Introduzione

Da storia, pratica apistica ed esperimenti scientifici si possono notare i tentativi di migliorare la produttività delle colonie e l'impollinazione dei raccolti. Il primo " scienziato apistico" scoprì l'uso del fumo per tranquillizzare le api. Più tardi, la scienza, è divenuta più sofisticata ad evidenza dei moderni progressi. Si è arrivati all'utilizzo di arnie razionali e alle moderne tecniche di controllo della sciamatura, oltre che a tecniche di fecondazione artificiale delle regine e con la comprensione di come le api le allevano, a farne produrre un numero maggiore di quelle che esse desidererebbero.

In questo articolo descriviamo un esempio di interazione tra progresso scientifico e pratica apistica. L'applicazione del feromone mandibolare per uso apistico e incremento dell'impollinazione dei raccolti.

L'esistenza di sostanze prodotte dalla regina che provocano particolari comportamenti delle operaie è stata nella pratica ben conosciuta per molti anni, ma l'identificazione dei componenti chimici, oltre che delle modalità di funzionamento delle stesse era mancante. Siamo recentemente riusciti nell'identificazione e sintesi diuna di queste sostanze . Il complesso feromonale mandibolare. Vogliamo qui presentare brevemente le recenti scoperte concernenti la biologia del feromone mandibolare e lo scopo della ricerca che abbiamo condotto. Sviluppare applicazioni commerciali perl'apicoltura e l'impollinazione.
 

Il feromone mandibolare della regina
 

I feromoni sono sostanze chimiche prodotte dagli insetti che influenzano la fisiologia e il comportamento di altri membri della stessa specie.

Le api sono notoriamente ricche di complessi feromonali e molti di questi mediano comportamenti che sono stati ben studiati. Ad esempio, il feromone delle operaie scoperto da Nasonov viene rilasciato all'ingresso dell'arnia per l'orientamento delle api. Gli apicoltori hanno inoltre grande familiarità col feromone d'allarme che le operaie secernono quando pungono e che ha la funzione di mettere in stato di allarme le altre operaie contro potenziali predatori.

Il feromone mandibolare non era stato ben compreso probabilmente a causa della complessità dei meccanismi chimici prodotti dalla regina .

Abbiamo ora identificato e sintetizzato il feromone e siamo in grado di spiegare come questa sostanza influenza le operaie.

Il feromone mandibolare della regina ( QMP ) è stato identificato come una miscela di cinque componenti ( tre acidi e due composti aromatici ) . Benchè gli acidi e uno degli aromatici fossero stati identificati già negli anni sessanta,solo gli acidi erano considerati elementi feromonali. Il prodotto sintetico così formulato però, non riproduceva gli effetti prodotti dal feromone naturale. L'aggiunta dei composti aromatici ha dato luogo ad una miscela i cui effetti sono del tutto simili a quelli indotti dal feromone naturale.

Una quantità di punti importanti è emersa all'inizio e durante le ricerche riguardo la composizione e l'attivitàdella ghiandola mandibolare.
 

Primo- La completa miscela è necessaria per una piena efficacia. L'asportazione di uno qualsiasi dei componenti riduce l'attività di più del 50% e i singoli componenti sono inattivi se testati individualmente.
 

Secondo- Anche se la miscela sintetica replica l'attivitàdel feromone mandibolare per ciò che riguarda i comportamentidi routine delle operaie e altre funzioni più sotto discusse è importante capire che non viene duplicato il segnale feromonale della regina. Vi sono produzioni feromonali della regina extramandibolari.

Terzo - il feromone mandibolare è altamente attrattivo per le operaie. Già a meno di un decimilionesimo del contenuto della ghiandola mandibolare le api sono attratte e formano una " corte " attorno alla regina.

Da ultimo, le giovani regine appena nate non hanno feromone nelle loro ghiandole.

Il feromone si sviluppa in tutta la sua pienezza al termine della fecondazione , quando la regina comincia a deporre.
 

