Farfalle e falene: una vita scritta sulle ali

The Natural History Museum

Nessun altro insetto ha conquistato l'immaginazione umana ed è stato oggetto di collezione tanto quanto le farfalle. La collezione del Museo di storia naturale, che ospita dieci milioni di Lepidotteri (farfalle e falene), è la più grande in questi edifici. In questa galleria sono presentate la nostra collezione e le storie che i Lepidotteri raccontano sul mondo che ci circonda. Questi esemplari ci aiutano a comprendere l'evoluzione, l'ecologia, la storia naturale e l'entusiasmo dei collezionisti.

Scaglie diverse
Il termine "lepidottero" deriva dal greco e significa "ali a scaglie"; sono proprio queste scaglie a rendere farfalle e falene così peculiari. Singolarmente sono minuscole, tuttavia le brillanti fantasie che caratterizzano questi insetti sono il risultato dell'unione di migliaia di esse. L'insieme di tutti questi esemplari costituisce un materiale di ricerca di importanza globale.

Le ali della farfalla iride Apatura iris assumono un colore blu-porpora brillante da alcune angolazioni, mentre appaiono marroni da altre. Questa caratteristica potrebbe essere alla base del nome del suo genere specifico, che deriva dal greco "apatao" (ingannare). I colori metallici e mutevoli, mostrati in questo esempio, sono dovuti alle proprietà strutturali delle scaglie, che a determinate lunghezze d'onda rifrangono la luce.

La macchia a forma di occhio della vanessa io Inachis io è composta da centinaia di scaglie di colori diversi che insieme creano un'immagine percepita dagli altri organismi, tra cui l'uomo, come un occhio.

Nelle falene di dimensioni ridotte, le singole scaglie possono sembrare enormi. Questo è un primo piano del capo di una falena della famiglia Gelechiidae, Deltophora phyllanthicella. Gli studiosi di tassonomia, tra cui il dottor Klaus Sattler del Museo di storia naturale, l'hanno descritta per la prima volta nel 2016.

Scaglie armoniche: alcuni maschi di sfingidi producono ultrasuoni che confondono il sistema di ecolocalizzazione dei pipistrelli. Tali suoni vengono prodotti sfregando le scaglie stridulatorie (scaglie modificate dell'apparato genitale) contro le scaglie dell'addome.

Le scaglie sono coinvolte nella produzione di odori. Alcune farfalle hanno un "marchio sessuale", un'area di scaglie specializzate, gli androconi, situata sull'ala anteriore dei maschi che contribuisce a disperdere i feromoni emessi da minuscoli organi sulle ali. Il disegno di queste scaglie consente di distinguere in modo relativamente semplice i maschi dell'atteone lineato maggiore Thymelicus sylvestris (a sinistra) e della Thymelicus lineola (a destra). Le femmine invece sono più difficili da distinguere, a meno che non si riesca a ottenere una visione chiara della parte inferiore dell'estremità delle antenne.

Alcune falene hanno la coda, non semplici prolungamenti a forma di coda che partono dalle ali, come quelli a cui la farfalla coda di rondine deve il proprio nome. Alcune sfingidi, come questa Cephonodes kingii, hanno code manovrabili composte da scaglie specializzate che possono essere flesse dai muscoli addominali, aumentando la propria agilità durante il volo.

Nel disegno delle ali dei Lepidotteri è presente un'intricata rete di venature che delimitano le cellule. Questa caratteristica può essere osservata chiaramente nelle ali quasi trasparenti della farfalla Greta morgane oto. I disegni delle venature delle ali sono stati utilizzati per comprendere l'evoluzione dei Lepidotteri, così come di altri ordini di insetti.

Una storia scritta sulle ali
La storia evolutiva è scritta sulle ali di falene e farfalle. Tramite lo studio delle variazioni dei disegni delle ali, i biologi dell'evoluzione hanno fatto scoperte fondamentali nel campo della biologia dell'evoluzione e dello sviluppo.

La farfalla punteggiata delle betulle Biston betularia è l'esempio più noto di variazione della frequenza di colore a causa di cambiamenti ambientali. In questo caso, il numero di esemplari scuri è aumentato quando, a causa dell'inquinamento industriale, i licheni sui tronchi degli alberi sono morti e la fuliggine si è depositata su di essi. Il genetista Bernard Kettlewell ha svolto esperimenti genetici rivoluzionari nell'ambito del polimorfismo cromatico. Qui sono mostrati i suoi appunti originali e alcune delle specie allevate. La questione è diventata complessa con la scoperta che le farfalle punteggiate delle betulle normalmente non si posano sui tronchi degli alberi. Gli aspetti genetici di questa storia sono complicati anche dall'esistenza di due genotipi polimorfici scuri.

