Musca domestica L. 1758

 

Diptera Brachycera Cyclorhapha

 

Piero Sagnibene

Uno dei più grandi successi dell’evoluzione degli organismi animali è costantemente sotto i nostri occhi; conviviamo e confliggiamo con esso, senza avvertire che quell’essere, piccolo e fastidioso, la mosca, è in realtà un vero prodigio di natura.
La mosca domestica sembra che si sia evoluta circa 65 milioni di anni fa, nell’Era Cenozoica, in medio Oriente, appartiene ai Ditteri (dal greco δiπτερος - a due ali), un Ordine di Insetti del quale conosciamo finora 120 000 specie circa, molto antico, risale al Trias (252-201 milioni di anni fa).
Abbiamo buone ragioni per confliggere con le mosche domestiche, sono veicoli e vettori di più di cento agenti patogeni (virus, batteri, miceti, protisti, elminti, nematodi, ecc.) di malattie come tifo, dissenteria bacillare, antrace, tubercolosi, salmonellosi, diarrea infantile, colera, oftalmie oculari, ecc., che propagano indefinitamente a carico di esseri umani, animali e piante con danni rilevantissimi contro le cultivar. La Mosca domestica è considerata l’infestante maggiormente diffuso al mondo e, per ironia della sorte, deve la sua diffusione proprio all’uomo, del quale è commensale ed assieme al quale è emigrata su scala mondiale. Anche la sua sopravvivenza nelle regioni più fredde del pianeta è dovuta all’uomo. Inoltre, gli stessi insetticidi che utilizziamo per combatterla, hanno provocato una selezione di ceppi resistenti, sfruttando anche la velocità delle successioni generazionali con la quale la mosca si riproduce.

Diffusa fin dai tempi della pastorizia, la mosca domestica frequenta gli insediamenti umani, gli allevamenti di tutto il globo, ed oggi le immense discariche all’aperto delle metropoli, dove trova alimenti in abbondanza di materie organiche in decomposizione e, negli allevamenti, pabulum per la deposizione delle uova, richiamata dal calore emesso dalle masse di sterco e dai gas fermentati. La presenza delle mosche comporta la contaminazione di acqua, cibo e mangimi con i germi veicolati sul loro corpo o nei loro organismi.
Le attività delle mosche comuni si concentrano nelle ore diurne e sono influenzate da fattori quali la temperatura, l’umidità, l’intensità della luminosità, le correnti e la pressione atmosferica. Generalmente sono attive solo durante le ore diurne e di notte riposano negli angoli delle stanze o delle stalle sospese ai soffitti, ma, in presenza di luce artificiale, continuano le loro attività. Il loro optimum termico è intorno ai 30°C ed il loro range di sopravvivenza è tra -10°C e 50°C. Le loro larve sopravvivono nella materia in decomposizione e nel letame durante i rigori invernali, purché vi sia un grado di umidità compreso fra il 40 e 80%, ed , in forza del loro potenziale riproduttivo, anche da pochi adulti sopravvissuti può derivare un popolazione che poi si moltiplica nei mesi caldi. La femmina è in grado di deporre fino a mille uova nel corso della sua vita, che dura da due a quattro settimane, in gruppi di 150-200 e fino a 500 alla volta; depone uova in qualsiasi materiale organico in decomposizione (vedasi disegno sopra). Inoltre, sebbene vivano generalmente confinate nelle abitazioni umane ed nelle stalle, gli adulti possono volare per alcuni chilometri dal luogo in cui sono nati. Notevole è la loro tendenza ad aggregarsi.
La Mosca si nutre di sostanze liquide o umide, trattandole prima con la sua saliva o con il suo vomito; ingerisce cospicue quantità di cibo e deposita costantemente escrementi insieme ai patogeni che trasporta. Dispone di un particolare apparato boccale succhiatore, ottenuto per scomparsa delle mandibole e dei lobi mascellari e dalla riorganizzazione del labrum, prefaringe, labium e di una piccola porzione di cranio in una formazione caratteristica detta ”proboscide”, la cui porzione distale termina apicalmente con due labelli connessi, rigonfiabili per pressione sanguigna, e forniti ventralmente da numerosi canalicoli. Questi, per la loro somiglianza con le trachee, sono detti pseudo-trachee. I cibi solidi vengono pre-digeriti, cospargendoli di saliva, quindi sciolti e succhiati con la proboscide.

