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Lungo i sentieri della foresta tropicale americana scorrono fiumi verdi: file ininterrotte di formiche tagliafoglie che trasportano frammenti vegetali grandi fino a dieci volte il loro peso corporeo. Una colonia matura di Atta può contare fino a 8 milioni di individui e raccogliere ogni giorno una quantità di vegetazione paragonabile a quella consumata da una mucca adulta. Eppure quelle foglie non finiscono mai nello stomaco delle operaie.
Agricoltrici da 60 milioni di anni
Le formiche del genere Atta e Acromyrmex, comunemente chiamate tagliafoglie, non mangiano le foglie che raccolgono. Le usano come substrato per coltivare un fungo, Leucoagaricus gongylepidis, che cresce solo all’interno dei loro nidi. È una simbiosi obbligata: il fungo dipende dalle formiche per il nutrimento e la dispersione, le formiche dipendono dal fungo per sopravvivere. Studi paleogenomici pubblicati da Ted Schultz e colleghi dello Smithsonian hanno datato l’origine di questa agricoltura tra i 55 e i 65 milioni di anni fa, poco dopo l’estinzione dei dinosauri non aviari.
Le foglie vengono masticate e ridotte in poltiglia dalle operaie più piccole, poi disposte nelle camere fungine come compost. Il micelio cresce su questo substrato producendo strutture nutritive chiamate gongilidi, ricche di carboidrati e amminoacidi, che costituiscono il cibo di larve e regina.
Una società stratificata in caste
Quello che si vede sui sentieri è solo la punta visibile di una struttura sociale complessa. In una colonia di Atta convivono almeno quattro caste di operaie, tutte sterili e tutte figlie della stessa regina:
- Minim: le più piccole, lunghe pochi millimetri, si occupano della cura del fungo e delle larve
- Minor: pattugliano i sentieri e difendono le sorelle che trasportano foglie
- Mediae: sono le tagliatrici principali, quelle che si vedono con i frammenti verdi sopra la testa
- Maxima o soldati: con mandibole sviluppate, intervengono contro predatori grandi come i formichieri
La regina può vivere oltre 15 anni e depone fino a 30.000 uova al giorno. È l’unica fonte genetica dell’intero superorganismo: ogni operaia che incontra un’altra operaia sta incontrando una sorella. Per avere un termine di paragone con altri invertebrati prolifici, basti pensare a quanto fanno le tarantole con la loro incubatrice di seta, che producono al massimo un migliaio di uova in un’intera stagione riproduttiva.
Il problema del trasporto
Trasportare un frammento di foglia rigido lungo un sentiero affollato non è banale. Le ricerche di Flavio Roces all’Università di Würzburg hanno mostrato che le tagliafoglie selezionano i pezzi non in base al massimo peso sollevabile, ma in base alla velocità ottimale di consegna. Una formica con un carico troppo grande rallenta la fila, quindi le operaie scelgono dimensioni che massimizzano il flusso di biomassa verso il nido, non il carico individuale.
Sui frammenti viaggiano spesso operaie ancora più piccole, le cosiddette hitchhikers. Per anni si è pensato fossero passeggere opportuniste, ma osservazioni di campo hanno chiarito il loro ruolo: difendono la portatrice da mosche parassitoidi della famiglia Phoridae, che cercherebbero di deporre uova nella sua testa mentre ha le mandibole occupate dal carico.
Antibiotici prodotti sul corpo
Il giardino fungino è un ecosistema fragile. Un parassita specializzato, il fungo Escovopsis, può devastare le coltivazioni se non controllato. Le formiche tagliafoglie ospitano sulla loro cuticola batteri attinomiceti del genere Pseudonocardia, che producono antibiotici efficaci contro Escovopsis. I lavori di Cameron Currie all’Università del Wisconsin hanno descritto questa associazione come un sistema a quattro partner: formica, fungo coltivato, parassita, batterio difensore. È uno degli esempi più studiati di coevoluzione multipla.
Impatto sulla foresta
Una singola colonia di Atta può defogliare fino al 17% della produzione fogliare annua nel suo raggio d’azione, secondo dati raccolti in Amazzonia e Costa Rica. I nidi raggiungono profondità di 6 metri e contengono migliaia di camere collegate da gallerie. Lo scavo movimenta tonnellate di terreno: un nido abbandonato può aver spostato fino a 40 tonnellate di suolo nel corso della sua vita, alterando la struttura del substrato e la disponibilità di nutrienti per le piante circostanti.
Le foglie tagliate non vengono scelte a caso. Le operaie evitano specie ad alta concentrazione di terpeni e tannini, e modificano la dieta del fungo in base ai segnali chimici che il micelio rilascia quando un substrato gli risulta tossico. La colonia, in pratica, ascolta il proprio orto e cambia raccolto. Quando si guarda una colonna di puntini verdi muoversi nella lettiera, si sta osservando il risultato di sessanta milioni di anni di selezione su un sistema che integra agricoltura, allevamento batterico e difesa biologica.