As a scientist, and also as a human being, I've been trying to make myself susceptible to wonder. I think Jason Webley last night called it "conspiring to be part of the magic." So it's fortunate that my career as a biologist lets me dive deeply into the lives of some truly wondrous creatures that share our planet: fireflies.
Come scienziata ed anche come essere umano, ho sempre cercato di rendermi sensibile allo stupore. Credo che ieri sera Jason Webley l'abbia definito "cospirare per essere parte della magia". Quindi è una fortuna che la mia professione di biologa mi consenta di immergermi a fondo dentro le vite di alcune creature davvero meravigliose con cui condividiamo il pianeta: le lucciole.
Now, for many of you, I know that fireflies might conjure up some really great memories: childhood, summertime, even other TED Talks. Maybe something like this.
So che per molti di voi le lucciole possono evocare dei ricordi davvero speciali: l'infanzia, l'estate, anche altri discorsi TED. Magari qualcosa del genere.
My seduction into the world of fireflies began when I was back in graduate school. One evening, I was sitting out in my backyard in North Carolina, and suddenly, these silent sparks rose up all around me, and I began to wonder: How do these creatures make light, and what's with all this flashing? Are they talking to one another? And what happens after the lights go out? I've been lucky enough to answer some of these questions as I've explored this nocturnal world.
La mia fascinazione per il mondo delle lucciole è iniziata quando ero alla scuola di specializzazione. Una sera me ne stavo seduta nel giardino di casa mia, nel North Carolina, e all'improvviso si alzarono questi luccichii silenziosi tutto intorno a me. Cominciai a chiedermi: Come fanno queste creature ad emettere luce? E perché tutto questo brillare? Stanno comunicando tra di loro? E cosa succede quando queste lucine si spengono? Sono stata abbastanza fortunata da aver potuto rispondere ad alcune di queste domande con l'esplorazione di questo mondo notturno.
Now if you've ever seen or even heard about fireflies, then you'll know how magically they can transform our everyday landscape into something ethereal and otherworldly, and this happens around the globe, like this hillside in the Smoky Mountains that I saw transformed into a living cascade of light by the eerie glows of these blue ghost fireflies, or a roadside river that I visited in Japan as it was giving birth to the slow, floating flashes of these Genji fireflies, or in Malaysia, the mangrove trees that I watched blossom nightly not with flowers but with the lights of a thousand — (Bleep! Bleep!) — fireflies, all blinking together in stunning synchrony. These luminous landscapes still fill me with wonder, and they keep me connected to the magic of the natural world.
Se avete mai visto o anche solo sentito parlare delle lucciole, saprete con quanta magia possano trasformare il nostro paesaggio quotidiano in qualcosa di etereo e ultraterreno. Succede in tutto il mondo. Come in questo pendio delle Smoky Mountains che ho visto trasformato in una cascata vivente di luce dai bagliori misteriosi di queste lucciole fantasma blu. O come questo fiume che ho visitato in Giappone, mentre dava vita agli scintillii lenti e galleggianti di queste lucciole Genji. O ancora in Malesia, negli alberi di mangrovia che ho visto fiorire di notte non con fiori ma con le luci di migliaia — (Bleep! Bleep!) — di lucciole che brillavano tutte insieme in stupenda sincronia. Questi paesaggi luminosi mi riempiono ancora di meraviglia e mi tengono connessa alla magia del mondo naturale.
And I find it amazing that they're created by these tiny insects. In person, fireflies are charming. They're charismatic. They've been celebrated in art and in poetry for centuries. As I've traveled around the world, I've met many thoughtful people who have told me that God put fireflies on Earth for humans to enjoy. Other creatures can enjoy them too. I think these graceful insects are truly miraculous because they so beautifully illuminate the creative improvisation of evolution. They've been shaped by two powerful evolutionary forces: natural selection, the struggle for survival, and sexual selection, the struggle for reproductive opportunity. As a firefly junkie, the past 20 years have been quite an exciting ride. Together with my students at Tufts University and other colleagues, we've made lots of new discoveries about fireflies: their courtship and sex lives, their treachery and murder. So today I'd like to share with you just a couple of tales that we've brought back from our collective adventures into this hidden world.
