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La Mosca Fico Africana: Un Invasore Sgradito

Scopri come il moscerino dei fichi africano si adatta al suo nuovo ambiente in Nord America.

Weston J. Gray, Logan M. Rakes, Christine Cole, Ansleigh Gunter, Guanting He, Samantha Morgan, Camille R. Walsh-Antzak, Jillian A. Yates, Priscilla A. Erickson

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Incontriamo la mosca dei fichi africani, o Zaprionus indianus, un piccolo parassita che ha fatto un gran casino da quando ha deciso di atterrare in Nord America. Pensala come quell'ospite che non sa quando è il momento di andare e continua a mangiarsi tutti gli snack. Questa mosca ha iniziato a fare affari in Brasile nel 1999 e da allora è risalita verso nord, fino a stati come la Florida e addirittura Minnesota e Canada. Ma non è qui solo per divertirsi; è qui per potenzialmente fare danni alle piante e ai raccolti autoctoni.

Adattatori Veloci

Una delle cose più affascinanti riguardo a Z. indianus è quanto velocemente si adatta ai nuovi ambienti. Immagina di trasferirti in una nuova città e scoprire subito i migliori bar e scorciatoie; beh, questa mosca fa lo stesso, ma con l'ambiente che la circonda. Nei posti dove è stata avvistata, sembra cambiare le sue abitudini e tratti piuttosto rapidamente, il che spesso le consente di prosperare.

Ad esempio, sappiamo che alcune specie di mosche hanno cambiato le loro forme e dimensioni del corpo in pochi decenni dal loro arrivo in un nuovo posto. I papaveri della California sono diventati più grandi in Cile, mentre le rane canne in Australia hanno imparato a saltare più lontano e più veloce. Questa mosca, però, è stata meno studiata subito dopo il suo arrivo, ma ci sono indizi che potrebbe anche evolversi rapidamente per inserirsi meglio.

Cosa C'è di Buono?

Quindi, cosa le piace mangiare a questa mosca? Bene, ama i frutti in decomposizione. Sai, quel tipo che nessuno vuole toccare perché sembra stia facendo un provino per un film dell'orrore. In particolare, adora i fichi e i frutti morbidi come i lamponi. Questo significa che può essere un vero problema per i contadini che cercano di coltivare questi raccolti.

A differenza di alcuni suoi parenti, Z. indianus apparentemente non sopporta molto bene il freddo. Si trova spesso più tardi in estate rispetto ad altre mosche e scompare in autunno, probabilmente perché il freddo non le va proprio giù. Sembra avere una routine annuale: comparire quando fa caldo, mangiare frutta e poi sparire quando arriva l'inverno. Ma ecco il punto-solo perché scompaiono, non significa che siano andati per sempre. Tendono a tornare, portando alcuni esperti a pensare che queste mosche potrebbero adattarsi e tornare anche più forti.

Uno Sguardo Ravvicinato all'Adattamento

La mosca dei fichi africani è un ottimo modello per studiare come le specie invasive si adattino perché non va in letargo. Invece, torna ogni anno per sistemarsi in nuovi posti man mano che il clima si riscalda. Questo ritorno annuale offre molte opportunità per adattarsi rapidamente alle condizioni locali. È come una riunione annuale dove tutti imparano dal passato e cercano di fare meglio la volta successiva.

Alcuni esperti sono interessati a studiare se questa mosca può adattarsi rapidamente, specialmente dal momento che ha un ciclo vitale breve di circa 16 giorni dall'uovo all'adulto. Questo significa che può avere più generazioni in una sola stagione, dando molte possibilità di evolvere. La grande domanda è se può cambiare in modo significativo in poche stagioni dopo essere invasa in una nuova area.

Stagionalità e Variabilità

Pensa a come le nostre scelte di abbigliamento cambiano con le stagioni. La stessa cosa può succedere a questa mosca. Diversi periodi dell'anno presentano sfide diverse, come temperature variabili e disponibilità di cibo, il che potrebbe spingere la mosca a evolversi in modi diversi. Ad esempio, in estate, le mosche potrebbero concentrarsi su crescita e Riproduzione, mentre quelle che si avvicinano all'autunno potrebbero dare priorità alla sopravvivenza piuttosto che alla riproduzione.