Funzioni biologiche e applicazioni commerciali
 

Applicazioni in apicoltura
 

Per la realizzazione di applicazioni commerciali abbiamo avuto necessità di stabilire i dosaggi richiesti per l'espletamento delle varie funzioni e i meccanismi per cui il feromone viene normalmente disperso nel nido. Abbiamo definito la quantità media presente in ogni momento nella ghiandola della regina come regina equivalente ( Qeq ) e determinato che le regine possono secernere quantità variabili tra 0,2 e 2,0 Qeq al giorno. Il feromone è per la maggior parte asportato dalle api che fanno parte della corte . Queste api permangono per periodi da 30 a 120 secondi a stretto contatto con la regina , toccandola con le antenne o parti della bocca e rimuovendo il feromone da essa. Successivamente si muovono attraverso il nido trasmettendo il feromone alle altre api.

Il feromone mandibolare sintetico può essere sistemato su un supporto dispensatore ( nome commerciale BEE BOOST ) che nella pratica,quando inserito in colonie o pacchi d'api, viene trattato comeuna regina. Le operaie fanno la corte attorno al supporto. Asportano il feromone e lo trasmettono alle altre api.

IL QMP può anche essere spruzzato sulle api mediante aerosol. Il che realizza una miglior dispersione della dose richiesta.

Mentre per alcune applicazioni è ancora necessario perfezionare il supporto dispensatore, è ormai chiaro che il QMP puòessere posto nelle colonie o spruzzato a dosi tali da influenzare il comportamento delle operaie.

A questi dosaggi e a livelli più alti non abbiamo osservato alcuna anormalità delle api , se non qualche perdita nelle regine autentiche.

E' importante ricordare che il feromone, anche se sintetico, èla stessa identica sostanza che la regina produce naturalmente e introducendo il feromone sintetico nella colonia non si fa nient'altro che aumentare la normale produzione della regina.

Le funzioni che abbiamo studiato richiedono da 1 a 3 Qeq di QMPal giorno e ciò sembra un livello economicamente accettabile. Un dispositivo contenente queste quantità ha un prezzo corrente di circa 1,6 US $ e il prezzo è ipotizzabile in diminuzione nel momento in cui saranno commercializzati volumi significativi.

Presentiamo sommariamente le recenti scoperte riguardanti le applicazioni commerciali che possono definirsi già pronte.

Discutiamo inoltre alcuni risultati che suggeriscono che certe altre applicazioni sono realizzabili
 

Prodotti correntemente disponibili
 

La spedizione di pacchi d'api -

Pacchi contenenti operaie sono prodotti commercialmente e venduti per l'inizio di nuovi allevamenti o il rinforzo di alveari esistenti.Questi pacchetti contengono invariabilmente una regina feconda, la cui presenza serve alla coesione della piccola colonia, riducendo anche la mortalità di operaie. Questo tipo di commercio è presente in America dal 1910 ed è recentemente diventato fiorente anche in altri paesi come Australia e Nuova Zelanda.

Tuttavia esistono circostanze in cui sarebbe desiderabile chei pacchi fossero senza regina . Per esempio la regina fornita non è sempre conveniente o considerata di sufficiente qualità. Alcuni apicoltori preferirebbero inoltre produrle in proprio e acquistare solo le operaie. Questo fatto è risultato amplificato negli ultimi anni a causa di restrizioni nel movimento di api in Nord America essenzialmente a causa di problemi legati ad acari tracheali ( Acarapis woodi ) e varroa ( Varroa jacobsoni) . Anche l'utilizzo di spedizioni di api per rinforzare gli alveari destinati all'impollinazione è aumentato negli ultimi anni,particolarmente in Asia e in Medio oriente.

Perciò un sistema di spedizione che non preveda la presenza di una regina sembrerebbe avere una discreta importanza Secondola nostra opinione il QMP potrebbe essere sistemato su un dispersore e inserito nei pacchi d'api allo scopo di rimpiazzare la regina durante le spedizioni. Le operaie resterebbero egualmente calme in presenza del feromone anche prive della loro regina.

