L’abilita’ di svolgere azioni complesse, associata ai mammiferi, appartiene anche agli insetti – la locusta –

Alcuni scienziati americani e britannici descrivono sulla rivista Current Biology come sono arrivati a dimostrare, per la prima volta, che le locuste, per trovare punti di appiglio, sfruttano piuttosto la vista che il tatto. Lo studio getta nuova luce sull’abilità degli insetti di portare a termine azioni complesse, quali ad esempio il controllo degli arti mediante la vista, abilità solitamente associata ai mammiferi.

Per quasi quarant’anni, le locuste sono state utilizzate come modello per lo studio del controllo degli arti. L’osservazione degli insetti ha portato a scoperte rivoluzionarie nell’ambito delle neuroscienze e ha offerto nuove ispirazioni agli ingegneri che studiano il controllo degli arti nell’ambito della robotica.
“Questo è un altro esempio di insetti che compiono un’azione che per anni è stata ritenuta una prerogativa di animali dotati di un cervello di dimensioni maggiori, con una capacità di controllo degli arti più avanzata, come possono essere uomini, scimmie e polpi”, ha spiegato il dottor Jeremy Niven dell’Università di Cambridge (Regno Unito), che ha partecipato allo studio.
Poiché gli insetti come api e mosche trascorrono molto tempo volando, gran parte delle ricerche ha studiato in che modo gli insetti utilizzano la vista in fase di volo. Per gli insetti che camminano, inclusi gli insetti appartenenti alle famiglie dei fasmidi, i grilli e gli scarafaggi, gli esperimenti svolti ponevano l’accento soprattutto sulle misurazioni delle reazioni a livello delle antenne. Il motivo di questa scelta è da ricercarsi nel fatto che gli insetti che camminano dispongono di occhi relativamente piccoli e utilizzano le lunghe antenne per “individuare” il percorso da compiere nell’ambiente che li circonda.
Le locuste camminano e volano, dispongono di antenne corte e di occhi grandi. Proprio queste caratteristiche hanno indotto gli scienziati a chiedersi a cosa ricorrono questi insetti per individuare i punti d’appiglio.
Per rispondere a questa domanda, gli scienziati hanno costruito una scala delle dimensioni di una locusta e, mediante telecamere ad alta velocità, hanno filmato l’insetto che vi camminava. Dall’analisi dei video è risultato che le locuste portavano gli arti inferiori in prossimità di alcuni pioli specifici in assenza di un precedente contatto: questo dimostra che a questi insetti sono sufficienti le informazioni visive per appoggiarsi ai singoli pioli. Il posizionamento preciso, tuttavia, dipende dagli input meccanico-sensoriali trasmessi dalle antenne e dal feedback di determinati arti.
I ricercatori miravano inoltre a scoprire se le locuste sfruttano le informazioni visive ottenute prima e/o durante il compimento del passo. Per scoprirlo, gli scienziati hanno utilizzato un raggio a infrarossi che induceva il movimento posizionando un piolo a una maggiore distanza nel momento in cui la locusta iniziava a salire la scala. In numerosi casi è sembrato che i passi degli animali fossero incerti. Questo evidenzia l’importanza che riveste la vista per la stabilità delle locuste quando camminano.

“La combinazione di questi diversi esperimenti, ci ha consentito di dimostrare che le locuste utilizzano la vista per decidere dove appoggiare gli arti”, ha spiegato il dottor Niven. “Abbiamo dimostrato che nel momento in cui le locuste non riescono a vedere uno dei propri arti anteriori non lo utilizzano per passare al piolo successivo, ma prediligono l’utilizzo dell’arto che riescono a vedere. I mammiferi dotati di cervello di dimensione maggiore dispongono, nel proprio sistema visivo, di una quantità di neuroni maggiore a quella che presentano le locuste all’interno del loro intero sistema nervoso. Questo dimostra che i cervelli di piccole dimensioni sono in grado di compiere azioni complesse. Gli insetti evidenziano come i diversi animali abbiano sviluppato strategie completamente differenti per svolgere azioni analoghe”.
Oltre ad illustrare in che modo gli insetti sono in grado di raggiungere risultati analoghi a quelli raggiunti dai mammiferi utilizzando meccanismi più semplici, i risultati ottenuti consentono di approfondire le conoscenze di cui disponiamo sui circuiti neurali delle locuste.

Un video (incorporamento disattivato) –

Per maggiori informazioni, visitare:

Current Biology :
http://www.cell.com/current-biology/home

University of Cambridge :
http://www.cam.ac.uk/