10 insetti che amiamo studiare

La prossima volta che una zanzara ti attacca, incolpa te stesso. Sei una delizia deliziosa per via del tuo corredo genetico. Secondo uno studio pubblicato nell'aprile 2015 e pubblicato su PLOS One, il DNA di una persona è uno dei fattori determinanti del motivo per cui gli insetti mordono gli umani o non mordono, a seconda dei casi. I ricercatori della London School of Hygiene and Tropical Medicine hanno chiesto a 37 coppie di gemelli di mettere le mani in una provetta contenente 20 femmine di zanzara assetate di sangue. Il sangue contiene proteine, di cui le zanzare hanno bisogno per riprodursi. Gli insetti hanno preso un odore di ogni mano. Volarono verso alcune mani, rimanendo lontani da altre [fonti: Stein ].

In particolare, le zanzare avevano lo stesso livello di attrattiva verso i gemelli identici, che condividono la maggior parte del loro DNA, e diversi livelli di attrattiva verso i gemelli fraterni, che non condividono altrettanto. Questo ha detto agli scienziati che i geni erano i fattori determinanti per cui mordono o non mordono, creando forse un repellente naturale in alcune persone. Il passo successivo che i ricercatori affermano è identificare quei geni e poi forse usarli come base per un nuovo repellente per insetti [fonti: Stein , Kaplan ].

L'esperimento era solo una delle tante, molte indagini scientifiche sulle zanzare. Che i ricercatori stiano studiando la loro tassonomia, biologia, risposta ai biopesticidi o qualcos'altro, le zanzare sono uno degli insetti più studiati del pianeta, ma non sono gli unici. Eccone 10 che guidano la lista.

1. Farfalle Monarca
2. Pidocchi
3. Api da miele
4. Formiche rosse
5. Insetti che uccidono gli alberi
6. Vermi
7. scarafaggi
8. Coccinelle
9. piralide del mais europeo
10. Mosca della frutta

Per più di un secolo, le farfalle monarca ( Danaus plexippus ) sono state oggetto di un intenso controllo scientifico, principalmente a causa delle loro abitudini migratorie e della diminuzione della popolazione. I monarchi a est delle Montagne Rocciose migrano in Messico ogni autunno dagli Stati Uniti e dal Canada. Decine di migliaia spesso atterrano su un singolo albero durante il loro viaggio verso sud. Ma con il passare degli anni, la loro popolazione diminuisce, principalmente a causa della distruzione dell'habitat. Solo 20 anni fa, un miliardo di monarchi fece il viaggio in Messico dagli Stati Uniti o dal Canada. Il loro numero è ora precipitato di oltre il 90%. Di conseguenza, gli scienziati hanno studiato il comportamento degli svolazzanti arancioni e neri, la loro biologia e i loro dintorni, cercando di trovare modi per rafforzare la loro popolazione [fonte: Gross ].

Gli scienziati sono stati particolarmente preoccupati per la distruzione dei campi di euforbia in cui i monarchi banchettano. I ricercatori affermano che negli ultimi 15 anni, il numero di piante di euforbia nel Midwest è diminuito del 58%, il che è correlato a un calo dell'81% di farfalle monarca. Gli studi dimostrano anche che l'uso di [https://home.howstuffworks.com/question357.htm]erbicida glifosato sta distruggendo le uova monarca che le farfalle depositano su ogni pianta di euforbia. Inoltre, l'aumento della semina di mais e soia geneticamente modificati tolleranti al glifosato sta spingendo fuori i campi di euforbia [fonti: Pleasants e Oberhauser , Gross ].

I pidocchi ( Pediculis humanus capitis ) sono stati un fastidio che gratta la testa per millenni. Gli insetti succhiasangue, senza ali, a sei zampe, abitano il cuoio capelluto degli esseri umani perché il cibo è abbondante e l'ambiente è caldo e umido. Negli Stati Uniti, ogni anno tra i 6 e i 12 milioni di bambini dai 3 agli 11 anni si ammalano di pidocchi [fonte: CDC ].

