Commento alla pubblicazione
Quanto sotto è un lavoro che valuta la condizione di salute dell’ape quando posta ad impollinare in serra ,valutando l’espressione di diversi geni e sistemi di geni deputati a funzione di protezione dell’ape stessa. Si parla di sistemi immunitari , di degradazione dei fitofarmaci e degli stress ossidativi. Insomma tutto quello che un soggetto biologico si trova a dover fare lavorando in un determinato luogo.
Si noti che la serra per l’ape è una situazione estrema che può ben essere descrittiva di come l’ape si trovi a reagire a condizioni estremamente gravose.
Si noti anche che la situazione di bottinamento in pieno campo in condizioni gravose è del tutto analoga a quanto avviene in serra, probabilmente in maniera più lenta e meno accentuata , ma con la stessa tendenza . Questo studio può perciò tranquillamente spiegare cosa avviene alle famiglie in pieno campo in condizioni di alto carico di patogeni e ristrettezze alimentari .
Si noterà che nello studio la situazione sanitaria negativa regredisce lasciando uscire le api dalle serre a bottinare in pieno campo . Lo stesso potrebbe accadere sostituendo il pieno campo povero in cui le api stentano con un pieno campo ricco di risorse .
Ecology and evolution
The habitat disruption induces immune-suppression
and oxidative stress in honey bees
Tomomi Morimoto1, Yuriko Kojima1, Taku Toki1, Yayoi Komeda1, Mikio Yoshiyama2, Kiyoshi Kimura2,
Keijiro Nirasawa3, & Tatsuhiko Kadowaki1
1Graduate School of Bioagricultural Sciences, Nagoya University, Chikusa, Nagoya, Japan
2 Honey bee Research Unit, Animal Breeding Research Group, Animal and Reproduction Division, National Institute of Livestock and Grassland
Science, 2 Ikenodai, Tsukuba, Ibaraki, Japan
3Animal Breeding Research Group, Animal and Reproduction Division, National Institute of Livestock and Grassland Science, Tsukuba, Ibaraki, Japan
Introduzione
IL recente declino delle api in parecchie nazioni ha aperto anche un crescente dibattito sulle conseguenze possibili a livello di carenza di impollinazione (Klein et al. 2007; Aizen et al.
2008, 2009; Allsopp et al. 2008; Aizen and Harder 2009).
Vi è un consistente numero di cause che possono incidere sulla salute delle api , patogeni, parassiti, fitofarmaci e ambientali (Vanengelsdorp and Meixner 2010; Williams et al. 2010).
Anche l’uso degli alveari per l’impollinazione può distruggerli come tali , ma l’effetto di questo tipo di situazione non è stato determinato.
E’ molto frequente che gli alveari per impollinazione delle serre collassino durante il corso della loro opera.
E’ interessante capirne i motivi , i cambiamenti fisiologici che avvengono durante la permanenza in serra in conseguenza dell’ambiente in cui le api si trovano.
Le normali abitudini delle api prevedono oltre al volo libero la visita a variegate fonti di nettare e polline.
In serra vi è una sola varietà florale da poter visitare, molto spesso poco dotata come disponibilità nettarifera.
La serra è perciò un ambiente che porta alla degradazione dell’alveare . Degradazione che può essere misurata attraverso la valutazione dell’espressione di diversi geni.
Si è potuto osservare che la permanenza in serra induce immunodeficienza e stress ossidativo nelle api .
In parallelo è osservabile aumento della presenza di Nosema e di carbonili ( che determinano invecchiamento delle api ).
Discussione
Molte colonie di api sono utilizzate per diversi mesi per l’impollinazione in serra nell’inverno giapponese e nel corso della primavera .
Le fioriture presenti in serra producono poco nettare e questo da luogo a consumo delle scorte degli alveari impollinatori.
Esattamente come le colonie di pieno campo , nell’inverno giapponese le famiglie portate in serra hanno covata aperta che attiva il bottinamento di polline.
Lo sviluppo di questa covata è necessario per rimpiazzare le perdite di api adulte. Il numero di queste api è relativamente basso e da ciò consegue che la popolazione totale di api diminuisce nel corso dell’impollinazione.
