Sistemi integrati/alternativi di orientamento in Cataglyphis

Già parlammo in passato della capacità di Cataglyphis di orientarsi nell'ambiente esterno al nido tramite un sistema integrato di odometria e percezione della posizione del sole (stride integration).
Il sistema funziona integrando le informazioni che le operaie in foraggiamento ottengono dalla posizione del sole tramite gli ocelli e dal calcolo odometrico dei passi percorsi (tenendo conto anche dei cambiamenti di direzione fatti) per creare una mappa interna della loro posizione relativa rispetto al nido. Grazie a ciò, a dispetto di traiettorie in uscita dal nido estremamente spezzate, queste formiche sono in grado di avere traiettorie di ritorno quasi perfettamente rettilinee, più veloci e a "colpo sicuro", che non possono essere spiegate tramite la ricerca di tracce feromonali e che comunque risultano molto più veloci rispetto al sistema chimico. E la velocità per formiche che si muovono in ambiente desertico, sulla sabbia rovente e a temperature elevatissime, è ovviamente fondamentale. Per cui Cataglyphis ha puntato molto sulla "velocità di esecuzione". Chi le ha viste muoversi di persona sa di cosa stiamo parlando...
Questa pubblicazione dello scorso settembre documenta un altro sistema di orientamento, che non è integrato al primo, ma indipendente e alternativo. Un "piano B" che esiste per fare in modo che se uno dei due sistemi fallisce, si possa ripiegare sull'altro. Si tratta di un sistema di odometria visiva (optic flow odometry). In base a questo sistema le Cataglyphis sono in grado di operare il calcolo della loro posizione e la misurazione delle distanze anche in base alle informazioni visive che ricevono durante gli spostamenti, avendo come riferimento gli oggetti che trovano nell'ambiente esterno. Lo stesso sistema che esiste insomma negli altri imenotteri sociali (api e vespe) che, a causa del volo, non possono ricorrere all'odometria meccanica dei passi.
A suggerire che l'odometria visiva fosse importante anche in Cataglyphis è stata l'osservazione che anche le operaie trasportate all'esterno da altre operaie (trasporto sociale), una volta rilasciate, sono immediatamente capaci di traiettorie rettilinee veloci verso il nido, pur non avendo potuto operare calcoli odometrici meccanici visto che non hanno camminato all'andata.
La dimostrazione che questo sistema è alternativo e non integrato al primo è stata ottenuta con l'esperimento di accecare le operaie trasportate. Una volta rilasciate, queste non sono più capaci di muoversi verso il nido rimanendo completamente disorientate, laddove operaie accecate che hanno potuto compiere odometria meccanica integrata all'osservazione del sole (l'accecamento non riguarda gli ocelli, ma solo gli occhi composti), che cioè hanno camminato all'andata, sono ancora in grado di tornare al nido.

L'articolo è accessibile da qualunque ateneo, sebbene poi ovviamente non sia postabile pubblicamente, almeno fino a settembre 2017. Se qualcuno fosse interessato comunque può ottenerlo dal proprio ateneo:
http://science.sciencemag.org/content/353/6304/1155
Il sistema funziona integrando le informazioni che le operaie in foraggiamento ottengono dalla posizione del sole tramite gli ocelli e dal calcolo odometrico dei passi percorsi (tenendo conto anche dei cambiamenti di direzione fatti) per creare una mappa interna della loro posizione relativa rispetto al nido. Grazie a ciò, a dispetto di traiettorie in uscita dal nido estremamente spezzate, queste formiche sono in grado di avere traiettorie di ritorno quasi perfettamente rettilinee, più veloci e a "colpo sicuro", che non possono essere spiegate tramite la ricerca di tracce feromonali e che comunque risultano molto più veloci rispetto al sistema chimico. E la velocità per formiche che si muovono in ambiente desertico, sulla sabbia rovente e a temperature elevatissime, è ovviamente fondamentale. Per cui Cataglyphis ha puntato molto sulla "velocità di esecuzione". Chi le ha viste muoversi di persona sa di cosa stiamo parlando...
Questa pubblicazione dello scorso settembre documenta un altro sistema di orientamento, che non è integrato al primo, ma indipendente e alternativo. Un "piano B" che esiste per fare in modo che se uno dei due sistemi fallisce, si possa ripiegare sull'altro. Si tratta di un sistema di odometria visiva (optic flow odometry). In base a questo sistema le Cataglyphis sono in grado di operare il calcolo della loro posizione e la misurazione delle distanze anche in base alle informazioni visive che ricevono durante gli spostamenti, avendo come riferimento gli oggetti che trovano nell'ambiente esterno. Lo stesso sistema che esiste insomma negli altri imenotteri sociali (api e vespe) che, a causa del volo, non possono ricorrere all'odometria meccanica dei passi.
A suggerire che l'odometria visiva fosse importante anche in Cataglyphis è stata l'osservazione che anche le operaie trasportate all'esterno da altre operaie (trasporto sociale), una volta rilasciate, sono immediatamente capaci di traiettorie rettilinee veloci verso il nido, pur non avendo potuto operare calcoli odometrici meccanici visto che non hanno camminato all'andata.
La dimostrazione che questo sistema è alternativo e non integrato al primo è stata ottenuta con l'esperimento di accecare le operaie trasportate. Una volta rilasciate, queste non sono più capaci di muoversi verso il nido rimanendo completamente disorientate, laddove operaie accecate che hanno potuto compiere odometria meccanica integrata all'osservazione del sole (l'accecamento non riguarda gli ocelli, ma solo gli occhi composti), che cioè hanno camminato all'andata, sono ancora in grado di tornare al nido.

L'articolo è accessibile da qualunque ateneo, sebbene poi ovviamente non sia postabile pubblicamente, almeno fino a settembre 2017. Se qualcuno fosse interessato comunque può ottenerlo dal proprio ateneo:
http://science.sciencemag.org/content/353/6304/1155