Le ali delle farfalle, meraviglia dell'evoluzione

Tutti sanno che le farfalle sono apprezzate principalmente per le loro ali, di ogni forma, di ogni colore. Talvolta ci si sofferma su ciò che è apparente, senza esplorare minimamente l'elemento ala in tutti i suoi aspetti. Le domande sul perché le farfalle abbiano bisogno di queste straordinarie strutture possono sembrare banali e scontate ma, in realtà, riservano risposte davvero interessanti.

Ala anteriore di Trogonoptera brookiana.

Già 350 milioni di anni fa, nel periodo Carbonifero, gli insetti iniziavano a volare. Le osservazioni effettuate sulla base di fossili indicano che 40 milioni di anni fa esistevano farfalle simili, dal punto di vista morfologico, a quelle che possiamo ammirare attualmente. In particolare, il fossile di Prodryas persephone, in ottimo stato di conservazione, mostra addirittura delle vere e proprie code alari. Nel corso di generazioni e generazioni processi come l'evoluzione e la speciazione, hanno dato vita a tutta la straordinaria varietà di Lepidotteri che possiamo ammirare in giro per il mondo.

Un incisione del 1887 raffigurante l'esemplare fossile di P. ersephone (Foto: Stemonitis - Wikipedia).

Per le farfalle il concetto di volo rappresenta la possibilità di coprire grandi distanze, consentendogli
di reperire fonti di cibo in minor tempo rispetto ad insetti atteri, ovvero privi di ali, che si sono evoluti per ricoprire un diverso ruolo nell'ecosistema. Non di meno, grazie al volo, le farfalle possono aumentare le possibilità di trovare un partner e quindi garantire la continuità della specie.

Particolare colorazione dell'ala posteriore di Papilio blumei. La coda alare è molto pronunciata in questa specie.

Le ali, in infinite combinazioni di forme e di colori, oltre a svolgere un ruolo di locomozione importantissimo, sono anche un fondamentale strumento di comunicazione visiva; sia per gli esemplari della stessa specie che per i predatori. Ogni specie ha infatti un suo schema di disegni che la identifica dalle altre. L'insieme dei disegni, composti da una miriade di minuscole scaglie, risulta essere una sorta di carta di identità, utile per distinguere gli individui di più specie all'interno di un dato areale.

I colori mostrati sia sulla superficie superiore che inferiore sono il risultato della selezione naturale che, nel corso delle generazioni, ha "affinato" certe combinazioni di colori a scapito di altre. Il quadro che abbiamo oggi sul mondo dei Lepidotteri, pur se incompleto, ci fornisce ottimi esempi di adattamento. Alcuni disegni sono essenziali per confondere i predatori, nel caso di specie che abbiano la necessità di mimetizzarsi. Altre sfoggiano colori vivaci, spesso in forte contrasto, per segnalare la loro velenosità a chiunque voglia mangiarle. Le farfalle non possono avvalersi di un pungiglione come le api, ne tanto meno di una mandibola per mordere, come le formiche. La loro unica forma di difesa è costituita dalla capacità di comunicare, attivamente o passivamente un messaggio, per mezzo delle proprie ali.

Nella foto seguente potrete apprezzare un bell'esempio di mimetismo criptico. Si tratta di una forma di adattamento per cui una specie ha la capacità di confondersi con l'ambiente circostante, diventando praticamente invisibile agli occhi dei potenziali predatori. La Brintesia circe, nonostante le sue ragguardevoli dimensioni, ne è un'ottimo esempio. Riuscite ad individuarne due esemplari?

Ottimo esempio di mimetismo criptico della circe (Brintesia circe)

In molte farfalle del genere Morpho la superficie superiore delle ali è di un colore che va dall'azzurro cielo al blu intenso, con spettacolari riflessi metallici; il lato inferiore presenta invece tonalità scure, con serie di macchie ocellari su fondo bruno. Durante il volo la farfalla mostra colori abbaglianti che attirano altri esemplari della stessa specie. Quando richiude le ali al di sopra del torace risulta perfettamente mimetizzata tra la vegetazione. Le macchie a forma di occhio hanno la funzione di disorientare il predatore che, eventualmente, sarà portato a colpire una porzione dell'ala piuttosto che il corpo della farfalla. Quest'ultima sarà ancora in grado di volare via, seppur non una porzione d'ala strappata.

