Rivista tecnico-scientifica ambientale dell'Arma dei Carabinieri                                                            ISSN 2532-7828

FAUNA 
DARWIN, GLI IMPOLLINATORI E LE FABBRICHE DI BOMBI
04/05/2023
di  ARISTIDE COLONNA  (Associazione Italiana Apiterapia) 
e  BETI PIOTTO (Accademia Italiana di Scienze Forestali)


Molti paesi del nord d’Europa hanno sviluppato forme commerciali di allevamento di bombi sin dalla fine degli anni ‘80 per poi esportare nidi di bombi in numerosi paesi del mondo. Oggi sono diverse decine le “fabbriche” di bombi che “producono” principalmente B. terrestris e B. impatiens. 
Questi “spostamenti” di specie possono tuttavia comportare conseguenze gravi per gli ecosistemi: qualsiasi intervento su processi biologici si dovrebbe eseguire con cautela e applicando tutte le precauzioni possibili.

Many northern European countries have developed commercial forms of bumblebee farming since the late 1980s and then exported bumblebee nests to many countries around the world. Today there are several dozen bumblebee "factories" that "produce" mainly B. terrestris and B. impatiens.
However, these "movements" of species can have serious consequences for ecosystems, so any intervention on biological processes should be carried out with caution and applying all possible precautions.


FIGURA 1 Charles_DarwinDarwin e l’abominevole mistero
Nel 1879 Charles Darwin scriveva molto turbato al suo amico Joseph Hooker (1817-1911), esimio botanico, “cacciatore” di piante e direttore dei Royal Kew Gardens. Diceva che, secondo lui, l'evoluzione delle piante con fiori (angiosperme) era “un abominevole mistero”. Due cose impensierivano Darwin: la comparsa apparentemente improvvisa di queste piante nel Cretaceo e la loro sorprendente diversità. Darwin non trovò mai un’interpretazione soddisfacente a questi eventi.
Oggi si ritiene che il successo delle piante da fiore sia dovuto al fatto di aver seguito un processo evolutivo che le ha portate a difendere i propri ovuli (che diventano semi dopo la fertilizzazione) all'interno di ovari (strutture protettive che divengono frutti). In piante così attrezzate per affrontare le difficoltà, a un certo punto sono comparse anche nuovi tipi di foglie (petali) adatte al richiamo di alcuni animali, prevalentemente insetti. Così compaiono, fra 130 e 75 milioni di anni fa, i fiori.
Ma se è vero che la fulminea esplosione delle angiosperme non ha una spiegazione univoca e inequivocabile, c’è da evidenziare che la loro riuscita biologica ha accelerato la diversificazione e ampliato il ventaglio della speciazione in molti altri rami dell’albero della vita, da quello delle piante a quello degli insetti. La curva che nel Cretaceo rappresenta l’aumento della presenza di varie specie di coleotteri, di insetti fitofagi e di impollinatori è perfettamente correlata a quella delle angiosperme, la cui differenziazione ha “trascinato” con sé la diversità globale. Darwin non riuscì mai a capire che l’intensa interazione tra piante da fiore e insetti impollinatori è stato uno degli elementi fondamentali dell’espansione delle angiosperme sulla Terra.
Questa premessa è necessaria per ben descrivere lo scenario in cui nasce e si evolve il rapporto piante da fiore/impollinatori. Si tratta di ambienti caldi e molto umidi in cui avvengono equilibri multifattoriali, ricchi di vita, diversificati e pletorici di mutualismi. L’elemento chiave in questo panorama storico dell’evoluzione della vita è la complessità naturale.





