Gli insetti, i grandi trasformisti

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1 Tocca con mano SCHEDA INSEGNANTE Gli insetti, i grandi trasformisti EMPIRICA officina di scienze ed arte Premessa Appassionare i ragazzi allo studio delle materie scientifiche significa guidarli ad osservare la realtà che li circonda in modo diverso e intraprendere con loro un percorso educativo che, partendo dall osservazione diretta, educhi alla sperimentazione e all interesse per conoscenza. Gli insetti possono sembrare un argomento difficile e complesso, ma sono affascinanti, coinvolgenti e facili da osservare. Li troviamo ovunque, si sono adattati ad ogni tipo di ambiente con le forme e i colori più vari, si cibano delle sostanze più diverse e assolvono a ruoli ecologici fondamentali. Osservarli, descriverli e conoscerli può essere un valido strumento didattico per studiare scienze in modo divertente e guidare i ragazzi ad un metodo di osservazione e di analisi rigoroso. Finalità del percorso didattico Sviluppare le capacità di osservazione e di descrizione. Stimolare la formulazione di domande indagabili e di ipotesi sul significato della forma degli organismi in relazione al ruolo ecologico quindi all ambiente (quindi al concetto di adattamento). Insegnare ad indossare gli occhiali del naturalista, per scoprire nel quotidiano un mondo fantastico e stimolante, spesso giudicato banale e insignificante. Obiettivi specifici Imparare a riconoscere un insetto, un aracnide, un crostaceo e un miriapode. Conoscere le parti fondamentali del corpo di un insetto e gli organi di senso (capo, torace, addome, occhi, antenne, setole). Scoprire e capire i principi fondamentali della classificazione (significato della nomenclatura binomia, rapporti di parentela tra gruppi basati su uguaglianze e differenze). Saper porre in relazione la forma e le dimensioni del corpo e delle appendici con le specifiche funzioni (apparato boccale succhiatore, masticatore o perforante, zampe scavatrici, saltatrici, fossorie ecc.). Acquisire una minima pratica nell utilizzo dei microscopi. Linee guida per insegnanti Osserviamo gli insetti Grilli, cicale, formiche sono da secoli i personaggi di favole e fiabe e ci parlano di vizi e virtù, ma questi bizzarri personaggi ci raccontano la meravigliosa storia dell evoluzione, che parla di come le dimensioni, la forma del corpo e delle appendici o il colore, possono cambiare per diventare più idonee a vivere in ambiente specifico. Gli insetti sono perfettamente adattati a qualsiasi habitat e vivono costantemente al nostro fianco, ma spesso del loro mondo fantastico non conosciamo quasi nulla e li pensiamo solo come esseri fastidiosi, mentre sono fondamentali per il funzionamento di tutti gli ecosistemi. Imparare a riflettere sull etimologia del vocaboli è fondamentale per capire e ricordare. Il termine etimologia compare in età ellenistica e si identifica con la ricerca della verità di una parola e della cosa che la parola designa. Il nome di una cosa è connesso all intima struttura della cosa stessa e per questo è fondamentale conoscerne il significato. 1

