Modello matematico svela il volo delle zanzare

Zanzare sotto la lente: un modello 3D del volo

Un innovativo modello matematico è stato sviluppato per decifrare le complesse traiettorie di volo delle zanzare. Questa simulazione tridimensionale è in grado di prevedere come gli insetti modificano il loro percorso in risposta a stimoli sensoriali, come la vista di una sagoma umana o l'odore dell'anidride carbonica emessa dal respiro.

La ricerca, pubblicata sulla rivista Science Advances, è frutto della collaborazione tra scienziati del Georgia Institute of Technology e del Massachusetts Institute of Technology (MIT) negli Stati Uniti. L'obiettivo è migliorare la progettazione di trappole e strategie di controllo per contrastare questi insetti.

Esperimenti e dati per decifrare il comportamento

Lo studio ha coinvolto circa un centinaio di esemplari della specie Aedes aegypti, nota per essere un vettore di gravi malattie come la febbre gialla, la dengue, la chikungunya e Zika. Gli insetti sono stati osservati in una stanza rettangolare appositamente allestita, dotata di telecamere ad alta precisione per registrare ogni movimento.

Sono stati condotti diversi esperimenti: in alcuni casi, è stata utilizzata una sfera di polistirolo nera come semplice stimolo visivo. In altri, una sfera bianca ha emesso anidride carbonica da un tubo, simulando un segnale chimico legato alla respirazione umana. Successivamente, è stata impiegata una sfera nera che emetteva CO2, combinando così stimoli visivi e chimici.

Infine, un volontario umano, equipaggiato con un abbigliamento protettivo bicolore, ha interagito con gli insetti nella stanza. L'analisi ha generato oltre 53 milioni di punti dati e quasi mezzo milione di traiettorie di volo, elementi fondamentali per la costruzione del modello comportamentale.

Strategie di volo: dalla caccia all'orbita

I risultati della ricerca rivelano strategie di volo distinte a seconda degli stimoli percepiti. Se le zanzare avvistano un potenziale bersaglio visivo, adottano un approccio di 'volo diretto', puntando rapidamente verso la sagoma per poi allontanarsi se mancano ulteriori conferme della presenza dell'ospite.

In assenza di segnali visivi, ma in presenza di un segnale chimico come l'anidride carbonica, gli insetti rallentano, svolazzano avanti e indietro, cercando di mantenere la vicinanza alla fonte odorosa. La reazione più complessa si osserva quando entrambi i tipi di segnali sono presenti: in questo scenario, le zanzare entrano in una fase di 'volo orbitale'.

Questo comportamento le porta a muoversi in cerchio attorno al bersaglio a velocità costante, preparandosi all'atterraggio. Il matematico Jörn Dunkel del MIT ha sottolineato l'importanza di queste scoperte, affermando che «il nostro lavoro suggerisce che le trappole per zanzare necessitano di esche multisensoriali specificamente calibrate per tenerle impegnate abbastanza a lungo da poterle catturare».