Trovo stupefacente che vengano creati da questi minuscoli insetti. Per me le lucciole sono affascinanti. Sono carismatiche. Sono state celebrate nell'arte e nella poesia per secoli. Viaggiando in tutto il mondo, ho incontrato molti uomini di pensiero che mi hanno detto che Dio ha messo le lucciole sulla Terra affinché gli esseri umani ne potessero godere. Anche altre creature possono goderne. Penso che questi graziosi insetti siano davvero miracolosi perché illuminano in un modo così bello l'improvvisazione creativa dell'evoluzione. Sono state formate da due potenti impulsi evolutivi: la selezione naturale, la lotta per la sopravvivenza e la selezione sessuale, la lotta per l'opportunità di riprodursi. Da patita delle lucciole quale sono, gli ultimi vent'anni sono stati un percorso molto stimolante. Insieme ai miei studenti della Tufts University e ad altri colleghi, abbiamo fatto un sacco di nuove scoperte sulle lucciole: il loro corteggiamento e la loro vita sessuale, il tradimento e l'assassinio. Oggi vorrei condividere con voi un paio di storie che abbiamo portato con noi dalle nostre avventure collettive in questo mondo nascosto.
Fireflies belong to a very beautiful and diverse group of insects, the beetles. Worldwide, there are more than 2,000 firefly species, and these have evolved remarkably diverse courtship signals, that is, different ways to find and attract mates. Around 150 million years ago, the very first fireflies probably looked like this. They flew during the daytime and they didn't light up. Instead, males used their fantastic antennae to sniff out perfumes given off by their females. In other fireflies, it's only the females who light up. They are attractively plump and wingless, so every night, they climb up onto perches and they glow brightly for hours to attract their flying but unlit males. In still other fireflies, both sexes use quick, bright flashes to find their mates. Here in North America, we have more than 100 different kinds of firefly that have the remarkable ability to shine energy out from their bodies in the form of light. How do they do that? It seems totally magical, but these bioluminescent signals arise from carefully orchestrated chemical reactions that happen inside the firefly lantern. The main star is an enzyme called luciferase, which in the course of evolution has figured out a way to wrap its tiny arms around an even smaller molecule called luciferin, in the process getting it so excited that it actually gives off light. Incredible.
Le lucciole appartengono ad un gruppo di insetti molto bello e variegato: i coleotteri. In tutto il mondo ci sono più di 2000 specie di lucciole che hanno sviluppato un numero considerevole di segnali di corteggiamento, ovvero diversi modi di trovare ed attirare un compagno. Circa 150 milioni di anni fa, la prima lucciola somigliava probabilmente a questa. Volavano durante il giorno e non si illuminavano. I maschi usavano le loro fantastiche antenne per percepire i profumi emessi dalle loro femmine. In altri tipi di lucciole, sono solo le femmine ad illuminarsi. Sono gradevolmente paffute e senza ali, quindi ogni notte si arrampicano su degli appigli e brillano per ore per attirare i loro maschi che volano ma non possono illuminarsi. In altri gruppi di lucciole, entrambi i sessi usano dei bagliori rapidi e luminosi per trovare i loro compagni. Qui in Nord America, abbiamo più di 100 tipi diversi di lucciole che hanno l'eccezionale capacità di fare risplendere l'energia dai loro corpi sotto forma di luce. Come fanno? Sembra una cosa totalmente magica, ma questi segnali bioluminescenti si originano da reazioni chimiche attentamente orchestrate che si verificano nella lanterna della lucciola. La star di questi processi è un enzima chiamato luciferasi che nel corso dell'evoluzione ha trovato un modo per cingere con le sue minuscole braccia un'altra molecola ancora più piccola chiamata luciferina. Durante il processo si emoziona così tanto da sprigionare luce. Incredibile.
