Entomologia forense: i ditteri terrestri, da uovo a larva

Le larve

La schiusa delle uova genera larve apode (prive di arti) rivestite di cuticola, che prima di diventare pupe dovranno compiere delle mute di accrescimento, passando attraverso alcuni stadi (in genere tre). Data la complessità delle diverse forme larvali, si è deciso di suddividerle nelle due forme principali (cilindriche ed appiattite dorso-ventralmente) e utilizzando per le descrizioni le famiglie maggiormente studiate nel corso degli anni.

Larve cilindriche

In generale il primo stadio delle larve è il più difficile da vedere e da identificare, ancora più delle uova. Di solito sono piccole, lunghe meno di 2 mm e lente nel movimento. Le larve del secondo stadio derivano dalla muta (perdita dell’esoscheletro) del primo stadio; questo è lo stadio più breve, può durare a volte non più di 8-12 ore a temperature moderate (Haskell et al., 1997). Durante questo periodo le larve cominciano a nutrirsi più intensamente, anche perché sono diventate più grandi (4-6 mm). La composizione chimica del cadavere cambia, da acido ad alcalino, facilitando la digestione dei tessuti connettivi e dei muscoli da parte dei vari organismi (Hobson, 1932). Dopo la muta del secondo stadio, le larve del terzo continuano a nutrirsi, sempre con maggiore voracità, dovendo accumulare proteine e grassi per il periodo della metamorfosi; quando ne hanno inglobato un’adeguata quantità, smettono di mangiare e si allontanano a cercare un posto adatto per impuparsi.

Le caratteristiche morfologiche delle larve presentano una notevole variabilità e sono proprio queste diversità che permettono all’entomologo forense di distinguere e determinare le diverse specie.

Disegno 3 – Struttura di una larva di mosca cilindrica; vista laterale con dettagli dello spiracolo anteriore

Disegno 4 – Struttura dello scheletro cefalofaringeo.

In generale nella larva di qualsiasi stadio (disegni 3 e 4) (Smith, 1993) si possono distinguere all’estremità anteriore lo scheletro cefalo-faringeo, ai lati dell’estremità cefalica le due strutture dotate di lobi (che conferiscono loro la forma di “manine”) conosciuti come spiracoli anteriori e all’estremità opposta i due spiracoli posteriori. Tutte le strutture sopra menzionate si modificano, in maniera diversa, nei passaggi tra i diversi stadi.

I disegni di seguito riportati (disegni 5, 6 e 7) (Smith, 1986) hanno lo scopo di fornire una piccola panoramica delle differenze nei diversi stadi e di far comprendere come il loro studio sia importante e rilevante.

Disegno 5 – Apparato boccale del I stadio

Disegno 6 – Apparato boccale del II stadio

Nel primo stadio lo scheletro cefalo-faringeo è composto semplicemente da cinque elementi, alla cui estremità si trovano due uncini boccali, strutture fortemente angolate. Davanti a questi ultimi ci sono spesso strutture debolmente sclerotizzate simili a denti, detti impropriamente “denti anteriori”. Posteriormente rispetto agli uncini boccali si trova lo sclerite parastomale-faringeo, che è lo sclerite singolo più grande nello scheletro del primo stadio. La metà anteriore è composta da due braccia che si estendono anteriormente per congiungersi e formare il dente mediano e posteriormente per congiungersi con i corni ventrali. Dorsalmente rispetto ai corni ventrali si trovano i corni dorsali che si uniscono anteriormente a formare l’arco dorsale. Gli archi, dorsale e ventrale, sono uniti da piastre laterali.

Lo scheletro del secondo stadio è una struttura più complessa. Ciascun uncino boccale consiste in una parte basale allungata con un corno postero-dorsale e un dente anteriore curvo. Ventralmente è presente uno sclerite dentale attaccato all’uncino boccale. I corni, dorsale e ventrale, e le piastre laterali sono come nel secondo stadio.

La struttura dello scheletro del terzo stadio è essenzialmente uguale a quella del secondo; lo sclerite faringeo è molto più grande e più allungato e maggiormente sclerotizzato. La forma degli uncini è diversa a seconda delle specie e la presenza o l’assenza di uno sclerite orale può portare a distinguere anche tra due generi diversi appartenenti alla stessa famiglia (ad esempio tra Calliphora e Lucilia della famiglia dei Calliphoridae). Le finestre presenti nei corni, dorsale e ventrale, sono solitamente molto evidenti, specialmente le ventrali.