Molti scienziati osservano quanto sia diventato resistente l'insetto a vari trattamenti. John Clark, professore di tossicologia ambientale e chimica presso l'Università del Massachusetts ad Amherst, ha scoperto che alcuni pidocchi sono mutati in "super pidocchi". Clark afferma che una specifica mutazione consente ai pidocchi di resistere a due insetticidi, piretrine e piretroidi, che si trovano in molti trattamenti da banco. Clark stima che il 90 percento dei pidocchi negli Stati Uniti abbia le mutazioni [fonte: Clark ].

Gli entomologi di tutto il mondo trascorrono molto tempo a studiare le api mellifere ( Apis mellifera ), grazie al loro ruolo fondamentale nell'agricoltura. Non solo gli insetti ronzanti sono importanti per la produzione di miele, ma sono anche i principali impollinatori delle colture. Negli Stati Uniti, tutti gli insetti impollinatori contribuiscono all'economia con circa 24 miliardi di dollari. Di quel numero, le api da miele contribuiscono con 15 miliardi di dollari impollinando più di 130 colture di frutta e verdura [fonte: La Casa Bianca ]. Le api impollinano l'80% di tutte le colture da fiore, che è quasi il 33% di tutto ciò che mangiano gli esseri umani [fonte: Boland ]. Perderli può influire negativamente su tutti noi. Se muoiono, le api mellifere porteranno con sé la maggior parte delle piante impollinate.

Gran parte della ricerca si concentra sul Colony Collapse Disorder (CCD). La CCD si verifica quando tutte (o quasi tutte) le api adulte nella colonia, eccetto la regina, muoiono. Nessuno sa esattamente perché si verifichi il CCD, ma gli scienziati stanno cercando risposte a vari agenti patogeni, parassiti e fattori di stress ambientale.

A parte la questione delle colture, lo studio della biologia, dell'evoluzione e della fisiologia delle api mellifere può produrre benefici per la salute umana. Alcuni medici hanno usato il veleno d'api per curare malattie autoimmuni e artrite [fonte: Agriculture Defense Coalition ]. Ad esempio, il direttore medico del Monmouth Pain Institute di Red Bank, nel New Jersey, ha trascorso due anni negli anni '80 a curare 108 pazienti affetti da artrite con veleno d'api. Il dottor Christopher Kim ha scoperto che la maggior parte dei pazienti è migliorata dopo aver ricevuto 12 iniezioni, ma tali trattamenti richiedono ancora ulteriori studi [fonte: Downey ].

Le famigerate formiche rosse importate ( Solenopsis invicta ) arrivarono per la prima volta negli Stati Uniti negli anni '30, probabilmente a bordo di una nave mercantile brasiliana [fonte: National Geographic ]. Da allora, si sono rivelati un incubo ecologico per molte comunità, soprattutto nel sud. Possono attaccare un animale e spogliarne la carcassa in poche ore. Inoltre, le formiche del fuoco sono predoni, attaccano e pungono in gruppo. Il loro veleno è tossico e bruciante. Le formiche hanno marciato attraverso molti stati, devastando gli ecosistemi spogliando il suolo della vegetazione e sradicando alcune specie dall'area. Nel solo Texas, le formiche rosse del fuoco sono responsabili di circa 1,2 miliardi di dollari di danni ogni anno [fonte: TAMU ].

I ricercatori si concentrano sull'eliminazione e il controllo del parassita attraverso mezzi genetici, chimici e non chimici. Uno studio ha anche esaminato se i rimedi casalinghi, come spargere fondi di caffè, cannella, soda club o pepe di Caienna sul terreno, potessero respingere le formiche. La conclusione? In gran parte inutile a meno che, come ha notato un entomologo, tu non abbia effettivamente affogato le formiche con la soda club [fonte: Williams ].

Gli insetti che uccidono gli alberi meritano una categoria tutta loro. I coleotteri del pino mugo ( Dendroctonus ponderosae ), la trivella smeraldo ( Agrilus planipennis ), le falene zingare ( Lymantria dispar ) e altro ancora stanno devastando le foreste del mondo, motivo per cui gli scienziati dedicano molto tempo allo studio del loro comportamento e della loro biologia. Nel 2012, il piralide smeraldo, uno scarabeo delle dimensioni di un centesimo, ha colto di sorpresa il Connecticut, facendo buchi e deponendo uova nei frassini dello stato. Gli scarafaggi hanno ucciso migliaia di alberi mentre li mangiavano durante ogni fase dello sviluppo larvale [fonte: DEEP ].

