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A cosa servono le zanzare?

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Arriva l’estate (pioggia permettendo) e con essa tornano le odiate zanzare. Dalle punture al fastidioso ronzio fino alle terribili malattie che questo insetto contribuisce a diffondere, è molto difficile, se non impossibile, trovare qualcuno che ami le zanzare o le trovi in qualche modo utili. Le zanzare appartengono a quella categoria di animali in grado di far vacillare i principi morali del più convinto degli animalisti o la fede del più fervente dei credenti. Se esiste un dio buono e misericordioso, perché ha creato le zanzare?

Riflessioni teologiche e animaliste a parte, la zanzara, oltre ad essere estremamente fastidiosa, è uno degli animali più pericolosi del mondo. Per essere precisi la zanzara occupa il primo posto nella classifica degli animali più mortali per l’uomo. Le malattie che questo insetto contribuisce a diffondere includono la malaria, la febbre gialla, la febbre dengue e la febbre da virus Zika. Secondo l’Organizzazione Mondiale della Sanità queste patologie colpiscono centinaia di milioni di esseri umani in tutto il mondo ogni anno, causando la morte di diverse milioni di individui.

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Aedes aegypti, responsabile della diffusione della febbre gialla, dello Zika virus, delle febbre dengue e di altre malattie i cui morti si contano a milioni ogni anno.

Ma esiste una qualche utilità in questi terribili insetti? Qual è il ruolo delle zanzare all’interno degli ecosistemi?

Il nostro pianeta conosce le zanzare da più di 100 milioni di anni (chi si ricorda la zanzara imprigionata in una goccia d’ambra in Jurassic Park?). Il loro habitat non ha confini, tanto che nemmeno la tundra artica di Canada e Russia è al sicuro dalle loro punture. Al giorno d’oggi sono state descritte più di 3500 specie di zanzare differenti, di cui solo 200 pungono gli esseri umani. Tra queste ultime è importante sottolineare che solo le femmine di zanzare, che necessitano di proteine per produrre le uova, pungono e succhiano il sangue. E qui arriviamo al primo ruolo utile delle zanzare in natura, quello di impollinazione dei fiori. L’alimento principale delle zanzare adulte, infatti, non è il sangue ma bensì il nettare dei fiori. Volando da una pianta all’altra contribuiscono alla diffusione del polline in modo simile alle api.

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John Hammond (al secolo l’attore Richard Attenborough)  rimira una zanzara imprigionata nell’ambra nel film Jurassic Park del 1993, diretto da Steven Spielberg

Un secondo contributo delle zanzare agli ecosistemi è quello di fornire biomassa alla catena alimentare di numerose specie. Le larve delle zanzare vivono in acqua dove si nutrono di materiale organico come alghe unicellulari e piante. Crescendo diventano facili prede per diversi tipi di pesci e, una volta completata la metamorfosi, le zanzare adulte sono un facile banchetto per uccelli e pipistrelli.

Questi sono quindi i “ruoli” principali delle zanzare in natura. Ma bastano a dare alle zanzare una parvenza di utilità? In un articolo comparso su Nature nel 2010 si prova ad immaginare un mondo senza zanzare e le opinioni degli specialisti riguardo ad un simile scenario sono differenti. Secondo alcuni l’estinzione delle zanzare avrebbe un impatto minimo in quanto la cicatrice ecologica lasciata verrebbe risanata velocemente mentre i ruoli (ad esempio l’impollinazione dei fiori) verrebbero rilevati da altri insetti, magari meno fastidiosi e pericolosi. Per altri, invece, il danno sarebbe ingente mettendo a rischio la sopravvivenza di numerose specie animali e vegetali che nelle zanzare trovano una sicura fonte di cibo e trasporto di polline.

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Larve di zanzara che fluttuano in prossimità della superficie dell’acqua. Si possono notare i sifoni puntati verso l’alto grazie ai quali possono sopravvivere respirando aria.

Quel che è certo è che bisogna intervenire per prevenire i milioni di morti fatti ogni anno dalle zanzare. In tal senso un metodo che si sta rivelando molto efficace nel prevenire la diffusione di malattie mortali consiste nel liberare in natura zanzare geneticamente ingegnerizzate. Queste zanzare chiamate OX513A sono in grado di riprodursi, ma la loro progenie risulta sempre sterile. In questo modo la popolazione di zanzare nelle aree più colpite è calata drasticamente, riducendo così anche il contagio. L’approccio dell’ingegneria genetica, tra l’altro, è più sicuro e sostenibile di qualsiasi altro vecchio metodo in quanto permette di colpire solamente una determinata specie di zanzara, evitando la dispersione di insettici nell’ambiente che potrebbe nuocere ad altri animali e all’uomo stesso.

La riduzione della popolazione delle specie di zanzare vettori di malattie è quindi un obiettivo più che condivisibile ed auspicabile. Per le altre specie di zanzare, invece, dovremo continuare a sopportare il loro ronzio e le loro punture, per il bene degli ecosistemi che, purtroppo, dipendono da questi noiosi insetti.

