono con maggiore intensità e chiarezza, aumentando le probabilità di attirare la tua attenzione.

È interessante notare che all'interno della famiglia degli uccelli giardinieri ci sono specie che variano notevolmente nella complessità delle strutture che costruiscono. Gli esemplari più primitivi non costruiscono pergole e basano il loro corteggiamento principalmente sulle vocalizzazioni, il che indica che i segnali uditivi potrebbero aver costituito il primo passo evolutivo nei loro rituali di accoppiamento. Nel corso del tempo sono stati incorporati elementi visivi, aumentandone la raffinatezza. Questa combinazione di segnali, nota come comunicazione multimodale, è spesso associata a un maggiore successo riproduttivo.