Comunicazione delle api, Etologia

La comunicazione delle api

Il segnale disonesto è specie specifico e un esempio che si può fare è quello che fa riferimento a un grido d’allarme da parte di un uccello dell’America centro meridionale, all’arrivo di un predatore alato. L’uccello che lancia il grido è un averla, un uccello che vive in territori aperti, desertici, e alcuni di questi individui emettono un richiamo per gli altri conspecifici riguardo all’avvicinarsi di un predatore.

Negli istogrammi si vede la frequenza di emissione nel momento in cui un uccello sta predando da solo o quando lo fa in un gruppo in cui ci sono individui che stanno cercando cibo. Il gridare “a lupo a lupo” è un evento molto più frequente e questo comportamento induce la sospensione della ricerca del cibo da parte dei conspecifici che lo sentono e scappano, e in questo modo riduce la competizione: quindi questo è un segnale disonesto, che è tutto il contrario di un comportamento altruistico. In questo caso non c’è un animale che effettivamente avverte di un pericolo e quindi non porta un vantaggio agli altri, ma il pericolo non c’è, l’uccello mente e quindi si ritrova per un momento il campo libero e la sua capacità alimentare è in quel momento maggiore.

Questa non è una situazione simile a quella descritta per i pesci allarmisti (hanno un assetto genetico particolare per cui all’interno della stessa specie loro si accorgono del pericolo un attimo prima e scappano), ma in questo caso tutti possono gridare al lupo a lupo, quindi evidentemente non è un tratto genetico se non un tratto genetico specifico e in genere nelle condizioni adatte lo fanno. Questo comportamento fa parte delle strategie individuali e quindi è possibile usarlo tutte le volte l’individuo lo ritiene opportuno.

Se ci fossero degli animali allarmisti, perché hanno il “vizio” di mentire si sarebbe creata una linea genetica che poi finirebbe per prevalere sull’altro, invece qui c’è uno scambio “oggi grido io e domani gridi tu”, e in questo sta l’equilibrio del falso segnale all’interno di una popolazione. Il segnale non onesto viene emesso per un semplice opportunismo, sapendo che nell’ambito della popolazione si va di giorno in giorno a situazioni simili, quindi non ci sono disequilibri che possono crearsi tra gli individui.

Teoria dell'adattamento darwinista e altruismo

Siccome l’altruismo è un fatto che va a deprimento del singolo, se noi seguiamo una teoria dell’adattamento darwinista, l’altruismo non è spiegato. Anche nella sua riduttività maggiore la teoria darwinista ammette una selezione a favore degli organismi più adatti a vivere nell’ambiente in quel momento: se io mi espongo diminuisco la mia fitness individuale, e se io diminuisco la mia fitness individuale ho un comportamento che va contro il miglior adattamento all’ambiente in quel momento, quindi un comportamento altruistico è un comportamento che si spiega abbastanza male.

Effettivamente non era nemmeno capito nella sua essenza. Il principale dei comportamenti altruistici è quello del genitore, che aiuta a crescere un altro individuo e per farlo crescere lo deve proteggere, cosa che va a deprimento della sua fitness individuale.

Se noi affidiamo ad un comportamento altruistico anche la perpetuazione della specie ci dev’essere un legame tra assetto genetico e fornitura di un comportamento altruistico: il genitore si riproduce nell’intento di portare i suoi geni verso le generazioni future e siccome nelle riproduzioni, sia diploidi sia aplodiploidi, c’è una parentela genetica stretta con la prole, e la cura parentale fa parte del gioco della perpetuazione dei geni, ma quando grido all’avvicinarsi di un predatore lo faccio per avvantaggiare individui con cui non sono imparentato, quindi la comunicazione onesta, in questo caso quindi la situazione è poco esplicabile dal punto di vista della teoria darwiniana dell’adattamento.