FIGURA 2
Oltre ad essere un grande osservatore, Darwin aveva una fine intuizione, ma non sempre i suoi presentimenti si sono dimostrati corretti. Gli impollinatori, e in particolare i bombi (Bombus sp.), destarono sempre la sua curiosità al punto di impiegare persino la sua numerosa prole per fare osservazioni sui percorsi e sulla velocità delle prestazioni di questi insetti.
A proposito di api (Apis mellifera), invece, nel 1862 Darwin inviava una nota al suo amico John Lubbock per chiedergli un favore “…tutto ciò che vedrete è che le api mettono le loro teste in profondità nella cima del fiore e ruotano. Ora, se vedete questo, per l’amor del cielo raccoglietene qualche esemplare di ogni tipo e metteteli sotto spirito, tenendoli separati. Sono quasi certo che appartengano a due caste, con ligule lunghe e corte…”. Era convinto, ma sbagliava, che nell’ambito delle bottinatrici di api mellifere ci fossero individui con ligula lunga ed altri con ligula corta. Comunque, dopo un po’ si rese conto dell’errore e chiese scusa all’amico Lubbock per avergli fatto perdere tempo. 
L’opera complessiva di questo gigante è talmente indispensabile per comprendere l’evoluzione della vita che gli si perdonano volentieri dubbi e confusioni (peraltro “obbligatori” nel mondo della scienza). Certo è che Darwin non avrebbe mai intuito che i suoi cari bombi, a cent’anni di distanza, sarebbero stati “prodotti” in serie.

La “fabbrica” di impollinatori
L’impollinazione è il trasporto di polline dall’antera allo stigma di un fiore, con o senza l’aiuto di un vettore come vento, acqua, insetti, ecc. Se il trasferimento avviene dall’antera allo stigma dello stesso fiore, si parla di auto-impollinazione. Moltissime colture di interesse alimentare e/o industriale non sono autofertili e perciò hanno bisogno di ricevere polline di altri fiori della stessa specie (impollinazione incrociata). È questa una potente strategia riproduttiva che promuove la fecondazione tra individui diversi della stessa specie incrementando così la variabilità genetica.




FIGURA 3 albero della vita
Struttura sociale nel genere Bombus

I bombi, circa 250 specie conosciute, sono parenti stretti delle api mellifere e come loro appartengono alla famiglia degli Apidae. Come le api sono insetti sociali, sebbene ad uno stadio meno evoluto. Vivono in colonie matriarcali (60-400 individui in B. terrestris rette da una regina). A fine estate alcune femmine vengono allevate per divenire regine, la regina in carica depone anche alcune uova non fecondate, da cui nasceranno i maschi. A principio dell’autunno le nuove regine si accoppiano, mentre i maschi, le operaie e la vecchia regina muoiono. Le nuove regine, già feconde, cercano un riparo per i mesi freddi in modo da poter ripetere il ciclo attraverso la formazione di una nuova famiglia. Ogni stagione riparte perciò dall’individuo-chiave: la regina feconda (vi sono alcune variazioni a questo schema-base nell’ambito delle numerose specie).
Un’organizzazione, quella dei bombi, ed un ciclo di vita che poco hanno a che fare con il superorganismo costituito dalle api mellifere le cui colonie (50.000 – 70.000 individui) sono, in teoria, in grado di perpetuarsi perennemente. L’ape è forse l’insetto più noto grazie ai millenni di sodalizio che hanno permesso all’uomo di accedere al miele, alimento di elevato livello nutrizionale. Le api sono in genere considerate impollinatrici molto efficienti ma il confronto con le prestazioni fornite dai bombi risulta frequente. 





FIGURA 4
Il modus operandi dei bombi 

È noto che i bombi sono eccellenti impollinatori di molte colture, in particolare quelle da serra come cetrioli, peperoni, pomodori, fragole, mirtilli, lamponi, meloni, ribes, melanzane, zucchini. Le loro vibrazioni ed il modo di entrare in contatto con i fiori provocano la liberazione di molto polline che si rende disponibile per l’impollinazione incrociata e la conseguente formazione di frutti e semi. Vi sono però altre caratteristiche che rendono i bombi ottimi impollinatori, in particolare la termoregolazione.
I bombi hanno una peculiare capacità: sviluppare endotermia facoltativa e cioè elevare la temperatura del torace quando è per loro necessario. La produzione di calore corporeo è fisiologicamente importante perché consente di bottinare anche in condizioni meteorologiche avverse. La termogenesi, ovvero la generazione di calore, consuma molta energia ma in determinati casi è determinante per l’incubazione della covata. Le colonie di bombi mantengono la loro covata a temperature comprese tra 30°C e 35°C e ciò consente un veloce sviluppo larvale e la crescita spedita delle colonie. Il mantenimento della temperatura dell'alveare è quindi il fattore più importante sia per lo sviluppo della covata sia per la sopravvivenza della colonia.




