sabato 12 febbraio 2011

CARNEVALE DELLA BIODIVERSITA': IL MIMETISMO

 Questo post partecipa al progetto CARNEVALE DELLA BIODIVERISTA'. 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 Leucophaea, al seguente indirizzo (CARNEVALE DELLA BIODIVERSITA': II puntata) potrete trovare i link corrispondenti ai post dei blogger patecipanti all'iniziativa.

 Gli adattamenti biologici sono il frutto di interazione tra i pools genetici delle popolazioni e i fattori selettivi dell'ambiente. Predatori e prede hanno evoluto adattamenti spesso molto complessi volti nel primo caso a rendere più efficiente la predazione (strategie di caccia, utilizzo di trappole, criptismo, mimetismo, formazione delle cosidette "immagini di ricerca"), nel secondo caso di sfuggire alla cattura ( strategie di fuga, incommestibilità associata a segnali visivi ecc...).
 In particolar modo gli adattamenti di questo secondo tipo sono molto numerosi, in quanto la predazione ha costituito e tuttora rappresenta una vera e propria forza selettiva di grande importanza per tutti gli organismi. In questo post prenderemo in considerazione alcuni tipi di strategie utilizzate dagli organismi per cacciare o sfuggire ai predatori, in particolar modo ci soffermeremo sulle varie forme di mimetismo.
Aposematismo.
La teoria dell'aposematismo afferma che le prede potenziali hanno assunto forme di difesa contro i predatori, come l'incommestibilità, traggono vantaggio dall'avvertirli di tali difese con segnali visivi appropriati quali colorazioni vistose. Darwin da tempo si era posto il problema della colorazione vistosa delle larve di insetti non attribuibile a selezione sessuale. L'associazione di segnali di avvertimento e incommestibilità ( o altre forme di difesa) in prede potenziali è un fenomeno molto frequente in natura osservato in vari artropodi terrestri, specialmente insetti. nell'immagine un esempio: la vespa cincta
In realtà i segnali di avvertimento non solo solo visivi, ma anche olfattivi e acustici.
 Mimetismo
Il mimetismo è l'imitazione a scopo protettivo (o aggressivo) che alcuni organismi adottano nei confronti di altre specie. Nella sua forma più semplice il mimetismo comprende un modello un mimo che imita il modello traendo vantaggio dalla somiglianza con il modello, c) specie che risultano ingannate da tale imitazione. Possiamo suddividere i modelli di mimetismo in differenti tipi:

1) Mimetismo Batesiano
Questo tipo di mimetismo consiste nell'imitazione di un modello inappetibile per i predatori da parte di mimi appetibili, spesso filogeneticamente lontani. Bates osservò che nella foresta amazzonica gli eliconidi, farfalle comuni dai colori vivaci, e dal volo lento non venivano attaccate dagli uccelli insettivori, inoltre venne osservato che un altro genere di lepidotteri della famiglia Leptalis somigliavano a tal punto nel comportamento e nell'aspetto alle specie di eliconidi da risultare indistinguibili se non ad un attento esame. Bates trasse le seguenti conclusioni: 1) gli eliconidi sono incommestibili per gli uccelli insettivori; 2) ce la loro colorazione vistosa va considerata come un segnale di avvertimento per i potenziali predatori, che l'associano ad eseperienze negative; 3) che benchè le farlalle del genere leptalis siano commestibili, quelle tra loro che imitano gli eliconidi  sono scambiate dai predatori con questi ultimi e al pari di questi vengono evitate. Inoltre si era osservato che le Leptalis mimetiche erano relativamente rare. Ciò si spiega con il fatto che il mimetismo batesiano richiede, per mantenere la sua efficacia protettiva che i mimi siano meno numerosi dei loro modelli, in modo tale che i predatori facciano più esperienza sui modelli. I predatori infatti imparano ad evitare i modelli incommestibili dopo averli assaggiati pochissime volte e confondendoli poi con i rispettivi mimi. Questo fenomeno di mimetismo è molto diffuso in natura, un classco esempio è rappresentato da specie di lepidotteri e ditteri, commestibili e non protetti, che imitano l'aspetto e la forma di alcuni tipi di vespe, mostrando colorazione giallo-nera, così come il ronzio di imenotteri provvisti di pungiglione i quali puntualmente vengono evitati da predatori che hanno già avuto esperienze negative con questi ultimi.


In alcuni tipi di mimetismo batesiano l'imitazione dei modelli è confinata ai soli individui femminili. Tale fenomeno ha una serie di cause ben specifiche: 1) i maschi sono meno importanti delle femmine nell'economia riproduttiva dlela specie e sonono in grao di fecondare più femmine; 2) la presenza nei maschi nel disegno e della colorazione non mimetica, caratteristici della specie risulta vantaggiosa a livello di selezione sessuale, facilitando così il rinoscimento da parte della femmina e il successo del corteggiamento; 3)la colorazione non mimetica del maschio riduce della merà il rapporto numerico mimo/modello.
Un esempio molto studiato è quello della farfalla Papilio Dardanus. Le femmine di queste specie imitano specie non commestibili e protette di lepidotteri ninfalidi del genere Danaus, le quali presentano un aspetto talmente diverso da quello dei maschi che ha fatto si che fossero ritenuti addirittura specie diverse.

