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I gladiato e:un nuovo ordine
di insettidi Joachim Adis, Oliver Zompro, Esther Moombolah-Goagoses ed Eugène Marais
mmaginate di essere la prima persona al mondo a incon-
trare una farfalla, un coleottero o una vespa. Quale stu-
pore davanti a un mondo così vasto che non solo contie-
ne specie, generi e famiglie ancora sconosciuti, ma interi
ordini ancora senza nome! Carlo Linneo deve aver avuto
questa sensazione circa 250 anni fa, mentre tentava di
ordinare piante e animali appena scoperti nel sistema di
classificazione da lui inventato. La stessa cosa probabilmente
è capitata a E. M. Walker, che nel 1914 descrisse per primo i
Grylloblattodea, portando a 30 il numero di ordini della classe
degli insetti. La maggior parte degli entomologi pensava di do-
versi fermare qui: sebbene si ritenga che vi siano ancora milio-
ni di specie da descrivere (finora ne sono state classificate cir-
ca 1,2 milioni), per quasi un secolo si è pensato che ogni nuo-
vo insetto scoperto dovesse ricadere in una di quelle 30 cate-
gorie riconosciute. Ai biologi il mondo naturale non sembrava
più così vasto e selvaggio come in passato; ma nel giugno
2001 uno di noi (Zompro) ha esaminato frammenti di ambra
destinati a modificare la nostra visione del mondo degli inset-
ti, rinnovando la gioia della sorpresa e l'ammirazione di fronte
alla diversità della vita.
Da un misterioso organismo incluso
nell'ambra a una stupefacente scoperta
nel deserto della Namibia
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IN SINTESI
• Risale solo allo scorso anno la prima individuazione, in alcuni campioni di ambradi 45 milioni di anni fa, di un ordine di insetti finora sfuggito agli entomologi. Di aspettointermedio tra quello di una mantide e quello di un insetto stecco, essi sono statisoprannominati «gladiatori» per l'aspetto combattivo e la corazza che li rivesteallo stadio di ninfa.• Il campione più recente di gladiatore, trovato in Tanzania, risalivaa una cinquantina di anni fa; di conseguenza ci si pose immediatamente la domandase questi insetti fossero estinti o presentassero ancora esemplari viventi.• Una spedizione partita nel febbraio 2002 per la Namibia ha dato rispostaaffermativa a questo quesito: tra i cespi di graminacee del Brandberg, un inselbergdel deserto tropicale, sono stati trovati alcuni esemplari di questi insetti. Si trattadi carnivori quantomai agguerriti, in grado di cibarsi anche di insetti pari a loro perdimensioni, tra cui falene e blatte. Tra questi animali, che utilizzano le possenti zampeanteriori per immobilizzare la preda, non è sconosciuto il cannibalismo.
GLI AUTORI
JOACHIM ADIS, OLIVER ZOMPRO,ESTHER MOOMBOLAH-GOAGOSES edEUGÈNE MARAIS hanno collaboratonella scoperta dell'ordine Mantopha-smatodea. Adis è uno dei responsabilidel gruppo di lavoro sull'ecologia tropi-cale del Max-Planck-Institut fùr Lim-nologie di PlEin, in Germania. È ancheconferenziere presso l'Università diKiel e diverse università brasiliane eassociato alla Smithsonian Institutioncome entomologo. Zompro è uno spe-cializzando che lavora con Adis alMax-Planck-Institut, occupandosi inparticolare dell'evoluzione e dell'eco-logia dell'ordine Mantophasmatodea.Moombolah-Goagoses è curatrice ca-po del National Museum of Namibia aWindhoek. Marais è curatore della Na-mibian National Insect Collection aWindhoek.
Nome comune
Mosche, zanzare
Strepsitteri
Pulci
Farfalle
Friganee
Formiche, vespe e api
Coleotteri
Mosche scorpione
Formicaleoni, crisope
Megalotteri
Rafidiotteri
Psocotteri
Pidocchi
Cimici
Afidi, cicaline, cicale
Tisanotteri
Perle
Embiotteri
Zoratteri
Blatte
Mantidi
Gladiatori
Termiti
Forbicine
Grilloblatte
Insetto stecco
Cavallette, grilli
Libellule
Effimere
Pesciolini d'argento
Archeognati
Nome scientifico
Diptera
Strepsiptera
Siphonaptera
Lepidoptera
Trichoptera
Hymenoptera
Coleoptera
Mecoptera
Neuroptera
Megaloptera
Raphidioptera
Psocoptera
Phthiraptera
Heteroptera
Homoptera
Thysanoptera
Plecoptera
Embioptera
Zoraptera
Blattodea
Mantodea
Mantophasmatodea
lsopteraDermapteraGrylloblattodea
Phasmatodea
OrthopteraOdonata
EphemeropteraZygentomaArchaeognatha
VISIONE LATERALE
ZAMPE PER SALTARE
Spine sulle zampe anteriori, come quelle della mantide, Non sono sviluppate quantoimmobilizzano la preda mentre viene divorata quelle della cavalletta
L'AMBRA FOSSILE HA CONSERVATO QUESTO INSETTO maschio adulto per milioni di anni. Il fossile è stato la chiave della scoperta del nuovo
ordine Mantophasmatodea. Questi insetti si sono evoluti nel tempo: quelli attuali hanno zampe anteriori più sottili e un capo
meno triangolare e più arrotondato.
