(PhysOrg.com) — Negli ultimi due decenni, Michael Dickinson è stato intervistato dai giornalisti centinaia di volte riguardo alle sue ricerche sulla biomeccanica del volo degli insetti. Una domanda della stampa lo ha sempre perseguitato: Perché le mosche sono così difficili da schiacciare?

“Ora posso finalmente rispondere”, dice Dickinson, il professore di bioingegneria Esther M. e Abe M. Zarem al California Institute of Technology (Caltech).

Utilizzando immagini digitali ad alta risoluzione e ad alta velocità di moscerini della frutta (Drosophila melanogaster) di fronte a uno swatter incombente, Dickinson e la studentessa laureata Gwyneth Card hanno determinato il segreto delle manovre evasive della mosca. Molto prima che la mosca salti, il suo minuscolo cervello calcola la posizione della minaccia imminente, elabora un piano di fuga e mette le sue gambe in una posizione ottimale per saltare fuori strada nella direzione opposta. Tutta questa azione avviene entro circa 100 millisecondi dopo che la mosca ha individuato per la prima volta lo swatter.

“Questo illustra quanto rapidamente il cervello della mosca può elaborare le informazioni sensoriali in una risposta motoria appropriata”, dice Dickinson.

Per esempio, i video hanno mostrato che se lo swatter discendente – in realtà, un disco nero di 14 centimetri di diametro, che cade con un angolo di 50 gradi verso una mosca in piedi al centro di una piccola piattaforma – viene da davanti alla mosca, la mosca muove le sue gambe centrali in avanti e si appoggia indietro, poi solleva ed estende le gambe per spingere all’indietro. Quando la minaccia viene da dietro, invece, la mosca (che ha un campo visivo di quasi 360 gradi e può vedere dietro di sé) muove le sue zampe centrali un po’ all’indietro. Con una minaccia laterale, la mosca mantiene le zampe centrali ferme, ma inclina tutto il corpo nella direzione opposta prima di saltare.

“Abbiamo anche scoperto che quando la mosca fa movimenti di pianificazione prima del decollo, prende in considerazione la posizione del suo corpo nel momento in cui vede la minaccia”, dice Dickinson. “Quando si accorge per la prima volta di una minaccia che si avvicina, il corpo di una mosca potrebbe essere in qualsiasi tipo di postura, a seconda di ciò che stava facendo in quel momento, come il grooming, l’alimentazione, la camminata o il corteggiamento. I nostri esperimenti hanno dimostrato che la mosca in qualche modo “sa” se ha bisogno di fare grandi o piccoli cambiamenti posturali per raggiungere la corretta postura pre-volo. Questo significa che la mosca deve integrare le informazioni visive dai suoi occhi, che le dicono da dove la minaccia si sta avvicinando, con informazioni meccanosensoriali dalle sue gambe, che le dicono come muoversi per raggiungere la corretta postura pre-volo.”

I risultati offrono una nuova comprensione del sistema nervoso della mosca, e suggeriscono che all’interno del cervello della mosca c’è una mappa in cui la posizione della minaccia incombente “viene trasformata in un modello appropriato di movimento delle gambe e del corpo prima del decollo”, dice Dickinson. “Si tratta di una trasformazione sensoriale-motoria piuttosto sofisticata e la ricerca è in corso per trovare il posto nel cervello dove questo accade”, dice.

La ricerca di Dickinson suggerisce anche un metodo ottimale per colpire una mosca. “È meglio non colpire la posizione di partenza della mosca, ma piuttosto mirare un po’ più avanti per anticipare il punto in cui la mosca salterà quando vedrà per la prima volta lo schiacciamosche”, dice.

L’articolo, “Visually Mediated Motor Planning in the Escape Response of Drosophila”, sarà pubblicato il 28 agosto sulla rivista Current Biology.