Come fa un bruco a trasformarsi in una farfalla?

Punti chiave

• Farfalle e falene sembrano e agiscono in modo abbastanza simile all’osservatore medio e vivono attraverso un ciclo di vita quasi identico che può essere suddiviso in quattro diverse fasi.
• Falene e farfalle differiscono nel ciclo vitale nel passaggio dalla pupa all’adulto. Le falene si ritirano nei bozzoli in cui si racchiudono, mentre le farfalle entrano nella crisalide che è (Il processo di trasformazione quando una farfalla perde il suo ultimo esoscheletro e rivela il guscio lucido e solido sottostante).
• Durante la metamorfosi (il processo di trasformazione da bruco in farfalla) la crisalide indurita funge essenzialmente da contenitore che tiene tutto insieme mentre il bruco digerisce il proprio corpo. Gli enzimi scompongono i tessuti che poi si dissolvono in una massa liquida all’interno della crisalide.

Mentre i bambini in età scolare spesso imparano fin dalla tenera età su come i bruchi si avvolgeranno in un bozzolo e poi attraverseranno il processo di metamorfosi, alcuni dettagli non sono sempre chiariti. Ciò è in parte dovuto ai complicati processi biologici in atto e al fatto che tali processi possono effettivamente essere alquanto raccapriccianti.

A rendere le cose più complicate è che è difficile osservare il processo della crisalide senza disturbarlo, quindi stiamo continuando a conoscere maggiori dettagli sulle fasi della metamorfosi man mano che vengono rilasciate nuove ricerche. Tuttavia, la metamorfosi da bruco a farfalla è una delle trasformazioni più affascinanti che abbiamo riscontrato in natura.

Ecco tutto ciò che potresti voler sapere su come un bruco si trasforma in una farfalla.

Il primo ciclo di vita della farfalla e della falena

Mentre ci sono alcune differenze fisiologiche distinte tra farfalle e falene, esse sembrano e agiscono in modo abbastanza simile all’osservatore medio e vivono attraverso un ciclo di vita quasi identico che può essere suddiviso in quattro diverse fasi. Le farfalle iniziano la loro vita come minuscole uova e sono voracemente affamate fin dall’inizio. Le piante su cui vengono deposte queste uova diventano quindi il primo pasto per il bruco che si schiude.

Il bruco schiuso costituisce la seconda fase del ciclo di vita e trascorrono quasi l’intera fase a nutrirsi. Simile a un orso che accumula grasso corporeo per prepararsi al letargo, i bruchi banchettano per prepararsi alla crisalide. Anche il corpo con cui iniziano non sarà sufficiente per il compito. Il tipico bruco perderà la pelle attraverso la muta quattro o cinque volte durante questa fase del ciclo di vita, ed è una metamorfosi sorprendente a sé stante.

Nel corso di due o sei settimane, un bruco monarca può crescere fino a cento volte la sua dimensione originale prima di entrare nella crisalide. Molti assumeranno persino aspetti radicalmente diversi mentre scambiano un esoscheletro con un altro.

Anche il menu per i bruchi di falene e farfalle è generalmente abbastanza coerente. La maggior parte delle specie di bruchi sono esclusivamente vegetariani. La maggior parte del loro menu sarà composta da foglie e un bruco monarca può riuscire a mangiare comodamente 20 foglie al giorno. L’obiettivo è quello di inserire quante più proteine ​​possibile in preparazione alla crisalide e, sebbene la maggior parte delle farfalle non sia particolarmente schizzinosa su ciò che mangia, alcune si sono adattate a diete più specializzate. I bruchi monarca si affidano esclusivamente a una famiglia di piante note come alghe, mentre alcune specie di bruchi diverse sono in realtà carnivori.

Ciò include la farfalla mietitrice nordamericana e l’eupithecia hawaiana orichloris che cacciano insetti che vanno dagli afidi agli scarafaggi alle mosche.

Ma i bruchi erbivori sono una minaccia molto più grande per l’uomo. Il loro vorace appetito li rende una minaccia stagionale per agricoltori e giardinieri. Le farfalle alla fine svolgeranno un ruolo fondamentale nell’impollinazione delle piante e nel mantenimento della salute degli ecosistemi, ma hanno bisogno di accumulare molta energia per raggiungere quel punto.

Iniziare la Crisalide

Al di fuori delle fasi del ciclo di vita di una farfalla, la maggior parte delle specie trascorrerà più tempo a prepararsi per la crisalide di quanto non trascorrano effettivamente in uno stato di crisalide. La maggior parte dei bruchi continuerà il processo di alimentazione per un periodo compreso tra due e cinque settimane, anche se questo può variare a seconda della specie, della disponibilità di fonti di cibo e delle potenziali minacce. Questa è la fase con i più alti tassi di mortalità, quindi i bruchi in genere non si prendono il loro tempo quando cercano di raggiungere le dimensioni appropriate.

La loro chimica dice loro quando è il momento di iniziare la crisalide. L’ormone ecdysone innesca i vari processi di muta e questo, insieme a un numero in ritardo di una diversa sostanza chimica nota come ormone giovanile, porta istintivamente il bruco lontano dalla sua fonte di cibo e verso un ambiente più appartato dove possono entrare nella crisalide con il più alto livello di sopravvivenza.

