I biologi della George Washington University e della Rockefeller University hanno scoperto che durante l'evoluzione, le formiche tartaruga hanno ripetutamente cambiato la loro forma della testa, che può essere usata per giudicare la "specializzazione" dell'insetto. Un articolo sulla scoperta è stato pubblicato sulla rivista PNAS.
Le formiche tartaruga sono interessanti in quanto hanno teste sproporzionatamente grandi, che usano per bloccare gli ingressi ai loro nidi, fungendo da porte viventi. Ma non tutte le teste degli insetti hanno la stessa forma: per alcuni assomigliano a chiusini e idealmente coprono gli ingressi alle gallerie; altri hanno la testa quadrata, consentendo a più individui di piegarli come scudi, bloccando il passaggio al tunnel.
Questa varietà di forme della testa non è solo un interessante adattamento evolutivo. Può dire molto sullo sviluppo delle specie durante l'evoluzione e sul relativo riempimento di nicchie ecologiche.
Il nuovo lavoro dei biologi mostra che tale evoluzione può andare non solo in una direzione, verso una crescente specializzazione, ma anche nella direzione opposta. Gli autori hanno dimostrato che i rappresentanti di questa specie di formiche nel tempo sono diventati "specialisti di ampia portata".
Come molti altri insetti sociali che vivono nelle colonie, le formiche tartaruga sono specializzate in varie funzioni: si evolvono per evolvere tratti adatti al loro lavoro. Per i soldati, questo processo ha portato a grandi teste di varie forme.
"C'è una differenza enorme di quattro volte tra le teste di formiche tartaruga più piccole e più grandi", ha detto Scott Powell, autore principale del nuovo studio, biologo presso la George Washington University. "Per aiutare le persone a immaginarlo, dico spesso che il campione più piccolo può sedersi comodamente sulla testa del campione più grande."
La forma e le dimensioni della testa di un soldato Cephalotes goniodontes sono determinate dal tipo di tunnel che la specie occupa. Le stesse formiche non scavano gallerie, ma si muovono lungo quelle scavate dai trivellatori. E poiché il tunnel attraverso il quale si muovono può essere troppo grande o troppo piccolo, le formiche si diversificano rapidamente per poterlo occupare. Pertanto, la relazione tra le teste di questa specie e le gallerie può fornire una visione unica della selezione naturale nella popolazione di questi insetti. I ricercatori possono facilmente confrontare un tratto - la circonferenza della testa - con il tratto ecologico che lo ha fatto evolvere.
Per studiare lo sviluppo evolutivo di varie forme di teste, i ricercatori hanno raggruppato 89 tipi di formiche tartaruga per questo tratto. Hanno identificato negli insetti una testa quadrata, a cupola, a disco oa forma di ciotola. Gli autori hanno quindi esplorato le relazioni evolutive tra questi gruppi utilizzando informazioni genetiche raccolte in precedenza.
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Se l'evoluzione fosse un percorso a senso unico, le prime formiche tartaruga, apparse circa 45 milioni di anni fa, dovrebbero perdere completamente i loro soldati, per poi evolversi gradualmente verso la specializzazione: dai soldati dalla testa quadrata a individui con teste che coprono perfettamente gli ingressi dei tunnel.
Ma una nuova analisi mostra che le cose erano diverse. Il più antico antenato comune che i ricercatori sono stati in grado di individuare probabilmente aveva una testa quadrata. Da esso si sono evolute numerose formiche con diversi livelli di specializzazione. In alcuni casi, specie più specializzate hanno cambiato direzione nel tempo, evolvendosi in forme della testa più universali. Il lavoro mostra perfettamente quanto la natura possa essere incredibilmente flessibile nell'adattarsi alle condizioni della nicchia ecologica che occupano.
