Lo scarabeo stercorario che si orienta con la Via Lattea

Una pallina di sterco, un cielo stellato e una scoperta rivoluzionaria

Immaginate di essere nel mezzo della savana sudafricana, a notte fonda, senza luna. L'oscurità è quasi totale. Eppure uno scarabeo stercorario rotola con sicurezza la sua pallina di letame lungo una linea perfettamente retta, allontanandosi dal mucchio di escrementi da cui è partito. Come ci riesce? Nel gennaio 2013 la biologa Marie Dacke dell'Università di Lund (Svezia), insieme a colleghi dell'Università di Witwatersrand (Wits) di Johannesburg, ha pubblicato su Current Biology una risposta che ha stupito il mondo scientifico: lo scarabeo stercorario Scarabaeus satyrus è il primo animale noto a orientarsi usando la luce diffusa della Via Lattea come bussola. Prima di questo studio, si sapeva che uccelli, foche e esseri umani usano le stelle; nessuno aveva mai dimostrato che un invertebrato potesse sfruttare l'intera galassia.

La danza sull'escremento e il problema del ladro

Per capire perché uno scarabeo abbia bisogno di navigare in linea retta, occorre prima capire il suo stile di vita. I coleotteri stercorari della sottofamiglia Scarabaeinae — oltre 5.000 specie distribuite in tutto il mondo tranne l'Antartide — compiono un servizio ecosistemico fondamentale: raccolgono le feci dei mammiferi, le modellano in sfere e le interrano per nutrirsene o per depositarvi le uova. Un solo elefante produce sterco sufficiente a nutrire circa 2.000.000 di esemplari, secondo i dati riportati da Wikipedia sull'ecologia del gruppo. Intorno a un deposito di escrementi si raduna rapidamente una folla di concorrenti pronti a rubare la preziosa risorsa. La strategia evolutiva vincente è semplice: modellare la pallina il più in fretta possibile e allontanarsi in linea retta, senza girare in cerchio e rischiare di tornare al punto di partenza dove aspettano i rivali.

Prima di mettersi in cammino, però, lo scarabeo compie un comportamento curioso: sale sulla sua pallina e ruota su se stesso in una piccola danza. Non è un gesto casuale. Come hanno documentato Dacke e colleghi, questa «danza di orientamento» serve all'animale per scandagliare il cielo e fissare un riferimento luminoso — che sia il sole di giorno, la luna di notte, o, nelle notti senza luna, qualcosa di ancora più tenue e lontano.

Gli esperimenti: cappellini, stivali e un planetario

Il team di ricerca ha costruito un'arena circolare di due metri di diametro, posta in campo aperto nei pressi di Vryburg, in Sudafrica. Gli scarabei dovevano attraversarla con la loro pallina nel minor tempo possibile. I risultati furono netti: sotto un cielo stellato privo di luna, i coleotteri impiegavano in media circa 40 secondi per raggiungere il bordo; coperti da un cielo nuvoloso, lo stesso percorso richiedeva quasi 125 secondi, con traiettorie molto meno dirette.

Per escludere che l'insetto usasse odori o segnali terrestri, i ricercatori usarono uno strumento tanto semplice quanto geniale: dei minuscoli cappellini opachi applicati sul capo dei coleotteri, progettati per oscurare la visuale del cielo senza toccare le antenne o il corpo. Gli scarabei con il cappellino vagavano disorientati, confermando che il riferimento era esclusivamente celeste.

La prova definitiva arrivò trasportando l'arena al Wits Planetarium di Johannesburg, dove il soffitto a cupola può proiettare circa 4.000 stelle e la banda luminosa della Via Lattea. Sotto un cielo stellato completo, gli scarabei si orientavano bene. Eliminando le stelle singole e lasciando solo la striscia diffusa della Via Lattea, l'orientamento rimaneva altrettanto preciso. Proiettando soltanto un cielo uniformemente scuro, i coleotteri si perdevano. La conclusione era inequivocabile: è la Via Lattea in sé — non le singole stelle — a fungere da bussola. Lo studio, firmato da Marie Dacke, Emily Baird, Marcus Byrne, Clarke H. Scholtz ed Eric Warrant, è consultabile su Current Biology (vol. 23, n. 4, pp. 298–300, DOI: 10.1016/j.cub.2012.12.034).