Altruismo nelle api operaie

Se è facile capire perché una ape operaia alleva le sorelle che sono figlie della regina rinunciando a deporre le proprie uova vuol dire che c’è un forte interesse di stampo genetico a fare questo comportamento. Noi troviamo la casta delle operaie solo negli imenotteri che hanno una riproduzione aplodiploide (maschi aploidi e femmine diploidi), quindi dal legame di parentela di stampo genetico all’interno dei gruppi si vede che la regina con le operaie ha un rapporto di parentela di 1/2 (come noi) ma tra le operaie, essendo la riproduzione aplodiploide, c’è 3/4 di rapporto di parentela: quindi è molto meglio aiutare una sorella che non un figlio (1/2 contro 3/4).

Questo fatto (regola di Hamilton) spiega molto bene il tipo di altruismo che esiste nei formicai, negli alveari, ecc. Il discorso è diverso quando c’è una figlia che rimane con la madre per aiutarla in una successiva gravidanza o atto riproduttivo (volpi: comincia la stagione riproduttiva, avviene una cucciolata e, mentre i maschi vanno via, le femmine rimangono con la madre per l’anno successivo in cui saranno grandi e aiuteranno), perché ha poco significato in una situazione diploide che non c’è differenza tra una figlia e una sorella, allora, in questo caso, si può pensare che il comportamento altruistico sia un mezzo comportamentale per imparare a fare la madre e quindi ritroviamo, in questo caso, un vantaggio, che non è genetico ma comportamentale. È un do ut des, “oggi faccio l’altruista io, domani lo faranno le mie figlie e mi aiuteranno a portare avanti i miei geni”.

Questa situazione è capibile con una spiegazione molto prossima, e talvolta l’istintualità può essere aiutata dall’apprendimento, infatti, se noi prendiamo un primate femmina, che abbiamo detto che hanno una grossa corteccia, e la isoliamo, se poi questa avrà dei cuccioli, la madre sarà molto aggressiva con loro o presenterà disinteresse verso di loro. In questo caso la istintualità materna va aiutata con un apprendimento, rimanendo in un gruppo sociale, vedendo cosa fanno gli altri e in modo che si sviluppi una socialità di tipo ottimale: il discorso altruistico nell’ambito famigliare si può spiegare così!

Comportamenti di altruismo sconosciuti

Ci sono, tuttavia, degli uccelli, che non hanno la possibilità di avere un nido e prole propria e aiutano chi ha un nido e una prole: in questo caso è un altruismo che non ha un riscontro di tipo comportamentale e una spiegazione soddisfacente. Aiutano la specie ad avere una buona densità di popolazione e un buon successo riproduttivo, quindi ci devono essere delle ragioni che sfuggono. Ci sono quindi delle situazioni che si spiegano in via genetica, altri in via comportamentale e altri sono sconosciuti.

Comunicazione delle api: studi di Karl Von Frisch

L’esempio principe di comunicazione fu fatto da Karl Von Frisch e lo portò al Premio Nobel, insieme a Tinbergen e Lorentz. Le api hanno un insieme di cellette, hanno una regina che viene nutrita dalle operaie e hanno diverse classi: maschi, regina e operaie. In ogni alveare c’è una regina, dei maschi e un numero grande di operaie. L’insieme di cellette si chiama favo e all’interno di un alveare ci possono essere più piani di cellette. Le api hanno un sistema sociale molto complesso e hanno per questo il nome di insetti eusociali.

L’eusocialità si attaglia proprio alle società degli imenotteri e delle termiti, in cui appunto c’è un discorso di tipo riproduttore e varie caste. Nell’ambito di un alveare ci possono essere api di diversa età e la vita media di un’ape operaia è molto breve: un mese. Le regine invece sopravvivono molto di più. Durante la loro vita, le api fanno mestieri diversi, per cui le api, dopo che hanno sfarfallato, si dedicano soprattutto alla pulizia delle arnie dell’alveare, curano le larve in via di sviluppo, costruiscono i favi attraverso la lavorazione della cera, sono impiegate in azioni di guardianaggio e nell’ultima settimana di vita diventano bottinatrici. Le bottinatrici, quindi, sono individui maturi, che prendono il volo e vanno a rifornirsi di nettari nei fiori, da cui poi verrà elaborata tutta quella serie di prodotti che viene fuori dal loro lavoro: miele, cere, ecc.

