Ecce bombo

Ecce bombo.ROVERETO – La notizia arriva dal Centro Interdipartimentale Mente e Cervello (CIMeC) dell’Università degli Studi di Trento: anche i “bombi” hanno un cervello asimmetrico. Lo conferma uno studio condotto proprio dai ricercatori del CIMeC in collaborazione con i ricercatori della Fondazione Edmund Mach di San Michele all’Adige (TN), pubblicato ieri su PloS One.

Dunque anche il “Bombo terrestre”, la specie di bombi più comune della famiglia degli Apidi, ha un cervello lateralizzato, esattamente come la sua cugina più piccola, l’ape mellifera (Apis mellifera). Studiando i bombi (Bombus terrestris) e addestrandoli a rispondere a certi odori utilizzando una sola antenna per volta, i ricercatori hanno osservato differenze nelle prestazioni legate all’apprendimento olfattivo a seconda dell’antenna usata (destra o sinistra).

“Si sa da tempo – si legge nel comunicato diffuso oggi da CIMeC – che l’asimmetria di funzioni tra la parte destra e sinistra del sistema nervoso non è una prerogativa degli esseri umani. E’ stato proprio lo stesso gruppo di ricerca ad estendere questa caratteristica al mondo degli invertebrati, studiando le api domestiche (Apis mellifera). I risultati di questo studio sono un importante passo avanti perché costituiscono una prima prova a favore della lateralizzazione in una specie, come il bombo, dalle relazioni sociali primitive se paragonate alla complessità della struttura sociale di un’altra specie di imenotteri, l’ape mellifera”. 

Esemplare della famiglia dei bombi allo studio (foto di Elisa Rigosi)

Esemplare della “famiglia dei bombi” allo studio… (foto di Elisa Rigosi)

La prima parte dello studio, relativa alla memoria a breve termine, è stata condotta mediante la procedura “riflesso di estensione della proboscide” (in inglese PER, Proboscis Extension Reflex). Alla presentazione di una gocciolina di acqua zuccherata l’animale estende la sua proboscide (la ligula) per suggere il liquido. Se la presentazione del liquido è preceduta da uno stimolo odoroso, l’animale dopo poche prove impara ad estrarre la ligula alla sola presentazione dell’odore (nel caso di stimolo negativo, allontana la ligula, se già estratta).

A circa un’ora dal training iniziale, esponendo gli insetti agli odori di soluzioni zuccherine (odore rilevante per l’animale) e saline (odore sbagliato) i ricercatori hanno notato risposte significativamente diverse nelle antenne di destra e di sinistra. In altre parole, il numero di volte in cui l’animale estrae la ligula correttamente (cioè alla presentazione dell’odore associato al cibo) cambia significativamente a seconda dell’antenna usata, in favore della destra.

Questo ha spinto gli scienziati alla ricerca di corrispondenti asimmetrie morfologiche ed elettrofisiologiche tra le due antenne. Si sono avvalsi di una tecnica potente, l’elettroantennografia (EAG), sviluppata allo scopo di studiare la biologia sensoriale degli insetti e che registra la risposta elettrica prodotta dalle cellule sensoriali presenti nelle antenne. Un’accurata analisi delle antenne eseguita con miscroscopio elettronico a scansione (SEM) ha poi rivelato una densità di sensilli (organi sensoriali) tricoidei maggiore nell’antenna destra rispetto alla sinistra.

“La società dei bombi – spiegano i ricercatori italiani – è più primitiva quanto ad interazioni sociali rispetto a quella degli altri apidi e delle api da miele, gli insetti più sofisticati in questo senso. E’ formata da colonie annuali di femmine; la regina in primavera depone in un nido sia le uova fecondate sia le uova non fecondate da cui si svilupperanno rispettivamente operaie e maschi. Lo studio di questa specie serve quindi a testare l’ipotesi che l’evoluzione della lateralizzazione a livello di popolazione sia conseguenza delle interazioni sociali tra conspecifici”.

“Quale potrebbe essere la funzione ecologica di tutto ciò? – si chiede Giorgio Vallortigara, fra gli autori dello studio e direttore vicario del Centro Mente e Cervello – E’ un vero enigma. Per quale ragione la selezione naturale dovrebbe aver prodotto insetti con un maggior numero di cellule sensitive su un’antenna piuttosto che su un’altra?  Sospettiamo, ma non ne abbiamo le prove, che quest’organizzazione potrebbe favorire gli insetti quando debbono seguire un gradiente di concentrazione di tracce odorose”.

“Questo studio – afferma Gianfranco Anfora, primo autore dell’articolo e responsabile del Gruppo di Ricerca di Chimica Ecologica della Fondazione Edmund Mach – costituisce un’ulteriore prova in favore della presenza di lateralizzazione nelle popolazioni di invertebrati. La comprensione di tali meccanismi potrebbe inoltre essere utile nell’interpretazione dei complessi fenomeni di declino delle popolazioni di api che si stanno verificando in tutto il mondo. Il prossimo passo riguarda l’analisi di altre specie di bombi e di apidi dai diversi comportamenti sociali o protosociali, proprio al fine di gettare luce sul ruolo delle interazione tra conspecifici nell’evoluzione delle asimmetrie cerebrali morfologiche e funzionali”.

Reference:

Gianfranco Anfora, Elisa Rigosi, Elisa Frasnelli, Vincenza Ruga, Federica Trona, Giorgio Vallortigara, Lateralization in the invertebrate brain: left-right asymmetry of olfaction in bumble bee, Bombus terrestris, Plos One, 2011

1 Comment on "Ecce bombo"

  1. La selezione naturale potrebbe aver prodotto una lateralizzazione nei bombi per riuscire ad ottenere da un sistema nervoso molto semplice maggiori funzioni, mentre nell’uomo, al contrario, si è resa necessaria perché i due emisferi avendo raggiunto una tale complessità da annullarsi a vicenda, non riuscivano a sviluppare nuove funzioni. Un gradiente di tracce odorose con una data angolazione di provenienza, e un gradiente di luminosità con un’altra angolazione sono sufficienti per stabilire un punto di riferimento, in una mappa che viene creata memorizzando in maniera concentrica i vari punti che rappresentano le zone di un territorio. C’è da tenere presente anche che il movimento delle ali durante il volo aumenta la sensibilità nel rilevare tracce odorose e la percezione della loro provenienza fra parte destra e sinistra del corpo.

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