2 Tutti gli insetti sono artropodi. Nel 1848 Von Siebold coniò il termine arthropoda dal greco arthtron, articolazione e podos, piede, evidenziando l attributo che distingue questi animali: le appendici articolate. È utile tenere presente che: tutti gli esseri viventi sono messi in ordine secondo dei criterii rigorosi che non sono casuali, ma si riferiscono a caratteristiche strutturali e funzionali comuni; sono suddivisi in gruppi ordinati il cui nome ha un significato specifico, che ci fornisce precise informazioni. Il significato dei nomi è sempre una preziosa fonte di conoscenza e bisogna imparare a codificarla. Ad esempio podos significa piede, arthtron articolazione, cosa può significare artropodi? Indica animali con i piedi, quindi le appendici, articolate. Oppure chi sono i podisti? perché si chiama podio? la nomenclatura binomia utilizza il latino come lingua di riferimento ed attribuisce ad ogni animale due nomi che lo caratterizzano in modo univoco, ad esempio: Apis mellifera, Bombus terrestris. Il primo termine indica il genere e va sempre scritto con la lettera maiuscola, il secondo indica la specie e si scrive con lettera minuscola. Entrambi i termini vanno scritti in corsivo. Introdotta da Linneo è ad oggi il linguaggio che gli scienziati utilizzano come universale. Gli insetti appartengono al Phylum degli Artropodi. Tutti gli artropodi hanno il corpo suddiviso in segmenti e sono quindi animali metamerici, hanno simmetria bilaterale, sono dotati di appendici articolate, di uno scheletro esterno (esoscheletro) e sono soggetti a muta, spesso associata a vistosa metamorfosi. Tutte queste caratteristiche sono condivise da tutti gli Artropodi e caratterizzano quindi l intero gruppo, all interno del quale i diversi sottogruppi si differenziano tra loro per caratteri specifici, pur sempre condividendo le caratteristiche dette. Il gruppo degli Artropodi (Phylum) è suddiviso in 4 gruppi (classi): Miriapodi: molte paia di zampe, senza ali Crostacei: parecchie paia di zampe, 2 paia di antenne, senza ali. Aracnidi: corpo diviso in 2 parti, 4 paia di zampe, senza antenne (anche se i palpi boccali possono sembrare antenne), senza ali. Insetti: corpo diviso in 3 parti, 3 paia di zampe, di solito alato. 2

3 Pur condividendo tutte le caratteristiche degli artropodi, Aracnidi, Miriapodi, Crostacei e Insetti possono avere forme, colori o dimensioni molto diversi. Hanno cioè sviluppato una sorprendente diversificazione adattativa che li ha resi in grado di sopravvivere praticamente in tutti gli ambienti. Ma come si riconosce un insetto? Il corpo è suddiviso in 3 parti (regioni): capo, torace e addome. Parti del corpo e loro appendici Il capo porta i principali organi di senso: 2 antenne, un apparato boccale (che può avere appendici sensoriali dette palpi), gli occhi e gli ocelli. Nel torace sono inserite 3 paia di zampe e le ali, che di solito sono 2 paia ma possono essere solo 2 o anche mancare. L addome può avere un pungiglione, dei cerci o un ovopositore, ben visibile ad esempio nei grilli o nelle cavallette (appendice a forma di spada al termine dell addome e presente solo nelle femmine). Capo, torace e addome caratterizzano in corpo di tutti gli insetti, dai grilli alle pulci, alle farfalle alle coccinelle, ma non sempre è facile saperli riconoscere, data l enorme biodiversità degli insetti. Bio significa che vive, il termine quindi indica la diversità dei viventi; osservare e scoprire che la diversità esiste in tutte le forme viventi e che ha un significato adattativo, cioè fondamentale per la vita dell organismo aiuta a concepirla come un valore. 3

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5 Fasmide o insetto stecco (femmina) Pulce del ratto con uova, larva e ninfa Se si osserva una coccinella non è facile riconoscere le parti fondamentali del suo corpo e un trucco per capire dove inizia e finisce il torace è quello di osservare l insetto ventralmente, per vedere dove si inseriscono il primo e l ultimo paio di zampe. Cosa troviamo sul capo? L apparato boccale La bocca degli insetti è complessa, tanto da essere chiamata apparato boccale (il solo termine apparato è indicativo di una certa complessità). La forma e le dimensioni sono variabili, ma le parti fondamentali sono costanti: un paio di mandibole (più esterne), un paio di mascelle e un labbro inferiore o labium (più interno). Molto importante per capire il ruolo ecologico di un insetto è veder come e di cosa si nutre, quindi la forma dell apparato boccale. 5

6 Farfalla Bombo Mosca domestica Il più semplice e meno specializzato è l apparato boccale masticatore (formica, grilli, cavallette, scarafaggi). Modificando le parti dell apparato boccale masticatore i diversi gruppi di insetti hanno trasformato la bocca in un attrezzo specializzato. Gli occhi Occhio composto singolo ommatidio ocelli Gli insetti hanno due tipi di fotorecettori: occhi semplici, detti anche ocelli, e occhi composti. Negli adulti gli ocelli sono di solito 3, disposti a triangolo sulla sommità del capo. Non percepiscono immagini, ma solo luce polarizzata e variazioni dell intensità luminosa. Servono per l orientamento e sono molto sensibili a basse intensità. Gli occhi composti devono il nome alle singole unità strutturali che li compongono, gli ommatidi. Le faccette esagonali che vediamo sulla superficie dell occhio sono le cornee dei singoli ommatidi, 6