Un fatto che sorprende l‘osservatore è la straordinaria abilità della mosca di “atterrare” su una lastra di vetro posta in verticale e di muoversi liberamente in qualunque direzione, come se si trovasse su un piano orizzontale. Altri insetti sono capaci di arrampicarsi sul superfici levigate, ma nessuno di essi è in grado di competere con le evoluzioni che la mosca compie sul vetro di una finestra, ad esempio.
Gli insetti si muovono normalmente camminando o correndo sulle sei zampe toraciche e la coordinazione dei loro movimenti è ottenuta con un meccanismo estremamente complesso. Approssimando, si può dire che l’insetto si sostiene su un treppiede formato dalla prima e dalla terza zampa di un lato e da quella intermedia del lato opposto, mentre le altre tre si muovono in avanti; queste, a loro volta, sostengono il peso del corpo mentre le rimanenti si muovono in avanti. La complessità del controllo nervoso del movimento è dimostrata dal fatto che, se l’insetto perde una o più zampe, la sequenza dei movimenti si trasforma all’istante in una nuova sequenza per ottenere i migliori risultati compatibili con la nuova situazione.
Per muoversi con sicurezza, l’insetto deve poter fare buona presa sul terreno e dispone a questo scopo di un meccanismo a doppio effetto. Nell’ultimo segmento del tarso l’insetto possiede un paio di unghie , azionate da tendini muscolari lunghi e sottili e che si estendono per tutta la lunghezza dell’arto. Quando questi muscoli si contraggono la punta delle unghie fa presa su ogni irregolarità del sostegno. Le mosche, ed altri insetti, sono in grado di sostenersi con le unghie persino su superfici di vetro, perché questo si ricopre quasi subito di una sottile pellicola di polvere, bastevole affinché l’insetto vi si attacchi. Le mosche , però , possono aderire anche al vetro perfettamente liscio poiché possiedono dei “pulvilli” (strutture adesive); nella mosca domestica il pulvillo è sistemato tra le unghie.
Sx: estremità tarsale di Mosca domestica, con i pulvilli ben visibili sotto le due unghie.

Dx:Mosca domestica posata su un vetro vista ventralmente. All’estremità dei tarsi si vedono i lobi adesivi che appaiono come piccoli punti chiari.
Il pulvillo è ricoperto da sottili peli tubulari che hanno la punta tagliata obliquamente, di modo che soltanto la parte posteriore di ciascun pelo tocca la superficie: le punte dei peli sono unte da una sostanza oleosa secreta da ghiandole alla loro base. Quando questa specie di “spazzola” scivola in avanti, le punte lubrificate non oppongono resistenza. Si tratta di una lubrificazione “a pellicola”, l’olio passa attraverso uno spazio a sezione inclinata tra le parti mobili. Se si cerca di far scivolare la struttura all’indietro, la pellicola d’olio si spezza, le parti mobili entrano così in stretto contatto e le due superfici rimangono unite dalla forza di attrazione molecolare. Le superfici mantenute unite dalla attrazione molecolare possono separarsi facilmente allorquando una forza tende a distaccarle e non vi è alcuna aderenza dei pulvilli quando la Mosca discende. I grandi pulvilli che si trovano tra le unghie della Mosca sono ricoperti di sottili peli con le punte soffici ed appiattite, ben adattate per ottenere un contatto molecolare con superfici ben levigate.

