Queen brood care behavior is plastic and socially regulated in an annually eusocial insect
Questo studio dimostra che le regine di bombi mantengono la plasticità comportamentale nella cura della prole durante lo sviluppo della colonia, mostrando specificamente che possono regolare socialmente i comportamenti di incubazione e di alimentazione in risposta alla perdita di operaie, con l'incubazione che esibisce una maggiore flessibilità rispetto all'alimentazione.
Articolo originale sotto licenza CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Questa è una spiegazione generata dall'IA di un preprint non sottoposto a revisione paritaria. Non è un consiglio medico. Non prendere decisioni sulla salute basandoti su questo contenuto. Leggi il disclaimer completo
Nel mondo degli insetti, il modo in cui una madre si prende cura della sua prole cambia spesso man mano che la sua famiglia cresce. Per molte specie, esiste un punto di svolta netto: una madre inizia facendo tutto da sola, ma una volta che i suoi figli crescono e possono aiutare, lei fa un passo indietro per concentrarsi sulla creazione di nuovi piccoli. Questo cambiamento è una parte fondamentale del funzionamento delle colonie di insetti sociali, come quelle di api e formiche. Gli scienziati chiamano questo fenomeno "plasticità comportamentale", che è semplicemente la capacità di un animale di cambiare le proprie azioni quando il suo ambiente cambia. Nei gruppi sociali, ciò significa regolare il comportamento in base a chi è presente. Sebbene sappiamo che le madri insetto possono cambiare ruolo quando i loro aiutanti arrivano per la prima volta, è rimasto un mistero se questo passaggio sia permanente. Una volta che una regina di ape smette di cambiare i pannolini e inizia a deporre uova, perde la capacità di tornare a prendersi cura della sua prole se gli aiutanti scompaiono? O il suo nuovo ruolo è così fisso da non permetterle di adattarsi se il mondo sociale intorno a lei crolla?
Un team di ricercatori dell'Università della California, Riverside, ha deciso di scoprirlo osservando le regine di bombo in un ambiente controllato. Si sono concentrati sul comune bombo orientale, una specie che inizia la propria vita da sola. Una nuova regina costruisce un nido, depone le uova e si prende cura della prima covata da sola. Alimenta i piccoli e li tiene al caldo. Alla fine, le sue prime figlie schiudono e diventano operaie. Queste operaie subentrano nei compiti pesanti di alimentazione e riscaldamento della covata, permettendo alla regina di dedicarsi quasi interamente alla deposizione delle uova. I ricercatori volevano testare se questa transizione fosse una strada a senso unico. Si chiedevano se una regina, anche in una colonia grande e matura con decine di operaie, potesse improvvisamente ricordare come prendersi cura della sua prole se tutte le operaie venissero portate via.
Per rispondere a questo, gli scienziati hanno allestito un esperimento con cinquanta colonie di bombi. Hanno allevato queste colonie in laboratorio fino a raggiungere tre diverse fasi di crescita: precoce, intermedia e tardiva. Le colonie precoci avevano circa cinque operaie, quelle intermedie circa quindici e quelle tardive circa cinquanta. Ad ogni fase, hanno diviso le colonie in due gruppi. In un gruppo, hanno lasciato le operaie da sole. Nell'altro gruppo, hanno rimosso con cura ogni singola operaia dal nido, lasciando la regina completamente sola con la sua covata. Hanno poi filmato le regine per due giorni, osservando attentamente il loro comportamento prima e dopo la scomparsa delle operaie. I ricercatori cercavano due azioni specifiche: l'incubazione, ovvero quando la regina si siede sulle uova o sulle larve per tenerle al caldo, e l'alimentazione, dove lei rigurgita il cibo direttamente nelle bocche dei piccoli.
I risultati hanno mostrato che le regine erano molto più flessibili di quanto ci si aspettasse. Quando le operaie venivano rimosse, le regine intervenivano per colmare la lacuna nel corso del giorno successivo. In ogni singola colonia, indipendentemente dal fatto che fosse giovane o vecchia, le regine aumentavano il tempo trascorso a incubare la covata. Si sedevano sui giovani insetti più spesso e per periodi più lunghi per garantire che rimanessero al caldo. Questo accadeva anche nelle colonie più vecchie, dove le regine deponevano uova da settimane e non avevano mai avuto bisogno di fornire molta cura. Lo studio ha scoperto che le regine non stavano solo lì sedute; regolavano attivamente il proprio comportamento per adattarsi alla nuova realtà solitaria dei loro nidi. Tuttavia, c'era un limite a questa flessibilità. Sebbene le regine fossero diventate molto più brave a tenere calda la covata, non aumentarono significativamente la frequenza con cui nutrivano le larve. L'alimentazione rimaneva un evento raro, avvenendo con la stessa scarsa frequenza con cui accadeva in presenza delle operaie. Ciò suggerisce che, mentre la capacità di tenere caldo il nido è una competenza che le regine possono attivare e disattivare, l'atto di nutrire è un comportamento diverso e più rigido.
I ricercatori hanno anche osservato cosa accadeva alla capacità della regina di deporre uova quando le operaie svanivano. Nelle colonie più vecchie, le regine deponevano significativamente meno uova dopo la rimozione delle operaie. Ciò indica un compromesso: quando la regina doveva lavorare duramente per tenere calda la covata, aveva meno energia o tempo per produrre nuove uova. Sembra che il corpo della regina bilanci costantemente il costo della cura della prole rispetto al costo della produzione di nuovi esemplari. Lo studio ha anche rivelato che le regine non si prendono cura in modo smodato di qualsiasi piccolo vedano; sono selettive. Le regine passavano la maggior parte del tempo a scaldare le larve e le pupe più grandi, mentre nutrivano quasi esclusivamente le larve più giovani. Questo suggerisce che, anche quando la regina svolge tutto il lavoro da sola, prende decisioni strategiche su quali piccoli necessitino maggiormente della sua attenzione.
Forse la scoperta più sorprendente è stata che questa capacità di cambiare ruolo non scompare mai. I ricercatori hanno osservato persino colonie completamente mature con centinaia di operaie, dove ci si aspetta che la regina non faccia altro che deporre uova. Anche in questi nidi massicci, quando le operaie venivano rimosse, le regine venivano osservate mentre incubavano nuovamente la covata. Questo prova che la transizione da custode a specialista della riproduzione non è una perdita permanente di capacità. La regina conserva la capacità di prendersi cura della sua prole, anche se la usa raramente. Questa flessibilità potrebbe essere uno strumento di sopravvivenza cruciale. Nella natura, se una colonia perde le sue operaie a causa di un predatore o di una tempesta, la regina deve essere in grado di intervenire per salvare i restanti piccoli, o l'intera colonia morirà.
Lo studio sfida la vecchia idea secondo cui, una volta che una regina di insetto si specializza nella riproduzione, perde i suoi istinti materni. Al contrario, mostra che questi istinti sono sempre presenti, in attesa di essere riattivati se l'ambiente sociale lo richiede. Le regine non hanno avuto bisogno di imparare di nuovo come prendersi cura della prole; dovevano solo ricordare come farlo. Questa scoperta cambia la nostra comprensione di come evolvono gli insetti sociali. Suggerisce che la capacità di adattarsi alle mutevoli condizioni sociali sia un tratto potente che viene mantenuto vivo, anche mentre la colonia cresce e il ruolo della regina diventa più specializzato. La regina non è solo una macchina per deporre uova; è una madre resiliente capace di cambiare marcia istantaneamente per garantire la sopravvivenza della sua famiglia, indipendentemente da quanti aiutanti abbia o da quanto sia vecchia la colonia.
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