Il Papilio dardanus per anni è stato considerato dai biologi dell'evoluzione come un modello. Una delle storie più affascinanti su questa specie, che presenta numerosi polimorfismi in diversi habitat, riguarda la differenza tra esemplari maschi e femmine; queste ultime, ad esempio, sono in grado di imitare le specie meno appetibili per i predatori. Inoltre, a causa dei diversi livelli di selezione tra i sessi, le ali delle femmine sono molto più mutevoli e mimetiche.

Una piccola farfalla marrone, Bicyclus anynana, è oggetto di un considerevole numero di ricerche sugli effetti dell'ambiente sui diversi polimorfismi cromatici, tra cui l'aspetto delle macchie a forma di occhio e l'influenza della selezione sessuale sulla stabilizzazione dei disegni delle ali. Originaria dell'Africa, Bicyclus anynana è diventata una specie comune nei laboratori e rientra nel numero crescente di farfalle di cui è stato sequenziato il genoma.

L'occhio umano vede l'alfabeto nella natura. Infatti i nomi di molte farfalle e falene fanno riferimento a lettere e numeri visibili sulle ali, come nel caso di Autographa gamma (che mostra sulle ali un segno che ricorda la lettera Y dell'alfabeto greco).

Chi ha utilizzato le trappole luminose per dare la caccia agli insetti in Gran Bretagna, potresti aver notato una falena posarsi su un lenzuolo bianco e trasformarsi in un rametto. La falena Phalera bucephala è una delle numerose specie che si sono evolute per confondersi con l'ambiente circostante. Le specie come questa appaiono notevolmente diverse quando vengono preparate con le ali aperte: per questo motivo il nome fa riferimento alle macchie chiare sul corpo piuttosto che al loro singolare camuffamento.

Migrazione
Chiunque abbia preparato degli esemplari può confermare che le ali dei Lepidotteri si strappano facilmente e le scaglie cadono. A differenza delle piume degli uccelli, le scaglie non possono essere sostituite; queste ali devono durare quanto la vita di una farfalla o di una falena adulte. Tuttavia spesso, grazie alle loro ali, farfalle e falene percorrono lunghe distanze.

La vanessa del cardo Vanessa cardui intraprende una delle migrazioni più notevoli tra le farfalle europee. Nei momenti di maggiore crescita delle popolazioni in Nord Africa, numerosi esemplari si spostano verso nord. Tuttavia non sono questi a raggiungere la Gran Bretagna. Le generazioni successive si riproducono nel corso dell'estate e gli esemplari giovani si avventurano ancora più a nord. In seguito, ed è un fatto straordinario, le farfalle nate dalle uova deposte in Gran Bretagna intraprendono il percorso inverso e si spostano verso sud, in modo speculare rispetto ai predecessori dell'inizio dell'anno. Molti dettagli relativi a questa migrazione sono stati raccolti da scienziati dilettanti, che hanno registrato le farfalle e i loro movimenti, oltre che grazie al radar e ad altre tecnologie avanzate per monitorare i movimenti degli insetti. Questi esemplari dimostrano il logorio accumulato durante la breve vita di una farfalla.

La farfalla migratoria più famosa è la monarca Danaus plexippus, che percorre vaste aree del Nord America per trascorrere l'inverno insieme a milioni di altri esemplari in Messico e, in percentuale minore, in California. I viaggi di andata e ritorno della monarca sono molto insoliti nel mondo delle farfalle.

Le farfalle monarca percorrono ampie distanze e alcuni esemplari a volte sorvolano perfino l'oceano Atlantico. Queste farfalle hanno anche colonizzato le isole Canarie. Dato che su queste isole si riproducono in isolamento, non sono ancora emerse differenze tra questi esemplari e gli antenati del Nord America, ma potrebbero differenziarsi in futuro.

Anche la falena di bogong Agrotis infusa migra, ma verso le mete estive predilette, dove attende la fine del periodo di caldo e siccità. A volte, durante la migrazione, numerosi esemplari raggiungono gli edifici del parlamento australiano, attratti dalle luci brillanti.

Alcuni uranidi tropicali intraprendono spostamenti stagionali spettacolari. La falena Urania fulgens presenta fasi sedentarie e migratorie, una reazione alle stagioni delle piogge di Taiwan, il suo paese di origine.

