Human landscape modification shapes foraging preferences and sucrose responsiveness of honey bees in Asia

Questo studio dimostra che la composizione del paesaggio e le caratteristiche specifiche delle specie influenzano congiuntamente le preferenze di foraggiamento e l'organizzazione del lavoro nelle api asiatiche, rivelando differenze significative nella risposta al saccarosio e nella raccolta di risorse tra *Apis florea*, *Apis cerana* e *Apis mellifera* in ambienti forestali, agricoli e urbani.

L'essenziale

🐝 Le Api e il loro "Supermercato" in Mutamento: Una Storia di Tre Famiglie

Immagina tre famiglie di api che vivono nello stesso quartiere, ma con stili di vita molto diversi:

1. La famiglia "Nana" (Apis florea): Sono piccole, vivono all'aperto su un ramo, come se avessero il tetto aperto. Sono le "piccole ma furbe".
2. La famiglia "Indigena" (Apis cerana): Sono di medie dimensioni, vivono dentro i buchi degli alberi (come in una casa con le pareti). Sono le "natives".
3. La famiglia "Straniera" (Apis mellifera): Sono le api occidentali che abbiamo portato noi dall'Europa. Vivono anche loro nelle casette di legno (cavità), ma sono le "immigrate" molto organizzate.

Gli scienziati hanno voluto capire: cosa succede a queste tre famiglie quando il loro quartiere cambia? Hanno studiato come si comportano in tre tipi di "quartieri":

• 🌲 La Foresta: Il supermercato naturale, ricco ma con prodotti specifici.
• 🌾 L'Agricoltura: Un grande magazzino di monocolture (tante piante uguali).
• 🏙️ La Città: Un bazar caotico con fiori ornamentali, giardini e poco spazio.

Ecco cosa hanno scoperto, usando delle metafore per rendere tutto più chiaro.

1. Il Gusto per lo Zucchero: Chi cerca il "Vino Costoso" e chi il "Vino Comune"?

Immagina che il nettare dei fiori sia come il vino. Alcune api cercano solo il vino più pregiato e costoso (zucchero concentratissimo), altre si accontentano di un vino più leggero e abbondante.

• Le Api Nane (A. florea): Sono come sommelier esigenti. In città, dove i fiori sono vari, loro rifiutano quasi tutto ciò che non è "vino pregiato". Se trovano un fiore con poco zucchero, lo ignorano e tornano a casa a mani vuote. Preferiscono aspettare il fiore giusto che offre il massimo del gusto.
• Le Api Indigene e Straniere (A. cerana e A. mellifera): Sono più come famiglie pratiche. In città, se non trovano il vino pregiato, si accontentano di quello più leggero e abbondante. Sanno che "più ne prendo, meglio è", anche se il gusto è meno intenso.

La scoperta: Nelle foreste, tutte e tre le famiglie trovano vino pregiato ovunque, quindi tutte bevono lo stesso. Ma in città, le api nane restano "affamate" perché sono troppo selettive, mentre le altre due si adattano e trovano da mangiare ovunque.

2. La "Bilancia" del Corpo: Chi porta cosa?

Ogni ape ha una "pancia" (il crop) che usa come zaino per il cibo.

• Le api nane sono piccole, quindi il loro zaino è minuscolo. Per questo motivo, quando trovano il "vino pregiato", lo riempiono fino all'orlo per massimizzare ogni viaggio. È come se avessero un piccolo portafoglio: devono assicurarsi che ogni moneta sia d'oro.
• Le api più grandi hanno zaini enormi. Possono portare molta più acqua o nettare leggero. In città, usano questo vantaggio per raccogliere grandi quantità di "vino leggero" (che contiene anche molta acqua utile per raffreddare l'alveare).

3. Il Lavoro di Squadra: Chi fa cosa?

In ogni famiglia di api, c'è una divisione del lavoro: alcune raccolgono solo nettare (zucchero), altre solo polline (proteine), altre ancora acqua.

• Nelle foreste: È un po' come un'azienda dove tutti fanno un po' di tutto. Le api raccolgono sia nettare che polline insieme perché i fiori sono scarsi ma ricchi.
• Nelle città: Qui le cose cambiano drasticamente.
  • Le api nane diventano molto specializzate: se non trovano il nettare perfetto, non fanno nulla. In città, molte tornano a casa a mani vuote perché non vogliono "sprecare tempo" con fiori scadenti.
  • Le api straniere (A. mellifera) sono i tuttofare. In città, fanno di tutto: raccolgono nettare, polline e tanta, tanta acqua (perché in città fa caldo e devono raffreddare la casa). Sono molto flessibili e riescono a sopravvivere meglio nel caos urbano.
  • Le api indigene (A. cerana) tendono a concentrarsi quasi solo sul nettare, come se avessero un obiettivo fisso.

