Evoluzione dei segnali vibroacustici nelle formiche della sottofamiglia Myrmicinae

Nelle colonie di formiche, la comunicazione tramite segnali chimici, tattili, visivi e vibroacustici è fondamentale per il mantenimento della struttura eusociale. I segnali vibroacustici sono di diversa natura e l'unico che viene prodotto da un organo specializzato è la stridulazione. Quest’ultima consiste nella produzione di una serie di chirp prodotti grazie allo sfregamento di due parti del corpo sclerotizzate che compongono l'organo stridulatore. In un recente studio emerge come questo organo si sia evoluto indipendentemente almeno cinque volte nella famiglia Formicidae, in particolare nelle sottofamiglie Pseudomyrmicinae, Myrmicinae, Ectatomminae, Paraponerinae, e Ponerinae. Nonostante sia ancora poco studiata, questa modalità di comunicazione viene usata in molteplici contesti comportamentali, sia come segnale principale, sia come mezzo per modulare altre tipologie di segnale (e.g., chimico). La vibroacustica può essere utilizzata per il riconoscimento di specie criptiche. Infatti, alcuni studi hanno evidenziato come le caratteristiche dei segnali stridulatori differiscono da specie a specie, nonché tra caste diverse di una stessa colonia. Nel presente studio si vuole indagare la variabilità dei segnali vibroacustici emessi dalle operaie di 23 specie della sottofamiglia Myrmicinae, e investigare i fattori che possono avere influito sull’evoluzione di tali segnali. I segnali delle diverse specie sono stati registrati tramite un microfono e analizzati con il programma Praat, con lo scopo di ricavare informazioni riguardo i parametri temporali, di intensità e di frequenza. Sono state prese le misure dell'ampiezza del capo, della fronte e della lunghezza della tibia per valutare una correlazione tra caratteristiche morfologiche delle operaie e acustiche dei segnali. È stato inoltre creato un albero filogenetico sulla base delle sequenze di DNA barcoding COI (Citocromo-C-ossidasi I) per verificare se la diversificazione dei segnali rifletta le relazione filogenetiche tra le specie. Infine, per valutare se questa diversità possa dipendere da fattori ambientali, è stata testata l'influenza della struttura sociale della colonia (monoginica, poliginica o entrambe) e del materiale di costruzione del nido su tale variabilità. Le caratteristiche di frequenza e di intensità dei segnali sono correlate negativamente alle dimensioni corporee delle operaie che li producono. Dai dati emerge una variabilità nelle caratteristiche dei segnali tra le 23 specie prese in esame, nonché tra specie diverse di uno stesso genere, e tra diverse tribù. In generale, tale variabilità dei segnali vibroacustici sembra non riflettere la distanza genetica tra le specie. Solamente nel genere Temnothorax, maggiore è la distanza filogenetica tra le specie, più ampie sono le differenze nei segnali prodotti. Osservando i singoli parametri acustici emergono differenze nei segnali tra specie che hanno una diversa struttura sociale. Inoltre, confrontando le specie che prediligono substrati diversi per la costruzione del nido (terra o materiale vegatale) presentano una differenza nei pattern acustici. Si può dunque sostenere che esiste una grande variabilità dei segnali vibroacustici tra le specie della sottofamiglia Myrmicinae e che questa non sempre ricalca la distanza filogenetica tra le specie. Fattori come la taglia corporea, la struttura sociale della colonia e il tipo di substrato in cui si propaga la vibrazione possono aver influito sull’evoluzione dei segnali.