Strani pettini a spirale delle api sembrano fantastici palazzi di cristallo. Adesso sappiamo perché.

In un mondo di blandi favi esagonali, un piccolo gruppo di api australiane ribelli ha scelto di costruire scale a chiocciola.

Incontra le api del genere Tetragonula. Questi impollinatori australiani non hanno pungiglioni, ma compensano le loro carenze difensive costruendo affascinanti fortezze di cera la cui bellezza ha a lungo affascinato Internet.

Queste strutture a spirale sono in realtà nidi giganti e svolazzanti chiamati "favi di covata". Ogni piccola cella circolare è una camera per le uova, costruita da un'ape operaia che secerne la cera, rifornita di cibo rigurgitato da un'ape nutrice, quindi riempita con un uovo dalla regina stessa. Quando una cellula è terminata, i lavoratori passano a quella successiva, costruendo verso l'esterno e verso l'alto in uno schema a spirale che a volte può raggiungere i 20 piani di altezza, Tim Heard, entomologo della Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO) in Australia, in precedenza detto .

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Allora, come ha fatto il Tetragonula le api diventano i Frank Lloyd Wright del mondo degli insetti? Ogni colonia impiega il proprio maestro architetto, incaricato di guidare la costruzione del suo favo o ogni ape operaia segue semplicemente un insieme inconscio di regole di costruzione codificate individualmente? Secondo uno studio pubblicato oggi (22 luglio) sul Journal of the Royal Society Interface, la risposta potrebbe trovarsi nei cristalli.

"Questi pettini seguono le stesse regole di base che fanno crescere i cristalli in uno schema a spirale", ha detto il coautore dello studio Julyan Cartwright, ricercatore presso il Consiglio nazionale delle ricerche spagnolo (CSIC) che studia modelli matematici in natura. "Ogni ape sta fondamentalmente seguendo un algoritmo".

Ronzato sulla natura

Cartwright ha visto un'immagine virale dei famigerati pettini di covata alcuni anni fa e ha immediatamente riconosciuto il modello; a quel tempo, stava studiando molluschi di madreperla, i cui gusci iridescenti rivelano anche strutture a spirale distinte se visti al microscopio elettronico.

Entrambi i casi di architettura animale hanno richiamato la ricerca degli anni '50 che spiegava come i cristalli crescono naturalmente in una struttura a spirale seguendo alcune semplici regole matematiche, ha detto Cartwright. Lui ei suoi colleghi volevano scoprire quali potevano essere quelle regole per il Tetragonula api.

"Che tipo di informazioni minime avrebbe un'ape che la porterebbe a produrre questi modelli?" Cartwright ha detto.

Per indagare, i ricercatori hanno modellato la costruzione di un pettine a spirale utilizzando un algoritmo ispirato alla crescita dei cristalli. Ogni simulazione è iniziata con una singola cellula di covata. Una alla volta, le api operaie digitali hanno aggiunto nuove cellule al favo seguendo una delle due semplici regole: le api potevano aggiungere una cellula al fronte di crescita - il bordo del favo dove le altre api avevano deposto le cellule - purché la loro nuova cellula è stato posizionato leggermente più in alto rispetto ai suoi vicini; oppure, le api potrebbero costruire una nuova cella sopra una cella esistente, a condizione che quella cella fosse più o meno a livello delle celle vicine.

Con queste restrizioni in atto, ogni nuovo livello del pettine doveva essere costruito a una buona distanza dal bordo, dando a ogni nuovo livello un raggio più piccolo del precedente. Più alto è un livello, minore è il suo raggio. E così, con solo queste poche semplici regole, è emerso lo schema a spirale.

Secondo Cartwright, la facilità con cui il suo computer è stato in grado di ricreare TetragonulaI pettini a spirale mostrano che le api non stanno seguendo un piano generale - piuttosto, stanno semplicemente rispondendo al loro ambiente locale secondo alcune regole biologiche codificate nel loro comportamento molto tempo fa.

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"Quando gli esseri umani costruiscono una struttura come un edificio, abbiamo un architetto che fa un piano e poi i costruttori lo seguono", ha detto Cartwright. "Quello che abbiamo scoperto è che le api non hanno bisogno di un piano. Vengono solo con una serie di semplici regole su dove mettere un nuovo pezzo di cera quando arriva al favo. E se programmi quelle regole in un computer, producono le stesse immagini ".

Quali sono esattamente queste regole? Fino a quando non potremo chiedere personalmente alle api, probabilmente non c'è modo di saperlo con certezza, hanno scritto i ricercatori. Meno male che sono senza pungiglione.