Nuove tecniche di imaging 3D rivoluzioneranno la tassonomia

Ecco Viserion e Drogon, le formiche che si chiamano come i draghi del Trono di spade (VIDEO)

Quando la natura è più sorprendete del fantasy

[28 luglio 2016]

Formiche dragone

I draghi del Trono di spade nella realtà hanno le forme aliene di due nuove specie di formiche scoperte nelle remote foreste pluviali di Papua Nuova Guinea, due insetti che sembrano draghi grazie alle loro incredibili escrescenze spinose. Anche se non hanno capacità di sputare fuoco, le loro caratteristiche uniche hanno fatto pensare agli scienziati dell’Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (Oist) che le hanno scoperte ai mitici  draghi della serie fantasy “Game of Thrones”.

Il team ha descritto due nuove specie di Pheidole, il genere di formiche più biodiverso della Terra. La caratteristica distintiva dei nuovi arrivati è una possente armatura di spine che sporgono dalle loro piastre dorsali, per questo gli scienziati hanno deciso di chiamare le due nuove specie  Pheidole Viserion e Pheidole Drogon, come i draghi del Trono di spade. Ma viste da molto vicino queste formiche sembrano più “spaventose” dei draghi di  Daenerys Targaryen su Game of Thrones.

I ricercatori Georg Fischer, Eli Sarnat ed Evan Economo hanno rivelato questa fantastica scoperta nello studio “Inordinate Spinescence: Taxonomic Revision and Microtomography of the Pheidole cervicornis Species Group (Hymenoptera, Formicidae)” pubblicato su Plos One ed hanno utulizzato  una tecnologia 3D-di imaging all’avanguardia per aiutare a identificare e documentare le due nuove specie di formiche in due diversi articoli pubblicati su PLoS One .

Le formiche del genere Pheidole  vivono in tutto il mondo, ma si concentrano in particolare nei climi umidi dei tropici, ne sono state descritte più di 1.000  specie e probabilmente ci sono migliaia di specie ancora da dem nominare e scoprire . Nonostante questo notevole diversità, la maggior parte delle specie che sono state studiate  sono anatomicamente molto simili. In generale, la casta delle operaie Pheidole  è divisa in due gruppi: le formiche soldato, con enormi teste e mandibole potenti e le “operaie minori”, con caratteristiche craniche meno pronunciate.

Sarnat ha detto a Gizmodo: «Anche se le  Pheidole variano per dimensioni un po’ in tutto il mondo,  mantengono più o meno la stessa struttura corporea A parte queste folli specie spinose». Le Pheidole  spinose si trovano solo nella regione indo-australiana e rappresentano evidentemente un ramo evolutivo. Secondo Sarnat ci sarebbero almeno  100 specie dotate di queste armature spinose, molte delle quali imparentate alla lontana. Ma caratteristiche cosi evidenti come quelle trovate nelle nuove specie si  sarebbero evolute in modo indipendente più volte.

I ricercatori hanno anche approfittato di queste nuove funzionalità di imaging 3D per guardare dentro le spine e dicono che «Mentre la funzione più ovvia delle spine è la difesa contro i predatori», le spine sono piene di muscoli, «Il che può rendere le formiche più forti e più robuste rispetto alle formiche non spinose». I ricercatori dicono che «Questa muscolatura in più, suggerisce che le spine potrebbero contribuire a sostenere le teste gigantesche delle formiche o dare loro più forza per la frantumazione con le mandibole». Sarmat sottolinea che «E’ ancora un’ipotesi  e abbiamo ancora bisogno di fare test più rigorosi».

Qualunque sia la finalità che ha  l’armatura spinosa, la ricerca per scoprirlo ci rivela quanto poco sappiamo sul mondo naturale che stiamo estinguendo. Forse, con scoperte così  meravigliose  che riportano ai draghi del Trono di Spade, gli scienziati possono ricordare al grande pubblico che questo pianeta, più di ogni mondo di fantasia, è degno della nostra ammirazione.

Infatti, il team dell’Oist, dopo essersi concessa una divagazione fantasy con  Viserion  Drogon, spiega che «Il processo di identificazione, la documentazione, e la denominazione di nuove specie – la tassonomia – in biologia è uno dei compiti più antichi e di base. Tradizionalmente, le nuove specie vengono  descritte con fotografie, disegni e descrizioni verbali. In questo studio, abbiamo  utilizzato una nuova tecnologia di imaging 3D chiamata X-Ray microtomography, che è simile al TC utilizzato negli ospedali, solo a una risoluzione più elevata adatto per oggetti più piccoli, come una formica». Economo, a capo dell’unità biodiversità e biocoplessità dell’Oist, aggiunge che «Questo è uno dei primi studi di tassonomia delle formiche ad utilizzare il micro-CT.  Mentre questo metodo sta guadagnando popolarità in diversi campi scientifici, è raro di utilizzarlo in questo modo. Una volta che una formica viene sottoposta a scansione utilizzando questo metodo, diventa un campione virtuale che “vive”’ in 3D;  può quindi essere sezionato, archiviato e condiviso con altri scienziati di tutto il mondo».

Fischer annuncia che queste nuove tecniche potrebbero portare ad altre possibili straordinarie scoperte: «Se si sta lavorando nella boscaglia dell’Africa per trovare una formica che si desidera identificare, è davvero difficile volare fino a un museo in Europa o negli Stati Uniti per vedere le collezioni di specie già conosciute. In questo modo è possibile scaricare la formica virtuale, effettuare le misurazioni, e confrontarla con il campione che si sta cercando di identificare». Economo aggiunge che «Questo è quasi lo stesso che avere il campione fisico di fronte a voi e in qualche modo è meglio della cosa reale, perché si può virtualmente sezionare il campione ed esaminare la struttura interna al computer».

Ma per descrivere le formiche dragone di Papua Nuova Guinea e delle Fiji i ricercatori hanno utilizzato immagini 3D insieme a metodi più tradizionali, il team ha poi creato gallerie di immagini  3D di ogni specie, sia di quelle nuove che per quelle già note, che dovrebbero essere particolarmente utili per identificare e differenziare i campioni delle formiche.

«La tassonomia è fondamentale per tutte le altre scienze biologiche, perché ci permette di organizzare le informazioni sugli esseri viventi che scopriamo, ma troppo spesso viene vista o come noiosa o appartenente alla vecchia scuola – conclude  Economo – Queste nuove tecnologie possono rivoluzionare il modo in cui scopriamo, documentiamo e condividiamo informazioni sulle nuove specie, il che è dirompente in un modo eccitante».

Videogallery

  • Pheidole viserion (virtually dissected)