Ali come dipinti di scaglie su tela

È indubbio che l'apprezzamento riscosso dalle farfalle presso chi si avvicina al mondo degli insetti sia dovuto in larga misura alla bellezza delle loro ali, che a buon diritto possono definirsi dipinti di scaglie su tela. Ma, bellezza a parte, le ali delle farfalle svolgono soprattutto la necessaria funzione di consentire all'insetto l'attività del volo. Di solito le ali delle farfalle presentano ampie dimensioni, con le anteriori più estese delle posteriori. Le ali sono mantenute estese dalle venature, piccolissimi canali che si ramificano al loro interno e che contengono vasi, nervi e trachee.

Generalmente, come avviene nella maggior parte degli insetti superiori, durante il volo le ali anteriori si uniscono alle posteriori in modo da consentirne il battito sincrono.

Durante il riposo, poi, le ali delle farfalle vengono disposte inclinate a tetto, o in posizione orizzontale sull'addome, oppure rialzate e combacianti tra loro con le facce dorsali. In certi casi esse vengono mantenute aperte nella posizione di volo; in altri le ali posteriori possono ripiegarsi su se stesse per essere mantenute, nella posizione di riposo, sotto le ali anteriori.

I colori delle ali delle farfalle dipendono dalla presenza, sulle superfici membranose delle pagine alari, di un gran numero di squame o scaglie colorate.

Le squame sono appendici tegumentali, cave, prodotte da cellule epidermiche specializzate. Sono generalmente larghe e sottili e mostrano le facce esterne percorse da carene o strie longitudinali, spesso collegate da trabecole trasverse. Internamente le squame sono rinforzate da sbarrette cuticolari che le attraversano secondo il diametro più breve e contengono comunemente pigmenti. La loro estremità distale può presentare il margine integro oppure dentellato, frangiato o ancora di altre forme; si inseriscono, per mezzo della loro estremità peduncolata, in apposite "tasche" sull'ala, disposte regolarmente o irregolarmente, a volte come gli embrici di un tetto, o in due strati sovrapposti. Come già detto, non sempre e non tutte le zone dell'ala si presentano ricoperte da squame; le regioni prive appaiono trasparenti.

Esistono infine particolari squame chiamate androconi, squame collegate a ghiandole odorifere presenti nelle ali dei maschi di alcune specie, con lo scopo di attirare le femmine. Un esempio è rappresentato dal maschio di Argynnis paphia (nella foto a sinistra), che reca sulle ali anteriori strisce di squame androconiali.

Fenomeni di atrofia nei Lepidotteri. In un precedente paragrafo si accennava ai fenomeni di atrofia che in certi casi caratterizzano alcune specie di Lepidotteri. Questo fenomeno interessa raramente solo un paio di ali, e in generale riguarda le femmine di alcune specie (nella foto, una femmina di Erannis defoliaria). Del resto, le femmine delle farfalle hanno quasi tutte la tendenza a volare molto meno del maschio, anche quando in possesso di ali di dimensioni e forma normali.

Il fenomeno della riduzione delle ali prende il nome di brachitterismo e comprende al suo interno una serie di forme differenti che vanno dalla semplice riduzione delle dimensioni delle ali fino all'atterismo completo. Forme di brachitterismo comuni a entrambi i sessi sono state riscontrate solamente in due specie di Microlepidotteri delle isole antartiche.

A tutt'oggi gli studiosi sono dell'avviso che i fenomeni di brachitterismo presso i Lepidotteri siano legati all'ambiente circostante: femmine brachittere o completamente attere appartengono a specie che vivono nelle zone di montagna o a clima freddo o, all'opposto, in steppe o zone subdesertiche. Ad ogni modo, la correlazione tra brachitterismo e ambiente non è ancora stata chiarita.

