Comparing virome composition between honey bees (Apis mellifera) and small carpenter bees (Ceratina calcarata) in response to various agricultural landscapes

Le api sono le silenziose architetto della nostra fornitura alimentare e dei paesaggi selvatici. Senza di loro, molti fiori non riuscirebbero mai a produrre frutti, e gli ecosistemi che dipendono da quei frutti si sfalderebbero. Per decenni, gli scienziati hanno saputo che questi instancabili insetti affrontano una minaccia crescente da parte di nemici invisibili: i virus. Sebbene abbiamo studiato a lungo i virus che tormentano le api mellifere allevate, i loro piccoli cugini selvatici, che vivono accanto a loro, rimangono un mistero. Queste api selvatiche, spesso solitarie e meno studiate, potrebbero trasportare virus diversi, o forse gli stessi, spostandosi tra le specie mentre visitano gli stessi fiori. Comprendere chi trasporta cosa, e come il paesaggio in cui vivono modifichi il mix di virus che incontrano, è fondamentale per proteggere la salute di tutti i impollinatori.

Un team di ricercatori ha cercato di mappare questo mondo nascosto di virus delle api confrontando due specie molto diverse che vivono nella stessa regione. Si sono concentrati sull'api mellifera, una specie gestita e tenuta in alveari dagli agricoltori, e sulla piccola api carpentiera, una specie selvatica nativa del Nord America che costruisce i suoi nidi in steli cavi. Gli scienziati volevano vedere se il tipo di terreno su cui queste api foraggiavano — che fosse un'azienda agricola convenzionale che utilizza pesticidi standard, un'azienda agricola biologica con fiori diversificati e senza prodotti chimici sintetici, o un lembo di verde lungo la strada — modellasse i virus che vivono al loro interno. Per farlo, hanno raccolto centinaia di api foraggiatrici da questi tre distinti ambienti nel New Hampshire. Invece di cercare un singolo virus, hanno utilizzato una potente tecnica di sequenziamento genetico per leggere l'intera collezione di RNA virale presente nelle api, effettuando di fatto un'istantanea di ogni virus che trasportavano in quel momento.

I risultati hanno rivelato una netta divisione tra le due specie. Le api mellifere trasportavano un assortimento vasto e frenetico di virus, inclusi diversi patogeni noti che possono causare deformità o morte nelle colonie di api. Ospitavano anche un numero sorprendente di virus vegetali, probabilmente raccolti dal polline e dal nettare che consumavano. Al contrario, le piccole api carpentiere selvatiche trasportavano molti meno virus complessivamente. Il loro carico virale era più leggero e i tipi di virus che trasportavano erano differenti. In particolare, i ricercatori hanno scoperto tre nuovi virus che non erano mai stati visti prima in queste api. Due di questi erano correlati a una famiglia di virus noti per infettare gli insetti, e uno sembrava essere un tipo di poxvirus, un gruppo solitamente associato a insetti più grandi come mosche o vespe. Uno dei nuovi virus degli insetti è stato trovato sia nelle api mellifere che in quelle selvatiche; tuttavia, nelle api mellifere, è stato rilevato come un filamento negativo, un segno di replicazione attiva, suggerendo che il virus stesse infettando attivamente le api mellifere piuttosto che essere solo passivamente condiviso.

Il paesaggio dove vivevano le api giocava un ruolo, sebbene l'effetto fosse sottile e variabile a seconda della specie. Nelle api mellifere, i virus comuni e pericolosi erano presenti ovunque, indipendentemente dal fatto che le api si trovassero su un'azienda agricola biologica, un'azienda agricola convenzionale o lungo la strada. Tuttavia, alcuni dei virus meno comuni, inclusi un segmento specifico del virus Lake Sinai e un virus simile al Hubei partiti, sono stati trovati in numeri maggiori nelle aziende agricole biologiche. Ciò suggerisce che la diversità dei fiori e l'assenza di pesticidi negli ambienti biologici possano cambiare il modo in cui i virus circolano, forse sostenendo una varietà più ampia di ceppi virali o alterando il sistema immunitario delle api. Al contrario, le api selvatiche mostravano una risposta ancora più netta al loro ambiente. Diversi virus che erano presenti nelle aziende agricole convenzionali e nelle aree lungo la strada erano completamente assenti dalle api raccolte nelle aziende agricole biologiche. Inoltre, i livelli di un particolare virus vegetale, il White clover cryptic virus 1, erano significativamente inferiori nelle aziende agricole biologiche rispetto alle aziende agricole convenzionali e agli habitat lungo la strada. Ciò indica che le api selvatiche sono più sensibili al loro ambiente e che le loro comunità virali sono strettamente legate alle piante specifiche e alle condizioni che incontrano.

Forse il reperto più sorprendente è stata la scoperta di questi nuovi virus nelle api selvatiche. I ricercatori hanno scoperto che la piccola api carpentiera ospita un insieme unico di passeggeri virali, incluso un potenziale nuovo poxvirus che è strettamente correlato a virus trovati in altri insetti ma che non era mai stato documentato in questa specie di api. Questa scoperta amplia la nostra comprensia di quali virus esistano in natura e sottolinea che le api selvatiche non sono solo vittime passive delle malattie delle api mellifere; sono ospiti delle proprie comunità virali distinte. Lo studio ha inoltre confermato che, sebbene le api mellifere fungano da serbatoio per molti patogeni noti, le api selvatiche non stanno semplicemente contraendo le stesse malattie nello stesso modo. I loro profili virali sono distinti, modellati dalla loro specifica biologia e dai paesaggi unici che abitano.

In definitiva, questa ricerca dipinge un quadro di una relazione complessa e dinamica tra api, virus e la terra che condividono. Dimostra che la salute di un impollinatore non riguarda solo la specie stessa, ma anche l'ambiente specifico in cui vive e l'unico mix di virus che trasporta. Il fatto che le api selvatiche trasportino virus diversi, e che questi virus cambino a seconda che il terreno sia gestito in modo biologico o convenzionale, suggerisce che proteggere gli impollinatori selvatici richiede molto più che salvare l'ape mellifera. Richiede la preservazione degli habitat diversificati che sostengono la loro biologia unica. Mappando queste comunità virali, gli scienziati stanno iniziando a comprendere le forze invisibili che modellano la salute degli impollinatori, offrendo una via più chiara per proteggere gli insetti che nutrono il nostro mondo.