LE INFINITE FORME BELLISSIME...E FUNZIONALI DELLA BIODIVERSITA'

Questo post partecipa al progetto CARNEVALE DELLA BIODIVERISTA'; come già spiegato nel post (carnevale della biodiversità: il bando) questa iniziativa si propone di trattare temi legati alle scienze naturali per continuare a sottolineare l'importanza del tema in oggetto, sia all'interno della comunità scientifica sia tra il grande pubblico.

Invito chiunque leggesse questo post ad andare sul blog L'orologiaio miope, dove potrete trovare i link corrispondenti ai post dei blogger patecipanti all'iniziativa.

Il concetto di biodiversità è qualcosa di sconcertante; comprende la varietà e la variabilità degli organismi viventi e i complessi sistemi ecologici in cui essi vivono. La biodiversità è determinata da quegli elementi molecolari, noti come nucleotidi, che costituiscono le basi molecolari dell'ereditarietà all'ecosistema in toto. Molto spesso ce ne dimentichiamo ma è grazie all'infinita varietà di specie viventi, dai microrganismi alle piante e animali che popolano il nostro pianeta che è possibile l'esistenza della vita sulla terra,compresa quella dell'uomo, infatti sfruttiamo i servizi offerti dagli ecosistemi il cui grado di funzionalità e salute è determinato dalle infinite specie animali, vegetali che li costituiscono che come tanti tasselli di un puzzle attraverso le loro azioni di "vita quotidiana" forniscono risorse per il nostro sostentamento.

La diversità delle specie animali e vegetali si manifesta in infinite forme bellissime; conseguenze degli adattamenti che si sono evoluti negli organismi viventi come soluzione dei principali problemi dell'esistenza. Infinite forme bellissime sopratutto frutto di processi evolutivi e di adattamento dunque; infatti la natura non progetta niente per caso, e se osserviamo con attenzione le svariate specie che condividono con noi il pianeta terra noteremo che le meraviglie che la natura ci riserba vanno al di là del semplice aspetto estetico. Un esempio? prendiamo in considerazione gli artropodi, in particolare una sottoclasse che non può piacere di sicuro a tutti; gli insetti!

Circa il 76% delle specie animali è rappresentato dagli insetti; vivono pressocchè ovunque, solo gli oceani aperti e il mare profondo sono stati poco sfruttati, per il resto hanno colonizzato quasi tutto il pianeta, infatti se non ci si sofferma solo all'aspetto estetico ci si potrà rendere conto che il successo degli insetti è determinato da un insieme unico di fattori che possono essere facilmente identificati nella loro morfologia. Infatti questi piccoli animali, anche se ce ne sono alcuni di notevoli dimensioni (insetti stecco che possono raggiungere anche i 33cm) possiedono tutto ciò di cui si ha bisogno per sopravvivere. Tante e innumerevoli sarebbero lecaratteristiche da analizzare, in questo post ne vedremo alcune, spero bastino a rendere l'idea di quanto affascinante sia la natura che ci circonda in ogni suo aspetto.

1)DIMENSIONI CORPO: Essere piccoli può presentare molti vantaggi in natura e gli insetti lo sanno bene! Le dimensioni ridotte permettono agli insetti di occupare innumerevoli habitat differenti che sarebbero proibitivi per molti animali. Inoltre le piccole dimensioni possono facilitare il trasferimento da un luogo ad un altro.

2) IL VOLO: Senza dubbio uno degli aspetti più importanti e molti zoologi lo considerano addirittura il loro principale elemento di successo. L'alimentazione, compagni/e con cui accoppiarsi non sono distribuiti unifromemente all'interno di una stessa area, avere la possibilità di volare avanti e indietro casomai su una area molto estesa, aumenta la possibilità di trovarli, inoltre il volo rappresenta un efficace sistema di fuga dai predatori e permette ad una popolazione di disperdersi allargando la distribuzione di una specie e riducendo di conseguenza la competizione per l'alimento. Inoltre il volo permette migrazioni a grandi distanze; per esempio le locuste del deserto possono volare per centinaia di chilometri prima di raggiungere una nuova area di alimentazione, o come le farfalle monarca che volano dalla nuova inghilterra fino al messico quando si avvicina l'inverno.