4. Il "Test del Gusto": Come le api decidono cosa mangiare

Gli scienziati hanno fatto un test: hanno dato alle api gocce di acqua zuccherata di diversa concentrazione per vedere quando iniziavano a leccare.

• Le api che leccano anche zuccheri molto diluiti (bassa soglia di risposta) sono quelle che in natura raccolgono nettare leggero e abbondante.
• Le api che leccano solo zuccheri fortissimi (alta soglia) sono quelle che cercano solo il nettare concentrato.

Il risultato? Le api nane hanno una soglia altissima: vogliono solo il meglio. Le api straniere e indigene hanno una soglia più bassa: accettano di più. Questo spiega perché in città le api nane faticano di più: il loro "gusto" è troppo raffinato per un ambiente dove spesso si trova solo cibo "di base".

🌍 La Morale della Favola

Questo studio ci insegna che non esiste un modo unico per essere un'ape.

• Le api nane sono specialiste: eccellono dove c'è cibo di alta qualità, ma soffrono quando il mondo diventa caotico e pieno di risorse "medie".
• Le api straniere e indigene sono generaliste: sanno adattarsi, cambiare strategia e sopravvivere anche in città, accettando compromessi.

Perché è importante per noi?
Il mondo sta cambiando velocemente (più città, meno foreste). Capire che ogni specie ha un "stile di sopravvivenza" diverso ci aiuta a capire quali api rischiano di scomparire e quali invece si stanno adattando. Se vogliamo proteggere le api, dobbiamo creare giardini e parchi che offrano non solo "cibo abbondante", ma anche "cibo di qualità" per tutte le diverse famiglie di api che abitano il nostro pianeta.

In sintesi: le api non sono tutte uguali, e il loro successo dipende da quanto il loro "gusto" si adatta al "menù" che la natura (o la città) offre loro.

Sommario tecnico

Titolo: La modifica del paesaggio umano plasma le preferenze di foraggiamento e la risposta al saccarosio delle api mellifere in Asia

1. Problema e Contesto

Il cambiamento dell'uso del suolo e la degradazione degli habitat rappresentano sfide crescenti per gli impollinatori. Sebbene sia noto che la composizione del paesaggio influenzi l'ecologia del foraggiamento, rimane poco esplorato come questo impatti il comportamento di specie di api mellifere asiatiche co-occorrenti, in particolare in relazione alla loro capacità di mantenere l'efficienza del foraggiamento in ambienti in rapida trasformazione.
Lo studio si concentra su tre specie di api mellifere in India:

• Apis florea: Specie nativa che nidifica all'aperto (api nane).
• Apis cerana: Specie nativa che nidifica in cavità (api orientali).
• Apis mellifera: Specie introdotta che nidifica in cavità (ape mellifera occidentale).

L'obiettivo è comprendere come la composizione del paesaggio (forestale, agricolo e urbano) e le caratteristiche specifiche delle specie (morfologia, biologia di nidificazione) interagiscano nel determinare le preferenze per il nettare, la divisione del lavoro di foraggiamento e la risposta fisiologica agli zuccheri.

2. Metodologia

Lo studio è stato condotto a Thiruvananthapuram, Kerala, India, in nove località distribuite su tre tipi di paesaggio: foresta, area agricola e area urbana.

Design Sperimentale:

• Colonie: Sono state utilizzate colonie di ciascuna delle tre specie in ogni località. Le colonie di A. mellifera e A. cerana sono state acquistate da apicoltori locali, mentre le colonie di A. florea sono state catturate in natura e trasferite in cassette sperimentali aperte in alto per facilitare il traffico delle api.
• Esperimento 1: Preferenze di foraggiamento e divisione del lavoro (Ott 2023 - Feb 2024):
  • Raccolta di api foraggiatrici all'ingresso dell'alveare.
  • Analisi del contenuto del crop (gozzo): Le api sono state immobilizzate e il contenuto del crop è stato estratto tramite centrifugazione.
  • Misurazioni: È stata misurata la concentrazione di saccarosio (Brix %) e il volume del carico utilizzando un rifrattometro portatile.
  • Classificazione: Le api sono state classificate in base al ruolo (nettare, polline, acqua, misto, vuoto) in base al contenuto del crop e al carico di polline visibile.
• Esperimento 2: Test di risposta al saccarosio (Mar-Giu 2023, Nov 2023-Feb 2024):
  • Raccolta di un set diverso di api foraggiatrici.
  • Assaggio del comportamento (PER): È stato misurato il riflesso di estensione della proboscide (Proboscis Extension Response - PER) in risposta a soluzioni di saccarosio a concentrazioni crescenti (da 0% a 30% p/v).
  • Punteggio: È stato calcolato il "Gustatory Response Score" (GRS) come somma delle risposte positive (0-7), utilizzato come indicatore della soglia di risposta agli zuccheri.

Analisi Statistica:
Sono stati utilizzati modelli lineari misti (LMM), regressioni logistiche multinomiali e modelli di link cumulativo misti (CLMM) in R, considerando come variabili esplicative il tipo di paesaggio, la specie e il ruolo di foraggiamento, con interazioni tra questi fattori.

