BIOSINTESI E VARIAZIONE DEGLI IDROCARBURI DI CUTICOLA NEGLI INSETTI SOCIALI

Gli insetti sociali vivono in colonie caratterizzate da un’organizzazione complessa che ne garantisce la sopravvivenza. Queste società sono infatti strutturate in caste, ognuna adatta a svolgere una precisa attività. I compiti principali dei membri della colonia riguardano il foraggiamento, la riproduzione, la difesa e l’allevamento della prole. Per mantenere tale struttura sociale gli insetti hanno bisogno di comunicare e riconoscersi tra loro. Per comprendere se appartengono alla medesima colonia, quando due individui si incontrano, si toccano con le antenne e, in base ai segnali percepiti sviluppano comportamenti cooperativi o aggressivi. Ogni colonia è caratterizzata da una soglia di accettazione che può essere modulata in base alle condizioni biotiche e abiotiche. Come noto nelle api, quando la disponibilità di risorse trofiche è limitata, la soglia per discriminare un membro della colonia da un estraneo può essere innalzata, anche a costo di rifiutare erroneamente i compagni di nido. La discriminazione tra i compagni di nido è mediata dagli idrocarburi a catena lunga, ramificati o lineari, saturi o insaturi, presenti sulla cuticola di tutti gli insetti. Questi composti, in parte determinati geneticamente e in parte influenzati dalla dieta, dallo stato riproduttivo e dalle condizioni ambientali quali temperatura e umidità, sono fondamentali per il riconoscimento dei compagni di nido e questo processo è mediato soprattutto da alcani e alcheni metilati. L'obiettivo principale di questa tesi è quello di analizzare i meccanismi biosintetici e genetici all’origine dei profili chimici epicuticolari negli insetti sociali (formiche, api, vespe e termiti), con particolare riferimento alle modalità di variazione inter- e intra-coloniali. Dagli esperimenti condotti in prevalenza in laboratorio è emerso che la biosintesi degli idrocarburi cuticolari è polimorfica ed è collegata a quella degli acidi grassi. I siti di immagazzinamento degli idrocarburi possono essere la ghiandola di Dufour, la ghiandola post faringea o la ghiandola pigidiale. I profili cuticolari sono influenzati da fattori genetici che sono probabilmente la fonte di variazione principale degli idrocarburi di cuticola tra le specie. I profili chimici epicuticolari variano però qualitativamente e quantitativamente anche tra gli individui della stessa specie, in fasi di sviluppo diverse o con compiti diversi; un certo grado di variabilità si osserva inoltre tra individui appartenenti a colonie o caste differenti. Lo scambio di idrocarburi cuticolari attraverso allogrooming e trofallassi contribuisce a creare un odore peculiare della colonia, mentre non sono completamente compresi i meccanismi alla base delle marcate differenze rilevate tra individui molto giovani ed individui molto anziani. Gli idrocarburi cuticolari sono stati studiati e analizzati con l’avvento della gas-cromatografia e spettrometria di massa e il loro ruolo è rimasto tuttavia sconosciuto fino agli anni ’70 quando si è iniziato a isolarli, identificarli e sintetizzarli. Ad oggi vengono utilizzati anche per il riconoscimento tassonomico grazie alla loro specie-specificità, ma restano ancora molti aspetti da chiarire sulle modalità tramite cui i fattori biotici e abiotici determinano la variazione dei profili idrocarburici epicuticolari fra colonie o popolazioni della medesima specie.