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Le operaie di molti insetti sociali non si riproducono direttamente, bensì investono i loro sforzi nell’aiutare la regina a portare avanti la colonia e riprodursi. La teoria della kin-selection mostra che il vantaggio di questa strategia è la riproduzione indiretta, ottenuta tramite il successo della regina che esse aiutano. Tuttavia, poiché in alcuni insetti sociali le operaie non sono morfologicamente differenti dalle regine e rimangono completamente fertili, esse possono trovarsi di fronte alla scelta tra continuare nell’aiuto alla regina (fitness indiretta) o tentare la riproduzione diretta (fitness diretta).
Questi potenziali conflitti d’interessi (tra la regina che beneficerebbe dell’aiuto delle operaie e le operaie che beneficiano dalla propria esclusiva riproduzione) e la gestione di tali scelte riproduttive da parte delle operaie possono essere ben studiate nella vespa cartonaia Polistes dominulus. In questa tesi sono analizzate due situazioni in cui potenziali confitti intracoloniali possono presentarsi in colonie poliginiche (con più femmine fondatrici) di questa vespa sociale: il decremento di produttività della regina e la sua scomparsa dalla colonia.
In caso di una riduzione della fertilità della regina, per gli individui subordinati può non essere più vantaggioso continuare ad aiutare la regina investendo sulla sua riproduzione. Possiamo dunque ipotizzare che essi tentino la strada della riproduzione diretta, deponendo le proprie uova sul nido. Tramite la rimozione periodica di parte della prole in 13 colonie poliginiche abbiamo mimato una riduzione della produttività della regina. La successiva videoregistrazione ha permesso di osservare i comportamenti dei vari membri della colonia. I risultati confermano le aspettative. Tutti gli individui sul nido aumentano la deposizione di uova. In particolar modo le operaie effettuano una massiccia ovoposizione, mentre nelle colonie di controllo esse depongono solo sporadicamente. Nonostante questo, anche nelle colonie sperimentali la regina riesce a mantenere il monopolio riproduttivo deponendo più degli altri individui e sostituendo selettivamente le uova deposte da altri con le proprie.
La scomparsa della femmina alfa dal nido è stata mimata rimuovendo la regina a inizio esperimento. E’ noto che in questi casi la femmina immediatamente successiva in gerarchia (beta) diviene la nuova alfa sul nido da un punto di vista comportamentale. Non era noto però se essa diventasse effettivamente il nuovo riproduttore. Inoltre, visto che in molti casi la beta non è parente della alfa e delle operaie, per esse è rischioso lasciarle ereditare il nido. L’analisi delle videoregistrazioni evidenza invece che le operaie lasciano che la beta erediti il nido e non depongono uova. Questo avviene sia che essa sia parente sia che non lo sia (la parentela fra le fondatrici è stata ricostruita tramite analisi genetiche, impiegando marcatori microsatellitari). Possiamo dunque ipotizzare che le operaie non siano in grado di discriminare individui parenti da non parenti, o che esse non riescano a resistere allo sfruttamento da parte di una nuova regina non parente, come avviene ad esempio nei casi di parassitismo sociale, ben conosciuti in questa specie.
In definitiva, i risultati di questo studio indicano come la presenza di uova sul nido sia un forte segnale che spinge le operaie ad effettuare i tipici comportamenti di aiuto. In assenza di questo segnale le operaie optano per la riproduzione diretta, permessa dall’alta plasticità fenotipica e comportamentale di questa specie.
In questa tesi inoltre viene fornita una prima caratterizzazione di alcuni aspetti temporali del comportamento di ovoposizione: durata e distribuzione temporale. I risultati mostrano che le deposizioni sono concentrate nelle prime ore del giorno, il che suggerisce l’esistenza di una ritmicità giornaliera in questo comportamento.