7 ciascuno dei quali fornisce una propria immagine. Maggiore è il loro numero, migliore è la visione. Per questo negli insetti diurni si pensa si formi l immagine come un mosaico di frammenti. Le antenne Come le altre appendici le antenne sono formate da singoli pezzi tra loro articolati: gli antennomeri. Essendo gli artropodi rivestiti da un esoscheletro rigido, le parti mobili non possono che essere formate da singoli pezzi tra loro articolati, come l armatura di un cavaliere medievale. Alcune hanno forma semplice e filiforme, altre hanno forme complesse, che ricordano un pettine, una collana, una piuma o una clava, dipende dall ambiente in cui vivono e dalle sostanze che devono percepire. Sulle antenne infatti sono presenti organi di senso molto importanti per la vita dell insetto e la loro forma è importante per identificarlo e per capire il tipo di vita che conduce. Ancora una volta il nome ci può dare molte informazioni: genicolato, ad esempio, significa inginocchiato, da genu ginocchio. Cos è la genuflessione? Questo tipo di antenna, che troviamo ad esempio nelle api e nelle formiche, di piega a ginocchio, cioè ad angolo retto. Le zampe Anche la zampa degli insetti è formata da singoli pezzi, o segmenti, tra loro articolati. Quasi sempre, anche quando la forma di una zampa cambia visibilmente, le singole parti che la costituiscono si allungano, si accorciano o si allargano ma sono tutte presenti. 7

8 Il modello base delle zampe serve per camminare o correre ed è detto cursorio. Lo troviamo per esempio in alcuni coleotteri o negli scarafaggi. Se la zampa è adattata al salto, come nei grilli o nelle cavallette, il femore è più sviluppato e robusto. Insetti come il grillotalpa o le ninfe di cicala vivono sotto terra dove scavano gallerie e hanno zampe fossorie adatte allo scavo. Le zampe anteriori delle cimici predatrici come lo scorpione d acqua, o della mantide religiosa, hanno tibie a uncino e femori sviluppati per catturare le prede e sono chiamate raptatorie. Le zampe sono dotate di recettori per i sensi del tatto e dell olfatto e di piccole unghiette terminali che consentono l adesione. 8

9 Le ali I primi animali a volare sono stati gli insetti. Si pensa che in origine le ali fossero espansioni rigide usate per salire sfruttando i moti convettivi di aria calda e allontanarsi dalle zone paludose, per planare da un albero all altro, per posarsi diritti dopo i salti o per termoregolarsi. Le ipotesi sono tante, l origine sconosciuta. Le ali sono molto varie come forma e funzioni. In genere le ali sono 4 (2 paia per lato), i ditteri invece ne hanno solo 2, alcuni gruppi non le hanno mai avute (i Collemboli o i Pesciolini d argento), altri le hanno perse adattandosi ad una vita da parassiti (come le pulci o i pidocchi). Collemboli Folsomia candida Orchesella Nei coleotteri, come le coccinelle, il primo paio di ali, dette elitre, è duro e ricopre e protegge il secondo paio, che invece è membranoso ed è usato per volare. Nella condizione primitiva le due copie di ali hanno dimensioni simili e battono indipendentemente, in altri insetti le ali di ciascun lato sono unite per sincronizzare il battito: nei lepidotteri (farfalle) sono solo sovrapposte, negli imenotteri (api, vespe e formiche) sono agganciate da una serie di uncini. Con le ali si vola ma non solo! Gli insetti le usano per comunicare tra loro (con i colori), per nascondersi (se si mimetizzano), per spaventare (come le farfalle che hanno sulle ali finti occhi), per emettere suoni (grilli) e cantare serenate d amore. e ancora una volta: ptèro significa ala: gli insetti con 2 ali si chiamano ditteri, cioè di-ptero; quelli senza ali atteri, cioè senza ptero; quelli con le li sono detti pterigoti. Ed è proprio il tipo di ala che ha dato il nome a molti gruppi. I coleotteri hanno il primo paio di ali duro per proteggere le ali membranose, infatti còleo significa guania, astuccio (coleo-ptero); i lepidotteri (le farfalle) hanno le ali ricoperte di scaglie e lèpido significa scaglia!!! Le cimici e le cicale appartengono al gruppo degli Emitteri (hemi = mezzo, ptero), che deve il nome al fatto che quando sono a riposo sembrano avere solo mezze ali. A sua volta il gruppo è suddiviso 9