CAVALLETTAINSETTO STECCO
UN NUOVO ORDINECongelati nel tempo
I campioni di ambra, appartenenti auna collezione dell'Università di Ambur-go, erano stati rinvenuti in sedimentipresso il Mar Baltico. La resina, secretadalla corteccia di una conifera, si era soli-dificata circa 45 milioni di anni fa, inglo-bando alcune larve di insetti del tutto di-verse da quelle che il ricercatore avevavisto in precedenza.
Il mese successivo Zompro, che all'e-poca frequentava mi corso di dottorato alMax-Planck-Institut ftìr Limnologie a
si era recato al Natural History Mu-seum di Londra dove Judith A. Marshallgli aveva mostrato un insetto preparato,rinvenuto in Tanzania nel 1950. Si tratta-va senza dubbio di un maschio adulto,ma nessuno era stato capace di dargliun'identità entomologica. Zompro nescattò qualche foto e ritornò in Germania.
Dopo qualche giorno ricevette per po-sta un altro pezzo di ambra provenienteda una collezione privata, che contenevail fossile di un maschio adulto non deter-minato. Dopo un esame al microscopio,egli si rese conto che quel campione ri-cordava molto l'insetto secco da lui vistoa Londra.
A questo punto Zompro comprese chedoveva trattarsi di qualcosa di importan-te. Mostrò il nuovo fossile al suo referen-te per la tesi di dottorato (Adis), che gliconsigliò di passare al setaccio le colle-zioni di altri musei europei alla ricerca diinsetti simili non ancora identificati. Esa-minate con cura le collezioni di diversimusei, ritornò senza esemplari. Fu al Mu-seo di storia naturale di Berlino che allafine trovò quello che cercava: in un va-setto era conservata in alcool la femminaadulta di un insetto estremamente similea quello incluso nell'ambra.
L'emozione di Zompro e Adis andavacrescendo con il procedere di accuratistudi sui due esemplari, l'uno vecchio dimilioni di anni e l'altro raccolto in Nami-bia un centinaio di anni fa A prima vistai due animali ricordavano una cavallettaper le possenti zampe posteriori, ma era-no privi di ali, che sono presenti invecenella maggior parte di questi insetti salta-tori. Le loro zampe anteriori erano coper-te di spine, come quelle che la mantidereligiosa usa per catturare e trattenere lapreda viva; ma il capo e le zampe poste-riori dei misteriosi insetti erano chiara-mente diversi da quelli della mantide. Vi-sti dall'alto ricordavano gli insetti steccoo fasmidi, animali fitofagi; ma il secondosegmento toracico era molto più corto elo stomaco contenente frammenti di altriinsetti dimostrava abitudini predatorie.
Non erano differenze di poco conto,tanto più che i nostri collaboratori Klaus-Dieter Klass e Niels P. Kristensen rileva-rono altre peculiarità nell'interno del cor-
I GLADIATORIL'ANATOMIA DEI GLADIATORI, pur presentando molti caratteri
in comune con quella delle cavallette, degli insetti stecco edelle mantidi, è molto diversa pertaluni aspetti fondamentali,
tanto da aver reso necessaria la creazione del nuovo ordine
Mantophasmatodea nell'aprile scorso. Finora quest'ordine
annovera almeno tre specie attuali e due estinte.
GLI ORDINI DEGLI INSETTI
DIETA CARNIVORI
Possenti mandibole sono b prova di una dieta carnivora.La maggior parte delle cavallette e degli insetti stecco è fitofaga
VISIONE DALL'ALTO
ASSENZA DI ALII gladiatori nonhanno ali; molte mantidie b maggior partedelle cavallettene hanno quattro
CORPO LUNGO
E DIRITTO
Come gli insetti stecco
TORACE CORTO
Negli insetti steccoil secondo segmentotoracico è solitamentemolto più lungodel primo e il terzoè fuso con l'addome
ZAMPE UNCINATECaratteristica peculiaredei gladiatori
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I GLADIATORI GIOVANI hanno una corazza. Le ninfe assumono il colore
delle rocce del deserto come protezione dai predatori e dal sole.