Studi passati su specie di mosche correlate hanno mostrato che quando il clima cambia, anche i tratti di queste mosche cambiano. Quindi la grande domanda è: può Z. indianus fare lo stesso?

Impostazione della Ricerca

Per affrontare questo problema, i scienziati hanno avviato un progetto di ricerca dove hanno confrontato mosche raccolte in diversi momenti durante la stagione di crescita e da varie località attraverso il Nord America. Per ridurre al minimo la possibilità di compromettere i loro risultati a causa delle condizioni di laboratorio, hanno incluso una linea di controllo di mosche appositamente allevate. Questa linea di controllo dovrebbe rimanere stabile e aiutarli a capire se i cambiamenti osservati siano realmente dovuti a evoluzione adattativa.

Cattura e Allevamento di Mosche

I ricercatori hanno raccolto Z. indianus da frutteti in Virginia durante l'estate e l'autunno del 2022. Lo hanno fatto usando reti o aspirando le mosche dalle frutta in decomposizione. Una volta riportati questi piccoli parassiti in laboratorio, li hanno messi in bottiglie piene di cibo e gli hanno dato 24 ore per accoppiarsi prima di separarli in vasi di allevamento individuali.

Per tenere traccia di quanto bene si riproducessero, hanno registrato quante prole ogni femmina produceva. Dopo alcune generazioni in laboratorio, i ricercatori hanno preso misurazioni per cercare eventuali cambiamenti.

Misurazione dei Cambiamenti

I scienziati hanno misurato un sacco di tratti nelle mosche, come quanto tempo ci mettevano a diventare pupe (raggiungere la fase successiva dello sviluppo), quanti uova deponevano e alcuni altri tratti legati alla Tolleranza al freddo. Per la tolleranza al freddo, hanno sottoposto le mosche a scenari freddi per vedere come reagivano.

Hanno anche esaminato le ali delle mosche per scoprire le loro dimensioni e forma. Questo è importante perché le misurazioni delle ali possono dirci molto sulla capacità di volare di un insetto e, quindi, su quanto bene può diffondersi. I ricercatori si sono divertiti molto a misurare questi tratti, sfruttando al massimo i tanti strumenti a loro disposizione.

Risultati: La Storia delle Dimensioni delle Ali

Quello che hanno scoperto è che Z. indianus è evoluta per avere ali più piccole durante la stagione di crescita. Questo potrebbe sembrare strano a prima vista, ma ali più piccole possono aumentare il carico delle ali, il che potrebbe aiutare le mosche ad adattarsi meglio al loro ambiente, specialmente man mano che le temperature scendono. Inoltre, le mosche tendevano ad avere ali più grandi mentre si spostavano verso nord, anche se questi cambiamenti non erano sempre significativi.

In modo interessante, hanno anche visto che la tolleranza delle mosche a temperature di congelamento aumentava alla fine della stagione, proprio mentre il clima si raffreddava. È come se le mosche dicessero: “Ok, l’inverno sta arrivando; sforziamoci un po’.” Ma quando hanno guardato più attentamente, si sono rese conto che molti di questi cambiamenti non erano legati a spostamenti significativi nei tratti genetici. Invece, potrebbero semplicemente essere adattamenti all'ambiente di laboratorio o cambiamenti stagionali.

Vita in Laboratorio

Mentre le mosche venivano studiate in laboratorio, cambiamenti stavano anche avvenendo lì. I ricercatori hanno notato che dopo alcune generazioni, alcuni cambiamenti nei tratti si sono verificati, specialmente legati alla tolleranza al freddo. È come se le mosche stessero raccogliendo suggerimenti e trucchi anche dall'ambiente di laboratorio, proprio come avevano fatto dai loro ambienti naturali.