But how could these bright lights have benefited some proto-firefly? To answer this question, we need to flip back in the family album to some baby pictures. Fireflies completely reinvent their bodies as they grow. They spend the vast majority of their lifetime, up to two years, in this larval form. Their main goal here, like my teenagers, is to eat and grow. And firefly light first originated in these juveniles. Every single firefly larva can light up, even when their adults can't.
Ma queste luci brillanti come hanno potuto portare dei benefici alle proto-lucciole? Per rispondere a questa domanda dobbiamo fare un salto indietro nell'album di famiglia, per arrivare alle foto dei bambini. Le lucciole reinventano completamente i loro corpi quando crescono. Passano la maggior parte della loro vita, fino a due anni, in questa forma larvale. Qui il loro scopo principale, come i miei figli adolescenti, è mangiare e crescere. La luce delle lucciole si origina per la prima volta in questi giovani esemplari. Ogni singola larva di lucciola può illuminarsi, anche quelle che da adulte non potranno più farlo.
But what's the point to being so conspicuous? Well, we know that these juveniles make nasty-tasting chemicals that help them survive their extended childhood, so we think these lights first evolved as a warning, a neon sign that says, "Toxic! Stay away!" to any would-be predators. It took many millions of years before these bright lights evolved into a smart communication tool that could be used not just to ward off potential predators but to bring in potential mates. Driven now by sexual selection, some adult fireflies like this proud male evolved a shiny new glow-in-the-dark lantern that would let them take courtship to a whole new level. These adults only live a few weeks, and now they're single-mindedly focused on sex, that is, on propelling their genes into the next firefly generation. So we can follow this male out into the field as he joins hundreds of other males who are all showing off their new courtship signals. It's amazing to think that the luminous displays we admire here and in fact everywhere around the world are actually the silent love songs of male fireflies. They're flying and flashing their hearts out. I still find it very romantic.
Ma qual è il motivo del rendersi così evidenti? Beh, sappiamo che questi esemplari giovani emettono delle sostanze chimiche dal gusto orribile che le aiutano a sopravvivere durante la loro lunga infanzia, riteniamo che questi bagliori si siano sviluppati in origine come avvertimento, una scritta al neon che dice: "Sono tossico, statemi lontano!" a qualunque possibile predatore. Ci sono voluti molti milioni di anni prima che queste lucine brillanti si evolvessero in un intelligente strumento di comunicazione che potesse essere usato non solo per tenere lontani potenziali predatori, ma anche per avvicinare potenziali compagni. Guidati adesso dalla selezione sessuale, alcune lucciole adulte, come questo fiero esemplare maschile, hanno sviluppato una nuova lanterna fosforescente che avrebbe permesso loro di portare il corteggiamento a un livello totalmente nuovo. Questi adulti vivono solo poche settimane e sono focalizzati esclusivamente sul sesso, cioè sul tramandare i propri geni alla successiva generazione di lucciole. Possiamo seguire questo maschio fuori nel campo, mentre si unisce a centinaia di altri maschi che stanno tutti esibendo i loro nuovi segnali di corteggiamento. È sorprendente pensare che quello sfoggio di luce che noi ammiriamo qui e ovunque in tutto il mondo sia in realtà una canzone d'amore silenziosa delle lucciole maschi. Stanno volando e illuminando i loro cuori. Lo trovo molto romantico.
But meanwhile, where are all the females? Well, they're lounging down below surveying their options. They have plenty of males to choose from, and these females turn out to be very picky. When a female sees a flash from an especially attractive male, she'll aim her lantern in his direction, and give him a flash back. It's her "come hither" sign. So he flies closer and he flashes again. If she still likes him, they'll strike up a conversation. These creatures speak their love in the language of light.