Nel corso degli anni, la falena zingara ha defogliato milioni di archi di legno duro in Oriente. In California, il minuscolo trivellatore polifago (uno degli scarabei ambrosia) ha resistito a tutti gli sforzi di eradicazione. Non mangiano il legno dell'albero. Invece, perforano tunnel e quindi depositano spore fungine, che in seguito raccolgono per nutrire le loro larve. Il fungo si diffonde, uccidendo l'albero. È difficile uccidere la trivellatrice con i pesticidi perché l'albero protegge l'insetto dalla sostanza chimica mortale. Gli scienziati hanno persino studiato se i feromoni sessuali potessero attirarli fuori [fonte: Khan ].

La maggior parte degli studi su questi e altri parassiti che uccidono gli alberi sono incentrati sull'eradicazione. I ricercatori della Northern Arizona University, ad esempio, hanno esaminato come i suoni potrebbero fermare eserciti di scolitidi che hanno devastato i pini in Occidente. Sebbene i Queen, i Guns N' Roses e la voce di Rush Limbaugh suonassero al contrario hanno fatto ben poco per fermare i coleotteri, le registrazioni dei suoni dello stesso coleottero hanno funzionato. Una volta che hanno sentito il loro stesso rumore, gli scarafaggi hanno smesso di accoppiarsi, scavare e nutrirsi. Alcuni sono fuggiti. Alcuni si sono uccisi a vicenda [fonte: McKinnon ].

Per secoli, le persone hanno usato i vermi per scopi medicinali. Gli insetti hanno aiutato a pulire le ferite e prevenire le infezioni. Le antiestetiche creature erano brave in quello che facevano perché si nutrivano solo di tessuti morti. Quando arrivarono gli antibiotici, i vermi furono relegati nella pattumiera della storia. Ora, tuttavia, l'uso dei vermi nella medicina moderna è in aumento. In effetti, la Federal Drug Administration degli Stati Uniti ne ha approvato l'uso come "dispositivo medico" nel 2004. Uno studio pubblicato nel 2013 ha concluso che i vermi fanno un lavoro migliore nell'eliminare i tessuti morti dopo l'intervento chirurgico rispetto a un medico con bisturi e forbici. Un altro studio ha mostrato che le secrezioni di vermi combattono alcuni agenti patogeni, che possono aiutare a fermare le infezioni [fonte: Arnold ].

Inoltre, gli entomologi forensi hanno un debole per i vermi e le mosche adulte. Poiché le mosche sono i primi insetti ad arrivare quando un corpo inizia a decomporsi, è importante capire quale specie si deposita su un corpo e depone le uova. Diversi tipi di mosche compaiono in momenti diversi e crescono a velocità diverse. Tra i primi a comparire su un cadavere ci sono mosconi e mosche carnose. Più a lungo un corpo si decompone, più mosche appaiono [fonte: Lee ].

Penseresti che dopo essere stato in giro per 350 milioni di anni circa, non ci sarebbe rimasto più nulla da imparare sullo scarafaggio (ordine Blattodea). Non così. Gli scienziati li studiano continuamente. Studiano la loro tassonomia, biologia ed ecologia. Osservano come si comportano e cosa mangiano. I ricercatori osservano i loro genitali, le placche anali e l'addome.

Uno studio condotto nel 2007 dai ricercatori della Vanderbilt University si è concentrato su come i bug hanno appreso. I ricercatori hanno insegnato ai singoli scarafaggi a preferire la menta piperita, che normalmente gli insetti odiano, alla vaniglia, che normalmente gli piace. Gli scienziati hanno addestrato gli insetti durante un ciclo di 24 ore. Hanno imparato che quelli allenati di notte avevano ricordi migliori di quelli allenati al mattino. Gli scienziati hanno determinato che la memoria dello scarafaggio è strettamente legata al suo ciclo circadiano, più comunemente noto come orologio biologico [fonte: Vanderbilt University ]. Un altro studio ha scoperto che una volta isolati, gli scarafaggi diventavano rinchiusi. Gli piaceva stare a casa. Mangiavano anche di meno e non potevano dire quando una femmina voleva accoppiarsi [fonte: Lihoreau et al. ].