Il sistema di adesione alle superfici levigate è spiegato da un semplice esperimento.
Si prenda un sottile disco di vetro dal diametro di 2 cm e gli si fissi sopra un peso di 10 grammi. In un punto al margine del disco, sotto di esso, si fissi un piccolo frammento di vetro sottile in modo da poter sollevare leggermente quella parte. Si posi il dispositivo su una lastra di vetro piana e spalmata con una pellicola di olio.Se la parte sollevata del disco è in avanti, non è possibile inclinare la lastra di vetro più di 5° senza che il modello scivoli indietro: il suo movimento è lubrificato. Ma se il disco è girato dall’altra parte e la lastra viene inclinata gradualmente, si verifica l’adesione sul margine in avanti e la lastra può essere sollevata fino ad oltrepassare la verticale senza che il dispositivo caschi. In effetti il modello scivola con estrema lentezza e questo lento movimento mantiene l’adesione tra le superfici a contatto.

L’aspetto più stupefacente della evoluzione della Mosca è la sua abilità nel volo: non esiste nulla, neppure nei più elaborati artefatti umani, che possa paragonarsi alle complicate acrobazie che la Mosca può compiere in volo.
Esattamento è un termine che indica che un particolare carattere (un organo, un comportamento, una funzione) che si è evoluto per assolvere ad una determinata funzione, si trasforma e ne assume una nuova, indipendente dalla primitiva, per assolvere ad altri diversi compiti. La pressione selettiva su un determinato carattere può modificarlo se esso è utilizzato per una nuova funzione, così innescando un diverso sviluppo evolutivo.
Come è noto gli insetti sono dotati di due paia di ali, ma nei Ditteri e negli Strepsitteri è avvenuto un esattamento e le ali posteriori dei Ditteri e quelle anteriori degli Strepsitteri si sono trasformate in una sorta di giroscopio, la cui funzione è quella di stabilizzare il volo con la percezione dell'equilibrio e il bilanciamento del corpo. Le ali posteriori (metatoraciche) dei Ditteri hanno perso la loro primitiva funzione e si sono trasformate in “bilancieri”, a forma di un bulbo peduncolato, in cui si distinguono tre parti: una basale, detta (scabellum), una peduncolare intermedia (pedicellum) ed una bulbosa terminale (capitulum). Negli Strepsitteri le ali anteriori sono ridotte a brevi formazioni appiattite e claviformi. Il bilanciere somiglia a una piccola bacchetta con un pomello all’estremità; durante il volo i bilancieri oscillano dall’alto in basso con la stessa frequenza delle ali, ma in direzione opposta, fungono da giroscopi, permettendo alle mosche di mantenere la stabilità durante il volo. Lo scabellum è un'espansione articolata al metatorace ricca di sensilli propriocettori, cioé organi sensoriali preposti alla percezione dell'equilibrio. Il pedicellum e il capitulum, in virtù della loro forma, hanno la funzione di bilanciare il corpo e stabilizzarne la posizione durante il volo per mezzo di movimenti di vibrazione. Il pedicellum è rivestito da file di setole che sarebbero omologhe in quanto derivate da quelle inserite sulla costa nelle ali anteriori.
La differenziazione delle ali posteriori in bilancieri, nei Ditteri è controllata dal gene Ubx (ultrabithorax) la cui mutazione porta alla formazione di adulti con quattro ali invece di due.

I bilancieri funzionano come giroscopi, oscillano in una particolare direzione, come il pendolo di un orologio, con una struttura vibrante. Il giroscopio, come è noto, è un dispositivo meccanico rotante che, per effetto della legge di conservazione del momento angolare, tende a mantenere il suo asse di rotazione orientato in una direzione fissa. I bilancieri vibranti tendono a man-tenere il loro piano di vibrazione, e se il corpo dell'insetto gira o cambia direzione in volo, si sviluppa una forza di torsione che l'animale rileva mediante organi sensoriali (sensilla campaniforme) situati ai pesi di base. I bilancieri fungono quindi da sistema di bilanciamento e orientamento, aiutando le mosche a compiere le loro rapide acrobazie aeree. Svolgono un ruolo importante nello stabilizzare l'assetto di questi insetti durante il volo e forniscono anche un feedback ai muscoli delle ali per stabilizzare i momenti delle forze aerodinamiche. Sono l'equivalente dell'indicatore di assetto su un aereo. Se durante il volo la mosca si capovolge, intenzionalmente o per via di un’improvvisa folata di vento, “i bilancieri” subiscono una torsione che è percepita da un insieme di terminazioni nervose che si trovano nel bilanciere; l’informazione viene trasmessa al cervello in modo tale che la mosca possa prendere le dovute misure per mantenere la sua direzione.