Ma nel frattempo dove sono tutte le femmine? Beh, loro stanno comode in basso esaminando le loro opzioni. Hanno molti maschi tra cui scegliere e queste femmine risultano essere molto esigenti. Quando una femmina vede un brillio da un maschio particolarmente attraente, punta la sua lanterna verso di lui e gli manda un flash. È il segnale "vieni qui". Allora lui vola più vicino ed emette di nuovo uno scintillio. Se a lei piace ancora, cominceranno a chiacchierare. Queste creature esprimono il loro amore con il linguaggio della luce.
So what exactly do these females consider sexy? We decided to conduct some firefly opinion polls to find out. When we tested females using blinking LED lights, we discovered they prefer males who give longer-lasting flashes. (Laughter) (Applause) I know you're wondering, what gives these males their sex appeal? Now we get to see what happens when the lights go out.
Ma cosa esattamente queste femmine considerano sexy? Abbiamo deciso di fare alcuni sondaggi sull'opinione delle lucciole per scoprirlo. Quando abbiamo testato le femmine, usando luci a LED intermittenti, abbiamo scoperto che preferiscono i maschi che emettono dei luccichii più lunghi. (Risate) (Applausi) So che vi starete chiedendo cosa dia a questi maschi il loro sex appeal. Vediamo cosa succede quando le luci si spengono.
The first thing we discovered is that once a male and female hook up like this, they stay together all night long, and when we looked inside to see what might be happening, we discovered a surprising new twist to firefly sex. While they're mating, the male is busy giving the female not just his sperm but also a nutrient-filled package called a nuptial gift. We can zoom in to look more closely inside this mating pair. We can actually see the gift — it's shown here in red — as it's being passed from the male to the female. What makes this gift so valuable is that it's packed with protein that the female will use to provision her eggs. So females are keeping their eyes on this prize as they size up potential mates. We discovered that females use male flash signals to try to predict which males have the biggest gifts to offer, because this bling helps the female lay more eggs and ultimately launch more of her own offspring into the next generation.
La prima cosa che abbiamo scoperto è che quando un maschio e una femmina si attaccano in questo modo, stanno insieme tutta la notte. Quando abbiamo guardato più a fondo per vedere cosa stesse succedendo, abbiamo scoperto un lato sorprendente del sesso delle lucciole. Mentre si accoppiano, il maschio è impegnato a dare alla femmina non solamente il suo sperma, ma anche un pacchetto pieno di sostanze nutrienti chiamato dono nuziale. Possiamo zoomare per vedere più da vicino questi esemplari in accoppiamento. Possiamo vedere il dono — è evidenziato qui in rosso — mentre passa dal maschio alla femmina. Quello che rende questo regalo così prezioso è che è pieno di proteine che saranno usate dalla femmina per la produzione delle uova. Quindi le femmine tengono d'occhio questo premio quando valutano i potenziali compagni. Abbiamo scoperto che le femmine usano i segnali di luce dei maschi per cercare di prevedere quale maschio abbia il dono più grande da offrire, perché questo "gioiello" aiuterà la femmina a deporre più uova e quindi a tramandare più prole nella prossima generazione.
So it's not all sweetness and light. Firefly romance is risky. For the most part, these adult fireflies don't get eaten because like their juveniles they can manufacture toxins that are repellent to birds and other insectivores, but somewhere along the line, one particular group of fireflies somehow lost the metabolic machinery needed to make their own protective toxins. This evolutionary flaw, which was discovered by my colleague Tom Eisner, has driven these fireflies to take their bright lights out into the night with treacherous intent. Dubbed "femme fatales" by Jim Lloyd, another colleague, these females have figured out how to target the males of other firefly species. So the hunt begins with the predator — she's shown here in the lower left — where she's sitting quietly and eavesdropping on the courtship conversation of her intended prey, and here's how it might go. First the prey male flashes, "Do you love me?" His own female responds, "Maybe." So then he flashes again. But this time, the predator sneaks in a reply that cleverly mimics exactly what the other female just said. She's not looking for love: she's looking for toxins. If she's good, she can lure this male close enough to reach out and grab him, and he's not just a light snack. Over the next hour, she slowly exsanguinates this male leaving behind just some gory remains. Unable to make their own toxins, these females resort to drinking the blood of other fireflies to get these protective chemicals. So a firefly vampire, brought to you by natural selection.