Per studiare questo uso abbiamo simulato una spedizione di 5 giorni,realizzando pacchi d'api di 0,9 Kg ognuno. Abbiamo poi guidato coi pacchi su un automezzo per 24 ore e alla fine sistemato gli stessi in un luogo fresco prima della messa in opera. Tre tipi di trattamento sono stati testati in questo progetto.

1-pacchi con regina ( controllo )

2-pacchi con feromone in quantità di 3 o 10 Qeq e senza regina

3-pacchi senza regina e senza feromone

I risultati hanno mostrato che i pacchi privi di regina e contenenti feromone arrivano a destinazione in condizioni identiche a quelli con normale regina (densità, agitazione, mortalitàe popolazione dopo tre settimane dalla messa in opera). E' perònecessaria una certa cautela nell'introdurre una nuova regina. I pacchi con feromone hanno mostrato valori migliori rispetto ai pacchi privi di regina per tutti i parametri testati.

Abbiamo concluso che il QMP può sostituire la regina nelcorso della spedizione di api , siano essi pacchi o nuclei. Il feromone può anche servire a mantenere la coesione della colonia orfana fino a che una nuova regina viene introdotta. Un apicoltore australiano ha già spedito con successo centinaia di pacchi d'api nel medio oriente con feromone al posto della regina.
 

Allevamento di regine

Un altro uso del feromone mandibolare è come '' pseudoregina" per mantenere la popolazione nei nuclei di fecondazione. Colonie mantenute come piccoli nuclei di fecondazione vanno incontro a deperimenti e diminuzioni della popolazione, particolarmente all'inizio e alla fine della stagione. Lo stesso se la regina non nasce o non si feconda. Dal momento che nuclei troppo ristretti non risultano più adatti al loro scopo , questa diminuzione di popolazione può avere serie conseguenze economiche sull'allevamento reale.

Abbiamo condotto due esperimenti allo scopo di valutare l'uso del feromone nei nuclei di fecondazione. Nel primo esperimento condotto a Manitoba (Canada ) con l'apicoltore Merv Malyon , le celle reali sono state introdotte nei nuclei in primavera. Metà dei nuclei ha ricevuto il feromone, mentre l'altra metà è stata utilizzata come controllo. La popolazione di ogni nucleo è stata misurata dopo che la regina è risultata feconda. Abbiamo inoltre valutato la percentuale di successo delle fecondazioni. Non solo la popolazione è risultata doppia nei nuclei con feromone, ma anche la percentuale di fecondazione è risultata più alta, con un valore del 74% nei nuclei con QMP contro il 54% dei nuclei di controllo.

Abbiamo ripetuto l'esperimento all'Università Simon Fraserin British Columbia e ancora abbiamo trovato più operaie nei nuclei con feromone, anche se stavolta in maniera statisticamente non significativa. Comunque, nei nuclei in cui la regina non risultava nata o fecondata, vi era un numero significativamente maggiore di api. I nuclei trattati con QMP risultavano dunque in migliori condizioni per affrontare il secondo giro di allevamento.

L'introduzione del feromone prima o contemporaneamente alla cella reale può avere una quantità di applicazioni nell'allevamentoreale. Dal momento che il feromone aiuta a mantenere la popolazione, può risultare utile per tutte quelle condizioni in cui la popolazione diminuisce. Può essere utile inoltre in condizioni di fecondazione particolarmente difficili, come con freddo o vento.

Nell'esperimento di Manitoba abbiamo notato una miglior sopravvivenza delle regine è più alta percentuale di successo della fecondazione nelle colonie trattate con feromone, forse anche grazie alla più alta quantità di popolazione di questi nuclei. Le colonie trattate con feromone mantengono inoltre la loro popolazione per un tempo più lungo. Ciò può essere utile nel caso di infrequenti visite all'apiario. Dal momento che non abbiamo mai osservato perdite di regine o altri comportamenti anomali in presenza del normale dosaggio di QMP, possiamo concludere che esso costituisce un metodo valido e sicuro per migliorare l'allevamento reale.
 