Un giroscopio consiste in un solido che gira rapidamente attorno a un asse principale. Nonostante movimenti esterni, campi magnetici o gravità, l’asse rimane stabile durante la rotazione. Per questo motivo i giroscopi possono essere usati per realizzare bussole ad alta precisione o per posizionare, ad esempio, il telescopio spaziale Hubble orientato con precisione verso un determinato punto di osservazione.

Negli insetti, più piccola è la specie, più è alta la velocità di ricezione delle immagini e la reazione; ciò è dovuto alla piccolissima lunghezza degli assoni tra i neuroni e tra gli organi nervosi. Una mosca, ad esempio, riesce ad elaborare in un secondo fino a sei volte i segnali ottici che può elaborare un umano. È stato possibile conoscere questo dato mediante un esperimento nel quale sono state inserite piccole fibre ottiche nel fotorecettori delle mosche. Facendo lampeggiare luci a Led sempre più velocemente, ogni lampo produceva un piccola scossa registrata a computer.

Per la vista, la mosca dispone di due tipi di organi visivi: gli occhi composti e gli ocelli. Gli occhi sono formati da un numero variabile di ommatidi di forma esagonale: ogni ommatidio copre uno spicchio del campo visivo globale (360 gradi). L’immagine viene vista come somma dei segnali mandati dagli ommatidi, come se si guardasse attraverso un fascio di cannucce da seltz, a mosaico, e la sua definizione è tanto maggiore quanto più elevato è il numero degli ommatidi. Per ogni occhio composto le mosche dispongono di ben 4.000 ommatidi.

L’esperimento mostra che gli impulsi di luce giungono al cervello della Mosca con una frequenza elevatissima di 250 flash al secondo, vale a dire che la mosca percepisce il tempo diversamente e si muove in un mondo che per noi potrebbe essere simile ad un filmato al rallentatore. Nel tentativo di catturarla, per quanto il nostro movimento possa sembrarci veloce, alla mosca risulterà simile ad una sequenza in slow motion e sfuggirà molto prima che l’abbiamo raggiunta.

I Ditteri presentano molti caratteri che richiamano una fase della loro storia naturale nella quale si sono evoluti nelle acque stagnanti, ma, per quanto riguarda le pressioni selettive che hanno determinato le formidabili evoluzioni di cui sono portatori, possiamo procedere solo per supposizioni.
Si tratta di insetti Neotteri che, a differenza dei Paleotteri, i cui muscoli alari sono indiretti, localizzati nel torace (agiscono principalmente sui tergiti, e le ali, a risposo, sono tenute dispiegate per l’assenza di articolazioni) nei Neotteri ogni ala si innesta su tre scleriti pterali (primo, secondo e terzo sclerite pterale) i quali, a loro volta, si articolano su due scleriti pterali (il basalare e il subalare) ed il ripiegamento alare sul corpo è consentito da uno specifico muscolo che agisce sul terzo sclerite pterale. Da questa diversità di struttura derivano due diversi meccanismi di volo.
In origine le ali erano mantenute permanentemente estese, com’è per le libellule anisottere, o sollevate sopra il torace, come è negli Efemerotteri. Nei Neotteri si sono prodotti due tipi di cambiamenti: si sono sviluppati muscoli che ripiegano le ali all’indietro, sopra l’addome – i muscoli che ruotano ed inclinano le ali rimangono attaccati alle ali stesse, mentre quelli che comandano il battito alare sono fissati alle pareti del torace. Quando questi muscoli si contraggono, deformano la sagoma del torace, agendo così indirettamente sulle ali che vi sono incernierate.
Le libellule, ad esempio, hanno una frequenza di 20-30 battiti alari al secondo. A questa frequenza è possibile inviare lo stimolo nervoso alternativamente a ciascun gruppo antagonista di muscoli in sincronia con i battiti e mantenere le ali in movimento.