Cicli vitali: da uovo a imago
L'insetto adulto, detto imago, corrisponde alla fase riproduttiva di un complesso ciclo vitale. Nel corso di una metamorfosi completa, la fase immatura di molte specie (uovo, larva e pupa o crisalide) dura di più della fase adulta. Le larve approfittano di numerose fonti di nutrimento.

Com'è noto, è difficile preparare esemplari di bruchi con un aspetto attraente. Infatti, a differenza degli esemplari adulti, i bruchi si afflosciano e si decompongono. Il museo ha una raccolta relativamente piccola di bruchi, tra cui questo esemplare di Papilio machaon, la cui cuticola è stata gonfiata ed essiccata, dopo aver rimosso le interiora. Attualmente è più comune conservare le larve nell'alcol.

Le larve sono potenzialmente invitanti per i predatori, pertanto in numerosi casi hanno sviluppato aculei e sostanze chimiche tossiche per scoraggiarli. Questo bruco sudamericano della famiglia dei saturnidi, appartenente alla sottofamiglia Hemileucinae, è così tossico da essere potenzialmente letale per gli esseri umani.

In Gran Bretagna la sfinge del tiglio Mimas tiliae è quasi sempre all'altezza del suo nome, poiché si nutre di foglie di tiglio (specie Tilia). Tuttavia, nelle regioni più meridionali dell'Europa, si nutre volentieri anche di betulle (Betula). Secondo una teoria, le larve si sviluppano più lentamente se si nutrono di foglie di betulla, relativamente meno nutritive, e durante le brevi estati inglesi non ci sarebbe il tempo necessario per completare il ciclo vitale.

Lo sviluppo dei bruchi può richiedere tempi molto lunghi se il cibo non è abbastanza nutritivo e la stagione estiva è troppo breve. Acsala anomala, della sottofamiglia Arctinae, vive nelle regioni subartiche del Nord America; le larve di questa specie generalmente impiegano diversi anni per assumere il nutrimento necessario.

A volte i bruchi offrono segni identificativi più attendibili rispetto alle falene adulte. L'Acronicta psi (a sinistra) e l'Acronicta tridens (a destra) sono praticamente identiche da adulte, ma le larve si distinguono facilmente.

Seta
Migliaia di anni fa, l'uomo ha imparato a sfruttare la capacità di filare la seta di un bruco. Il baco da seta è una creatura peculiare, tuttavia la capacità di filare la seta è comune a molte specie ed è utilizzata per costruire bozzoli che proteggono le pupe e a volte ragnatele per difendere le larve.

Il baco da seta Bombyx mori ha iniziato a essere sfruttato dall'uomo migliaia di anni fa e consente di produrre la maggior parte della seta che utilizziamo. Questa larva produce seta per costruire il proprio bozzolo. Anche se in natura esistono specie simili, attualmente Bombyx mori esiste solo in cattività ed è introvabile sulla pianta di cui si nutre, il gelso, in natura. Allevate in cattività da innumerevoli generazioni, le larve del baco da seta non sono in grado di individuare il cibo, a meno che non vengano posizionate direttamente sulle foglie, e le ali degli esemplari adulti non sono più adatte al volo.

I bruchi producono seta tramite i seritteri posizionati nell'apparato boccale. La seta del baco da seta è pregiata perché viene prodotta sotto forma di filo unico e sottile per realizzare il bozzolo. Le falene che costruiscono bozzoli sottoterra tendono ad applicare la seta a sezioni ampie, come un intonacatore, e la loro seta non è adatta alla produzione di tessuti.

Altri tipi di falene sono sfruttati per la produzione di "seta grezza", specialmente in India. I bozzoli di specie come Antheraea paphia vengono raccolti dopo che gli adulti sono emersi dal bozzolo, mentre le pupe di Bombyx mori vengono uccise nel bozzolo, che viene interamente srotolato in un lungo filo di seta.

Il resistente bozzolo marrone del bombice della quercia Lasiocampa quercus è tipico di molte falene che si impupano all'aperto. Gli strati esterni sono formati da fili di seta più radi, mentre quelli interni sono più fitti. Sulla superficie interna, un lucido strato prodotto dalla larva rende il bozzolo resistente all'acqua.

Le pupe sono potenziali vittime di ogni sorta di predatore. Per questo motivo molti Lepidotteri si impupano in punti nascosti o realizzano bozzoli resistenti. L'Urodus parvula intesse questa bella e intricata amaca come bozzolo. A dispetto dell'apparente delicatezza, presenta numerose spine come deterrente per i predatori.