Dietro disegni e colori la struttura nanometrica. Come riportato da Galileo, il fisico Marco Giraldo dell'Università di Groninga (Paesi Bassi), ha ottenuto risultati di notevole interesse a partire da studi tesi a dimostrare il collegamento tra il colore delle ali delle farfalle e la struttura nanometrica della pagina alare. Osservando al microscopio alcune Cavolaie, il fisico ha notato come le ali delle farfalle siano ricoperte da un gran numero di scaglie pigmentate, ciascuna di circa 50 per 250 micron, che si compongono in un'immagine macroscopica, proprio come avviene con i pixel delle fotografie digitali. Sebbene la struttura delle scaglie cambia da specie a specie, Giraldo ha osservato un certo numero di caratteristiche generali comuni: ognuna presenta una serie di lunghe creste parallele, distanti fra loro uno o due micron, e il colore e l'effetto cangiante dipendono dalla dispersione della luce che incide sulle nanostrutture e dall'assorbimento proprio di ciascun pigmento. Ogni ala inoltre è rivestita da un doppio strato di scaglie: ciò consente di riflettere la luce con più intensità e l'effetto sarebbe ancora maggiore se ci fossero ulteriori strati, ma la struttura risulterebbe troppo pesante.

Le fonti del colore. L'origine del colore delle ali delle farfalle può essere ricondotta in linea di massima a due fenomeni di natura differente. I colori possono infatti derivare da fenomeni ottici di interferenza o di diffrazione della luce sulle squame, simili a quelli che interessano la superficie delle bolle di sapone dal colore iridescente. Hanno origine fisica, per esempio, i colori delle ali delle farfalle brasiliane del genere Morpho, oppure quelli che caratterizzano molti rappresentanti della famiglia dei Licenidi. Si tratta di colori cangianti, che sembrano aumentare o diminuire di intensità in base all'angolo di visuale da cui la farfalla viene osservata. Anche i colori bianchi hanno origine fisica, risultando dalla dispersione, dalla riflessione e dalla rifrazione della luce da parte delle squame. I colori di tipo fisico vengono anche chiamati colori strutturali.

D'altra parte, esiste un altro fenomeno da cui derivano i colori delle ali delle farfalle: si tratta delle fonti di natura chimica. In questo caso le tinte dipendono dal colore degli stessi pigmenti, sostanze chimiche presenti nel corpo del lepidottero, che hanno la proprietà di assorbire alcune onde luminose mentre ne riflettono altre. In questo caso i colori originati vengono detti pigmentali, che a loro volta possono ricondursi a due categorie distinte:

- Pigmenti di origine endogena, secreti dalle cellule dell'insetto stesso

- Pigmenti di origine esogena, provenienti dall'ambiente esterno e assunti in generale attraverso l'alimento.

In generale, bisogna tuttavia sottolineare come i colori delle ali delle farfalle siano originati da una combinazione di fenomeni di natura sia fisica sia chimica.

I colori, inoltre, assumono particolari significati nella vita delle farfalle: talvolta distinguono i due sessi, a volte cambiano tra individui all'interno della stessa specie in base alle generazioni di appartenenza degli individui stessi (in questo caso i colori sono influenzati dalle differenti condizioni climatiche, le stesse che fanno sì che si possano riscontrare differenze, a volte anche abbastanza evidenti, presso individui della stessa specie che però vivono in aree geografiche dalle condizioni climatiche differenti). Un esempio che vale per tutti è il noto esperimento che consiste nel porre larve di Cinthya cardui in un ambiente freddo per un certo periodo, per ottenere individui di colore diverso da quello usuale, cioè con le macchie nere ridotte e le tinte più sfumate uguali a quelle delle popolazioni situate più a nord.

Analisi della struttura delle ali di una farfalla. Presentiamo di seguito l'analisi delle ali di una farfalla presentata da L.G. Higgins e N.D. Riley nel libro "Butterflies of Britain and Europe" (clicca sull'immagine per ingrandire).

Bibliografia:

- P. Passerin d'Entrèves e Mario Zunino, "La vita segreta degli Insetti", Istituto geografico De Agostini (Novara), 1975

- Foto dell'Erannis defoliaria(Geometridae) tratta da gardensafari.net

- Foto del maschio di Argynnis paphia (Nymphalidae) tratta da wikipedia.org