3): L'ESOSCHELETRO. 

E' grazie ad esso se le zanzare non ci fanno dormire l'estate, infatti gli insetti possiedono apparati boccali che sono capaci di perforare, triturare una grande varietà di materiali naturali, compreso il legno. L'esoscheletro offre innumerevoli vantaggi, assumendo forma di archi, anelli, cilindri cavi, assicura all'insetto una protezione simile ad una corazza e offre sostegno al corpo e alla sua muscolatura. Inoltre rende possibile la lotta senza quariere della vita degli insetti, chi di noi non avrà notato qualche formica o qualche altro insetto fare balzi vigorosi atterraggi di fortuna colpi violenti, subire seppellimenti occasionali, inotre gli stress del volo causano raramente danni che possono essere molto gravi., inoltre l'esoscheletro rende la stragrande maggioranza degli insetti impermebilizzata da uno strato ceroso che si trova sulla superficie dell'esoscheletro. Se non fosse così il rapporto tra l'area della superficie e volume di un insetto causerebbe una rapida perdita dell'acqua in area secca. Basti pensare a delle cavallette in piena estate in un campo di grano, se l'esoscheletro non fornisse tale protezione si disseccherebbero immediatamente.L'esoscheletro tende ad essere pluristratificato, simile ad una vera e propria corazza. Influenza ogni aspetto della biologia degli insetti, e degli antropodi dal momento he è una caratteristica comune a tutti gli animli appertanenti a tale ordine. Sostegno, protezione, locomozione, accrescimento e sviluppo, un ruolo fondamentale in ogni questo aspetto è determinato dall'esoscheletro. L'esoscheletro è costituito da una cuticola pluristratificata, spessa. Una buona percentuale è costituita dalla chirina carvoidrato luno e flessibile simile nella struttura alla cellulosa. Le molecole della chitina si combinano tra di loro per formare fibrille che vendono deposte in strti obliqui con differenti orientazioni, conferendo alla cuticola una ecellente resistenza agli urti. La cuticola uò essere suddivisa in più strati: quello più interno noto come endocuticola, uno strato intermedio sottile definito esocuticola, uno strato superficiale detto epicuticola. La chitina che è uno dei componenti principali dell'esoscheletro è "immerso" in una massa di parecchi tipi di proteine. L'epidermide produce e libera nella curicola sostanze definite fenoli i quali vendono ossidari a chinoni, che si legano alle varie molecole proteiche. I chinoni sono fondamentali nella resistenza dell'endoscheletro in quanto unendo con legami trasversali le varie proteine che lo compongono, i chinoni convertono la sostanza fondamentale molle della cuticola nell'escocheletro duro. La durezza dell'esoscheletro quindi è direttamente proporzionale alla quantità di legami trasversali formati formati dai chinoni con le moelcole proteiche che costituiscono la cuticola. In genere le aree indurite sono definite scleriti. L'esoscheletro è dunque una componente fondamentale della morfologia degli insetti, anche le ali della maggior parte dei Lepidotteri che sono rivestite da squame. Non tutte le parti della cuticola è rigida come una

come un armatura, in molti punti essa è molto flessibile e continene una quantità piccola di sostanza dura; per contro la cuticola del capo e delle pati boccali ha una percentuale alta di proteine sclerotizzate ed è piuttosto rigida. L'epicuticola invece contiene una elevata quantità di cere, ciò è importante soprattutto negli artropodi terrestri come gli insetti, l'epicuticola cerosa riduce notevolmente la perdita d'acqua ed è una delle ragioni principali del successo degli insetti sulla terra ferma.

