Le rare e iconiche farfalle Atala conservano l'antico modello di simmetria delle ali

La natura sembra avere una riserva inesauribile di ispirazione quando si tratta di farfalle. Con oltre 18.000 specie, ognuna con una geometria e una combinazione di colori uniche, sembra che le farfalle stiano facendo del loro meglio per imitare un raggio di sole che incrocia un prisma.

Un nuovo studio pubblicato sulla rivista Tropical Lepidoptera Research aiuta a mettere questa incredibile variazione in una prospettiva più mirata. I risultati sono in linea con un numero crescente di prove che suggeriscono che la diversità delle ali di farfalla si riduce in realtà a pochi semplici ingredienti in un’antica ricetta che ha resistito alla prova del tempo.

"Evoluzione non significa solo cambiamento", ha affermato l'autore principale Andrei Sourakov, coordinatore delle collezioni presso il McGuire Center for Lepidoptera and Biodiversity del Museo di Storia Naturale della Florida. "Quando si imbatte in progetti di successo, questi rimangono, a volte per centinaia di milioni di anni."

Sourakov voleva specificamente testare una teoria sperimentata per la prima volta negli anni '20, che suggeriva che i modelli delle ali delle farfalle sono organizzati all'interno e attorno a bande distinte, disposte concentricamente.

Secondo questo progetto idealizzato, chiamato pianta ninfalide, il mosaico di ocelli, galloni e striature di ogni farfalla deriva da uno - o da una combinazione di - questi sistemi di simmetria.

"Piuttosto che una composizione unificata, le ali delle farfalle sono più simili a un collage creato da elementi del modello di ali appartenenti a diversi sistemi di simmetria", ha detto Sourakov.

Foto del Museo della Florida di Zachary Randall

Diversi decenni di ricerca hanno confermato che molte specie di farfalle aderiscono a questo modello di base, ma la maggior parte del lavoro si è concentrata esclusivamente sulla singola famiglia – i Nymphalidae – in cui questi sistemi furono scoperti per la prima volta. I ninfalidi e i loro parenti più stretti, i licenidi, si separarono 90 milioni di anni fa. Questo lungo periodo di tempo avrebbe dato ai licenidi e ad altri gruppi ampie opportunità di sviluppare un proprio sistema per colorare le ali invece di attenersi all'antico prototipo.

"L'idea che la pianta dei ninfali si applichi ai licenidi, che si differenziarono dai ninfalidi quando i dinosauri erano ancora in vita, è una grande ipotesi da fare", ha detto Sourakov.

Sourakov ha selezionato la farfalla Atala, Eumaeus atala, per lo studio, sia per i suoi modelli sorprendenti che per la sua storia naturale unica. È una delle poche specie tossiche della famiglia dei licenidi, che pubblicizza in modo evidente con un addome rosso ciliegia e due macchie dello stesso colore sulle ali inferiori. Questi segni contrastano nettamente con uno sfondo di scaglie nere vellutate e macchie blu screziate, che l'Atala usa come semafori per attirare i compagni.

Le farfalle Atala quasi scomparvero dal loro areale nativo in Florida quando la loro pianta ospite fu sottoposta a un eccessivo sfruttamento all'inizio del 1900, ma gli sforzi successivi per coltivare la pianta portarono alla rinascita di entrambe le specie, rendendole una delle poche storie di successo di conservazione nel sud della Florida. Le popolazioni di Atala sono ora stabili e una colonia della specie è stata stabilita presso il McGuire Center del Museo della Florida, utilizzato da Sourakov per lo studio.

Per valutare le somiglianze dei gruppi, Sourakov ha preso in prestito una tecnica improbabile da ricerche precedenti. Esponendo gli insetti in fase di pupa a un anticoagulante farmaceutico chiamato eparina, gli scienziati hanno scoperto che potevano alterare le ali risultanti delle farfalle adulte.

"Gli elementi del modello alare appartenenti agli stessi sistemi di simmetria dovrebbero reagire in modi simili allo stesso trattamento", ha detto Sourakov. "Modificando l'espressione dei geni sottostanti, tali esperimenti ci permettono di comprendere la sorprendente variazione che si trova nelle farfalle e ci aiutano a individuare la fonte esatta di tale variazione."

Nonostante il significativo lasso di tempo trascorso da quando i due gruppi si sono differenziati, i risultati dello studio indicano che le farfalle Atala e ninfalidi condividono risposte simili all’eparina. A seconda della concentrazione di eparina a cui erano state esposte le pupe, le macchie verde acqua iridescenti che normalmente punteggiano le ali degli adulti si espandevano, si contraevano o svanivano del tutto. Gli unici segni che non sono stati influenzati sono stati i punti rossi, che potrebbero corrispondere a un corrispondente sistema di simmetria ninfalide insensibile all'eparina.