L’ESPRESSIONE GENICA DELLE API DELLE FAMIGLIE SISTEMATE IN SERRA CAMBIA SIGNIFICATIVAMENTE IN FUNZIONE DEL TEMPO DI PERMANENZA NELLA SERRA E DEL TIPO DI COLTURE CHE VI SONO OSPITATE.
Vi sono diversi elementi che differiscono a seconda del tipo di serra ( dimensione , temperatura e specie botanica ) e non è facile determinare quali fattori siano maggiormente significativi. Quello che è certo è che il profilo di espressione genico è decisamente differente tra api prima dell’installazione nelle serre e quello che si osserva dopo la permanenza in serra.
L’espressione genica è diversa a seconda che l’impollinazione riguardi fragole piuttosto che melanzane ma tende a diventare simile dopo 70 giorni dall’installazione dell’alveare in serra.
L’ambiente della serra sembra produrre particolari effetti ( principalmente attraverso sottoregolazione di particolari geni ) sulla fisiologia delle api. In fatti le analisi dimostrano che i geni dei sistemi immunitario e antiossidante , i geni del citocromo P450 e i geni associati con la degradazione delle proteine sono sottoregolati nelle api delle serre.
La diminuzione di mRNAs dei sistemi immunitari umorale e cellulare suggerisce che i sistemi di segnalazione associati all’immunità (Evans et al. 2006) siano sottoregolati .
Le api divengono più suscettibili ai patogeni durante l’impollinazione in serra . Immunodepressione delle api è osservabile a nche a seguito della parassitizzazione da Varroa -(Yang
and Cox–Foster 2005) e da Nosema
(Antunez et al. 2009).
Perciò diversi fattori sono in grado di incidere sulle difese immunitarie delle api . Anche i geni associati al sistema antiossidante sono sottoregolati nelle api che stazionano in serra.
Anche il livello di mRNA per SMP30/regucalcina diminuisce suggerendo che la permanenza in serra riduce il potenziale di detossificazione di ROS e perciò impone alle api stress ossidativo. Come prevedibile molti carbonili si accumulano nell’ape durante l’impollinazione in serra .Queste proteine sono marcatori di senescenza (Stadtman and Oliver 1991; Maruyama et al. 2010), e da ciò si conclude che le api usate per l’impollinazione delle serre hanno un invecchiamento accelerato rispetto a condizioni di pieno campo ( con disponibilità alimentari adeguate ndt) .
Immuno depressione e invecchiamento accelerato da stress ossidativo possono ben spiegare perchè le famiglie collassano rapidamente quando portate in serra.
Virus
(BQCV, DWV, IAPV, e SBV) e N. ceranae sono s pesso patogenici in Giappone (Kojima et al., unpubl.
manuscript), suggerendo che le famiglie utilizzate per l’impollinazione siano infette da questi patogeni.
Nei fatti , abbiamo osservato un aumento del livello di presenza di N. ceranae sulle api nel corso dell’impollinazione.
Il livello di mRNA relativo ad alcuni geni del citocromo P450
(6AS10, 6AQ1, 6BD1, 9Q1, and 336A1) classificati come CYP3 risulta ridotto negli alveari in serra. Le api possiedono 46 copie del citocromo P450 , un numero inferiore rispetto a Drosophila melanogaster (85) e Anopheles gambiae (106) (Claudianos et al. 2006). Questa famiglia di geni è deputata alla detossificazione di fitofarmaci . Curiosamente due geni del citocromo P450,denominati 6AQ1 e 6BD1, sono ortologhi dei
CYP6G1 di D. melanogaster che sono associati alla resistenza ai neonicotinoidi (Daborn et al. 2002).
Questo suggerisce che la sottoregolazione dei citocromo P450 renda le api più suscettibili a insetticidi e fungicidi accelerando il collasso delle famiglie in serra.
Ma qual’è il meccanismo che porta a questo crollo complessivo delle funzioni difensive dell’ape?
I cambiamenti fisiologici iniziano introducendo le api in serra e da qui possono partire alterazioni di segnalazioni multiple che riducono la produzione dei vari mRNA dei diversi geni interessati . Molto interessante è il fatto che se si lasciano le api delle serre libere di bottinare all’esterno gli effetti risultano reversibili ( ovvero le api tornano sane ) .
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