Trappole per sciami

Il feromone mandibolare della regina può avere utilità per attrarre sciami in arnie esca.Le trappole correntemente sul mercato sono fabbricate in polpa di carta o in legno e ospitano al loro interno una mistura sintetica del feromone delle operaie scoperto da Nasonov. La miscela più attrattiva del feromone sintetico di Nasonovè costituita da Citral, Geraniol e acido nerolico.

Il Qmp da solo o insieme al Nasonov può migliorare l'attrattività.

Abbiamo testato molte combinazioni di feromoni come attrattivi degli sciami , incluso il QMP da solo e in combinazione con varie misture del Nasonov. Il Qmp da solo non risulta efficace nell'attirare gli sciami.

L'aggiunta del QMP a qualsiasi mistura di Nasonov non produce attrazione migliore di quella esercitata dal Nasonov da solo ad una distanza di 100 m o più. Tuttavia dagli studi emerge un modello. In questi esperimenti il feromone di Nasonov èstato testato nei confronti di una miscela QMP/ Nasonov appesa anche a pochi metri di distanza. In questo caso gli sciami hanno preferito la combinazione dei due feromoni . Le operaie degli sciami sembrano utilizzare il feromone di Nasonov per le lunghe distanze , ma la presenza del QMP sembra attrarle nel momento dell'arrivo sul luogo , probabilmente perchè pensano chela loro regina sia entrata nella scatola esca.

Questi risultati suggeriscono un uso limitato del QMP nelle trappole per sciami. Non raccomandiamo l'uso di questo feromone in un programma che preveda l'utilizzo di singole scatole esca. Comunque,nel caso di programmi con utilizzo multiplo di scatole esca in uno stesso posto, possono beneficiare anche dell'utilizzo del feromone mandibolare.

La miscela Citral, Geraniol e acido nerolico unita al QMP sintetico ha dato i migliori risultati nei nostri esperimenti nel caso che più scatole esca fossero sistemate nello stesso posto.
 

Unità di impollinazione

Una speciale tecnica perl'uso delle api per impollinazione in particolari condizioni è oggi sviluppata . Consiste nella realizzazione di piccole colonie senza regina , che vengono portate sulle fioriture e su queste si esauriscono. Sono utili per zone lontane dove il viaggio di ritorno per recuperare colonie normali non sarebbe economico o nei casi di eccedenze di api da parte dell'apicoltore. Non èprovato il rapporto costo-effetti dal momento che queste "colonie" sono prive di regina e di covata e non bottinano regolarmente. L'aggiunta di una regina non è evidentemente economica. L'uso del feromone può però surrogarla. Per testare I' efficacia del feromone in queste unità di impollinazione abbiamo comparato colonie con regina, unità prive di regina e unità prive di regina ma con feromone su fruttiferi della British Columbia. In questi esperimenti le unità con feromone si sono comportate altrettanto bene delle colonie con regina,mostrando un numero statisticamente analogo di bottinatrici per minuto di ritorno all'alveare. Per contro, le unità senza regina hanno mostrato un numero statisticamente minore di bottinatrici rispetto agli altri due gruppi. Ne abbiamo concluso che il feromonepuò sostituire la regina nelle unità di impollinazione.
 

Prodotti prossimi alla commercializzazione
 

Inibizione della sciamatura

Una applicazione ovvia del feromone QMP è per l'inibizione della sciamatura. Questo feromone inibisce l'allevamento reale. Le operaie normalmente non iniziano l'allevamento reale se non in assenza di una regina o in condizioni di scarsa distribuzione del feromone all'interno dell'alveare in conseguenza di congestionamento. Il feromone mandibolare sintetico impedisce l'allevamento reale in colonie prive di regina e può inibire l'allevamento e la successiva sciamatura per 4-5 settimane in colonie molto popolate e con regolare regina.