Siccome per fare i vari mestieri bisogna avere degli assetti di natura ghiandolare particolare, ci sono delle ghiandole situate nel corpo e nel capo che si possono sviluppare differentemente con le diverse età. Se osserviamo in un alveare quello che succede, possiamo tracciare degli istogrammi che sono stati costruiti contro l’età (in fondo c’è l’età: 34 giorni) e se vediamo l’attività di bottinatura (foraging) la ritroviamo solo negli ultimi giorni. Le altre api questo mestiere non lo fanno ma fanno altre attività.

Nell’ambito dell’economia dell’alveare il lavoro delle bottinatrici è fondamentale, perché se non arrivano rifornimenti muore la regina e muoiono le pupe e le uova perché non c’è materiale per costruire le cellette, e muoiono anche tutte le altre api che stanno dentro l’alveare. Dunque tutto il peso dell’economia domestica sta sulle spalle delle bottinatrici.

Dal punto di vista della selezione naturale ci si aspetta che le bottinatrici possano ottimizzare al massimo il loro comportamento di ricerca del cibo: Karl Von Frisch portò avanti degli esperimenti che gli fecero capire qual era il comportamento che permetteva alle bottinatrici di aumentare l’efficacia del loro lavoro.

Un primo esempio di un esperimento che fece Von Frisch vede l’utilizzo delle scatole petri con della soluzione molto zuccherina. Lo zucchero non ha odore e una volta che le api avevano scoperto questa fonte di cibo, e che quindi avevano raccolto la sostanza zuccherina, le api volavano verso l’alveare. Von Frisch allora mise una raggiera di scatole Petri dove si erano allenati gli animali a trovare la sostanza, e controllò se queste venivano frequentate oppure no, visto che la prima ape era tornata all’alveare con molto cibo.

Effettivamente le nuove bottinatrici che arrivarono a cibarsi andarono proprio dov’era la scatola petri che era stata mostrata alle prime bottinatrici. La significatività statistica è a favore di un centro su quella che è la stazione di foraggiamento che era stata messa per prima. Questo fatto mise in testa a Von Frisch l’idea che esistesse una comunicazione da parte delle bottinatrici in rientro, e che quindi ci fosse una comunicazione effettiva. Dobbiamo considerare che nell’ambito dell’alveare le bottinatrici non stanno dappertutto ma c’è una parte del favo su cui ritroviamo soprattutto bottinatrici, quindi c’è una socialità particolare che senz’altro fa da substrato ad una forma di comunicazione.

Soprattutto se pongo anche delle scatole petri e le tengo tutte in fila ad una certa distanza dall’alveare le api vanno proprio intorno al punto dov’era la scatola petri che era stata ritrovata dalla prima bottinatrice. Quindi c’era un’indicazione in una determinata direzione che veniva, in qualche modo comunicata. Tra l’altro, c’è un progredire dell’informazione, nel senso che una volta scoperta da una bottinatrice una determinata fonte di cibo, col passare del tempo, alla fonte di cibo aumenta sempre il numero di bottinatrici.

Ci sono quindi tutte le indicazioni sperimentali che indicavano che un’informazione specifica ci fosse davvero e quindi che esistesse una comunicazione. Per capire come avveniva la comunicazione, si procedette attraverso piccole marcature sull’addome o sul torace delle bottinatrici e con l’uso di alveari con una parete di vetro che mostrassero cosa succedeva all’interno: in questo modo si potevano seguire le bottinatrici che avevano scoperto una determinata fonte di cibo e che poi tornavano dentro l’area delle bottinatrici e quale fosse il loro comportamento.

Von Frisch vide che c’erano due tipi di comportamento: gli animali potevano disegnare sulla superficie verticale del favo due danze, una che seguiva un percorso circolare e una che seguiva una specie di 8. Introdusse quindi i due termini “danza circolare” e “danza ad 8”. Una bottinatrice faceva la danza circolare quando avevano trovato del cibo abbastanza vicino all’alveare: se il cibo era vicino l’animale rientrava e faceva una danza circolare. Le altre bottinatrici fanno attenzione al movimento e soprattutto toccano la bottinatrice che sta danzando con i loro antenne per ricevere ulteriori informazioni.