Come funziona la bussola galattica: gradienti di luce, non costellazioni

Una domanda sorse spontanea: come può un insetto con un cervello minuscolo decodificare la Via Lattea? Un follow-up del 2017, pubblicato sui Philosophical Transactions of the Royal Society B da James J. Foster, Basil el Jundi e colleghi (DOI: 10.1098/rstb.2016.0079), ha risposto in modo elegante. I coleotteri non riconoscono costellazioni né memorizzano mappe stellari come fanno gli uccelli migratori. Usano invece un principio molto più robusto: rilevano il gradiente di intensità luminosa tra le due metà del cielo notturno. La Via Lattea, con la sua banda asimmetrica di luce diffusa, crea proprio tale differenza. Quando i ricercatori esposero gli scarabei a pattern luminosi artificiali simmetrici — stessa luminosità su entrambi i lati — i coleotteri si disorientarono, confermando che il meccanismo si basa sul contrasto di luminosità, non su forme o posizioni specifiche.

Questo sistema non è isolato: Scarabaeus zambesianus, specie cugina, era già noto per navigare usando la luce polarizzata della luna, ed era stato il primo animale documentato con questa capacità. Studi successivi, come quello di Khaldy, Tocco, Byrne e Dacke pubblicato su Insects nel 2021 (DOI: 10.3390/insects12060526), hanno mostrato che specie diverse pesano differentemente le varie fonti di luce — sole, luna, luce polarizzata — a seconda del loro habitat: le specie di ambienti aperti privilegiano il sole, quelle di habitat chiusi si affidano maggiormente alla luce polarizzata diffusa.

Il premio Ig Nobel e il significato scientifico

Nel settembre 2013 la ricerca di Dacke e collaboratori ricevette il Premio Ig Nobel congiunto per Biologia e Astronomia, assegnato ogni anno ad Harvard per ricerche che «prima fanno ridere, poi fanno pensare». Il professor Marcus Byrne, uno dei co-autori affiliato a Wits University, commentò con la consueta ironia: «I coleotteri stercorari non si preoccupano di sapere in quale direzione vanno; devono solo allontanarsi dalla mischia attorno al mucchio di sterco.» Ma al di là dell'umorismo, la scoperta ha implicazioni profonde per la neurobiologia comparata: dimostra che anche cervelli microscopici possono elaborare informazioni astronomiche di grande complessità, aprendo nuove domande sui limiti cognitivi degli invertebrati. Per approfondire la storia del premio si può consultare il comunicato dell'Università di Lund.

Il ruolo ecologico: insostituibili riciclatori della savana

Sarebbe però riduttivo ricordare questi insetti solo per la loro abilità astronomica. I coleotteri stercorari sono ingegneri degli ecosistemi di primaria importanza. Interrando le feci dei mammiferi, restituiscono al suolo azoto e fosforo, migliorano la struttura del terreno aumentando porosità e drenaggio, disperdono semi contenuti negli escrementi e riducono le popolazioni di mosche e parassiti che si riproducono nel letame. Un recente framework pubblicato sul Journal of Animal Ecology nel 2023 da de Castro-Arrazola e colleghi (DOI: 10.1111/1365-2656.13829) ha sistematizzato queste funzioni in un modello basato sui tratti funzionali, sottolineando come la diversità di strategie — rotolatori, scavatori, abitanti del letame — garantisca una copertura completa dei processi di riciclo. La sola sottofamiglia Scarabaeinae conta oltre 5.000 specie, e in Sudafrica ne sono state censite circa 780.

«Eravamo seduti a Vryburg a fare esperimenti e la Via Lattea era questa enorme fonte di luce. Pensavamo: devono riuscire a usarla — devono per forza!» — Professor Marcus Byrne, Wits University, citato da ScienceDaily (2013)

Lo scarabeo stercorario ci ricorda che l'universo può essere osservato — e usato come guida — anche da chi è grande quanto un'unghia. In un'epoca in cui l'inquinamento luminoso sta cancellando la Via Lattea dai cieli di mezzo mondo, questa scoperta aggiunge un argomento inaspettato alla lista di chi vuole difendere i cieli bui: non solo per gli astronomi umani, ma anche per i minuscoli navigatori notturni che da milioni di anni puntano la prua della loro pallina di sterco verso le stelle.