Insetti

Insetti

Dominatori della Terra

La classe degli Insetti rappresenta il gruppo animale che ha avuto il maggior successo evolutivo sul pianeta Terra, colonizzando ogni tipo di habitat in tutti i continenti. Il numero di specie viventi di Insetti è ancora sconosciuto, ma potrebbe aggirarsi intorno ai 40 milioni. Anche per quanto riguarda il numero di individui, nessun animale terrestre possiede popolazioni così numerose. Insieme alle piante, rappresentano gli organismi fondamentali su cui si basano gli ecosistemi terrestri. I motivi del loro successo evolutivo stanno nella loro anatomia, semplice ed efficiente, nel tasso riproduttivo elevato e nella capacità di adattarsi rapidamente ai cambiamenti dell'ambiente

Vita a sei zampe

L'anatomia degli insetti è fondata sulla divisione del corpo in tre parti: il capo, il torace e l'addome. Ognuna di queste tre parti e le appendici presenti su di esse sono divise in segmenti più o meno distinti e diversificati. Il capo è formato da segmenti fusi tra loro a formare una capsula cefalica, su cui si osservano due antenne, due occhi composti, alcuni ocelli e le appendici boccali che possono assumere varie forme e funzioni.

Il torace è diviso a sua volta in tre parti ‒ protorace, mesotorace e metatorace ‒ ciascuna provvista di un paio di zampe inserite lateralmente. La presenza costante di sei zampe è una delle caratteristiche fondamentali degli insetti ed è utile per distinguerli da altri Artropodi (ragni, crostacei, millepiedi).

Ciascuna zampa è formata a sua volta da segmenti. Partendo dal segmento attaccato al torace e procedendo verso la sua estremità si osservano la coxa, il trocantere, il femore, la tibia e il tarso. I primi due segmenti sono assai brevi e servono ad articolare la zampa al torace, regolandone i movimenti rotatori. Il femore e la tibia sono generalmente lunghi e possono essere variamente modificati. In particolare, la tibia può essere dilatata, dentata, incurvata o allungata per svolgere funzioni specializzate come lo scavo, il salto, il nuoto, la cattura della preda e l'accoppiamento. Il tarso, invece, è formato da un numero variabile di piccolissimi segmenti, detti articoli, e termina con una o due unghie. Anche i tarsi, come le tibie, possono modificarsi a seconda della funzione: alcuni presentano organi adesivi per attaccarsi alle foglie o alla femmina durante l'accoppiamento, altri sono cortissimi e perfino assenti nelle specie adattate allo scavo.

Le appendici

Oltre alle zampe, gli insetti possiedono altre appendici. Abbiamo già scritto che il capo è provvisto di un paio di antenne e di appendici boccali. Le antenne sono organi olfattori, formate da un numero variabile di piccoli segmenti, detti antennomeri. Questi possono essere tutti più o meno uguali tra loro, come le perline di una collana, oppure possono presentare forma e dimensioni varie.

Nei Coleotteri Scarabeidi, per esempio, gli articoli terminali dell'antenna sono trasformati in lamelle e formano una specie di ventaglio che si apre e si chiude secondo le necessità. Spesso le antenne sono più sviluppate nei maschi, perché questi ultimi le utilizzano proprio per la ricerca delle femmine. Nei maschi dei Coleotteri Cerambicidi, per esempio, le antenne sono formate da antennomeri allungati, mentre in quelli di diverse falene (Lepidotteri) hanno una forma a pettine per espandere la propria sensibilità. Nelle mosche (Ditteri) le antenne sono cortissime per non essere d'impaccio durante il volo; in compenso, gli occhi composti sono enormi e rappresentano l'organo di senso principale di questi insetti.

In fondo all'addome molti insetti primitivi hanno due filamenti più o meno lunghi detti cerci, talvolta accompagnati da un terzo filamento centrale. Questi filamenti si notano, per esempio, nei grilli (Ortotteri) e in molte larve (Efemerotteri, Plecotteri). Si tratta di organi di senso tattile che permettono di accorgersi di un pericolo alle spalle. Altre volte i cerci sono trasformati in organi di difesa, come le pinze delle forbicine (Dermatteri). Ma le appendici più importanti sono quelle boccali, formate da una paio di mandibole, un paio di mascelle e un labbro inferiore. L'importanza evolutiva di queste appendici è tale che, per esempio, il ruolo ecologico degli insetti è riconoscibile dal tipo di apparato boccale.

