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Apr 19, 2023

Saggi comportamentali rivelano meccanismi di formazione di supercolonie nelle formiche domestiche odorose

Scientific Reports volume 13,

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 9013 (2023) Citare questo articolo

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La formazione di estese supercolonie multi-nido e multi-regina è forse il fattore più importante responsabile del successo ecologico delle formiche invasive. La formica domestica odorosa, Tapinoma sessile, è una formica diffusa originaria del Nord America. T. sessile è un parassita urbano impegnativo, ma funge anche da sistema interessante per studiare l'organizzazione sociale delle formiche e la biologia delle invasioni. Ciò è dovuto alla sua notevole dicotomia nella struttura sociale e spaziale della colonia tra ambienti naturali e urbani. Le colonie naturali sono tipicamente costituite da un piccolo numero di lavoratori, abitano un unico nido e sono monogine mentre le colonie urbane mostrano estrema poliginia e polidomia e formano grandi supercolonie. Il presente studio ha esaminato la misura in cui le colonie sessili di T. provenienti da diversi habitat (naturali vs urbani) e strutture sociali (monogine vs poliginose) mostrano aggressività verso i conspecifici alieni. Inoltre, le interazioni tra colonie reciprocamente aggressive sono state esaminate in esperimenti di fusione di colonie per valutare il potenziale ruolo della fusione di colonie come meccanismo che porta alla formazione di supercolonie. I test di aggressione hanno dimostrato alti livelli di aggressività negli accoppiamenti che coinvolgevano lavoratori di diverse colonie urbane e lavoratori di diverse colonie naturali, ma bassi livelli di aggressività negli accoppiamenti che coinvolgevano regine di diverse colonie urbane. I test di fusione delle colonie hanno dimostrato che le colonie sessili di T. urbano sono altamente aggressive tra loro, ma in grado di fondersi in condizioni di laboratorio quando competono per risorse limitate di nidificazione e cibo. Nonostante le interazioni altamente aggressive e la mortalità relativamente elevata delle operaie e delle regine, tutte le coppie di colonie si univano in 3-5 giorni. La fusione è avvenuta dopo la morte della maggior parte dei lavoratori e la fusione dei sopravvissuti. Questo risultato suggerisce che il successo di T. sessile nelle aree urbane può essere guidato, almeno in parte, da fusioni di colonie non imparentate che possono essere determinate da vincoli ecologici come carenze stagionali di nidi e/o disponibilità di cibo. In sintesi, due fattori indipendenti, tra cui la crescita di una singola colonia e/o la fusione di più colonie, potrebbero essere responsabili dell’evoluzione delle supercolonie nelle formiche invasive. Entrambi i processi potrebbero avvenire simultaneamente e agire sinergicamente per produrre supercolonie.

Una delle questioni centrali nella biologia delle invasioni riguarda l’invasività delle specie e l’invasibilità degli habitat. Quali specie hanno maggiori probabilità di diventare invasive? Quali habitat sono più suscettibili alle invasioni? Nonostante decenni di ricerca e gestione, si è rivelato difficile identificare i tratti che predicono in modo coerente l’invasività1,2. Si stima che la percentuale di specie introdotte che alla fine diventano invasive sia inferiore all’1%3 e una questione sconcertante nell’ecologia delle invasioni è perché alcune specie diventano invasive mentre altre no. Il successo dell'invasione può dipendere dai preadattamenti presenti nella gamma nativa, dai personaggi che si evolvono de novo dopo l'introduzione e da varie interazioni tra questi due fattori.

Le formiche invasive sono invasori altamente prolifici e tra i parassiti più dannosi al mondo4,5. Le formiche invasive condividono comunemente una serie di tratti tra cui la struttura della colonia multiregina, l'ampia polidomia e il successo negli habitat antropici. Molte specie di formiche invasive formano supercolonie, colonie estremamente grandi costituite da milioni di individui su vaste aree geografiche (ad esempio Linepithema humile6; Pheidole megacephala7; Anoplolepis gracilipes8; Nylanderia fulva9). Le popolazioni supercoloniali sono caratterizzate dall'assenza di comportamento territoriale e aggressione intraspecifica, fitta rete di nidi interconnessi geneticamente indistinguibili gli uni dagli altri, elevate densità di popolazione, dispersione delle colonie per gemmazione e dominanza ecologica sugli organismi nativi10. Inoltre, molte formiche supercoloniali sono parassiti negli habitat agricoli, urbani e selvatici11.