La bussola integrata delle farfalle monarca

Ogni anno in autunno milioni di farfalle monarca (Danaus plexippus) di Canada e Stati Uniti affrontano un volo di oltre 3000 km per andare a svernare in una piccola valle del Messico centrale. È un viaggio di due mesi, il più lungo per un insetto, e come facciano i lepidotteri a non perdersi durante la lunga migrazione non era ancora del tutto chiaro, pur essendo noti da tempo gli elementi che entrano in gioco (vedi: Navigatore satellitare per farfalle).

Lavoro di squadra. Il sistema di navigazione delle monarca si basa su due meccanismi: i neuroni azimut degli occhi seguono la posizione del Sole rispetto all'orizzonte; le antenne ospitano invece una sorta di orologio interno, basato sull'espressione ritmica di alcuni geni che, come per il nostro ritmo circadiano, scandiscono i tempi della giornata.

Circuito complesso. Rimaneva da capire come le farfalle ricevessero e integrassero le informazioni. Lavorando con alcuni colleghi biologi, Eli Shlizerman, matematico dell'Università di Washington, ha registrato i segnali nervosi che dagli occhi e dalle antenne delle farfalle viaggiano verso il cervello. I dati sono stati poi inseriti in un modello matematico, per vedere se questi input potessero portare a una navigazione verso sudovest.

Si torna a casa. Nel modello, due meccanismi, uno inibitore e l'altro eccitatorio, controllano i segnali delle antenne e degli occhi. L'equilibrio tra questi segnali aiuta le farfalle a prendere la direzione giusta, e a correggere la rotta quando serve. La stessa bussola biologica, in primavera, funziona in modo opposto e speculare. È la prima spiegazione coerente e completa di come diverse generazioni di farfalle riescano sempre a trovare la strada di casa.