L'effetto soppressivo di questo feromone mandibolare sull'allevamento di regine e sulla sciamatura ha potenzialità d'uso nella pratica apistica, particolarmente negli apiari non frequentemente visitati. Colonie con aggiunta di QMP diventano straordinariamente congestionate senza sciamare, concedendo all'apicoltore 4-6 settimane per eseguire le normali pratiche apistiche di gestione della sciamatura. L'uso del feromone è inoltre economico in rapporto alla perdita di miele e di capacità di impollinazione che avviene in conseguenza della sciamatura. Tuttavia la prevenzione della sciamatura mediante feromone sintetico richiede un dispensatore che rilasci giornalmente l'adeguato quantitativo di feromone per un periodo di alcune settimane. Stiamo lavorando allo sviluppo di un simile dispensatore. Se avremo successo, questa diventerà una delle più significative applicazioni che l'apicoltura possa avere dal momento che la prevenzione della sciamatura è uno dei maggiori problemi a cui nel mondo intero gli operatori devono far fronte.

 

Applicazioni in cui il feromone si è rivelato inefficace
 

Non tutte le ricerche che abbiamo condotto hanno mostrato una possibilità di applicazione . In alcuni casi non abbiamo riscontrato gli effetti desiderati. Non raccomandiamo l'uso del feromone per le seguenti funzioni:
 

Stimolazione dell'allevamento di covata e raccolta di polline e nettare- uno dei primi progetti del nostro gruppo di ricerca riguardava la possibilità di migliorare le capacitàdi bottinamento oltre che l'allevamento di covata in colonie normali. I risultati iniziali si erano manifestati promettenti L'applicazione di feromone migliora la raccolta di polline dell'80% e l'allevamento di covata del 18 % in piccole colonie in primavera. Quando peròlo stesso è somministrato a normali colonie in produzione durante l'estate non si nota nessuna differenza per ciò che riguarda la raccolta di polline e miele e l'allevamento di covata. Successivamente abbiamo provato ad inserire il feromone in nuclei, in colonie durante l'impollinazione del mirtillo, in colonie svernate al chiuso e riportate all'aperto in primavera senza successo. Perciò non raccomandiamo l'uso del feromone per la stimolazione della raccolta o dell'allevamento di covata nella maggioranza delle situazioni. Il Qmp può tuttavia essere utile nella stimolazione dei pacchi d'api appena stabiliti,anche se le prove dovrebbero essere ripetute prima che possiamo raccomandarlo per questa funzione.
 

Stimolazione alla nutrizione - abbiamo provato ad utilizzare il feromone mandibolare per aumentare le scorte derivate dall'alimentazione con zucchero e di polline in primavera e autunno. Visto che il QMP è molto attrattivo per le api operaie abbiamo provato a miscelarlo allo sciroppo di zucchero per la nutrizione e a paste supplementari di polline per aumentarne il tasso di assunzione, particolarmente in condizioni fredde. Il risultato di tre prove è stato che l'assunzione di questi alimenti con feromone è virtualmente identica a quella dei controlli.
 

Introduzione di regine negli alveari- Una domanda che ci siamo sentiti spesso rivolgere dagli apicoltori è:"Il QMP può essere d'aiuto per trovare la vecchia regina e sostituirla con una nuova?" Sfortunatamente la risposta è NO!

Il feromone sintetico non è attrattivo per la regina e solo se le operaie fossero esposte a livelli molto alti di feromone sintetico ucciderebbero la vecchia regina. E' però possibile che il feromone possa migliorare le condizioni di introduzione di nuove regine, calmando la colonia e riducendo

L'aggressività dei momenti di orfanità. Tuttavia la normale percentuale di accettazione sembra abbastanza alta da non far considerare economico un utilizzo generalizzato del feromone per questo scopo.


 

Applicazioni nell'impollinazione
 

La più significativa applicazione commerciale del feromone mandibolare sarebbe relativa all'impollinazione. Questa èla funzione economicamente più importante che le api svolgono.

I vantaggi di quest'applicazione sono risultati al momento abbastanza variabili
 

Mark Winston-Professore di Scienze biologiche all'Università Simon Fraser di Burnaby ;British Columbia Canada
 

pubblicato su American Scientist volume 80 luglio - agosto92
Traduzione di Gianni Savorelli
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