FIGURA 6 Bombus_impatiensStudi recenti (Weidenmüller et al., 2022) hanno valutato gli effetti dell’esposizione di bombi della specie B. terrestris al diserbante glifosato concludendo che il prodotto condiziona questi insetti non solo indirettamente, perché riduce la disponibilità di fiori, ma anche direttamente perché altera la procedura di comportamento collettivo rappresentata dalla capacità della colonia di mantenere la temperatura idonea per la covata, in particolare durante i periodi di disponibilità limitata di risorse. Da ciò si evidenzia che, oltre agli eventuali effetti letali o sub-letali, negli insetti sociali è necessario capire l’entità dell’influenza dei fitofarmaci sui comportamenti collettivi perché è proprio la condotta collettiva quella che in assoluto determina il futuro alla colonia.




Le caratteristiche che contribuiscono all’efficienza dei bombi nell’impollinazione sono di seguito brevemente elencate:
• Come accennato, l’endotermia facoltativa consente l’attività anche a basse temperature (5°C, mentre le api mellifere hanno bisogno di 15-18°C per iniziare a reperire polline e nettare).
• Sono attivi in giorni nuvolosi, nebbiosi e piovosi (le api mellifere lo sono meno).
• Volano anche con forte ventosità (60 km/h).
• Il rapido movimento vibrante consente di impollinare un fiore in una singola visita.
• Non hanno il sofisticato sistema di comunicazione delle api mellifere (le cosiddette danze) ed è quindi meno probabile (ma non impossibile!) che lascino la coltura a cui sono destinati per visitare fiori di piante non coltivate.
• Data la configurazione della loro ligula, possono impollinare fiori con corolla a tubo stretto.
• La loro velocità consente la visita di 20-50 fiori (piccoli e di facile acceso) al minuto (le api mellifere sono più lente).
• La loro giornata di visite è molto lunga.
• Grazie ad un buon senso dell'orientamento lavorano bene nelle serre.
• Dispongono di pungiglione non seghettato (riusabile) ma raramente pungono.
• Possono essere usati insieme alle api mellifere per migliorare l'impollinazione in quanto le due specie convivono senza conflitti.
Queste interessanti caratteristiche hanno portato scienziati del nord d’Europa a sviluppare forme commerciali di allevamento di bombi sin dal 1988 per poi esportare nidi di bombi in Canada, Stati Uniti, Israele, Giappone, Marocco. Oggi sono diverse decine le “fabbriche” di bombi che “producono” principalmente B. terrestris, molto spesso di provenienza turca, data la facilità di allevamento rispetto ad altre specie e provenienze. Milioni di nidi si esportano annualmente a numerosi paesi del mondo. Altra specie di bombo impiegata è B. impatiens.