Ovviamente se l'esoscheletro viene eliminato man mano che l'insetto cresce attraverso il processo della muta.

4) LA METAMORFOSI: permette agli insetti di godersi il meglio di due mondi mentre si accrescono e si riproducono, ad esempio il bruco è poco più che una macchina divoratrice di foglie, per poi evolversi in una farfalla dai colori variopinti. In condizioni ideali il moscerino della frutta (Drosophila) molto utilizzati come organismo modello in genetica, producono 25 generazioni all'anno. Le femmine depongono all'incirca 100 uova metà delle quali si sviluppano in maschi e metà in femmine. Infine gli insetti terrestri dipendono dalle piante terrestri per l'alimento.Infatti molte specie di insetti si sono coevolute con alcune specie di piante specialmente le angiosperme (le piante a fiore). La maggior parte delle angiosperme dipende dagli insetti per l'impollinazione e molte specie di insetti fanno affidamento sul nettare e sul polline ome alimento. Pechè le piante e gli insetti hanno evoluto adattamenti che promuovono questa relazione mutuamente benefica, la diversità delle piante ha contribuito alla diversità degli insetti e viceversa. 

Nonostante l'incredibile varietà e diversità, gli insetti condividono molri caratteri fondamentali. Il corpo principilamente  è costituito da un capo un torace e un addome. Il capo è una capsula protettiva e un centro deputato alla ricezione sensoriale e all'alimentazione; contiene il ganglio cerebrale (cervello o cerebro o sicerevro nello specifico) e reca tipicamente occhi composti costituiti da pià occhi semplici deti ocelli, un paio di antenne e l'apparato boccale. Il torace è il vero e proprio centro locomotore di un insetto. Altre caratteristiche generali che incontriamo in ogni insetto sono 3 paia di zampe, 1 o 2 paia di ali, tutte presenti su un torace a 3 segmenti. Gli insetti sono gli unici invertebrati forniti di ali. Dopo aver analizzato brevemente quali caratteristiche li hanno resi capaci di poter governare le più svariate nicchie ecologiche...vediamo alcuni degli ordini più importanti.

Un classico esempio di bellezza nella forma e nei colori associato alla funzionalità che ne deriva...

 Molte specie hanno una notevole versatilità locomotoria: molte specie possono strisciaare, camminare, nuotare, volare e alcuni sono anche capace di correre, saltare, tuffarsi o planare. Versatilità nei movimenti resa possibile grazie ad alcune caratteristiche uniche dei loro arti. Un gioco di fondamentale importanza è determinato dall'esoscheletro duro che permette di sfruttare i principi delle leve. La zampa di un insetto, ma questo vale per tutti gli artropodi in generale, è una vera e propria leva  la cui estremità libera percorre uno spazio relativamente grande quando contrazioni muscolari relativamente piccole spostano l'estremità che fa da da fulcro. In questo le forze evolutive hanno prodotto arti adatti alla locomozione rapida mentre altri atrti sono adattati per i movimenri più lenti o potenti ecessari per scavare gallerie sollevare, o trattenere. Inoltre un secondo carattere  è che la concentrazione delle forze locomotrici nelle zampe permette all'animale di mantenere un movimento continuo in avanti; ad esempio un lombrico deve effettuare un movimento peristaltico per spostarsi in avanti, movimento in cui ogni segmnto del corpo deve arrestarsi prima di potersi muovere di nuovo, ne consegue che la spesa energetica per vincere l'inerzia è elevata, perchè nel movimento deve accellerare e decellerare l'intera massa corporea, in un insetto ad esempio ciò non rappresenta un problema in quanto dopo essersi posto in moviemnto deve solo decellerare e accellerare gli arti, la cui massa è piccola rispetto a quella dell'intero corpo. Inoltre un terzo carattere importante è che l'arto di tutti gli artropodi molto articolato, diviso in 5 o più parti connesse a più parti da articolazioni a cerniera.