Gli apparati boccali

La forma degli apparati boccali varia nei diversi ordini a seconda del tipo di alimentazione. Il modello più primitivo è l'apparato masticatore, presente in pesciolini d'argento (Tisanuri), libellule (Odonati), grilli e cavallette (Ortotteri), mantidi (Mantoidei), insetti stecco (Fasmoidei), blatte (Blattoidei) e termiti (Isotteri), ossia in gran parte degli insetti più primitivi. Ma lo stesso tipo di apparato si conserva anche in ordini assai evoluti come in molti Imenotteri (api e vespe e formiche) e nei Coleotteri. Nell'apparato masticatorio le mandibole possono essere trituranti o taglienti, a seconda del ruolo ecologico: in linea di massima, nelle specie che si nutrono di vegetali sono trituranti, in quelle predatrici tendono a essere taglienti.

Da questo tipo primitivo di apparato boccale hanno preso origine altri modelli più specializzati. Nell'apparato boccale succhiatore lambente, le mascelle si sono allungate a formare un canale di suzione per nutrirsi di cibo liquido. In alcuni casi, anche il labbro inferiore e talvolta perfino le mandibole si allungano a formare un canale. Nelle cimici delle piante, nei pidocchi delle piante e nelle cicale (Emitteri) l'apparato succhiatore è di tipo perforante, ossia capace di bucare i tessuti vegetali per nutrirsi di linfa. Analogamente, nelle cimici parassite (Emitteri), nelle pulci (Sifonatteri), nelle zanzare e nei tafani (Ditteri) l'apparato succhiatore è pungente per nutrirsi di sangue. Infine, nelle farfalle (Lepidotteri) le mascelle si sono fuse a formare una lunga proboscide capace di aspirare il nettare dei fiori (apparato succhiatore aspirante).

La metamorfosi

Una delle caratteristiche principali degli insetti è la metamorfosi, ossia la trasformazione più o meno radicale che l'individuo subisce dalla nascita al raggiungimento della maturità sessuale, attraversando diverse fasi o stadi. Negli insetti a metamorfosi completa (Olometaboli) dall'uovo nasce un piccolo individuo del tutto diverso dai genitori. È la larva, destinata a nutrirsi e a crescere di dimensioni. Quando la larva raggiunge il massimo dello sviluppo, dopo una serie di mute, si trasforma in crisalide o pupa. Quest'ultima è una fase dormiente, immobile, talvolta protetta da un bozzolo fabbricato dalla larva stessa prima dell'impupamento. Durante la fase pupale l'insetto non si nutre, ma subisce una laboriosa trasformazione interna: i tessuti e gli organi vengono distrutti e ricostruiti secondo un nuovo modello anatomico, quello dell'insetto adulto.

Per fare un esempio di queste trasformazioni, pensiamo al bruco, larva dei Lepidotteri, destinata a trasformarsi in farfalla. In genere la larva e l'adulto svolgono ruoli ecologici assai diversi. Per esempio, i bruchi sono divoratori di foglie mentre le farfalle si nutrono del nettare dei fiori. In altri casi, sia la larva sia l'adulto consumano le stesse risorse alimentari, come nel caso delle coccinelle (Coleotteri Coccinellidi), in cui entrambi si nutrono di pidocchi delle piante.

Invece, negli insetti a metamorfosi incompleta (Eterometaboli o Emimetaboli) dall'uovo nasce un individuo molto simile ai genitori, riconoscibile soltanto per le dimensioni più piccole e per l'assenza delle ali. Ciò avviene, per esempio, nei grilli e nelle cavallette (Ortotteri), nelle mantidi (Mantoidei), nelle blatte (Blattoidei), negli insetti stecco (Fasmoidei), nelle termiti (Isotteri), nelle cimici e nei pidocchi delle piante (Emitteri). In questi insetti gli stadi giovanili vengono chiamati neanidi.