Differenze nella colorazione di Morpho peleides. Da sinistra: maschio, femmina e lato inferiore.

La superficie delle ali è quasi sempre molto estesa rispetto al corpo. Il tutto è proporzionato in relazione alla forza della muscolatura e al tipo di volo dell'animale. Esistono ali dalla forma stretta e molto allungata, così come ne esistono di tondeggianti e molto ampie. Un elemento degno di nota in molte specie è costituito dalle code, veri e propri prolungamenti delle ali che possono essere a forma di clava o di coltello. In specie nostrane come il macaone (Papilio machaon) e il podalirio (Iphiclides podalirius) le code sono ben evidenti.

L'estrema lunghezza delle code del maschio di Argema mittrei, falena originaria del Madagascar.

Ma a cosa servono questi prolungamenti delle ali? Le suddette code sono un prodotto della selezione naturale e, grossomodo, il loro significato non è ancora del tutto chiaro. In alcune specie servono per confondere i predatori, come nei Licenidi del genere Thecla. Code molto vistose, in alcune specie, possono avere un ruolo nel corteggiamento e nell'accoppiamento. Il genere Papilio vanta una impressionante varietà di specie, e molte di queste hanno le code. Tuttavia molte risultano simili dal punto di vista della colorazione pur non condividendo questo elemento. Possiamo trovare casi in cui vi sono due specie simili, una con le code e una senza. Entrambe si sono evolute per essere come le vediamo oggi e, apparentemente, entrambe non traggono vantaggio ne svantaggio dalla loro esistenza.

Struttura portante
Per i Lepidotteri vale la stessa idea che c'è dietro alla costruzione di un aquilone. Di per se, un telo leggero ma resistente ha bisogno di una struttura robusta ed elastica per sfruttare al meglio la densità dell'aria. Lo stesso discorso vale per le farfalle. Le ali sono formate dall'unione di due membrane, superiore e inferiore, rinforzate da una ramificazione di nervature. La loro disposizione è utile agli studiosi per la classificazione delle varie famiglie. Quando una farfalla esce dalla crisalide, le sue ali sono piccole e accartocciate. Una volta trovato un appoggio sicuro, inizia a pompare l'emolinfa nelle nervature, che consentono alle ali di dispiegarsi. Completato il processo, le nervature saranno pronte per sostenerla durante il volo.

Nelle tre immagini seguenti la disposizione delle nervature è ben evidenziata grazie alla luce al neon.

Parte dell'ala anteriore del papilionide Papilio epycides, farfalla originaria della Cina.

Ala posteriore del papilionide Acraea issoria, originaria del sud-est asiatico

Colorazione e nervature dell'ala anteriore di Stichophthalma howqua, grossa farfalla asiatica.

Le ali sono sviluppate affinché si ottengano le migliori prestazioni in fatto di aerodinamica. Anche le scaglie che le ricoprono hanno una funzione in tal senso. Infatti, una perdita eccessiva di scaglie può creare delle irregolarità nel flusso d'aria che corre lungo le superfici alari. Ciò è penalizzante poiché significa maggior fatica per mantenersi in volo, con conseguente dispendio di energie.

Durante la vita di una farfalla vi è la certezza assoluta che un certo numero di scaglie verrà persa; può accadere al momento della rottura dell'involucro della crisalide, o durante qualche strisciata contro dei fili d'erba; i fattori sono tantissimi. In questi casi si tratta di gocce nel mare, se teniamo conto del numero complessivo di scaglie su ciascuna ala. Nei volatori più poderosi e vissuti si possono distinguere dei veri e propri graffi, dovuti appunto allo strisciamento con rami o foglie. Predatori come rettili e volatili possono causare seri danni, portando via intere porzioni d'ala.

Quando una persona afferra maldestramente una farfalla per le ali, la perdita di numerose scaglie, anche note come polverina, comporta il fenomeno di cui si è parlato prima, cioè la perdita di fattori aerodinamici che la costringeranno a volare con più fatica. Il discorso cambia se, nell'afferrare le ali, si dovessero spezzare delle nervature, fondamentali per garantire un volo stabile. In quel caso, per la farfalla sarà difficile se non impossibile continuare a volare.

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1 commento:

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