Esperimenti sul network multitrofico

Per lo svolgimento di questa tipologia di esperimento abbiamo utilizzato l’apparato sperimentale visibile in Figura 4.18.

La struttura completa è composta dalle seguenti quattro parti tra loro in comunicazione:

 Una piccola colonia di 200 formiche e di parte dei materiali del nido d’origine, prelevati dalla colonia-serbatoio di riferimento per ognuno degli 8 nidi e alloggiate in una scatola rettangolare (20x13x10,5 cm) con coperchio dotato di aperture per il passaggio d’aria;

 Un’arena di foraggiamento del diametro di 19,5 cm, a cui le formiche avevano libero accesso prima, durante e dopo lo svolgimento dell’esperimento;

 Un’arena di controllo (diametro 19,5 cm), nella quale abbiamo svolto gli esperimenti di controllo e a cui le formiche non avevano mai accesso in quanto il piccolo tunnel di plastica di comunicazione tra questa arena e quella di foraggiamento veniva preventivamente ostruito con un batuffolo di cotone idrofilo;

 Un’arena test (diametro 19,5 cm), a cui le formiche avevano accesso solo durante l’esperimento, dal momento in cui veniva tolto il batuffolo di cotone d’ostruzione.

La parte superiore dei lati di tutte le strutture sopracitate venivano ricoperte con un impasto antifuga ottenuto mescolando olio e grasso di vaselina prima del trasferimento delle formiche nella struttura. Il trasferimento delle formiche dalle colonie-serbatoio alla nuova sistemazione all’interno dell’apparato sperimentale avveniva un giorno prima dell’inizio dell’esperimento per poter permettere alle formiche di abituarsi alla nuova condizione, di esplorare l’arena di foraggiamento e di manipolare parzialmente il nido.

Figura 4.18 Apparato sperimentale utilizzato per gli esperimenti sul network

Ogni esperimento è stato svolto seguendo un protocollo sperimentale strutturato in tre fasi:

1. Familiarizzazione: in ognuna delle due arene laterali veniva sistemata una pianta, di Cucumis sativus, dopodiché veniva dato l’accesso alle formiche all’arena test, per far sì che queste familiarizzassero con la pianta per le seguenti 24 ore. Per gli esperimenti che prevedevano la presenza di afidi, questi erano già presenti sulle piante, in modo che le formiche potessero entrare già da subito in contatto con questi e avessero il tempo di stabilire una eventuale trofobiosi; le altre specie del network venivano aggiunte nella seconda fase dell’esperimento;

2. Allestimento del network: terminate le 24 ore della fase di familiarizzazione, l’accesso all’arena test veniva interrotto e le formiche presenti in quest’area dell’apparato sperimentale venivano rimesse all’interno della piccola colonia. Una volta tolte tutte le formiche, su entrambe le piante

sulle piante e per lasciar passare un tempo sufficiente affinché le formiche si calmassero dopo l’azione di disturbo;

3. Osservazioni: la raccolta dei dati cominciava non appena veniva ridato alle formiche l’accesso all’arena test e come prima cosa veniva calcolato il tempo di latenza del primo contatto con le altre specie animali del network (M. brassicae o A. aphidimyza, gli afidi non venivano considerati in quanto il contatto era già avvenuto durante la familiarizzazione), ovvero quanto tempo impiegano le formiche per trovare il primo individuo appartenente al network. Una volta avvenuto il contatto, si sono eseguite le osservazioni comportamentali utilizzando la tecnica del continuous sampling (osservazione continuata) per i primi 15 minuti dell’esperimento e in seguito utilizzando la tecnica dello scanning sampling (osservazione puntuale) per una serie di 7 osservazioni separate da periodi di tempo sempre maggiori:

 I primi 3 scanning samplings dopo 10 minuti ciascuno;

 Il quarto e il quinto dopo mezz’ora ciascuno;

 Il sesto dopo un’ora;

 Il settimo dopo 24 ore dall’ultima osservazione di scanning sampling.

Il tempo totale per ogni esperimento, dalle prime fasi della familiarizzazione all’ultimo scanning sampling (senza conteggiare il tempo di latenza, che può andare da una decina di secondi a decine di minuti), è stato di 2 giorni, 3 ore e 15 minuti.