Per ulteriori approfondimenti vi consiglio di visitare QUESTO sito e di guardare QUESTA interessante TED talk.

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Perché d’autunno le foglie cambiano colore?

Si sta come

d’autunno

sugli alberi

le foglie

(Soldati, G. Ungaretti, 1918)

L’autunno è sicuramente la stagione che preferisco. Il contrasto tra i colori caldi assunti dalle foglie degli alberi ed il clima che si fa via via sempre più freddo sono l’espressione perfetta della transizione tra la frenetica attività dell’estate ed il letargico torpore invernale.

Ma come mai le foglie cambiano colore d’autunno?

Il colore verde delle foglie degli alberi, come ci viene insegnato fin da piccoli, è dovuto alla clorofilla.

La clorofilla è un pigmento fondamentale per il processo noto come fotosintesi clorofilliana grazie al quale le piante ricavano energia dalla luce solare.

Nelle cellule vegetali delle foglie la clorofilla si trova in “sacchetti” chiamati tilacoidi a loro volta impachettati in organelli cellulari noti come cloroplasti.

Rappresentazione di una cellula animale (a sinistra) e una cellula vegetale (a destra). Si possono notare numerose strutture comuni tra i due tipi di cellule (ad esempio il reticolo endoplasmatico liscio e rugoso, l’apparato di Golgi, il nucleo cellulare…). Tra le peculiarità della cellula vegetale vi sono i cloroplasti responsabili della conversione dell’energia luminosa in energia chimica utilizzabile per il metabolismo della pianta.

La clorofilla si associa a proteine presenti nei cloroplasti per formare dei fotosistemi che convertono l’energia luminosa in energia chimica utilizzabile per la sintesti di molecole organiche come i carboidrati (come il glucosio ad esempio).

Grazie a questa capacità le piante sono considerate organismi autotrofi, ovvero sono in grado di sintetizzare le proprie molecole organiche in modo autonomo, partendo da sostanze inorganiche e senza utilizzare energia derivata da altre molecole organiche (come facciamo invece noi organismi eterotrofi).

Cloroplasti ben visibili all’interno delle cellule vegetali.

Le foglie possono perciò essere considerate come delle fabbriche specializzate in cui l’energia proveniente dalla luce viene usata per convertire i nutrienti assorbiti dal terreno in molecole organiche utilizzabili per tutto il metabolismo della pianta stessa (in soldoni le piante si fanno il proprio cibo da sole). Durante la primavera e l’estate, quindi, le piante mantengono quantità elevate di clorofilla all’interno delle proprie foglie in modo da mantenere la fotosintesi a pieno ritmo e garantirsi tutti i nutrienti di cui hanno bisogno.

Con l’avvicinarsi delle stagioni fredde i giorni diventano sempre più corti e la luce a disposizione sempre più scarsa. Per le piante questo rappresenta un segnale, nel corso dell’inverno la fotosintesi non è più praticabile in quanto il rendimento delle fabbriche-foglie sarebbe minore dei costi di mantenimento delle fabbriche stesse.

Alle piante conviene perciò dismettere le fabbriche ed entrare in un periodo di quiescenza a metabolismo rallentato in cui vengono consumati i nutrienti prodotti nel corso delle stagioni calde e luminose.

Un bosco d’autunno

Per interrompere la produzione  nelle fabbriche-foglie le piante devono prima di tutto chiudere i cancelli. Questo processo si realizza tramite l’interruzione della produzione di auxina, un ormone vegetale. Normalmente l’auxina mantiene aperte le vie che vanno dalla pianta alla foglia e viceversa. Con l’arrivo dell’autunno la produzione di auxina si interrompe e alla base della foglia i vasi di trasporto della linfa vengono chiusi interrompendo qualsiasi scambio di nutrienti. Il sigillo, poi, induce il distacco della foglia dal ramo sul quale rimane solo una cicatrice.

Nel processo di smantellamento delle fabbriche-foglie tra le prime cose che vengono eliminate ci sono le macchine dedicate alla raccolta della luce: la produzione di clorofilla viene interrotta e quella esistente viene degradata.

Il colore verde così scompare  progressivamente lasciando spazio al rosso e al giallo, colori sempre presenti nella foglia ma generalmente coperti dalla massiccia quantità di clorofilla che domina su qualsiasi altro pigmento nel corso della primavera e dell’estate.

Il colore giallo delle foglie autunnali è dato dai carotenoidi, la cui produzione non dipende dalla luce e sono quindi sempre presenti nella foglia. I carotenoidi sono pigmenti molto noti ed il loro colore può variare dal giallo, all’arancione al rosso.

Il colore rosso o purpureo è invece dato da una classe di composti chiamati antociani o antocianine. Appartengono alla famiglia dei flavonoidi e, grazie al loro potere antiossidante, proteggono le foglie dai raggi ultravioletti del sole che, come per l’uomo, possono danneggiare il DNA contenuto all’interno del nucleo cellulare. Il colore degli antociani può variare dal rosso al blu.