BIBLIOGRAFIA
KLASS KLAUS-DIETER, ZOMPRO OLIVER, KRISTENSEN NIELS P. e ADIS JOACHIM, Mantopha-smatodea: A New insect Order with &tont Members in the Afrotropics, in «Science», 296,
24 maggio 2002.
ZOM PRO 0.,ADISJ. e WEITSCHAT W., A Review of the Order Mantophasmatodea (insecta), in
«ZoologischerAnzeiger», 141 (in stampa).
Sito Web di Oliver Zompro sul nuovo ordine di insetti: www.mantophasmatodea.de
AMI B I A
Massiccio del Brandberg
Cratere Messu m
9
E
E
po degli insetti. Dati tanti caratteri cosìparticolari nella morfologia e nella dieta,è stata sufficiente qualche ora per con-cludere che sicuramente questi organisminon appartenevano ad alcun ordine diinsetti già noto. Bisognava crearne appo-sitamente uno nuovo.
Ci siamo risolti per il nome scientificoMantophasmatodea, perché questi insettidi fatto ricordano sia una mantide (ordineMantodea) sia un insetto stecco (ordinePhasmatodea). Ma familiarmente li ab-biamo soprannominati «gladiatori», perl'aspetto combattivo e la corazza che li ri-veste allo stadio di ninfa.
Anche se riteniamo che i gladiatori ab-biano un antenato in comune con lemantidi e gli insetti stecco, ci vorrà moltolavoro per stabilire la loro esatta posizionenell'albero evolutivo degli insetti. L'anali-si del DNA è iniziata nell'aprile scorso.
A caccia di insetti nel deserto
La prima domanda che ci siamo posti èstata se i gladiatori esistessero ancora o sifossero estinti a partire da 50 anni fa, pe-riodo al quale risale il campione raccoltoin Tanzania. Adis spedì per posta elettro-nica fotografie dell'insetto ai colleghi ditutto il mondo, chiedendo una verificadella presenza di esemplari simili nelle lo-ro collezioni.
All'Università di Leeds, in Inghilterra,furono così rinvenuti un insetto adulto edue larve, raccolti nel massiccio delBrandberg, in Namibia, tra il 1998 e il2000. E uno di noi (Marais) ha identifica-to altri due animali che corrispondevanoalla descrizione. Marais ha raccolto per-sonalmente uno di questi in Namibia nel1990, mentre l'altro è stato trovato dauno studente namibiano nel 2001.
Mentre si trovava in Germania Maraisorganizzò con Zompro e Adis una spedi-zione in Namibia alla ricerca di gladiatorivivi. L'ultimo giorno di febbraio del 2002,10 scienziati di cinque paesi partirono peril deserto tropicale della Namibia. Il grup-po raggiunse il Brandberg, un inselbergcircolare che, alla stregua di un enormemasso granitico, torreggia per 1800 metrisopra l'arida pianura della Provincia diErongo. Gli abitanti del luogo lo chiama-no Dàures: la Montagna infuocata. Isola-to e protetto, il Brandberg è la culla dimolte specie endemiche.
La ricerca cominciò nei primi giorni dimarzo su un plateau roccioso circondatoda grandi massi. Zompro e altri ento-mologi iniziarono un'esplorazioneminuziosa. John Irish, tassonomi-sta namibiano, percuoteva i ce-spi di graminacee con un ba-stone per far uscire gli in-setti. Dopo poche ore di
ricerca, Irish si chinò e osservò attenta-mente il palmo della mano.
«Credo di avere qualcosa per te, Oliver»disse. Sulla sua mano c'era una piccolalarva di gladiatore, al secondo stadio disviluppo. Quella sera un altro membro delgruppo trovò altre quattro larve. Riusci-vamo a contenere a fatica la nostra emo-zione. Sconosciuta alla scienza, questacatena vitale era rimasta intatta per più di45 milioni di anni!
Quella notte, mentre i ricercatori eranocoricati e fissavano la Croce del Sud inuno spettacolare cielo stellato, un leopar-do con circospezione fece un giro intornoal campo. Ma noi eravamo più preoccu-pati dalle domande ancora inevase suigladiatori. Di che cosa si cibano? Comefanno a trovare l'acqua? Come sopravvi-vono alle improvvise inondazioni e alleterribili escursioni nittemerali (notte-gior-no) di 25 gradi Celsius? Per dare una ri-sposta a queste domande era necessarioosservare il comportamento dell'insetto intutti gli stadi dello sviluppo.
