Anche gli insetti ricordano: il filanto e l’ammofila

Per apprendere occorre ricordare e dunque la memoria è essenziale per apprendere. I processi evolutivi hanno dovuto non dimenticare questo assioma, dotandoci (noi e gli animali) di diversi tipi di memoria che, modulati da differenti gradi di motivazione, hanno reso possibile un più facile adattamento alle situazioni ambientali e sociali. La posta in gioco era tuttavia così importante che quei processi hanno selezionato anche “predisposizioni innate ad apprendere” per rendere tutto più facile ed immediato, soprattutto certo.
Nelle specie sociali, dove c’è continuità genitoriale e familiare tra generazioni, gli apprendimenti e gli adattamenti sono guidati dal gruppo. Ma pensiamo a quelle specie in cui non ci sono sovrapposizioni tra genitori e figli, la continuità dell’essere specie per comportamento e stile di vita a chi è stata affidata dal processo adattativo se non ai geni e quindi all’istinto? In questo modo anche comportamenti complessi vengono identicamente trasmessi a scala intergenerazionale.

Il filanto delle api (Philantus triangulum) e l’ammofila (Ammophila campestris) sono due insetti simili alle vespe (Imenotteri Vespoidei Sfecidi) molto comuni sulle coste olandesi del mare del Nord, che dettero a Niko Tinbergen e Gerard Baerends l’opportunità di esplorare per primi, le facoltà della loro memoria.

Le femmine del filanto scavano nidi nel terreno per deporvi le uova. Un singolo cunicolo porta ad un grappolo di cellette  in cui depongono in ciascuna un uovo. Il compito delle femmine è di fornire il nutrimento alle larve che schiuderanno, costituito purtroppo da api, di cui sono cacciatrici provette insidiandole mentre intente a raccogliere nettare o polline dai fiori. Afferratane una con le zampe, entrambe cadono a terra ma rotolando giù, la filanto colpsce abilmente la preda con il pungiglione, paralizzandola (fig. 1). Si dirige poi in volo tenendola ben stretta verso il nido, ponendo in ciascuna celletta 3-4 api paralizzate di cui si nutriranno le larve in sviluppo. Qui abbandonate, compiranno il loro ciclo larvale lasciandolo l’estate seguente per “continuare l’opera della madre” come racconta K.von Frisch.

Un solitario Tinbergen passeggiando tra le dune di una delle isole frisone, si chiedeva come facesse la filanto a ritrovare il nido nell’omogeneità del paesaggio dunale. Le vedeva arrivare in volo e, dopo poche volute, calare decise sopra l’entrata del loro cunicolo; ma su quelle spiagge tante erano le filanto ed altrettanti i nidi, raggiunti senza tentennamenti. Vista? Olfatto? Sensi che certamente non le erano estranei? Ma cosa, tra radi ciuffi di erbe alofile e legni portati dalle onde costituivano i reperi su cui basarsi, e quali le scie odorose che i venti non si stancavano di confondere?   

Una prima mossa fu quella di ripulire da ogni possibile cosa o vegetale alcuni metri quadri intorno ad alcuni nidi; il risultato fu illuminante: la filanto che si era staccata dal nido con alcune volute prima della pulizia, al ritorno con la preda apparve sconcertata, svolazzava, si posava, tornava a volare con la preda ben stretta, finchè la mollava per iniziare una ricerca nei paraggi zampettando sulla sabbia. In qualche caso era fortunata ad imbattersi nel pertugio del cunicolo, in altri desisteva, sfinita.

Guardiamo adesso la fig. 2. Tra le cose spiaggiate non mancavano molti coni di pino e con essi Tinbergen fece una corona intorno ad un nido mentre la filanto era dentro a sistemare un’ ape in una celletta. Quando uscì di nuovo fece alcune volute di esplorazione attorno all’area e se ne andò a caccia di nuove prede. Subito spostò la corona di pini poco distante e quando la femmina tornò si diresse decisa in un punto all’interno della corona, dove ovviamente non trovò nessuna entrata al nido.

Il mistero era risolto con un semplice esperimento, portando con se un corollario importante: la filanto in uscita era attenta a particolari dell’intorno del nido che memorizzava per poi orientarsi verso di esso, ritrovandolo con facilità. Quello che faceva era un processo di localizzazione spaziale basato su particolari del paesaggio: un piccolo insetto di un paio di centimetri era capace di usare la stessa strategia di orientamento di organismi di ben altra complessità strutturale, come uccelli, rettili o noi stessi. Una strategia che oggi chiamiamo “pilotaggio”, basata su di un processo di apprendimento e conseguente memorizzazione.