Gli insetti hanno sei zampe, e il movimento di ognuna di queste zampe deve essere sincronizzato a dovere per impedire alle zampe di aggrovigliarsi durante i movimenti. Le zampe si muovono in una sequenza ordinata, cominciando con quelle posteriori.

Altri insetti sono provetti nuotarori: il coleottero ditiscidae, ne è un esempio. Questo coleottero come molti altri insetti utilizza le zampe come dei veri e propri remi. Come si può vedere nell'immagine i pei siruati sulla zampa si divaricano ampiamente durante la corsa attiva, ciò è importante perchè consente di aumentare l'area della superficie propulsiva, e poi si apiattiscono nuovamente durante la corsa di ritorno.

Alcuni insetti usano la propulsione a getto. Un esempio sono le larve di anisotteri.

Altro mezzo di locomozione utilizato molto dagli insetti è il volo.

Il meccanismo di volo degli insetti è da sempre oggetto di studio, ed è più complicato di quanto si possa immaginare, infatti a differenza delle ali degli uccelli, veri e propri arti modificati, le ali degli insetti sono espansioni del corpo, in parole povere gli insetti sono stati capaci di evolvere la capacità di volare senza dover convertire arti ambulatori in ali! Le ali degli insetti, come le zampe, sono delle vere e proprie leve complesse, che ruotano attorno ad un fulcro formato dalla parete toracica laterale del corpo. Per muoverle usano dei muscoli in grado di deformare il torace. Postosi in moto il sistema muscolo-torace-ala oscilla molto rapidamente e soltanto saltuariamente si rendono necessari impulsi nervosi per mantenerlo in funzione. un esempio? gli inseti appartenenti all'ordine degli Hymenoptera: Mosche , vespe, api, formiche ecco i rappresentanti di questo ordine eccezzion fatta per le formiche che non volano, le ali degli altri compoenti di questo ordine sono uniche nella loro struttura. Hanno due paia di ali membranose, i bodi delle ali posteriori, relativamente piccole sono fissati con una serie di minuscoli uncini (hamuli) ai bordi posteriori delle ali anteriori, più grandi; queta disposizione ha la funzionalità di migliorare l'efficienza del volo facendo comportare le ali come unità funzionali uniche nel loro genere.

 (Se ingrandite l'immagine sotto cliccandoci sopra si potrà osservare il movimento delle ali)

Gli insetti con alte frequenze di battito alare muovono le ali usando muscoli del volo indiretti per deformare il torace (come mostrato nell'immagine in alto), muscoli che sono attaccati direttamente sull'esoscheletro del torace e non sull ali.

Altra particolarità ono gli apparati boccali; molti insetti che si alimentano di liquidi, lo fanno procurandosi nettare icco di zuccheri dai fiori.

Un esempio è costituito dai lepidotteri: sono un gruppo comprendenti farfalle, tignole, tarme, flene,

quando una farfalla si posa su un fiore, l'apparatto boccale delle farfalle adulte, la cui forma assomiglia ad una proboscide che quando non è utilizzata viene avvolta sotto il capo.

Durante l'almentazione viene svolta per succhiare i liquidi; quando l'insetto beve il nettare la proboscide estesa penetra in profondità nel fiore e convoglia il nettare nel canale alimentare. Altra caratteristica dei lepidotteri è la presenza di 2 paia di ali membranose, molto ampie rivestite da squame embricate; quelle del paio posteriore sono più piccole. Tipicamente il corpo è ricoperto di scaglie o peli.

Le larve di queste farfalle sono comunemente noti con il nome di bruchi e sono fitofaghe (cioè apprezzano molto come alimento le foglie).  Un esempio di lepidottero è la splendida farfalla monarca, in questo video: video farfalla monarca #2 si può notare come utilizzi la proboscide per succhiare il nettare.

Anche le api domestiche, visitano i fiori e prelevano il nettare per mezzo di un apparato boccale che però è tubolare e non viene avvolto a spirale sotto il capo una volta a riposo.