Ma non è tutto luce e dolcezza. L'amore delle lucciole è pericoloso. Per la maggior parte, queste lucciole adulte non vengono mangiate perché, come i loro esemplari giovani, possono produrre delle tossine che sono repellenti per gli uccelli ed altri insettivori. Ma da qualche parte lungo il percorso evolutivo un particolare gruppo di lucciole ha perso in qualche modo l'apparato metabolico necessario per produrre le tossine protettive. Questo difetto evolutivo, che è stato scoperto dal mio collega Tom Eisner, ha portato queste lucciole ad emettere la loro luce brillante nella notte con intenti pericolosi. Soprannominate "Femmes Fatales" da Jim Lloyd, un altro collega, queste femmine hanno capito come adescare i maschi di altre specie di lucciole. La caccia inizia con la predatrice — è mostrata qui in basso a sinistra — che se ne sta seduta silenziosamente intercettando la conversazione di corteggiamento di quello che è destinato ad essere la sua preda. Ed ecco come potrebbe andare. Prima il maschio dice con un luccichio: "Ti piaccio?" E la sua femmina risponde "Forse". Quindi lui emette un altro bagliore. Ma questa volta la predatrice si insinua con una risposta che simula abilmente quello che l'altra femmina ha appena detto. Non sta cercando l'amore: sta cercando le tossine. Se è brava, può attirare questo maschio abbastanza vicino da raggiungerlo e afferrarlo. E non sarà solo uno spuntino leggero. Nel giro di un'ora, dissanguerà lentamente questo maschio lasciandosi dietro solo dei resti insanguinati. Incapaci di produrre le proprie tossine, queste femmine devono bere il sangue di altre lucciole per ottenere queste sostanze chimiche protettive. Ecco quindi una lucciola vampiro, gentilmente offerta dalla selezione naturale.
We still have a lot to learn about fireflies, but it looks like many stories will remain untold, because around the world, firefly populations are blinking out. The main culprit: habitat loss. Pretty much everywhere, the fields and forests, the mangroves and meadows that fireflies need to survive, are giving way to development and to sprawl.
Abbiamo ancora molto da imparare sulle lucciole, ma sembra che molte storie rimarranno non raccontate, perché in tutto il mondo le lucciole si stanno spegnendo. Il principale colpevole: la perdita dell'habitat. Un po' ovunque i campi, le foreste, le mangrovie e i prati di cui le lucciole hanno bisogno per sopravvivere stanno lasciando il posto allo sviluppo e alla crescita disordinata.
Here's another problem: we've conquered darkness, but in the process, we spill so much extra light out into the night that it disrupts the lives of other creatures, and fireflies are especially sensitive to light pollution because it obscures the signals that they use to find their mates.
Ecco un altro problema: abbiamo sconfitto l'oscurità, ma nel processo abbiamo riversato così tanta luce innaturale nella notte che sconvolge le vite delle altre creature. E le lucciole sono particolarmente sensibili all'inquinamento luminoso, perché oscura i segnali che usano per trovare i loro compagni.
Do we really need fireflies? After all, they're just one tiny bit of Earth's biodiversity. Yet every time a species is lost, it's like extinguishing a room full of candles one by one. You might not notice when the first few flames flicker out, but in the end, you're left sitting in darkness. As we work together to craft a planetary future, I hope we can find a way to keep these bright lights shining.
Abbiamo davvero bisogno delle lucciole? Dopotutto non sono che una minuscola parte della biodiversità terrestre. Eppure ogni volta che una specie si estingue è come spegnere una stanza piena di candele, una ad una. Potrete anche non notare le prime fiammelle che si spengono, ma alla fine sarete lasciati al buio. Se lavoriamo insieme per costruire un futuro per il nostro pianeta, spero che potremo trovare un modo perché queste lucine continuino a brillare.
Thank you.
Grazie.
(Applause)
(Applausi)