Sx: sezione trasversale schematica del torace di una libellula. Si vedono i muscoli “diretti” del volo che hanno il compito di sollevare ed abbassare le ali.

Dx: le ali di una mosca sono mosse da muscoli “indiretti” che modificano la forma del torace. Quando le ali si sollevano e si abbassano subiscono una torsione e la loro inclinazione si inverte.

In basso a sx: il torace si comporta come se contenesse una molla resistente sia alla compressione che alla estensione, quindi capace di immagazzinare l’energia prodotta dai muscoli alari.

Nei Neotteri lo sforzo maggiore è quello di deformare il torace; sembrerebbe un grande spreco di energia se le pareti del torace non fossero elastiche; infatti gran parte dell’energia viene immagazzinata e riutilizzata per il battito successivo dai muscoli antagonisti. In questo modo la mosca domestica produce una frequenza di 200 battiti al secondo. La rapidità dei battiti è data anche da una ulteriore modifica della strutturai del torace: l’articolazione alla base delle ali si è modificata in modo da eseguire automaticamente i cambiamenti di inclinazione durante il battito; inoltre si è sviluppato un ”meccanismo a scatto”. Se l’insetto spinge leali all’ingiù, il movimento è contrastato dall’elasticità del torace; non appena però viene raggiunto un certo punto, la resistenza sparisce d’improvviso e le ali scattano in una nuova posizione al di sotto del torace e l‘inclinazione delle ali cambia, disponendosi nella posizione di battuta verso l’alto; i muscoli antagonisti si distendono di colpo e ciò provoca la loro immediata contrazione. Si tratta di un sistema oscillatorio che può funzionare a qualsiasi velocità poiché dipende completamente dalla struttura elastica del torace. L’impulso nervoso è necessario soltanto per mettere in moto il meccanismo e, poi per mantenere i muscoli nello stato fisiologico tale per cui continueranno a contrarsi in risposta allo stiramento improvviso. Mentre questo meccanismo più o meno spontaneo funziona, i muscoli diretti, che corrono alla base delle ali, possono accentuare i cambiamenti di inclinazione di una o di entrambe le ali, e così controllare la direzione del volo, permettendo alla mosca di scartare lateralmente, di volare all’indietro o di mantenersi librata in aria.

Il lettore immagini adesso quale formidabile combinazione si viene a determinare integrando queste capacità di volo con il sistema a giroscopio dato dai bilancieri.

Nell’ambiente delle acque stagnati i Ditteri dovevano competere con le libellule e può essere stata questa una delle pressioni selettive che li ha spinti a specializzarsi nel volo fino al livello raggiunto dalla Mosca. Le libellule cacciano, come dire “in picchiata” proiettandosi sulla loro preda; in questa condizione non hanno la possibilità di rettificare o modificare la loro rotta di volo e la Mosca, grazie ai suoi bilancieri, al suo sistema di volo immediato ed alla sua vista ultra veloce, poteva facilmente scartare e far fallire l’attacco.
L’avversione per le mosche, per il pericolo di malattie che esse rappresentano, per il fastidio ed i danni che esse provocano tormentando gli animali allevati e per i danni ingenti che le diverse specie di mosche provocano in agricoltura, è nota fin da tempi immemorabili. Lo testimonia la Bibbia; volendo associare l’odio per le mosche, e la colpa delle loro attività, al nume tutelare dei loro nemici Filistei, i biblisti (forse ispirati dal dio Yawe, secondo i teologi), ricorsero infatti ad un trucco, un artificio lessicale, manipolando un attributo del dio filisteo Dagon, Ba’al Zebul, che significava “Signore dell’aldilà”, in Baal Zeboub, che significa “Il Signore delle mosche”.

 

 

 

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