Studi interessanti sulla capacità degli impollinatori di disintossicarsi dalle tossine delle piante

Uno studio sugli imenotteri rivela che tutte le specie producono lo stesso gruppo di enzimi per contrastare le tossine. Studi precedenti dimostrano come le api si difendono dalle tossine delle piante.

Molte piante producono alcaloidi come protezione contro gli erbivori e queste tossine si trovano anche nel nettare e polline delle api. Lo studio “A conserved hymenopteran-specific family of cytochrome P450s protect bee pollinators from toxic nectar alkaloids”, pubblicato su Science Advances da un team di ricercatori della Crop Science Division della Bayer e del College for Life and Environmental Sciences dell’università di Exeter, ha esaminato i geni di diverse specie di imenotteri, insetti che comprendono api, vespe, formiche e Symphyta e che condividono un antenato comune circa 280 milioni di anni fa, arrivando alla conclusione che «Gli impollinatori come le api mellifere producono enzimi speciali che disintossicano le sostanze chimiche di difesa prodotte dalle piante».

I ricercatori tedeschi e britannici evidenziano che «Sorprendentemente, tutte le specie testate producono lo stesso gruppo di enzimi (la famiglia CYP336 degli enzimi del citocromo P450) per contrastare le tossine alcaloidi».

Una delle autrici dello studio, Angela Hayward, del Penryn Campus di Exeter, spiega che «Queste specie differiscono notevolmente, ma una cosa che le accomuna è la capacità di disintossicarsi dagli alcaloidi. Siamo rimasti affascinati nello scoprire che questa famiglia di geni è stata preservata attraverso quasi 300 milioni di anni di evoluzione da un intero ordine di insetti con stili di vita molto diversi. Sebbene alcune di queste specie abbiano pochissimi contatti con alcuni alcaloidi chiave, come la nicotina, sembrano aver conservato la capacità di metabolizzarli, quasi come un aspetto del loro patrimonio genetico, un po’ come nel caso del coccige umano o dell’appendice».

I ricercatori hanno esaminato i genomi delle principali specie di imenotteri, creando un “albero evolutivo” per la famiglia e hanno anche estratto gli enzimi prodotti da queste specie e li hanno inseriti in una linea cellulare per vedere come avrebbero reagito con gli alcaloidi e hanno scoperto che «Li disintossicano davvero».

Un altro autore dello studio Bartlomiej Troczka, anche lui dell’università di Exeter, sottolinea che «Capire come gli insetti reagiscono a tossine specifiche è fondamentale: dovrebbe informare su come produciamo eventuali nuove sostanze chimiche come pesticidi e insetticidi. Per evitare danni ambientali, abbiamo bisogno di composti molto specifici che facciano cose molto specifiche. Il nostro studio si inserisce nel più ampio tentativo di capire come le sostanze chimiche vengono scomposte dagli insetti e fino a che punto i geni responsabili persistono tra i gruppi di insetti».

Julian Haas, tossicologo specializzato in insetti della Bayer, conclude: «Questo studio evidenzia la promessa di un lavoro di squadra multidisciplinare per comprendere meglio le basi molecolari ed evolutive dei meccanismi di disintossicazione negli insetti che alla fine aiuteranno a comprendere la loro interazione con altre tossine, inclusi gli insetticidi».

Gli apicoltori sanno da tempo che le api domestiche possono essere suscettibili ad alcune tossine naturali delle piante. Ora gli scienziati dell'Honeybee Lab presso l'Università di Newcastle nel Regno Unito hanno mostrato per la prima volta che la serotonina - un composto neurochimico - ha un ruolo nel modo in cui le api domestiche imparano a evitare il nettare contenente tossine.

Lo studio, pubblicato sulla rivista Current Biology, ha mostrato che quando le api mangiano accidentalmente nettare che le fa star male evitano in seguito l'odore dei fiori tossici. La dott.ssa Jeri Wright, direttrice dell'Honeybee Lab, ha detto che capire come le api imparano a rilevare queste tossine potrebbe aiutarci ad allevare piante che non le producono e quindi a proteggere le api.

Le colonie di api sono sempre state vulnerabili alle malattie perché sono ambienti molto affollati dove le infezioni si propagano rapidamente. I pericoli sono però aumentati negli ultimi anni. I piccolissimi insetti che si nutrono dei liquidi corporei delle api nell'alveare stanno sviluppando una resistenza agli agenti chimici usati per combatterli. Inoltre durante l'impollinazione, le api vengono a contatto con una serie di insetticidi, fungicidi ed erbicidi che si usano in agricoltura.

