Differenze tra formica regina e formiche operaie

Scritto e verificato il biologo Cesar Paul Gonzalez Gonzalez

Ultimo aggiornamento: 08 novembre, 2022

Le formiche hanno una delle società più complesse esistenti al giorno d’oggi, poiché utilizzano un sistema di caste che consente loro di lavorare in modo efficiente. Grazie a questo sistema, mentre alcune si occupano di procurarsi il cibo o di proteggere il nido, altre si prendono cura della regina e ampliano le gallerie. La cooperazione tra ogni individuo nella colonia è essenziale per la loro sopravvivenza.

Questa società è governata da una formica regina, da cui hanno origine tutte le formiche operaie, che in genere presentano evidenti differenze fisiche tra loro. Entrambe infatti nascono da uova fertili, ma alcune diventano matriarche e altre sono solo le “servitrici” che si prendono cura del nido. Continuate a leggere questo articolo e scoprite cosa rende i membri del formicaio così diversi tra loro.

Quali sono le caratteristiche di ciascuna casta?

Esistono almeno 4 diverse caste all’interno del formicaio, anche se questo numero può aumentare a seconda della specie in questione. Tutti i componenti sono generati dalla matriarca della colonia (regina) e presentano diverse differenze tra loro. Alcune caratteristiche dei gruppi all’interno della colonia sono le seguenti:

1. Operaie: sono femmine sterili che nascono da uova fecondate. Possono presentare diverse dimensioni a seconda del processo di sviluppo che attraversano. In generale, i loro corpi hanno una rigidità migliore rispetto a quelli di altre caste, perché hanno bisogno di essere resistenti per svolgere i loro compiti. Hanno il compito di prendersi cura delle uova, nutrire la regina, espandere il nido e andare a caccia.
2. Regine (alate o prive di ali): femmine fertili che nascono da uova fecondate. Nascono solo durante la stagione degli amori. Sono gli individui più grandi del nido, poiché il loro corpo si è adattato a deporre le uova in maniera costante.
3. Soldati: femmine sterili che nascono da uova fecondate. Sono molto simili alle operaie, ma con una corporatura più grande. Alcune specie sono dotate di mascelle allungate che servono a rispondere alle aggressioni. Il loro compito principale è difendere la colonia dagli invasori.
4. Maschi (alati o privi di ali): nascono da uova non fecondate. Hanno la metà del normale patrimonio genetico (aploide) e in genere presentano dimensioni leggermente più piccole rispetto a quelle delle operaie. L’unica funzione che hanno è accoppiarsi con le regine vergini in modo che possano fondare nuovi formicai. Tuttavia, muoiono poco dopo aver raggiunto il loro obiettivo.

La principale differenza tra maschi e femmine è il loro patrimonio genetico. Le regine usano questa strategia per la riproduzione, poiché la maggior parte delle specie si accoppia solo una volta nella vita. Pertanto, mantengono lo sperma all’interno del loro corpo e lo dosano per fecondare le uova, anche se ne risparmiano grandi quantità producendo maschi da uova sterili.

Il perché delle differenze tra soldati e operaie

A prima vista, si potrebbe dire che le formiche soldato siano una classificazione aggiuntiva all’interno della casta operaia. Tuttavia, rispetto a quel che si credeva in precedenza, sembra che la questione non sia così semplice. Secondo un articolo pubblicato sulla Revista Especializada en Ciencias Químico-Biológicas, anche la dimensione degli individui gioca un ruolo importante nella suddivisione dei compiti.

La differenza di dimensioni tra le caste di formiche è nota come polimorfismo, che si pensa sia uno dei tanti adattamenti dei formicidi. Questo meccanismo, infatti, è programmato nei geni della specie allo scopo di creare individui con caratteristiche adatte ad ogni compito.

Così, le formiche soldato diventano più grandi e sviluppano mascelle migliori perché saranno destinate alla difesa del formicaio.

Perché ci sono differenze tra la regina e le formiche operaie?

Sia la formica regina che le formiche operaie presentano notevoli differenze fisiche da adulte. Tuttavia, è legittimo chiedersi perché, se entrambe nascono da un uovo fecondato, alla nascita presentino così tante caratteristiche diverse. Secondo un articolo pubblicato su Current Biology, ciò accade perché ogni uovo viene stimolato in modo diverso durante lo sviluppo.

In altre parole, le future regine seguono una dieta preferenziale, sono esposte a feromoni, temperature e altri componenti chimici che ne determinano la trasformazione in matriarca. Dall’altro lato della medaglia, le operaie ricevono le cure minime che vengono offerte a tutti i membri del nido.

Per quanto incredibile possa sembrare, questa differenza nell’allevamento innesca un processo epigenetico che “accende” alcuni geni nelle regine. Ciò significa che tutte le femmine hanno la capacità latente di diventare regine. Tuttavia, solo chi passa attraverso delle cure preferenziali riesce ad “attivare” queste caratteristiche e diventa tale.

Adattamento evolutivo

Questo processo epigenetico è un ulteriore adattamento della formica, poiché le consente di produrre caste con grandi differenze tra loro, come la regina e l’operaia, dallo stesso genoma. Grazie a ciò, le specie non solo risparmiano tempo, ma sono anche in grado di creare una società complessa e diversificata che ha grandi capacità di sopravvivenza.

Regine operaie: gli ergatoidi

Sebbene nella maggior parte delle specie le differenze tra regine e operaie siano evidenti, alcune rappresentano eccezioni che generano confusione nel loro studio. È il caso delle regine con l’aspetto di operaie, dette anche ergatoidi. Questi individui sostituiscono le matriarche, nel caso in cui queste muoiano, allo scopo di mantenere attivo il formicaio.

Gli ergatoidi hanno una grande funzionalità all’interno della colonia, poiché sono abbastanza versatili e risparmiano risorse per il nido. Questo adattamento di alcune specie, come quelle del genere Mystrium, non sarebbe possibile se le regine e le operaie non avessero lo stesso genoma.

Operaie con capacità da regina: i gamergati

Il processo evolutivo delle formiche è complesso e piuttosto lento. In effetti, una grande prova di ciò è l’esistenza di operaie che mantengono preservata la loro capacità riproduttiva. Questi individui sono conosciuti come gamergati e sono presenti in specie “ancestrali”, nel senso che preservano caratteristiche antiche.

Un esempio di ciò è il genere Harpegnathos, la cui formica regina non presenta grandi differenze rispetto all’operaia. Le altre femmine infatti hanno ancora la capacità di riprodursi, anche se non lo fanno per “ordine” della loro matriarca. Solo in caso di morte della loro regina, le operaie avranno la possibilità di iniziare a deporre le uova e sostituirla.

Come potte vedere, il semplice fatto di mantenere lo stesso genoma per tutti gli organismi conferisce alle formiche una grande flessibilità. Anche se possono sembrare differenze semplici e inutili, in realtà sono molto complesse e forniscono vantaggi evolutivi che la regina e l’operaia sfruttano per la loro specie. Sono probabilmente tra gli animali più piccoli esistenti, ma sono capaci di cose incredibili.