Ad esempio, le mosche di laboratorio hanno mostrato un aumento della loro capacità di sopravvivere a temperature di congelamento improvvise, ma ci hanno messo anche più tempo a riprendere movimento dopo essere state fatte raffreddare. Questa dualità suggerisce che mentre potevano gestire meglio lo stress da freddo acuto, non stavano necessariamente migliorando la loro tolleranza complessiva al freddo.

Il Quadro Generale

Anche se i scienziati non hanno trovato cambiamenti significativi nella maggior parte dei tratti confrontando le popolazioni nel tempo, era chiaro che Z. indianus ha il potenziale per un'evoluzione rapida. I cambiamenti sottili visti nelle dimensioni delle ali, nella tolleranza al freddo e in altri tratti suggeriscono che anche in una sola stagione di crescita, possono avvenire cambiamenti che possono influenzare la capacità delle mosche di sopravvivere e prosperare.

Solleva anche domande su come Z. indianus potrebbe plasmare i suoi comportamenti e caratteristiche future man mano che continua a invadere nuove aree del Nord America.

Guardando Avanti

Le conoscenze ottenute da questa ricerca sono importanti per capire come gestire meglio i parassiti agricoli come la mosca dei fichi africani. Comprendere quanto rapidamente questi parassiti possono adattarsi aiuta agricoltori e specialisti agricoli a sviluppare strategie migliori per affrontare i danni ai raccolti.

Di fronte ai cambiamenti climatici, sapere che Z. indianus può adattarsi e prosperare suggerisce che questi piccoli invasori potrebbero espandere ulteriormente il loro raggio d’azione. Questo significa che è essenziale tenerli d'occhio mentre potrebbero cambiare le loro strategie di sopravvivenza proprio quanto sono arrivati.

In definitiva, la ricerca su Z. indianus sottolinea un punto chiave: le specie invasive possono adattarsi rapidamente a nuovi ambienti, e comprendere questa adattabilità è cruciale per gestire il loro impatto sugli ecosistemi e sull'agricoltura nativi.

Pensieri Finali

Quindi, la prossima volta che vedi una mosca della frutta svolazzare nella tua cucina, ricorda che potrebbe essere più di un semplice fastidio. Se mai ti dovesse capitare di incontrare una mosca dei fichi africani, tieni a mente che è probabilmente un piccolo critter altamente adattabile, che evolve proprio sotto i nostri occhi. È un promemoria dell'incredibile resilienza della natura-anche se porta con sé un po' di fastidio.

Fonte originale

Titolo: Rapid wing size evolution in African fig flies (Zaprionus indianus) following temperate colonization

Estratto: Invasive species often encounter novel selective pressures in their invaded range, and understanding their potential for rapid evolution is critical for developing effective management strategies. Zaprionus indianus is an invasive drosophilid native to Africa that reached Florida in 2005 and likely re-establishes temperate North American populations each year. We addressed two evolutionary questions in this system: first, do populations evolve phenotypic changes in the generations immediately following colonization of temperate environments? Second, does Z. indianus evolve directional phenotypic changes along a latitudinal cline? We established isofemale lines from wild collections across space and time and measured twelve ecologically relevant phenotypes, using a reference population as a control. Z. indianus evolved smaller wings following colonization, suggesting early colonizers have larger wings, but smaller wings are favorable after colonization. No other phenotypes changed significantly following colonization or across latitudes, but we did see significant post-colonization changes in principal components of all phenotypes. We documented substantial laboratory evolution and effects of the laboratory environment across multiple phenotypes, emphasizing the importance of controlling for both possibilities when conducting common garden studies. Our results demonstrate the potential for rapid adaptation in Z. indianus, which could contribute to its success and expansion throughout invaded ecosystems.

Autori: Weston J. Gray, Logan M. Rakes, Christine Cole, Ansleigh Gunter, Guanting He, Samantha Morgan, Camille R. Walsh-Antzak, Jillian A. Yates, Priscilla A. Erickson

Ultimo aggiornamento: 2024-11-17 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.15.623845

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.15.623845.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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