Quando la formica è più grande di quello che è

Le formiche popolano la Terra da 70 milioni di anni. AFP

Tra la formica e l’essere umano ci sono molte similitudini. Più di quante si possa immaginare. Dall’agricoltura alla divisione del lavoro, questi piccoli insetti sono precursori della nostra società. Incontro con l’uomo delle formiche, il professore Laurent Keller, vincitore del prestigioso premio scientifico Marcel Benoist 2015.

Pensiamoci due volte prima di scacciare una formica con un colpo di mano. Osservandola potremmo forse scoprire qualcosa su noi stessi. Capire alcuni comportamenti e il modo d’interagire con gli altri. «In termini di organizzazione sociale, l’essere umano sta rifacendo lo stesso cammino della formica», afferma Laurent KellerCollegamento esterno, direttore dell’Istituto di ecologia e di evoluzione dell’Università di Losanna.

Laurent Keller, vincitore del premio Marcel Benoist 2015. Laurent Keller

Osservare le formiche, fino a seguirle una a una, è quello che Laurent Keller fa da una trentina d’anni. Sul terreno e in laboratorio. Da giovane voleva studiare i primati, le grandi scimmie. Ma una conferenza sulle formiche gli ha fatto cambiare idea. «Mi affascinava l’evoluzione della loro organizzazione sociale», ricorda, seduto sul divanetto del suo ufficio.

A intrigare il ricercatore, oggi tra i mirmecologi di fama internazionale con pubblicazioni sulle riviste scientifiche più prestigiose, è soprattutto un interrogativo: come ha fatto un organismo con un cervello tutto sommato semplice ad adottare dei comportamenti sociali che gli permettono di essere presente ovunque sulla Terra, dal Sahara alle regioni più fredde?

70 milioni di anni di ritardo

Nel regno animale, le formiche – circa 12’000 le specie identificate – sono tra gli organismi più importanti a livello ecologico. Migliorano la qualità del suolo, facilitano la dispersione dei semi ed eliminano parassiti e organismi morti, spiega Laurent Keller. «Un pianeta senza formiche è difficilmente immaginabile. Il loro peso complessivo rappresenta il 10% della biomassa degli animali terrestri. L’unico ad avere una biomassa simile è l’uomo».

Una delle chiavi del loro successo ecologico, prosegue Laurent Keller, è la cooperazione. «Le formiche sono riuscite a modificare il loro ambiente, ad esempio costruendo nidi complessi nel suolo o sugli alberi. Con la divisione del lavoro hanno potuto aumentare la produttività del gruppo. Hanno poi sviluppato dei meccanismi per ridurre i conflitti e limitare la propagazione di parassiti all’interno della colonia». Esistono così delle formiche-poliziotto incaricate di allontanare, o di eliminare, le operaie che si comportano in modo nocivo per la società. Ad esempio con egoismo.

Tutti tratti che si ritrovano anche nella società umana, fa notare l’esperto. «Come le formiche, abbiamo modificato il nostro ambiente costruendo città che ci proteggono dalla natura e dai predatori. Ci siamo specializzati in determinate mansioni, ciò che ci ha consentito di accrescere la nostra produttività».

Le analogie tra la specie umana e le formiche sono molteplici e a volte sorprendenti. Difficile immaginare che alcune tra le grandi invenzioni dell’umanità sono in realtà già state fatte da un organismo di pochi millimetri. E questo 70 milioni di anni fa.

Anche le formiche hanno le loro mucche

Per nutrire le colonie, che possono contare fino a 5 milioni di individui, «le formiche hanno inventato l’agricoltura e l’allevamento», sostiene Laurent Keller. Alcune specie coltivano dei funghi e ne controllano la crescita con degli enzimi. Allevano degli afidi (pidocchi delle piante) che spostano da un albero all’altro. Le formiche si nutrono della loro melata, una sostanza zuccherina ricca in amminoacidi, e in caso di necessità li mangiano. «Esattamente come fa oggi l’uomo con la mucca: beve il suo latte e si ciba della sua carne», osserva lo specialista.

Il loro modo di comunicare, e di scegliere un percorso quando sono alla ricerca di cibo, è poi fonte d’ispirazione. «Ci sono dei programmi informatici che traggono spunto dal comportamento delle formiche. Consentono ad esempio di risolvere il “problema del commesso viaggiatore” e di stabilire il cammino più breve per recarsi in punti diversi», rileva Laurent Keller.