10 in due sottogruppi, gli Omotteri (omo-ptero, con ali uniformi) e gli Eterotteri (etero-ptero, con ali diverse). Le cimici ad esempio, sono eterotteri in quanto hanno le ali anteriori nettamente divise in due regioni: una dura e coriacea e una apicale membranosa. Cimici (Eterotteri) Le ali anteriori degli Omotteri invece sono omogenee: completamente indurite o completamente membranose, come quelle della cicala. Gli omotteri a riposo tengono le ali disposte a tetto sopra il corpo. 10

11 Idee e suggerimenti per osservare gli insetti I bimbi possono raccogliere insetti ovunque, all aperto o in casa, sui davanzali delle finestre quando arriva la stagione fredda, dopo un temporale in primavera, sui fiori del balcone o nei terreno dei vasi, nel cibo della credenza. È però importante che prendano nota e descrivano la data del ritrovamento, le condizioni atmosferiche, l ambiente in cui li hanno raccolti, il tipo di fiore o pianta su cui sono stati rinvenuti. Questo è fondamentale per associare l insetto all ambiente e capirne gli adattamenti. I negozi di caccia e pesca sono sempre una fonte inesauribile di materiale, dove poter comprare camole, larve varie o grilli. Questi ultimi sono facilmente allevabili in classe dentro una vaschetta da tartarughe (di plastica trasparente e con coperchio) con all interno dei supporti di carta presi dalle scatole delle uova. Si nutrono di detriti e mangiano pane secco, pezzi di frutta e verdura. Le camole della farina o del miele sono invece molto utili per osservare i diversi stadi di sviluppo e la metamorfosi. Bisogna ricordarsi di inumidire l ambiente con uno spruzzatore e non posizionare la cassetta troppo vicino ad un fonte di calore. Due volte all anno si svolge a Campogalliano (MO), in settembre e in aprile sempre sabato e domenica, un meeting dedicato all entomologia in cui è possibile acquistare e scambiare materiale didattico e divulgativo e insetti vivi. Le date precise si trovano sul sito Per l occasione sono realizzate conferenze, laboratori per ragazzi e attività specifiche presso i musei. Nell insieme è un evento sempre ricco e stimolante ed è tutto assolutamente gratuito. Bello anche da suggerire alle famiglie. Interessante e poco dispendiosa è l esperienza delle trappole a caduta, realizzabili con bicchieri di plastica nel giardino e utili per scoprire gli animali del prato. Si interra il bicchiere raso terra e lo si copre con un sasso leggermente sollevato da un lato, in modo che rimanga un piccolo spessore e non si riempia di acqua nel caso di pioggia. Si controlla poi giornalmente per verificare gli animali scivolati nel bicchiere. Ogni animale va poi attentamente osservato, descritto e, se possibile, classificato. Considerando che non è possibile conoscere tutto, non bisogna temere di non saper rispondere alle domande o di non saper riconoscere una pianta, un insetto o un uccello: a volte la risposta è talmente complessa da non poter essere immediatamente fornita. Nel processo educativo il formulare una domanda in termini corretti può già essere un ottima partenza, ed arrivare insieme alla risposta può essere un percorso lungo e impegnativo, ma estremamente interessante e stimolante. Parte delle immagini sono tratte da: L ora blu, il racconto degli insetti, Quaderni del Giardino, serie speciale I. Realizzato dal Comune di Parma, Assessorato alle Politiche Culturali ed alla Creatività Giovanile, Centro Parchi Storici e Cultura Scientifica. Planorbis editore. Il significato biologico delle forme geometriche, Quaderni del Giardino, serie speciale II. Realizzato dal Comune di Parma, Assessorato alle Politiche Culturali ed alla Creatività Giovanile, Centro Parchi Storici e Cultura Scientifica. Planorbis editore. Si ringrazia il Gruppo Modenese di Scienze Naturali per il materiale fornito e per la disponibilità che sempre li distingue. 11