I diversi colori delle foglie sono dovuti alla presenza di diversi pigmenti. Il verde della clorofilla, molto abbondante nelle foglie, in genere copre il rosso degli antociani e il giallo dei carotenoidi.

Le differenti sfumature delle foglie autunnali dipendono dalle quantità relative dei diversi pigmenti: una foglia con molti carotenoidi e pochi antociani sarà più gialla, viceversa una foglia con molti antociani e pochi carotenoidi sarà più rossa.

La clorofilla residua, poi, può contribuire a determinare il colore finale della foglia così come altri tipi di pigmenti. I tannini, ad esempio, sono responsabili del colore marrone delle foglie di quercia durante l’autunno.

Infine è opportuno ricordare che non tutte le piante perdono le foglie d’inverno. Come tutti ben sanno le conifere come pini ed abeti sono piante sempreverdi che mantengono le proprie sottilissime foglie ad ago sui rami durante tutto il periodo invernale.

Le caducifoglie (o decidue), invece, sono le piante descritte in questo post che perdono le foglie nella stagione sfavorevole (che in alcuni climi può anche essere la stagione secca).

Personalmente considero le piante organismi viventi estremamente affascinanti (in verità non credo esista un essere vivente che non trovi affascinante…), il loro ciclo stagionale è una meraviglia della fisiologia e un esempio magistrale di adattamento all’ambiente circostante e al clima. I loro colori d’autunno ed i rami spogli d’inverno, soprattutto di alberi molto vecchi, hanno un non so che di mistico ed evocativo.

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Perché gli insetti sono attratti dalla luce?

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Arriva l’estate e con essa il piacere di prendere il fresco la sera, magari rilassandosi in compagnia dei propri amici su un balcone o su una veranda. Una situazione perfetta e di assoluto relax se non fosse per le orde di zanzare ed altri insetti che a centinaia si fiondano sulle fonti di luce delle nostre case rovinando l’idillio di una serata estiva.

Ma come mai alcuni insetti sono fortemente attratti dalla luce delle lampadine?

I motivi alla base di questo fastidioso fenomeno sono principalmente due.

In primo luogo una fonte di luce ad incandescenza è anche una fonte di calore, ovvero emette radiazioni nel campo dell’infrarosso. Questa radiazione, invisible all’occhio umano, può essere percepita da diversi animali tra cui gli insetti come le zanzare che, alla ricerca di animali a sangue caldo in cui infilzare il proprio pungiglione, puntano sicure verso le lampadine credendole prede succulente.

Insetti intorno ad una lampadina

Il secondo motivo per cui anche insetti non ematofagi (che non si nutrono di sangue) sono attratti dalle fonti luminose va ricercato nel sistema di navigazione di questi animali.

Gli insetti dotati di ali, infatti, si orientano nel volo utilizzando il sole o la luna come punti di riferimento. Mantenendo invariato l’angolo della luce naturale all’interno del proprio campo visivo gli insetti possono orientarsi e mantenere una direzione di volo lineare.

Purtroppo il progresso umano è molto più rapido dell’evoluzione degli insetti. Il loro sistema di navigazione, evolutosi avendo la luna (ovvero una fonte di luce abbastanza distante da rimanere fissa nel campo visivo dell’insetto) come punto di riferimento, non riesce a distinguere la luce riflessa dal satellite del nostro pianeta dalla luce emessa dalle nostre lampadine.

In sostanza zanzare e falene vengono ingannate e, scambiando le lampadine per la luna, finiscono per bruciarsi le ali. Un po’ come l’equipaggio del Millenium Falcon nel primo film di Guerre Stellari che si fa catturare scambiando la stazione spaziale “Morte Nera” per una piccola luna. Mai fidarsi di ciò che sembra una piccola luna…

“Non è una luna quella… è una stazione spaziale!”. Luke Skywalker, Chewbacca, Obi-Wan Kenobi e Han Solo scambiano la Morte nera per una piccola luna.

Le luci delle lampadine, tra l’altro, sono molto più vicine e più luminose della luce lunare e, a differenza di quest’ultima, proiettano radiazioni in tutte le direzioni. Per questo motivo gli insetti non riescono a mantenere fisso l’angolo della luce all’interno del proprio campo visivo e, disorientati, girano a spirale intorno alle lampadine.

Una falena vola a spirale intorno ad una candela. La radiazione luminosa, proveniendo da una fonte di luce molto vicina, cambia continuamente posizione all’interno del campo visivo dell’insetto disorientandone la rotta di volo.

L’inquinamento luminoso dovuto all’illuminazione artificiale, inoltre, è estremamente pericoloso per la salute delle comunità di insetti in quanto compromette i loro comportamenti. Le lucciole che un tempo illuminavano le nostre campagne, ad esempio, sono oggi sempre più rare e rischiano l’estinzione poiché, nel caos di luci e flash artificiali, non riescono a distinguere i segnali luminosi tipici della loro specie e fondamentali per i loro meccanismi riproduttivi.

Un campo di lucciole

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