Dove si nasconde il bruco può variare a seconda della specie e dell’ambiente. Alcuni pendono dai rami degli alberi nascosti, si nascondono sotto le foglie cadute o addirittura si nascondono nel terreno per sicurezza. Le specie di tutto il mondo hanno sviluppato tecniche di mimetizzazione che consentono loro di camuffarsi come qualsiasi cosa, dalle foglie vaganti agli escrementi di uccelli, mentre altre assumono colori più brillanti progettati per spaventare i predatori con la minaccia del veleno. Questo è importante perché la crisalide stessa non ha molto in termini di meccanismi difensivi.

Il processo di trasformazione inizia quando una farfalla perde il suo ultimo esoscheletro e rivela il guscio del corpo lucido e solido sotto noto come crisalide. Questa crisalide è essenzialmente un’armatura indurita attorno alla pupa di farfalla che è costruita dalle proteine ​​che hanno ingerito. È a questo punto che le cose diventano grossolane.

La differenza tra falene e farfalle

Farfalle e falene sono insetti molto simili che spesso possono essere indistinguibili per la persona media – e sebbene entrambe attraversino lo stesso ciclo generale delle fasi della vita, il passaggio dalla pupa all’adulto è leggermente diverso. Sebbene il termine sia spesso usato in modo intercambiabile dai profani, è importante chiarire che le falene si ritirano nei bozzoli mentre le farfalle entrano nella crisalide.

Le falene invece creano il bozzolo in cui si rinchiuderanno. Hanno un paio specifico di ghiandole che consentono loro di creare la seta e di intrecciarla in un bozzolo per proteggerle durante la metamorfosi. Alcune farfalle sono anche in grado di produrre seta, ma impiegano questa abilità per creare amache o linee per sospendere la loro crisalide piuttosto che costruire un intero bozzolo.

Funzionalmente, le farfalle completamente cresciute tendono ad essere più colorate e più magre della falena più tozza e sfocata. Nonostante ciò, ci sono oltre 100.000 specie di falene e oltre 10.000 specie di farfalle sul pianeta. Più scopriamo su di loro, più le distinzioni tra farfalle e falene diventano meno chiare. A parte il metodo di creazione di una conchiglia, il processo di metamorfosi è in gran parte indistinguibile tra questi due diversi tipi di insetti.

La Metamorfosi

Il processo di trasformazione da bruco a farfalla non è così semplice come far crescere qualche paio di ali e forse trasformare alcune parti del suo corpo. Invece, la crisalide indurita funge essenzialmente da contenitore che tiene tutto insieme mentre il bruco digerisce il proprio corpo. Gli enzimi scompongono i tessuti che poi si dissolvono in una massa liquida all’interno della crisalide. Tra questo potenziale liquido ci sono piccole strutture che rimangono attraverso il processo di digestione note come dischi immaginali.

Ogni disco immaginale è essenzialmente un progetto per una parte diversa del corpo. Gli occhi, il torace, le ali e altro hanno ciascuno il proprio disco immaginario e impiegano la massa di proteine ​​liquefatte attorno a loro per iniziare a costruire quelle parti del corpo. Questa proteina è essenzialmente il carburante che consente una divisione cellulare incredibilmente rapida. Mentre alcuni aspetti della fisiologia del bruco possono rimanere, sta essenzialmente ricreando il suo intero corpo da zero.

Per la farfalla media, il processo di ammassamento per la crisalide è significativamente più lungo di quanto effettivamente spenda nella metamorfosi. Molte specie trascorreranno meno di una settimana in fase di metamorfosi, ma la maggior parte emergerà come farfalla entro circa tre settimane.

Alcune farfalle possono aspettare fino a tre anni per lasciare la crisalide, ma questo ha meno a che fare con i rigori della metamorfosi e più con l’ambiente che le circonda. Invece, stanno semplicemente aspettando che le condizioni siano giuste per nutrirsi e riprodursi. Ciò è particolarmente vero per le farfalle che vivono in climi desertici dove la minaccia di una siccità potrebbe estendersi molto più a lungo della vita di una farfalla.

La vita come una farfalla

Ha senso solo che le farfalle aspettino il loro tempo fino a quando le condizioni non sono giuste perché la durata della vita adulta di questi insetti può essere piuttosto breve. Piccole farfalle blu e rame emergono dalla loro crisalide e hanno solo pochi giorni per nutrirsi e procreare. In tutte le specie, la durata media della vita di una farfalla è di circa un mese.

Anche la specie più longeva, la farfalla zolfo, vive fino a 13 mesi. Queste durate di vita possono variare di generazione in generazione, nonché da specie a specie, e il fatto che continuino ad avere una dieta altamente specializzata dopo aver raggiunto l’età adulta è probabilmente il fattore più importante.

Le farfalle hanno i sensi del gusto, dell’olfatto e del tatto e i loro recettori del gusto si trovano effettivamente sui loro piedi. Più precisamente, usano i chemocettori sui tarsi per rilevare diverse sostanze chimiche quando si posano su fiori e piante.

La dieta della farfalla adulta consiste quasi interamente di nettare dei fiori. La selezione naturale ha reso necessario un ciclo di vita sincronizzato con le stagioni locali in modo che siano disponibili foglie abbondanti durante la fase del bruco e le piante da fiore siano disponibili da adulte.

Le farfalle con una vita più lunga spesso vivono in ambienti tropicali o subtropicali dove la vegetazione è costante tutto l’anno, ma molte specie vivono in climi più temperati e hanno adottato meccanismi di sopravvivenza come l’ibernazione e la migrazione.

La natura tende a favorire gli organismi che massimizzano l’utilizzo di energia per la spesa, ma le farfalle sono la prova che a volte vale la pena lavorare sodo. Perché mentre il processo per raggiungere l’età adulta può essere pericoloso,…