La seta viene filata dalle larve di alcune specie anche per proteggersi quando si nutrono o riposano durante il giorno. La ragna dell'evonimo Yponomeuta evonymella di solito si nutre in ragnatele nei cespugli di evonimo. Alcune ragnatele sono spettacolari poiché ricoprono interamente di seta diversi metri di cespugli.

Cibo e nemici
In Cina le pupe del baco da seta vengono mangiate in grandi quantità. Non si tratta degli unici Lepidotteri economicamente rilevanti presenti nei menu: in molti paesi i bruchi rappresentano un'importante fonte di proteine e spesso sono considerati cibi prelibati. I bruchi hanno un ruolo ancora più importante nell'alimentazione di molte specie di vespe parassite, così come di molti tipi di predatori. Nonostante il limite numerico, alcune specie di falene e farfalle sono insetti infestanti di coltivazioni e boschi, con importanti conseguenze economiche.

Le pupe del baco da seta (Bombyx mori) in genere vengono mangiate al momento dell'uccisione e la seta può essere raccolta prima che la falena emerga e rompa il filo di seta unico. Anche Gonimbrasia belina, un baco da seta africano chiamato spesso bruco del mopane, viene mangiato diffusamente e può essere acquistato in grandi quantità nei mercati.

La minatrice delle foglie dell'ippocastano Cameraria ohridella è stata scoperta e descritta dagli scienziati nel 1986. Negli ultimi anni si è diffusa in molte regioni europee e causa notevoli danni alle foglie degli ippocastani.

Le origini della Cameraria ohridella sono state un mistero fino a quando i campioni da erbario di foglie di ippocastano hanno rivelato che questa falena aveva vissuto nelle regioni balcaniche dal XIX sec. Presumibilmente la specie ha avuto origine in quest'area ed è stata ignorata fino a quando non ha iniziato a dispiegare le ali per spostarsi verso nord. Gli esemplari adulti sono piccoli ma di bell'aspetto. Sebbene sia una volatrice tenace, si pensa che la Cameraria ohridella sia stata trasportata inavvertitamente dai veicoli durante i viaggi a lunga distanza.

Il macaone Papilio machaon è l'unico rappresentante inglese della grande famiglia Papilionidae. A differenza dei parenti europei, la popolazione inglese si nutre unicamente di imperatoria delle paludi Peucedanum palustre, presente in alcune paludi della contea di Norfolk, sebbene nel passato fosse più diffusa. Nonostante il numero ridotto di esemplari di questa specie, il parassitoide specializzato, l'icneumone Trogus lapidator, si è diffuso in Gran Bretagna. Nei migliori dei casi, parassiti e parassitoidi vengono spesso considerati come seccature, tuttavia un ecosistema in salute deve includere un'ampia gamma di parassiti. Le pupe che ospitano il parassita si riconoscono perché l'esemplare di Trogus adulto realizza un preciso foro di uscita nelle elitre della pupa.

Gli esemplari che si trovano nelle raccolte dei musei sono minacciati dalle falene infestanti. Questi palchi sono costellati di bozzoli di pupa di Ceratophaga vastella, da cui vengono mangiati.

Falene e tarme
Forse non tutti sanno che le cosiddette tarme dei vestiti sono dei Lepidotteri. Solo poche specie di falene si nutrono dei nostri vestiti e tappeti. Di seguito sono presentate le tarme e alcuni parenti meno noti, spesso dotati di disegni e colorazioni brillanti e con storie di vita affascinanti.

I soliti sospetti, responsabili di molte infestazioni domestiche, sono gli esemplari di tignola delle pellicce Tinea pelionella, le cui larve si nutrono di fibre naturali in angoli appartati. La tignola delle pellicce ha bisogno di un clima caldo e si trova a suo agio nelle case con riscaldamento centralizzato della Gran Bretagna, soprattutto considerando gli inverni miti degli ultimi anni.

La Tinea semifulvella è un parente stretto della tignola delle pellicce; si trova comunemente negli spazi aperti della Gran Bretagna, dove si nutre all'interno di nidi d'uccello, probabilmente il luogo in cui si sono originate le specie di insetti infestanti.

Nell'albero genealogico, gli psichidi sono situati vicino alle tarme dei vestiti. Le larve vivono in involucri realizzati in modo elaborato.

Le femmine di molte specie di psichidi sono senza ali e non abbandonano mai il proprio involucro, nel quale depongono le uova dopo l'accoppiamento con il maschio (dotato di ali).