Per rispondere agli scopi della ricerca, abbiamo effettuato i seguenti trattamenti, ciascuno rappresentato da un network multitrofico:

1) C. sativus + M brassicae (4 bruchi al secondo e terzo stadio di sviluppo),

2) C. sativus + M. brassicae (4 bruchi al secondo e terzo stadio di sviluppo)+ A. gossypii (adulti e ninfe) 3) C. sativus + A. gossypii (adulti e ninfe)+ A. aphidimyza (4 larve mature)

4) C. sativus + M. persicae (adulti e ninfe) + A. aphidimyza (4 larve mature)

5) C. sativus + A. gossypii + A. aphidimyza – INCROCIATO (4 larve mature nutrite su M. persicae e poi collocate su A. gossypii durante l’allestimento del network)

6) C. sativus + M. persicae + A. aphidimyza – INCROCIATO (4 larve mature nutrite su A. gossypii e poi collocate su M. persicae durante l’allestimento del network)

Ogni trattamento era composto da 8 esperimenti (uno per ogni colonia di formiche) Per ogni esperimento sono stati raccolti i seguenti dati:

 Numero e posizione delle formiche;

 Numero e posizione dei bruchi;

 Numero e posizione degli A. aphidimyza;

 Moduli comportamentali delle formiche.

 Moduli comportamentali di A. aphidimyza.

Per quanto riguarda le osservazioni comportamentali, l’oggetto delle osservazioni erano tutte le formiche che in quel determinato “sampling” mostravano un’interazione con gli altri componenti del network. Ad ogni osservazione veniva conteggiato il numero di formiche che effettuavano una delle sei categorie comportamentali elencate in tabella 4.1 e, nel caso del continuous sampling, la durata dell’intervallo durante il quale questo comportamento veniva mostrato.

Durante gli esperimenti che prevedevano la presenza di A. aphidimyza, venivano osservati ed annotati i comportamneti del predatore. Per questo dittero cecidiomide sono stati individuati i moduli comportamentali riassunti in tabella 4.2

Durante il continuous sampling di 15 minuti è stato utilizzato un registratore vocale con cronometro, il quale ha permesso, alla fine di ogni esperimento, di trascrivere all’interno di una tabella il secondo esatto in cui ogni comportamento veniva mostrato (Tabella 4.3).

Oltre a questi dati e ad eventuali note, sono stati registrati i seguenti dati: data, ora, latenza contatto pianta (tempo trascorso tra l’apertura dell’accesso all’arena test e l’arrivo della prima formica sulla pianta), latenza contatto afidi (tempo trascorso tra l’apertura dell’accesso all’arena test e il contatto tra la prima formica e un afide), numero di formiche sulle piante.

Gli esperimenti avevano inizio nella fascia oraria dalle 9 alle 15, in quanto le formiche dimostravano livelli più elevati di attività, soprattutto di foraggiamento. La scelta del nido avveniva in modo casuale, in modo da evitare qualunque forma di condizionamento.

Sigla Modulo comportamentale Significato

A Antennamento movimento delle antenne sull’oggetto d’interesse per analizzarlo

L Leccamento stazionamento sull’oggetto d’interesse con estroflessione del labium

S Schiocco chiusura repentina delle mandibole come nell’atto di mordere (morsi a vuoto)

M Morso chiusura delle mandibole sull’oggetto

G Gaster flexing flessione in avanti del gastro tra le zampe posteriori come nell’atto di spruzzare (a volte accompagnato dall’emissione di acido formico)

T Trascinamento inteso sia come sollevamento dell’oggetto d’interesse da terra (trasporto) sia come spostamento di questo a livello del suolo

Tab. 4.1 Etogramma di F. pratensis

Sigla Modulo comportamentale Significato

A Fermo Inattività

B Si muove (alla ricerca di afidi) Attività

C Si nutre Foraggiamento

D Parzialmente nascosto (da uno/più afidi) Occultamento E Si nutre ed è parzialmente nascosto (da uno/più afidi) Occultamento

Tabella 4.2 Etogramma di A. aphidimyza.

Tabella 4.3 Esempio di registrazione dei moduli comportamentali osservati durante il continuous sampling (M= morso, G= gaster flexing, T= trasporto)