Si sarebbero volute perlustrare altre zo-ne del massiccio, e anche i rilievi confi-nanti, ma le condizioni meteorologi-che non erano certo propizie a unarapida discesa. Temperature su-periori a 44 gradi Celsiusrendevano arduo proce-dere lungo i pendiiscoscesi; periodiciacquazzonitrasforma-
vano i ruscelli in torrenti minacciosi; macambiavano anche il colore del paesag-gio, che da giallo, grigio e bruno si tra-sformava in una distesa verdeggiante divegetazione.
Verso metà marzo, Zompro e colleghiavevano ormai raggiunto le montagnevicine. Durante una caccia notturna cad-de nel retino un'altra specie di gladiatore;avevamo ora identificato quattro speciediverse. E il giorno dopo Zompro riuscì aeffettuare le prime osservazioni sul com-portamento di questi insetti in natura.
Vita da gladiatore
Fu catturata viva poco più di una deci-na di esemplari, che portammo in Germa-nia per studiarne la biologia. Finora sap-piamo poco di questi nuovi insetti,ma la ricerca fa rapidi passi.
Di giorno, sui versantimontuosi, abbiamoindividuato
DURANTE
L'ACCOPPIAMENTO
il maschio salta
sulla femmina.
Il maschio
di Mantophasma zephyrapuò scegliere tra femmine
di colore verde
o marrone chiaro.
LA SPEDIZIONE ALLA RICERCA
DI ESEMPLARI VIVENTI
di gladiatori è iniziata nel
2002, verso la fine di
febbraio. Capeggiato da
Marais, il gruppo di 10
entomologi si è avventurato
nel vasto e desolato deserto
del Namib con autocarri ed
elicotteri. La ricerca è iniziata
sul massiccio del Brandberg,
una montagna isolata, la più
alta della Namibia.
Lì e nelle vicine montagne
del Damaraland, Zompro
e colleghi hanno scoperto
due specie di gladiatori.
gladiatori nascosti nei cespi di gramina-cee e nelle fessure delle rocce; erano bencamuffati, dato che il colore del loro cor-po assomiglia alle tonalità delle piante edelle rocce circostanti. Al crepuscolo usci-vano a caccia di prede.
I gladiatori sono carnivori e si cibanodi un gran numero di insetti, alcuni anchedelle loro dimensioni. Nell'ambiente natu-rale li vedevamo cibarsi di falene, pescio-lini d'argento e blatte; in cattività sembra-vano preferire mosche e grilli vivi, ma an-che i coleotteri rispondevano ai loro gusti.
Questi animali utilizzano le possentizampe anteriori per afferrare piccole pre-de e immobilizzarle; le prede più grandivengono afferrate anche con le zampemediane (le cavallette predatrici utilizza-no una tecnica di caccia simile, con quat-
tro zampe). Le mosche più grosse vengo-no uccise a morsi dietro il capo, e poivengono divorate a partire da questo,senza risparmiare alcuna parte del corpo,eccetto ali e zampe. Abbiamo visto anchegiovani gladiatori feriti cadere vittime delcannibalismo.
Le larve crescono molto velocemente,subendo diverse mute prima di trasfor-marsi in insetti adulti. Sembra che abbia-no adattato il loro ciclo vitale alla brevestagione delle piogge, che sul Brandbergdura solo qualche mese. Non è ancoranoto come e dove le femmine deponganole uova.
La scoperta inattesa di un nuovo ordi-ne di insetti ha sorpreso molti entomolo-gi. Alcuni hanno iniziato immediatamen-te a scandagliare le loro collezioni alla ri-
cerca di nuovi campioni; nei musei suda-fricani ne sono stati rinvenuti di recente29 e nuovi studi sul campo hanno indivi-duato una grande abbondanza di gladia-tori nella provincia del Western Cape.
Altri gruppi di ricerca di tutto il mondohanno offerto il loro contributo agli studisul comportamento, il ciclo vitale e la ri-produzione di questi insetti. Romano Dal-lai dell'Università di Siena sta studiandola forma e la struttura degli spermatozoi,mentre gruppi di lavoro guidati da Mi-chael F. VVhiting della Brigham YoungUniversity e da Roger K. Butlin dell'Uni-versità di Leeds si occupano del DNA. En-tro pochi mesi al massimo, questi studipotranno darci un quadro più chiaro dellaposizione dei Mantophasmatodea all'in-terno dell'albero genealogico degli insetti.
Ma il fatto che le prove dell'esistenzadi questo nuovo ordine si trovassero neimusei e fossero passate inosservate perdecenni, finché un incontro casuale (e unsolerte studente) non le impose all'atten-zione, pone un quesito: ci sono altri ordi-ni di insetti non ancora scoperti? A chi,come noi, ama gli insetti, il mondo natu-rale appare all'improvviso più vasto e piùselvaggio di quanto immaginassimo.
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www.lescienze.it
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