Perché gli insetti sono 'alieni'

La classe degli Insetti è costruita secondo un piano anatomico completamente diverso da quello dei Vertebrati, di cui noi facciamo parte. Per esempio, il nostro apparato circolatorio trasporta alle cellule sia gli elementi nutritivi sia l'ossigeno. Quest'ultimo, introdotto dalle narici, raggiunge gli alveoli polmonari e poi finisce nel sangue. Negli insetti, invece, l'apparato circolatorio serve solo a distribuire le particelle alimentari; la funzione respiratoria viene svolta da un altro apparato, che troviamo esclusivamente in questi animali e che si chiama apparato tracheale. L'ossigeno entra da una serie di piccole aperture dette stigmi, che si trovano sui lati del torace e dell'addome, per poi proseguire il suo cammino in un sistema ramificato di tubi sempre più piccoli che si distribuiscono all'interno del corpo raggiungendo tutti i tessuti.

L'apparato circolatorio è formato da un lungo cuore dorsale aperto anteriormente in cui entra l'emolinfa, il sangue incolore degli insetti che riempie la cavità generale del corpo, detta emocele. Inoltre, lo scheletro degli insetti, come in tutti gli Artropodi, è esterno (esoscheletro), ossia rappresenta una specie di contenitore che racchiude i muscoli e gli organi del corpo: esattamente il contrario di ciò che si osserva nel corpo dell'uomo e degli altri Vertebrati.

Questo scheletro esterno, più o meno rigido o elastico, è costituito prevalentemente da chitina, una sostanza organica presente negli insetti e in pochissimi altri animali. La chitina non si decompone in assenza di acqua: questo spiega perché negli ambienti aridi si trovano insetti morti da alcuni mesi ma ancora quasi integri, e spiega anche perché è possibile conservare questi animali a tempo indeterminato nei musei dopo averli semplicemente fatti seccare, senza nessun altro procedimento. Le dimensioni massime raggiunte dagli insetti sono determinate dalla chitina stessa perché, con l'aumento della mole corporea, il peso dello scheletro esterno diventa eccessivo per la quantità di muscoli che può essere contenuta in esso.

Insetti veri e gruppi vicini

Nei tempi passati, la classe degli Insetti includeva anche alcuni gruppi primitivi che oggi, secondo la maggior parte degli studiosi di entomologia, vanno trattati come classi a sé stanti. Si tratta dei Proturi, dei Dipluri e dei Collemboli, organismi atteri (privi di ali) e molto piccoli, che vivono nel suolo. In comune con gli insetti propriamente detti questi gruppi hanno sei zampe; tuttavia si distinguono da essi per la forma e la disposizione delle appendici boccali, che si trovano all'interno della cavità orale. Per questo motivo vengono chiamati entognati, dal greco entòs ("dentro") e gnàthos ("mascella").

Viceversa, i veri insetti sono ectognati, poiché possiedono le appendici boccali che si inseriscono esternamente alla bocca. Complessivamente, entognati ed ectognati vengono riuniti nella categoria superiore degli Esapodi, in riferimento al numero delle zampe.

I Proturi sono caratterizzati dall'assenza delle antenne: questi piccoli Esapodi ciechi usano il primo paio di zampe come organi tattili e olfattivi, al posto delle antenne, per orientarsi nel suolo umido. I Dipluri comprendono le comuni campodee, diffuse in tutti i terreni umidi: si riconoscono subito per la presenza di due cerci lunghi e sottili all'estremità dell'addome. Infine, i Collemboli sono un gruppo assai numeroso e importante nell'ecologia del suolo. Possiedono un organo, detto furca, con il quale possono compiere salti enormi rispetto alle loro piccolissime dimensioni. Invece, sono veri insetti i pesciolini d'argento (Tisanuri), che pur essendo atteri possiedono pezzi boccali esterni alla cavità orale.