Mimetismo mulleriano
Un altro tipo di mimetismo, è quello in cui ad assomigliarsi sono specie incommestibili e quindi evitate dai predatori. Muller partì dal presupposto che i predatori imparino a riconoscere e ad evitare le specie inappetibili attraverso esperienze negative e che in tale processo di apprendimento venga sacrificata una parte della popolazione di ciascuna specie incommestibile. Se più specie si assomigliano al punto tale da essere confuse dai predatori diminuirà il tributo pagato da ciascuna specie.

Mimetismo martensiano
Le specie incommestibili non sono in genere letali per i predatori. Il mimetismo si realizza infatti come conseguenza dell'apprendimento da parte dei predatori delle qualità sgradevoli del modello. Tale prcesso di apprendimento da parte dei predatori richiede esperienze negative, se la preda fosse letale la prima esperienze sarebbe letale per il predatore e non può esservi quindi apprendimento. Ciò spiega perchè le specie potenzialmente letali per i predatori non presentino segnali aposematici ma siano invece criptiche. Infatti la presenza di specie dotate di mimetismo e in grado di uccidere i predatori in natura è del tutto eccezzionale. Un classico esempio sono i serpenti corallo caratterizzati dall'avere una vistosa livrea ad anelli rossi neri e gialli.
Questi velenosi serpenti, troppo velenosi affinchè i predatori abbiano la possibilità di fare esperienza su di essi, rislta chiaro se si ammette che il loro ruolo el complesso mimetico non sia quello di modelli come si pensava in passato ma di mimi, non diversamente dalle specie innocue. Questo tipo di mimetismo non molto comune in natura è di grande interesse dal punto di vista evolutivo. Nel caso dei serpenti corallo infatti la selezione ha favorito l'accrescersi del grado di velenosità che consente l'uccisione del predatore di mole maggiore. Tuttavia questo provesso non ha potuto estendersi ad un numero levato di specie  perchè avrebbe fatto diminuire la protezione di cui grazie al mimetismo, i serpenti corallo godono nei confronti dei loro predatori.

Altri adattamenti contro la predazione.
In alcuni casi un animale criptico, per quanto ben dissimulato, può essere ugualmente scorto da un predatore. Analogamete mimi batesiani possono essere attaccati da un predatore inesperto, oppure particolatmente affamato. Non sorprende quindi che oltre al mimetism esistano numerose strategie con cui prede potenziali rendano più difficile la propria cattura.  Un esempio sono i "falsi occhi"; costituiti in genere da macchie vistose di solito circondate da un anello scuro, aventi al centro una pupilla di colore contrastante. Le macchie ad occhio si sono evoute indipendentemenre in gruppi animali diversi (uccelli, pesci, farfalle, bruchi ecc...) partendo da differenti strutture morfologiche.  Un esempio è il bruco della sfingide Deilephila elpenor che mostra falsi occhi sul torace, quando il bruco viene minacciato espande le dimensioni dei segmenti toracici aumentando le dimensioni degli occhi, si drizza verso l'alto e sferza l'aria come un serpente. Alcuni animali utilizano con finalità antipredatorie una finta testa, posta all'estremità posteriore del corpo. Grazie ad essa traggono in inganno i predatori che di solito rivolgono i propri attacci alla regione cefalica delle prede (un danno alla testa mette ko la preda). In questo caso il predatore fallisce il colpo e la pda ha la possibilità di sfuggire al predatore fuggendo nella direzione inaspettata. Altri animali sono in grado di spruzzare, iniettare, strofinare, rigurgitare, sui predatori delle sostanze tossiche irritanti o disgustose da loro stessi sintetizzate.  In altri casi ancora la strategia è di cancellare ogni traccia del proprio passaggio, un esempio è il bruco Catocala cerogama, le larve dopo aver mangiatoparti di una foglia recidono il picciolo lasciando cadere a terra ciò che rimane del proprio pasto.

Mimetismo intraspecifico.
I segnali di incommestibilità possono essere osservati anche all'interno di una singola specie aposematica, con presenza di individui appetibili che di individui inappetibili. Ciò dipende dal fatto che le basi chimiche dell'incommestibilità sono rappresentate da sostanza vegetali secondarie presenti nelle piante di cui si nutrono. Individui delle farfalle Danaus plexippus la cui inappetibilità dipende dalla pianta, Asclepias curassavica, di cui si nutre la larva che la rende inappetibile agli uccelli. mentre individui che si nutrono di diversi tipi di piante sono appetibili. La presenza di individui della stessa specie con funzioni di modello e di imo è definito mimetismo intraspecifico o automimetismo.

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