La falena Endrosis sarcitrella è un altro ospite piuttosto abituale delle case, dove si nutre di tappeti e altre fibre naturali. Questa specie appartiene a un'altra famiglia, quella degli ecoforidi.

Altri ecoforidi possono essere di una spiccata bellezza. L'Esperia sulphurella, relativamente comune, si nutre di legno morto.

L'Oecophora bractella attualmente è una specie rara in Gran Bretagna ed è confinata nei boschi secolari, dove le larve si nutrono di alberi morti.

La primitiva famiglia Micropterygidae testimonia lo stile di vita più arcaico delle falene. A differenza di tutti gli altri Lepidotteri, i micropterigidi adulti sono dotati di mandibole con cui possono masticare granelli di polline. Sembra che le larve si nutrano di particelle di foglie nella lettiera o forse di ife di funghi.

Gli insetti di una piccola isola
Sulle etichette degli esemplari e sulle ali degli esemplari stessi è disponibile una notevole quantità di informazioni. Il Museo di storia naturale sta diffondendo questi dati tramite il proprio programma di raccolte digitali, che include la realizzazione di fotografie di esemplari ed etichette. Per quanto riguarda le farfalle e le falene della Gran Bretagna, le cui informazioni sono ora disponibili tramite il portale di dati del Museo, il programma sta già trasformando la nostra comprensione della distribuzione delle farfalle e dei periodi di volo nei decenni. Le conseguenze di un clima in trasformazione e di un ambiente radicalmente modificato hanno causato profondi cambiamenti nei periodi di sviluppo delle farfalle e delle falene del nostro paese, oltre ad aver modificato in modo meno prevedibile la loro ecologia.

Grazie alla digitalizzazione di tutta la nostra raccolta di esemplari di Hesperia comma, i dati del Museo hanno colmato precedenti lacune nelle nostre conoscenze. A causa del clima sempre più caldo, gli esemplari di questa specie si sviluppano prima e crescono fino a raggiungere dimensioni maggiori nella fase adulta.

Le caratteristiche di Coenonympha tullia variano all'interno della limitata gamma inglese. Gli esemplari della Scozia settentrionale presentano puntini piccoli o non ne hanno affatto, mentre più a sud, nelle pianure dell'Inghilterra settentrionale, presentano numerosi puntini. Lo schema dei puntini subirà variazioni nel tempo? La ricerca genetica su alcune farfalle inglesi ha mostrato che alcuni genotipi sono presenti solo nelle raccolte dei musei, a dimostrazione del fatto che la diversità delle specie si è persa con la riduzione delle popolazioni.

Grazie al lavoro di raccolta di alcuni naturalisti entusiasti, disponiamo di una visione impareggiabile delle variazioni all'interno di popolazioni divise di una farfalla. La farfalla Polyommatus coridon è quasi autoctona della Gran Bretagna ed è limitata a una pianta di cui si nutre, la sferracavallo comune (Hippocrepis comosa). Tuttavia in alcuni casi le popolazioni sono considerevoli e gli esemplari maschi cospicui. Un'ampia serie di esemplari offre un'idea delle variazioni all'interno della specie; in questo caso sono inclusi un ibrido con la bellargo, Polyommatus bellargus, e un raro caso di ginandromorfismo (organismo con caratteri sia maschili sia femminili).

Il macaone (Papilio machaon) in Gran Bretagna ha un aspetto differente dai cugini europei della stessa specie. Questo fatto riflette le variazioni negli habitat e nelle piante di cui le farfalle si nutrono.

La pieride del biancospino (Aporia crataegi) in passato era relativamente diffusa in Inghilterra, ma si è estinta nel 1925 per motivi poco chiari.

Sebbene il nome inglese della Zygaena viciae (New Forest burnet) faccia riferimento a New Forest, l'ultimo avvistamento in questa zona risale al 1927. Quando già si temeva l'estinzione di questa specie in Gran Bretagna, una popolazione è stata individuata su una cengia di un versante di una montagna scozzese. Da quando è stata scoperta, negli anni '60, la popolazione è aumentata, tuttavia è ancora molto localizzata.

L'espansione delle raccolte del Museo è dovuta principalmente agli sforzi e all'impegno di entomologi amatoriali. Senza il lavoro di eserciti di collezionisti e archivisti, i ricercatori avrebbero pochissime testimonianze per svelare i cambiamenti delle nostre variegate flora e fauna. Il grafico mostra che, tra i giorni di raccolta degli esemplari di aurora (Anthocharis cardamines) presenti nella nostra collezione, il fine settimana registra i picchi maggiori.

Natural History Museum
Riconoscimenti: storia

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