Quando è stata l'ultima volta che hai scacciato una coccinella (famiglia Coccinellidae) o le hai calpestato il didietro? Le probabilità sono, mai. La maggior parte delle persone ama le coccinelle. Con 5.000 specie, ci sono molte cose da amare. Le loro cupole colorate li rendono gli insetti più riconoscibili in natura. Il North Dakota ha persino dichiarato la coccinella l'insetto di stato. Eppure, nessuno ama l'insetto più degli agricoltori. Le coccinelle sono mangiatori abbondanti, divorano afidi (pidocchi delle piante), acari e altri parassiti che distruggono i raccolti. Tuttavia, non tutte le coccinelle sono utili. Molte specie mangiano le piante da sole. Lo scarabeo di fagioli messicano distrugge i fagioli. Lo scarabeo di zucca, mangia, hai indovinato, zucca [fonte: National Geographic ].

Gli scienziati studiano le coccinelle per una serie di motivi, come cercare di capire perché alcune specie comuni stanno diventando rare. Altri scienziati stanno sperimentando come le coccinelle possono prendere il posto dei pesticidi. In Giappone, i ricercatori hanno allevato coccinelle che non volano in modo che gli agricoltori possano usarle come biopesticidi non chimici. Gli scienziati hanno impiegato 30 generazioni per allevare gli insetti, che rimangono sulla pianta e divorano altri insetti. La coccinella non volante e mangia-insetti ha ridotto del 90% i danni al raccolto di spinaci senape del Giappone [fonti: Hellmann ].

La piralide del mais europea simile a una falena ( Ostrinia nubilalis ) è uno degli insetti più studiati di cui non hai mai sentito parlare. Identificato per la prima volta a Boston nel 1917, il piralide del mais europeo arrivò negli Stati Uniti mentre faceva l'autostop sul mais dall'Ungheria e dall'Italia. Da allora, si è affermato come un parassita negli Stati Uniti orientali e in Canada. Di colore giallo e marrone chiaro, la piralide del mais europeo ha un'apertura alare di circa un pollice. Le sue larve amano nutrirsi delle foglie di diverse colture, in particolare del mais.

Il costo del controllo della piralide del mais e dei danni che provoca è di circa 1 miliardo di dollari all'anno. Gli scienziati per lo più vogliono sapere come fermare o gestire la diffusione del bug. Esaminano le abitudini di accoppiamento e la dieta dell'insetto, nonché il modo in cui si diffonde. Alcune delle loro ricerche si concentrano sull'utilizzo di mais geneticamente modificato che produce una proteina insetticida dal batterio Bacillus thuringiensis . Quella proteina protegge le piante dall'insetto [fonti: Penn State , Bessin ].

Forse nessun insetto, nemmeno la zanzara, è tanto studiato quanto il moscerino della frutta (Drosophila melanogaster ). Gli scienziati hanno colpito il moscerino della frutta per più di 100 anni. Sono stati in grado di conoscere la genetica e come trattare alcune malattie tra cui la sclerosi laterale amiotrofica (SLA), il morbo di Parkinson, l' Alzheimer e la malattia di Huntington.

I moscerini della frutta sono ben conosciuti e usati come sostituti per gli esseri umani. Questo perché condividiamo il 75 percento dei nostri geni con le mosche. Centinaia di laboratori negli Stati Uniti sono dedicati alla ricerca sui moscerini della frutta. Gli scienziati non sono interessati solo alla composizione genetica dell'insetto, ma anche alla sua biologia. Inoltre, sono facili da lavorare e gli scienziati possono conservarne milioni senza occupare molto spazio. Non possono farlo con un topo o un topo [fonti: Jolly , University of North Carolina ].

Nota dell'autore: 10 insetti che amiamo studiare

Mentre scrivo, i cadaveri di coccinelle asiatiche spargono sul tappeto del mio ufficio. Hanno poco da mangiare qui e muoiono nel giro di pochi giorni. Perché l'infestazione? La scienza ha fornito una risposta. La mia casa è gialla e, come tale, funge da faro per gli insetti. Gli studi mostrano che le coccinelle asiatiche amano le superfici luminose e la parte soleggiata di un edificio, motivo per cui ogni primavera devo passare l'aspirapolvere quando bussano. Sono contento che non siano scarafaggi.

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