3. Risultati Chiave

A. Concentrazione e Volume del Nettare

• Impatto del Paesaggio: La concentrazione del nettare raccolto varia significativamente in base al paesaggio e alla specie.
  • Nella foresta, tutte le specie hanno raccolto nettare ad alta concentrazione.
  • In ambienti urbani, A. mellifera e A. cerana hanno raccolto nettare a concentrazione inferiore rispetto a A. florea.
• Preferenze Specifiche: A. florea ha mostrato una preferenza costante per nettare ad alta concentrazione in tutti i paesaggi. Al contrario, le specie che nidificano in cavità (A. mellifera e A. cerana) hanno mostrato maggiore flessibilità, raccogliendo nettare a concentrazione più bassa in ambienti urbani e agricoli.
• Volume del Crop: Il volume raccolto è stato determinato principalmente dalla dimensione corporea della specie (le api più grandi hanno raccolto volumi maggiori). Tuttavia, solo in A. florea è stata osservata una correlazione positiva tra volume e concentrazione del nettare: quando trovava nettare molto concentrato, aumentava il carico raccolto.

B. Divisione del Lavoro di Foraggiamento

• La distribuzione dei ruoli (nettare, polline, acqua, misto) è stata influenzata sia dalla specie che dal paesaggio.
• A. cerana: Predominantemente raccoglitrice di nettare.
• A. mellifera: Ha mostrato la distribuzione più bilanciata, raccogliendo nettare, polline e acqua in proporzioni simili. Ha avuto la più alta proporzione di raccoglitrici d'acqua, specialmente nelle foreste.
• A. florea: Ha mostrato i cambiamenti più marcati in base al paesaggio. In ambito urbano, ha avuto un'alta percentuale di api "vuote" (foraggiamento fallito) e una forte selettività verso le fonti ad alto rendimento, evitando risorse di bassa qualità.
• Agricoltura: Tutte le specie hanno mostrato un aumento dei raccoglitori di polline, probabilmente a causa della disponibilità di risorse polliniche abbondanti (es. cocco, Mimosa pudica).

C. Risposta al Saccarosio (GRS)

• Esistono differenze significative nella risposta gustativa tra le specie.
• A. mellifera e A. cerana hanno mostrato un'alta risposta al saccarosio (bassa soglia di risposta), il che è coerente con la loro raccolta di nettare a concentrazione più bassa.
• A. florea ha mostrato la risposta più bassa (alta soglia), il che riflette la sua preferenza fisiologica per nettare ad alta concentrazione.
• È stata osservata una forte correlazione negativa tra il punteggio di risposta gustativa (GRS) e la concentrazione del nettare raccolto: api con bassa risposta gustativa raccolgono nettare più concentrato.

4. Contributi Principali

1. Prima evidenza comparativa: Questo studio fornisce la prima evidenza comparativa che la composizione del paesaggio e le caratteristiche delle specie agiscono congiuntamente nel plasmare le preferenze di foraggiamento e l'organizzazione del lavoro nelle api mellifere asiatiche.
2. Correlazione Fisiologia-Comportamento: Dimostra che il test di risposta al saccarosio (PER) è un proxy affidabile per prevedere le preferenze di foraggiamento sul campo, collegando direttamente la fisiologia sensoriale alla scelta delle risorse.
3. Strategie di Nicchia: Evidenzia come le diverse strategie di nidificazione (aperto vs. cavità) e le dimensioni corporee influenzino la resilienza e la flessibilità delle specie di fronte ai cambiamenti ambientali.

5. Significato e Implicazioni

• Coesistenza e Partizione delle Risorse: Le diverse strategie di foraggiamento (es. A. florea altamente selettiva vs. A. mellifera generalista) promuovono la differenziazione di nicchia, riducendo la competizione interspecifica e permettendo la coesistenza in paesaggi modificati.
• Resilienza delle Specie: A. mellifera sembra mostrare una maggiore resilienza grazie alla sua flessibilità nel raccogliere risorse di qualità variabile e alla capacità di raccogliere acqua per la termoregolazione. A. florea, pur essendo efficiente in ambienti ricchi di risorse ad alto valore, potrebbe essere più vulnerabile in paesaggi poveri dove le risorse ad alta concentrazione scarseggiano.
• Gestione del Paesaggio: Comprendere queste dinamiche è cruciale per progettare habitat favorevoli agli impollinatori e per prevedere come le popolazioni di api risponderanno alla continua urbanizzazione e intensificazione agricola, con implicazioni dirette per la sicurezza alimentare e la conservazione della biodiversità.

In sintesi, lo studio conferma che le strategie di foraggiamento non sono fisse, ma sono il risultato di un'interazione dinamica tra la fisiologia della specie e la disponibilità di risorse nell'ambiente circostante.