Il volo

Insieme agli uccelli e ai pipistrelli, gli insetti sono gli unici animali capaci di volare, cioè di sollevarsi da terra e muoversi attivamente nell'aria, decidendo anche la direzione da prendere. Il volo degli insetti si basa su due paia di ali membranose che si sviluppano negli adulti come espansioni laterali del mesotorace e del metatorace, e si chiamano rispettivamente ali anteriori e ali posteriori. Molti insetti ‒ come le libellule (Odonati), le efemere (Efemerotteri), le cicale (Emitteri), le friganee (Tricotteri), i formicaleoni (Neurotteri), le farfalle (Lepidotteri), le api e le vespe (Imenotteri) ‒ utilizzano per volare sia le ali anteriori sia le ali posteriori.

Invece, le mosche, le zanzare e gli altri Ditteri conservano solo il primo paio di ali poiché il secondo si è ridotto trasformandosi nei bilancieri, organi per la stabilizzazione del volo. Infine, gli scarabei e tutti gli altri numerosi membri dell'ordine dei Coleotteri volano solo con le ali posteriori poiché quelle anteriori si sono trasformate in due scudi protettivi (elitre) con funzione di difendere l'addome e le ali stesse in posizione di riposo.

Le ali degli insetti sono presenti soltanto nella fase adulta e, in molti casi, possono mancare. Per esempio, le femmine di molti Lepidotteri Geometridi sono prive di ali. I maschi di queste falene usano le ali per cercare le femmine, mentre queste, non volando, si espongono meno alla vista dei predatori. In molti pidocchi delle piante (Emitteri Afididi), le ali sono sviluppate solo negli individui destinati a fondare nuove colonie. Un caso simile si osserva nelle formiche (Imenotteri Formicidi) e nelle termiti (Isotteri), in cui la maggior parte degli individui è attera e non si riproduce; le ali sono presenti solo nei riproduttori, maschi e femmine, per effettuare il volo nuziale. Altri ordini di insetti sono completamente privi di ali: è il caso di molti parassiti, come le pulci (Sifonatteri), i pidocchi (Anopluri) e i pollìni (Mallofagi).

La legge dei grandi numeri

Il principale segreto del successo degli insetti sulla Terra sta nei grandi numeri. Popolazioni immense formate da un numero enorme di individui sono vincenti, perché assicurano la continuità della specie nel tempo. Non importa quanti insetti muoiano nel corso del loro sviluppo o comunque prima di riprodursi; l'importante è che un certo numero di essi riesca a raggiungere la maturità sessuale e a deporre uova fecondate. Il numero elevato di uova che la maggior parte degli insetti produce assicura la continuità della specie anche se i sopravvissuti sono pochi. Avete mai visto orde di moscerini sciamare sulla superficie di uno stagno? Migliaia di essi moriranno predati da pipistrelli, libellule, rondini e altri uccelli insettivori, rane, raganelle e predatori vari. Ma basteranno poche centinaia di coppie a dar vita a una densa popolazione di larve che si svilupperanno sul fondo dello stagno, e che saranno predate a loro volta da insetti acquatici, pesci e tritoni. Quelle che riusciranno a completare la metamorfosi daranno luogo a una sciamatura identica nella stagione successiva, permettendo la vita a tante altre specie di animali. Se non ci fossero questi moscerini e tante altre specie di insetti, non avremmo rondini né altri uccelli, né pesci, né rane, né libellule. Il mondo sarebbe un triste giardino vuoto, dal quale dopo un po' di tempo scomparirebbero anche molte piante, abbandonate dagli insetti impollinatori (impollinazione).

Insetti giganti

La massima lunghezza spetta a un insetto stecco della Malaysia (Phoebaeticus serratipes) che raggiunge i 45 cm, seguito da un coleottero cerambicide dell'Amazzonia (Titanus giganteus), con 16,7 cm. Per quanto riguarda il peso, sembra che l'insetto più pesante sia una cavalletta della Nuova Zelanda (Deinacrida heteracantha), lunga 8,5 cm, che supera i 70 g. Tuttavia, secondo altri entomologi, il record del peso potrebbe spettare ad alcuni Coleotteri Scarabeidi dell'America Centromeridionale (Megasoma elephas) e dell'Africa centrale (Goliathus goliatus), le cui dimensioni variano fra gli 11 e i 14 cm e il cui peso arriva agli 80÷100 g.