Laurent Keller

Classe 1961, è originario del canton Argovia. Nel 1989 consegue il dottorato in biologia all’Università di Losanna. Esperto di evoluzione e di selezione naturale, si specializza nello studio dell’organizzazione sociale degli organismi viventi, in particolare delle formiche.

Nel 1996 è nominato professore di ecologia evolutiva all’Università di Losanna e dal 1998 dirige l’Istituto di ecologia e di evoluzione. È membro di numerosi organi scientifici in Svizzera e all’estero ed è presidente della Società europea per la biologia evoluzionistica per il periodo 2015-2017.

Ha ottenuto vari riconoscimenti tra cui il Premio nazionale Latsis nel 2000, un ERC Advanced Grant del Consiglio europeo della ricerca nel 2010 e il Premio Marcel Benoist nel 2015 (cerimonia di consegna il 26 ottobre).

Per il ricercatore dell’Università di Losanna, tra gli aspetti più affascinanti c’è l’eccezionale longevità delle formiche. In alcune specie, spiega, le regine possono vivere fino a 30 anni. «È cento volte la media riscontrata negli insetti!». Protette dalle operaie, le regine corrono un rischio minore di essere attaccate dai predatori. Nel corso dell’evoluzione, questa vita al riparo dai pericoli ha permesso di sviluppare dei meccanismi di riparazione del DNA, che ritardano l’invecchiamento. Secondo Laurent Keller, «si tratta di un buon modello per studiare l’invecchiamento nell’essere umano».

Fantasioso e un po’ eccentrico – non solo per il verde fluorescente della sua maglia – il biologo 54enne si è voluto spingere oltre i confini della biologia. In collaborazione con il Politecnico federale di Losanna, ha studiato il comportamento di piccoli robot programmati sulla base delle formiche. «Abbiamo notato che anche nei robot operano gli stessi principi della selezione naturale. Collettivamente sono molto più efficaci di quando lavorano da soli», afferma.

Facebook delle formiche

Primo ricercatore ad aver sequenziato il genoma della formica di fuoco (Solenopsis invicta), Laurent Keller si è anche interessato alle basi genetiche del comportamento. «Abbiamo individuato l’esistenza di un “cromosoma sociale”, che spiega come mai alcune colonie ospitano una sola regina, mentre altre ne hanno diverse». Una scoperta, sostiene, che potrebbe essere utile nella lotta alle grandi colonie che danneggiano le coltivazioni negli Stati Uniti, in Australia e in Cina.

Oltre che approfondire gli studi sulla longevità, Laurent Keller concentra ora la sue ricerche su come viene regolata la divisione del lavoro nella colonia. Per questo ha incollato dei minuscoli codici a barre sul dorso di centinaia di formiche. Per 41 giorni, uno scanner ha registrato il comportamento di ognuna di loro, fornendo informazioni su chi interagisce con chi, a quale momento e in quale luogo. «È una sorta di Facebook delle formiche», afferma.

I primi risultati, pubblicati su ScienceCollegamento esterno nel 2013, hanno evidenziato che i compiti delle formiche evolvono col tempo. «Le operaie più giovani si occupano delle uova deposte dalla regina, quelle più anziane della pulizia del nido e della raccolta di cibo», spiega. Ora si tratta di capire il come e il perché.

Le formiche, insiste Laurent Keller, costituiscono un modello ideale per studiare l’evoluzione della vita in società. «Se si vuole evitare il ritorno all’oscurantismo – ha affermato qualche anno fa – è indispensabile conoscere l’evoluzione nei minimi dettagli. Nelle formiche così come nell’uomo».

Premio Marcel Benoist

Fondato da un avvocato francese domiciliato a Losanna, e deceduto nel 1928, il premio Marcel BenoistCollegamento esterno ricompensa ogni anno un ricercatore residente in Svizzera che ha fatto «la scoperta o svolto lo studio di maggior rilievo per la scienza, in particolare nelle discipline che riguardano la vita umana».

Considerato “il Nobel svizzero”, è il premio scientifico più vecchio della Confederazione. Il suo ammontare viene determinato di anno in anno (50’000 franchi nel 2015).

Alcuni vincitori hanno in seguito ottenuto il premio Nobel. Tra questi: Paul Karrer (Nobel per la chimica nel 1937), Niels Kaj Jerne (Nobel per la medicina nel 1984) e Kurt Wüthrich (Nobel per la chimica nel 2002).