L’impiego di bombi impollinatori implica un uso molto accurato di pesticidi, l’utilizzo di lotta biologica (insetti predatori, ecc.) oppure un non-ricorso a prodotti chimici. Fin qui è tutto positivo, anche per quanto riguarda la sanità del prodotto da consumare. Ci sono però delicati aspetti riguardanti il rapporto insetto/ambiente, soprattutto quando gli individui vengono sottoposti a forti spostamenti geografici. Dave Goulson, ricercatore nel campo dell’impollinazione e fondatore del Bumblebee Conservation Trust, organizzazione che nel Regno Unito monitora e conserva i bombi e il loro habitat, ha svolto un’attenta riflessione al riguardo (Goulson 2019):
• Alcune specie di bombi trasportati in paesi lontani possono, in determinati casi, interferire con le specie locali, talvolta indebolendole, oppure diventare invasivi, come nel caso della Tasmania (isola al sud dell’Australia). All'inizio del 1992 B. terrestris è stato visto per la prima volta in Tasmania ma attualmente è diffuso nella maggior parte dell'isola. I dati genetici risultati da uno studio (Schmid-Hempel et al., 2007) suggeriscono che l'invasione è stata dovuta all'arrivo in Tasmania di pochissimi individui, forse solo due, e che B. terrestris è comunque in grado di affermarsi in un nuovo territorio nonostante alti livelli di consanguineità. Oggi, la popolazione di B. terrestris del sud della Tasmania sembra fornire individui che migrano verso altre isole e siti australiani. Si aggiunga che è una specie altamente adattabile grazie alle sue abitudini di foraggiamento generaliste ed alla marcata tolleranza a condizioni climatiche avverse. Quanto detto definisce un quadro di invasività potenziale della specie al di fuori del suo areale naturale di distribuzione (Dafni et al, 2010).
• Le malattie dei bombi sono imparentate con quelle delle api mellifere, ad esempio c’è un Nosema apis e un Nosema bombi, mentre è nota la dinamicità di queste malattie e le possibilità di spillover tra specie. Il virus della paralisi acuta delle api ed il virus delle ali deformate sono stati trovati in alcune specie di bombi. 
• Essendo l’allevamento di bombi un’attività prevalentemente commerciale, non è sempre possibile conoscere le procedure impiegate nei diversi stabilimenti. È noto però che durante l’allevamento i bombi sono alimentati con polline raccolto dalle api mellifere e proveniente dalle trappole che si inseriscono a questo proposito all’entrata delle arnie (polline destinato anche a consumo umano). Il polline adibito all’alimentazione di bombi di allevamento potrebbe, in determinati casi, funzionare da vettore di patologie.
• I luoghi di allevamento intensivo di bombi sono ambienti caldo-umidi ideali per la diffusione di patologie per cui spedire bombi eventualmente contagiati in posti lontani potrebbe spargere malattie in aree in cui magari non c’è alcuna forma di difesa e/o resistenza.
• A differenza di quanto avviene con le api da miele, il commercio di bombi si pratica in base a normative che dovrebbero essere molto più severe.
Oggi il mondo è un villaggio dove la stabilità dipende da infiniti elementi interconnessi ed interdipendenti in cui ognuno dei fattori è in grado di condizionare gli altri (Siegfried 2023). Questa particolare complessità, in gran parte generata dall’uomo, non sempre si evolve in armonia ma spesso si trasforma in minacce. Forti spostamenti latitudinali ed altitudinali di specie, sia vegetali  sia animali, possono comportare conseguenze gravi per gli ecosistemi e perciò qualsiasi manipolazione dei processi biologici si dovrebbe eseguire con cautela e applicando tutte le precauzioni possibili (Dafni et al, 2010). Rispetto alle grandi movimentazioni di individui, l’allevamento in loco di impollinatori autoctoni di provenienza locale sembra un’alternativa biologicamente più corretta, anche se non sempre commercialmente appetibile.




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Bibliografia

Dafni A., Kevan P., Gross C., Goka K., 2010. Bombus terrestris, pollinator, invasive and pest: an assessment of problems associated with its widespread introductions for commercial purposes. Applied Entomology and Zoology,2010,45(1):101–113
 https://doi.org/10.1303/aez.2010.101
https://www.jstage.jst.go.jp/article/aez/45/1/45_1_101/_article/-char/en
Goulson D., 2019. Il ritorno della regina. Hoepli. 225 pp.
Siegfried T., 2023. Here are the Top 10 threats to the survival of civilization. Science News
https://www.sciencenews.org/article/threats-civilization-survival-humanity-apocalypse?utm_source=email&utm_medium=email&utm_campaign=latest-newsletter-v2 
Schmid-Hempel P., Schmid-Hempel R., Brunner P., et al., 2007. Invasion success of the bumblebee, Bombus terrestris, despite a drastic genetic bottleneck. Heredity 99, 414–422.
https://www.nature.com/articles/6801017
Weidenmüller A., Meltzer A., Neupert S., Schwarz A., Kleineidam C., 2022. Glyphosate impairs collective thermoregulation in bumblebees. Science. Vol 376, Issue 6597, pp.1122-1126   
https://www.science.org/doi/10.1126/science.abf7482