Anche se gli scienziati pensano che i pesticidi non siano l'unica minaccia, credono che gli agenti chimici contribuiscano al declino generale delle api domestiche. "Evitare le tossine nel cibo è altrettanto importante che procurarsi il cibo - spiega la dott.ssa Wright - Quello che abbiamo mostrato è che, come gli umani, le api non solo sono in grado di riconoscere le tossine dal sapore ma sono anche capaci di evitare i fiori il cui nettare le ha fatte stare male dopo averlo mangiato."

Le api hanno l'eccezionale capacità di imparare ad associare le caratteristiche dei fiori, come il colore e l'odore, a premi in cibo. La ricerca condotta all'Honeybee Lab ha rivelato che imparano a evitare il "nettare tossico" tramite il sapore o imparano dopo che la tossina del nettare è stata ingerita.

Quest'ultima capacità era in precedenza ritenuta una caratteristica esclusiva di vertebrati superiori. Si stima che il cervello delle api domestiche contenga meno di 1 milione di neuroni, il che rende molto più semplice studiare il modo in cui esse imparano rispetto ai vertebrati superiori che hanno un cervello più grande e più complesso.

MA È VERO CHE LE API FANNO SOLO IL MIELE?
Per niente. Sicuramente fanno il miele ma, cosa più importante, sono un agente essenziale per l'impollinazione per un ampio gruppo di piante. Senza le api, una gran parte dell'agricoltura sarebbe impossibile e questo è un pensiero che fa riflettere in un momento in cui sfamare il mondo sta diventando sempre più difficile.

La maggior parte dell'impollinazione per oltre 90 colture commerciali coltivate in tutta Europa viene effettuata dall'Apis mellifera carnica, l'ape domestica. In particolare, solo nel Regno Unito, il valore dell'impollinazione da parte delle api domestiche di un insieme di appena 10 colture, dalle mele alle pere e alla colza, è stato calcolato in 165 milioni di sterline (circa 195 milioni di sterline) l'anno nel 2007.

"Il problema è che [...] le api potrebbero nutrirsi di "nettare tossico" perché non c'è altro, per esempio, in un grande frutteto dove sono state portate specificamente per l'impollinazione - dice la dott.ssa Wright - In un momento in cui le popolazioni sono già vulnerabili e provate, questo potrebbe essere cruciale per la loro sopravvivenza. Non ha nessun senso che le piante avvelenino gli impollinatori di cui hanno bisogno per sopravvivere. Potrebbe trattarsi delle tossine presenti per proteggere le piante dalle formiche che rubano il nettare ma non lo sappiamo - aggiunge - Quello che sappiamo è che c'è una serie di specie di piante nel Regno Unito che producono un nettare carico di tossine ma se non c'è altro nelle vicinanze sembra che le api siano obbligate a continuare a nutrirsi da queste piante. Questo potrebbe benissimo avere un enorme impatto sulle api del Regno Unito e dobbiamo rendercene conto se vogliamo proteggerle." Di conseguenza, i ricercatori dell'Honeybee Lab hanno adesso in programma di determinare come il consumo di "nettare tossico" influenzi la salute della colonia in ambienti agricoli. Hanno partecipato a questo studio anche ricercatori provenienti da Francia e Regno Unito.

GLI INSETTI IMPOLLINATORI SONO FONDAMENTALI:
La presenza di insetti impollinatori nell’ambiente permette il trasferimento di polline dalle parti maschili dei fiori alle parti femminili di altri fiori compatibili, facilitando così la riproduzione delle piante e la produzione di semi e frutti. Questo servizio ecosistemico è precondizione alla vita, poiché il 75% delle piante necessitano di essere impollinate dagli insetti per riprodursi e fruttificare. Senza di loro, moltissime piante perderebbero il prezioso servizio di impollinazione, cruciale per la loro riproduzione.

Da ciò si origina una gravissima perdita di biodiversità a più livelli che colpisce piante, impollinatori e tutti gli organismi che si alimentano dei prodotti da essi generati. Identificare e affrontare prontamente queste sfide aiuterà a mitigare gli impatti negativi e ad evitare lo scenario catastrofico del punto di non ritorno. É quindi fondamentale promuovere progetti a sostegno di queste specie.

Fonti: https://cordis.europa.eu/ e https://greenreport.it/

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Gentilin Maria Cristina (Titolare)

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