A volte ci si può trovare di fronte a larve in metamorfosi ed osservare caratteri appartenenti a stadi diversi presenti nello stesso momento (f9 e 10).

Foto 9	Foto 10
Foto 9 e 10 – Passaggio di una larva dal II al III stadio, visibili le gemme mandibolari che daranno vita al nuovo apparato boccale

Foto 11	Foto 12	Foto 13
Foto 11, 12 e 13 – Morfologie diverse di spiracoli anteriori di larve del III stadio (in successione Calliphoridae, Sarcophagidae e Muscidae)

Nel secondo segmento, il primo toracico, sono presenti gli spiracoli anteriori (foto 11, 12 e 13), visibili mediante microscopio ottico solo nel secondo e nel terzo stadio, mentre per poterli osservare nel primo stadio bisogna ricorrere al microscopio a scansione; si crede che nel primo stadio gli spiracoli non siano ancora funzionali (Erzinçlioglu, 1985). Gli spiracoli sono multilobati, sclerotizzati, pigmentati: la forma, la disposizione e soprattutto il numero di lobi sono caratteri di uso diagnostico e sistematico. All’interno dello stesso genere il numero di lobi di uno spiracolo anteriore può essere diverso e tale numero può essere utilizzato, insieme a tutti gli altri, per riconoscere una specie. Bisogna per i Calliforidi tenere presente che il numero di lobi non è un numero ben definito, per cui si parla di range; ad esempio Calliphora vicina ha in media 7-10 lobi, Calliphora vomitoria 10-12 e Phormia regina 9-11, (Erzinçlioglu, 1985).

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Foto 14, 15 e 16 – Morfologie diverse di spiracoli posteriori di larve del III stadio (in successione Calliphoridae, Sarcophagidae e Muscidae)

L’ultimo segmento porta gli spiracoli posteriori (foto 14, 15 e 16), strutture delimitate da un bordo chitinoso rotondo (peritrema) più o meno spesso, con all’interno 2 o 3 tagli dentati, che nel primo stadio sono semplici, mentre nel secondo e nel terzo diventano più complessi e riconoscibili. Nel secondo stadio il peritrema è incompleto e ci sono due fessure, mentre nel terzo il peritrema diventa completo ed è presente un bottone all’estremità ventrale, che rappresenta la linea di rottura ecdisiale dello spiracolo del secondo stadio. Nel terzo stadio sono presenti tre aperture e quattro strutture “a raggio di sole” (strutture a bolle o a vescicole), che si pensa servano a rinforzare lo spiracolo (Erzinçlioglu, 1985; Smith, 1986). La forma e il grado di chitinizzazione dello spiracolo aiuta lo specialista a riconoscere prima la famiglia e poi la specie.

Foto 17	Foto 18
Foto 19	Foto 20
Foto 17, 18, 19 e 20 – Morfologie diverse di spine in larve del III stadio (in ordine: Calliphoridae, Calliphoridae, Sarcophagidae, Muscidae)

Gli altri segmenti non hanno caratteri particolari, ad eccezione della spinulazione (foto 17, 18, 19 e 20): sistemazione, forma, grado di pigmentazione e struttura delle spine hanno grande importanza sistematica. Ciascuna spina consiste in un’ampia base e in un dente; la pigmentazione è concentrata nell’area in cui le due parti si uniscono. Il dente può essere o molto piccolo ed appuntito o molto grande e arrotondato; può anche essere suddiviso in modo da avere due o tre punte.

Larve appiattite dorso-ventralmente

In queste larve il corpo è appiattito dorso-ventralmente e, le larve del III stadio, a seconda delle famiglie, possono essere lunghe 4-7 mm o addirittura 18-21 mm.

Prenderemo come esempi la famiglia dei Phoridae, genere Megaselia (foto 21, 22 e 23), dei Fannidae, genere Fannia (foto 24, 25, 26, 27, 28, 29 e 30) e di Stratiomyidae, genere Hermetia (foto 31, 32, 33, 34 e 35).

