Nel corso dell'evoluzione, le società animali più complesse hanno affrontato un dilemma fondamentale: investire risorse per creare individui più robusti e resistenti, oppure utilizzare le stesse risorse per aumentare il numero dei membri della colonia? Una ricerca pubblicata il 19 dicembre 2025 sulla rivista Science Advances dimostra che alcune specie di formiche hanno risolto questo trade-off evolutivo in modo sorprendente, sacrificando la robustezza individuale per favorire la crescita numerica delle società. Lo studio, condotto da un team internazionale guidato da Arthur Matte dell'Università di Cambridge e da Evan Economo dell'Università del Maryland, rivela come questo compromesso tra quantità e qualità abbia plasmato non solo l'evoluzione delle formiche, ma potenzialmente quella di tutti gli organismi sociali complessi, inclusa la nostra specie.
Le formiche rappresentano un sistema ideale per studiare l'evoluzione della complessità sociale. Con oltre 14.000 specie conosciute che popolano quasi ogni ambiente terrestre, questi insetti hanno sviluppato colonie che variano enormemente in dimensione: da poche decine di individui fino a società che contano milioni di membri. Nonostante la loro ubiquità e successo evolutivo, le strategie biologiche fondamentali che hanno permesso questa straordinaria diversificazione rimanevano finora poco comprese. Come ha sottolineato Matte, primo autore dello studio e dottorando in zoologia: "Le formiche sono ovunque, eppure le strategie biologiche fondamentali che hanno reso possibili le loro colonie massicce e la loro straordinaria diversificazione rimanevano poco chiare".
Il team di ricerca ha concentrato l'attenzione sulla cuticola, lo strato esterno dell'esoscheletro che riveste il corpo delle formiche. Questa struttura svolge funzioni cruciali: protegge gli individui dai predatori, dalla disidratazione e dalle malattie, oltre a fornire il supporto strutturale necessario per l'attacco dei muscoli. Tuttavia, la produzione della cuticola comporta costi metabolici elevati, richiedendo nutrienti limitati come l'azoto e diversi minerali. L'ipotesi dei ricercatori era che esistesse una correlazione tra l'investimento nella cuticola e le dimensioni delle colonie: specie che dedicano meno risorse alla "corazza" individuale potrebbero dirottare questi nutrienti verso la produzione di un numero maggiore di operaie.
Per verificare questa ipotesi, gli scienziati hanno analizzato un ampio dataset di scansioni tridimensionali a raggi X di oltre 500 specie di formiche. Le misurazioni hanno rivelato che l'investimento nella cuticola varia notevolmente tra le specie, oscillando dal 6% al 35% del volume corporeo totale. Quando questi dati sono stati elaborati attraverso modelli evolutivi, è emerso un pattern chiaro: le specie che dedicavano una percentuale minore del loro corpo alla cuticola tendevano a formare colonie più grandi. Si tratta della prima verifica empirica su larga scala di un'idea teorica discussa da tempo nella biologia evolutiva: cosa accade agli individui quando le società in cui vivono diventano più complesse?
Evan Economo, professore e responsabile del Dipartimento di Entomologia all'Università del Maryland, ha inquadrato il fenomeno in una prospettiva evolutiva più ampia: gli individui possono diventare biologicamente più "economici" quando fanno parte di società complesse, perché compiti che un organismo solitario dovrebbe svolgere autonomamente possono essere gestiti collettivamente. Questo processo di "semplificazione" dell'individuo a favore della complessità sociale ricorda, secondo i ricercatori, l'evoluzione della multicellularità: le cellule specializzate di un organismo complesso possono essere individualmente più semplici di una cellula solitaria, ma collettivamente sono capaci di esprimere un livello di complessità incomparabilmente superiore.
La riduzione della corazza individuale, sebbene renda le singole formiche più vulnerabili, può effettivamente favorire lo sviluppo di grandi società attraverso un meccanismo di rinforzo reciproco. Cuticole più sottili richiedono meno nutrienti, permettendo la produzione di più operaie; colonie più numerose possono sviluppare difese collettive più efficaci, come la protezione coordinata del nido e sistemi di controllo delle malattie, riducendo ulteriormente la pressione selettiva per armature individuali robuste. Questo circolo virtuoso viene accompagnato da altri tratti sociali benefici che tendono ad intensificarsi con la crescita delle colonie: ricerca cooperativa del cibo, difesa condivisa e divisione del lavoro sempre più articolata.
Un risultato particolarmente significativo dello studio riguarda il tasso di diversificazione delle specie. I ricercatori hanno scoperto che il minore investimento nella cuticola è correlato con tassi di diversificazione più elevati, un indicatore che i biologi utilizzano per misurare il successo evolutivo attraverso la frequenza con cui si formano nuove specie. Come ha sottolineato Economo, pochissimi tratti morfologici sono stati finora collegati ai tassi di diversificazione nelle formiche, rendendo questo risultato particolarmente rilevante. La spiegazione più plausibile è che formiche con minori esigenze nutrizionali possano colonizzare ambienti dove le risorse sono limitate, aumentando così le opportunità di speciazione adattativa. Matte, che ha iniziato questo lavoro durante il suo master come stagista nel laboratorio di Economo presso l'Okinawa Institute of Science and Technology in Giappone, ha spiegato: "Richiedere meno azoto potrebbe renderle più versatili e capaci di conquistare nuovi ambienti".
Le implicazioni di questa ricerca si estendono ben oltre il mondo degli insetti sociali. I ricercatori tracciano paralleli interessanti con la storia militare umana, dove cavalieri pesantemente corazzati furono progressivamente sostituiti da soldati specializzati come arcieri e balestrieri, privilegiando la numerosità e la specializzazione rispetto alla protezione individuale. Economo ha anche richiamato le Leggi di Lanchester, equazioni matematiche sviluppate durante la Prima Guerra Mondiale che esaminano le condizioni in cui grandi numeri di combattenti più deboli possono sopraffare una forza minore di guerrieri più forti. Come ha osservato Matte: "Il compromesso tra quantità e qualità è ovunque intorno a noi: nel cibo che mangiamo, nei libri che leggiamo, nella prole che vogliamo crescere".
Lo studio apre nuove direzioni di ricerca per comprendere l'evoluzione della complessità sociale. Resta da verificare se altri insetti sociali, come le termiti, abbiano seguito percorsi evolutivi simili. La ricerca pone inoltre domande fondamentali su come le pressioni selettive agiscano simultaneamente a livello individuale e di gruppo, e su come questi diversi livelli di selezione interagiscano nel plasmare l'evoluzione delle società.
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