Diapausa negli insetti

La diapausa è un periodo di sviluppo sospeso o arrestato durante il ciclo di vita di un insetto. La diapausa di insetti è generalmente innescata da segnali ambientali, come i cambiamenti di luce del giorno, temperatura o disponibilità di cibo. La diapausa può verificarsi in qualsiasi fase del ciclo di vita: embrionale, larvale, pupale o adulta, a seconda della specie di insetto.

Gli insetti abitano tutti i continenti della Terra, dall'antartico ghiacciato ai tropici balsamici. Vivono in cima alle montagne, nei deserti e persino negli oceani. Sopravvivono a inverni freddi e siccità estive. Molti insetti sopravvivono a tali condizioni ambientali estreme attraverso la diapausa. Quando le cose si fanno difficili, fanno una pausa.

La diapausa è un periodo di dormienza prestabilito, il che significa che è geneticamente programmata e comporta cambiamenti fisiologici adattativi. Gli indizi ambientali non sono la causa della diapausa, ma possono controllare quando inizia e finisce la diapausa. La quiescenza, al contrario, è un periodo di sviluppo rallentato innescato direttamente dalle condizioni ambientali e che termina quando le condizioni favorevoli ritornano.

Tipi di diapausa

La diapausa può essere obbligatoria o facoltativa:

• Insetti con diapausa obbligatoria subiranno questo periodo di sviluppo arrestato nel punto predeterminato del loro ciclo di vita, indipendentemente dalle condizioni ambientali. La diapausa si verifica in ogni generazione. La diapausa obbligatoria è spesso associata a insetti univoltini, ovvero a insetti che hanno una generazione all'anno.
• Insetti con diapausa facoltativa subire un periodo di sviluppo sospeso solo quando le condizioni lo richiedono per sopravvivere. La diapausa facoltativa si trova nella maggior parte degli insetti ed è associata a insetti bivoltini (due generazioni all'anno) o multivoltini (più di due generazioni all'anno).

Inoltre, alcuni insetti subiscono diapausa riproduttiva, che è una sospensione delle funzioni riproduttive negli insetti adulti. Il miglior esempio di diapausa riproduttiva è la farfalla monarca in Nord America. La generazione migrante di fine estate e autunno entra in uno stato di diapausa riproduttiva in preparazione al lungo viaggio in Messico.

Fattori ambientali

La diapausa negli insetti viene indotta o interrotta in risposta a segnali ambientali. Questi segnali possono includere cambiamenti nella lunghezza della luce del giorno, temperatura, qualità e disponibilità degli alimenti, umidità, pH e altri fattori. Nessun singolo segnale determina solo l'inizio o la fine della diapausa. La loro influenza combinata, insieme a fattori genetici programmati, controlla la diapausa.

• fotoperiodo: Un fotoperiodo sono le fasi alternate di luce e buio durante il giorno. I cambiamenti stagionali del fotoperiodo (come i giorni più brevi con l'avvicinarsi dell'inverno) indicano l'inizio o la fine della diapausa per molti insetti. Il fotoperiodo è il più importante.
• Temperatura: Insieme al fotoperiodo, i cambiamenti di temperatura (come un periodo di freddo estremo) possono influenzare l'inizio o la fine della diapausa. Il termoperiodo, alternando fasi di temperature più fredde e più calde, influenza anche la diapausa. Alcuni insetti richiedono specifici segnali termici per terminare la fase della diapausa. Ad esempio, il bruco dell'orso lanoso deve sopportare un periodo di refrigerazione per innescare la fine della diapausa e la continuazione del ciclo di vita.
• Cibo: Alla fine della stagione di crescita, la qualità decrescente delle loro fonti alimentari può aiutare a innescare una fase di diapausa in una specie di insetto. Mentre le piante di patate e altri ospiti diventano marroni e asciutti, ad esempio, gli adulti dello scarabeo della patata del Colorado entrano in uno stato di diapausa.

 fonti

• Capinera, John L., (a cura di) Enciclopedia dell'entomologia. 2nd edition, Springer, 2008, New York.
• Gilbert, Scott F. Biologia dello sviluppo. 10a edizione, Sinauer Associates, 2013, Oxford, Regno Unito.
• Gullan, P.J. e Cranston, P.S. Gli insetti: un profilo di entomologia. Wiley, 2004, Hoboken, N.J.
• Johnson, Norman F. e Triplehorn, Charles A. Introduzione di Borror e DeLong allo studio degli insetti. 7a edizione, Thomson Brooks / Cole, 2005, Belmont, California.
• Khanna, D.R. Biologia dell'Arthropoda. Discovery Publishing, 2004, Nuova Delhi.