Le prime due famiglie presentano un apparato boccale che, come per le larve cilindriche, passa attraverso una serie di stadi, ma rispetto alle prime, risulta essere sempre esile e debolmente pigmentato. Nel I stadio si possono distinguere gli archi dorsale e ventrale, lo sclerite ipo-faringeo, il dentale e il mascellare. Sono presenti anelli spinosi anteriori completi, con una sola punta, difficilmente distinguibili per la mancanza di chitina. Nei Foridi sono presenti spine distribuite irregolarmente sulle superfici ventrale e laterale, mentre i Fannidi presentano tutta una serie di estroflessioni carnose lungo tutto il corpo e che permettono di fare una distinzione delle diverse specie. Il segmento caudale porta spiracoli posteriori sporgenti con tre coppie ventrali nei Foridi, mentre nei Fannidi su estroflessioni carnose. Nel II stadio l’apparato boccale in entrambe le famiglie si modifica, rendendo visibili i classici denti modificati ad uncino. Sono inoltre visibili gli spiracoli anteriori che non hanno la classica forma di manina, ma sono completamente diversi. Il III stadio vede una pigmentazione più accentuata, anche se i corni dorsali e ventrali restano sempre debolmente pigmentati se non addirittura incolori. Sono presenti sulla cute, dorsalmente e ventralmente, file di peli trasparenti non chitinizzati e una serie di tubercoli carnosi, posti anche lateralmente. Gli spiracoli anteriori sorgono sul lato dorso-laterale, allungati e tubulari, con poche aperture spiracolari (di solito 2) nei Foridi e con alcune (generalmente 7) nei Fannidi, strutturalmente simili a quelli del secondo stadio. Gli spiracoli posteriori sono simili a quello del II stadio. Nei Fannidi le appendici dorsomediane delle estroflessioni carnose sono corte e semplici, mentre quelle laterali e posteriori sono molto ramificate, simili ad alberello.

Foto 21	Foto 22
Foto 23	Foto 24
Foto 21, 22, 23 e 24 – Larva del III stadio di Phoridae (genere Megaselia), si possono osservare l’apparato boccale, lo spiracolo anteriore, le spine e lo spiracolo posteriore

Foto 25

Foto 26

Foto 27

Foto 28	Foto 29	Foto 30
Foto 25, 26, 27, 28, 29 e 30 – Larva del III stadio di Fannidae (genere Fannia), si possono osservare l’apparato boccale, lo spiracolo anteriore (sia con microscopio ottico che a scansione), lo spiracolo posteriore (sia con microscopio ottico che a scansione) e le estroflessioni carnose (microscopio a scansione) – Foto al microscopio a scansione della dott.ssa Mattutino

La famiglia degli Stratiomyidae differisce completamente da tutte le larve descritte fino ad ora. Con i Foridi e i Fannidi condivide solo l’aspetto esterno, ossia l’appiattimento dorso-ventrale, ma sia l’apparato boccale che gli spiracoli che il tegumento sono completamente diversi. Il tegumento (la pelle) è generalmente più coriaceo data la presenza di deposizioni di piastre di carbonato di calcio e il corpo risulta munito di peli e di setole giallo dorato. Inoltre gli stadi di sviluppo larvale non sono i classici 3, ma a seconda degli autori da 5 a 7 (May, 1961; Schremmer, 1986).

La testa, non retrattile, è di colore bruno-giallastro con una capsula cefalica ben sviluppata, su cui sono visibili le sporgenze oculari, grandi, di colore giallo pallido, situate lateralmente in mezzo alla testa. Le mandibole e le mascelle sono più o meno completamente fuse, funzionanti verticalmente; non è presente alcun scheletro faringeo libero nella capsula cefalica, tipico delle larve di Ditteri. Il torace è nettamente più ampio della testa, con setole dorsali e laterali da corte a lunghe. Sono presenti sul primo segmento toracico, in vista laterale, grandi spiracoli, che presentano una struttura caratteristica e molto particolare, che, se osservata al microscopio a scansione, assomiglia alla testa di una matrioska. Sono inoltre presenti altre coppie di spiracoli, solo dorsali. Gli spiracoli respiratori posteriori, sono collocati in una fossa trasversale, posta sull’ultimo segmento addominale e comunicante con l’esterno tramite la fessura anale longitudinale. È presente una seconda fossetta, terminale, frangiata con peli “piumati” probabilmente idrofughi, carattere ancestrale comune con le larve acquatiche degli altri Stratiomyidae.

Foto 31	Foto 32	Foto 33
Foto 34	Foto 35

Foto 31, 32, 33, 34 e 35 – Larva del VII stadio di Stratiomyidae (genere Hermetia), si possono osservare l’apparato boccale, lo spiracolo anteriore (sia al microscopio ottico che al microscopio a scansione) e lo spiracolo dorsale e la fossa trasversale, al cui interno si trovano gli spiracoli posteriori – Foto al microscopio a scansione della dott.ssa Mattutino