Tinbergen trasmise al suo allievo Baerends la passione per le predaci vespe solitarie, avviandolo allo studio delle ammofile che, sebbene assai simili ai filanto, hanno un comportamento di allevamento della prole assai più complesso.
Le sue prede preferite sono questa volta i bruchi di farfalla, che cattura e paralizza trascinandoli al nido scavato nel terreno, camminando anche per lunghi tratti (Fig, 3). Anche lei usa una strategia di pilotaggio per ritrovare il nido, con riferimento a particolari del paesaggio circostante. Giunta al nido vi introduce il bruco, deponendovi sopra un uovo, quindi esce e lo chiude con dei sassolini (Fig. 4). Di solito scaverà altri due o tre nidi ripetendo quanto fatto con il primo. Dopo qualche tempo, a turno, rimuove i sassolini per penetrare nei cunicoli e sorvegliare lo sviluppo delle uova ormai divenute delle larve e se necessario rifornirle di altri bruchi che vengono da queste divorati. Le visite mattutine ai nidi vanno avanti con lo sviluppo delle larve, ciascuna rifornita regolarmente con il giusto numero di bruchi che le sono necessari. Non è una operazione routinaria fatta alla cieca, ma il cibo (ben costoso da catturare per la madre !) è calibrato sulla reale necessità di ciascuna. Se i bruchi non sono stati ancora consumati richiude il cunicolo e per quel giorno lo ignora, altrimenti ve ne aggiunge. La cosa va avanti finché le larve non iniziano a filare il bozzolo ed impuparsi, smettendo di cibarsi. La madre non visiterà più quei nidi né rivedrà le figlie per sempre. Nei loro geni ci sono tutte le informazioni necessarie a continuare l’anno dopo, il comportamento di allevamento della prole, loro tipico.

Baerends si chiese come facesse la vespa a portare la giusta quantità di cibo a ciascun nido senza errori e lo fece con grande pazienza ed abilità, togliendo o rifornendo lui stesso di bruchi i diversi nidi. Come potè assicurarsi, ogni mattino la vespa visitava i nidi prima di andare a caccia di bruchi, verificando se e quanti erano necessari per ciascun nido. Poi partiva per la caccia. Un bell’esercizio di memoria da tenere in testa, ma… se i nidi erano stati modificati da Baerends prima della visita nel loro contenuto in bruchi, la madre ne teneva correttamente conto. Se ne modificava il contenuto dopo la visita mattutina, la madre era cieca alla modifica operata, non tenendone affatto conto: rimpinzava un nido che aveva trovato sguarnito ma ora già ripieno di altre larve messe da Baerends.

Le sue ricerche misero in evidenza diversi fatti importanti in quei tempi di crescita delle discipline etologiche. Intanto le femmine delle ammofila avevano una organizzazione istintuale del loro comportamento di nidificazione e cura della prole.  Le singole azioni che metteva in atto, erano organizzate secondo una rigida e ripetitiva gerarchia: scavo del nido – cattura della preda – suo trasporto – apertura del nido – trascinamento a ritroso del bruco – sistemazione nella celletta – deposizione dell’uovo – uscita e richiusura. Ciò indicava l’esistenza di un programma interno di azione fisso ed immutabile, generazione dopo generazione, geneticamente controllato.

Anche la cura delle larve rispondeva ad uno schema fisso d’azione, ma con la variabile dell’ispezione e memorizzazione del contenuto in bruchi; tuttavia poiché gli interventi esterni non erano previsti dalla realtà adattativa, non c’era bisogno di controllare nuovamente, era già stato fatto, non si poteva gettare via altre energie, nessuno poteva aprire i nidi e mescolare le carte! Il comportamento dell’ammofila così generato dall’adattamento era sufficiente alla perpetuazione della sua specie. Gli interventi sperimentali di Baerends erano stati capaci di verificare le modalità comportamentali della vespa ed in particolare le capacità della sua memoria, che erano notevoli e sufficienti a guidare la sua attività di predazione dei bruchi: una impronta memonica che durava fino a 15 ore, come scoprì Baereds, lunga come le ore di un giorno d’estate, ossia della loro stagione di caccia. Miracoli evolutivi…

Semplici esperimenti, osservazioni in natura, esplorazione di legami filetici, era così che nel decennio che precedette il secondo conflitto mondiale, le scienze etologiche iniziavano brillantemente il loro cammino. Quando nel 1971, arrivai in Olanda quale “apprendista etologo”, Tinberghen era candidato al Premio Nobel e Baerends direttore dell’Istituto di Zoologia dell’università di Groningen, mi accolse nel suo istituto per trasmettermi un legame mai venuto meno per il comportamento animale.

Crediti
Autore: N. Emilio Baldaccini. Già Professore Ordinario di Etologia e di Conservazione delle risorse Zoocenotiche dell’Università di Pisa. Autore di oltre 300 memorie scientifiche su riviste internazionali e nazionali. Svolge attività di divulgazione scientifica. E’ coautore di testi universitari di Etologia, Zoologia Generale e Sistematica, Anatomia Comparata.