Il metabarcoding del polline: applicazioni e prospettive

La scienza al servizio delle api: il metabarcoding del polline

Le api permettono a una moltitudine di vegetali di riprodursi, specialmente a diverse piante da frutto che poi ritroviamo sulle nostre tavole. Purtroppo però, parassiti letali come Varroa denstructor, i cambiamenti climatici e l’uso incontrollato di pesticidi stanno dimezzando le popolazioni di questo incredibile insetto impollinatore. Ma non tutto è ancora perduto.

I nostri eroi silenziosi, scienziati e ricercatori di tutto il mondo, stanno unendo le forze per cercare di salvare le api. Un aspetto, sul quale la ricerca si sta focalizzando, è quello di capire effettivamente quali siano i fiori visitati dalle nostre api. In questo modo si potrebbe contribuire alla loro sopravvivenza, arricchendo le città e le campagne di piante in fiore. Come possiamo però capire quali fiori prediligono le nostre api? La risposta arriva dal polline. Recentemente, infatti, è stata messa a punto una tecnica di biologia molecolare capace di identificare la pianta da DNA vegetale: il metabarcoding del polline. Scopriamo assieme come funziona questa innovativa metodologia.

L’importanza delle api per il nostro pianeta

Le api sono importantissimi insetti impollinatori che contribuiscono a garantire la biodiversità sul nostro pianeta. Pensate che, centinaia di milioni di anni fa, le piante si riproducevano principalmente grazie alla dispersione del polline nell’aria. Infatti, il vento era l’elemento determinante per trasportare il polline da un fiore ad un altro, garantendo la riproduzione della pianta.

Nel corso del tempo però, l’evoluzione ci ha mostrato tutta la sua creatività: insetti e piante hanno iniziato ad interagire in maniera straordinaria. Le api, in particolare, sono diventate gli impollinatori più importanti sulla Terra. La pianta, infatti, attira a sé la nostra ape offrendole una ricompensa nutritiva. L’ape raccoglie il nettare dal fiore e, allo stesso tempo, preleva il polline. Quando poi l’insetto vola su un altro fiore lascia il polline su di esso e, se si tratta della stessa specie del fiore precedente, avviene la fecondazione. In questo modo, la pianta si assicura che la sua discendenza continui e la nostra ape torna al nido con la pancia piena e il nutrimento necessario per la sua prole (Figura 1).

ape con polline sulle zampe
Figura 1 – Un’ape da miele che si nutre su un fiore. Sulle zampe posteriori si può apprezzare il polline raccolto che poi verrà lasciato al nido [Credits: wikipedia.org].

Una tecnica innovativa: il metabarcoding del polline

Sul nostro pianeta vivono oltre 2000 specie di api. Ogni specie ha delle preferenze ben precise sui fiori che visita. Infatti, ci sono api che prediligono pochi fiori e che sono molto specializzate nella raccolta al polline. Altre, invece, visitano un grosso numero di fiori e sono più generaliste, come la nostra comune ape da miele. Una volta raccolto, il polline viene immagazzinato nel nido. Qui, le larve lo usano come cibo per svilupparsi e raggiungere la forma adulta.

Quello che fanno i ricercatori è andare a prelevare, all’interno dei nidi, le scorte di polline delle api (sempre stando attenti a non compromettere le scorte del nido!) e analizzarle in laboratorio. Il metabarcoding del polline, infatti, permette di risalire al tipo di pianta visitata dall’ape tramite lo studio del DNA. In laboratorio sono state selezionate delle regioni di DNA vegetale che permettono, tramite sofisticati database genomici, di identificare la pianta tramite il polline (Figura 2). I passi da gigante fatti della scienza nell’ambito del sequenziamento del DNA ci stanno dunque aiutando a capire, in maniera sempre più approfondita, l’ecologia delle api.

Comprendere le preferenze alimentari delle nostre api è cruciale per la loro sopravvivenza. Infatti, le larve non sono in grado di svilupparsi se il polline che ricevono proviene da fiori che l’ape adulta normalmente non visita. In altre parole, se un’ape non trova i fiori sui quali di solito si ciba, potrebbe non sopravvivere. Gli esperimenti condotti in laboratorio hanno dimostrato che le api hanno bisogno di ricevere il nutrimento per il quale si sono specializzate. Intaccare questo delicato equilibrio potrebbe essere molto dannoso per loro.

tipi di polline
Figura 2 – Immagine al microscopio elettronico di granelli di polline. Si nota la grande variabilità nella superficie dei pollini dovuta al tipo di dispersione. In rosa polline di girasole, malva (giallo), campanelle (verde chiaro grandi), giglio (verde scuro) e ricino (verde chiaro piccoli) [Credits: Dartmouth College].

Polline e batteri

Di recente, gli scienziati hanno anche associato la dieta delle api al loro microbioma intestinale. Infatti, i batteri presenti nel polline sembra possano entrare a far parte della flora intestinale delle api. I batteri acquisiti dal polline potrebbero giocare un ruolo importante nel metabolismo e nella funzionalità del sistema immunitario dell’insetto. Perdere un numero elevato di piante, a causa dell’azione dell’uomo, potrebbe quindi compromettere la salute delle api anche dal punto di vista microbiologico. Ecco che dunque, il metabarcoding del polline si rivela sempre più uno strumento determinante nel tentativo di proteggere le api dal declino (Figura 3).

larva che si ciba
Figura 3 – Una larva di ape si nutre su una palla di polline portata al nido, dopo varie visite a fiori diversi, dall’ape adulta. [Credits: Jim Cane]

Conclusioni

Oggi abbiamo scoperto assieme quanto importanti siano le api per il nostro pianeta. Investire nella ricerca su questi straordinari insetti impollinatori deve diventare una priorità per il nostro Paese. Brillanti e coraggiosi ricercatori hanno messo la scienza al servizio delle api. I risultati, sono l’invenzione di tecniche innovative come quella del metabarcoding del polline, promettente strumento per conoscere meglio questi insetti e imparare a proteggerli.


“Se le api scomparissero dalla faccia della terra, all’uomo non resterebbero che quattro anni di vita.” (Albert Einstein)


Ci lasciamo con un monito di uno dei più grandi scienziati passati sulla Terra, augurandoci che saremo capaci di tutelare questi piccoli ma fondamentali insetti impollinatori.

Fonti

  • Voulgari-Kokota A, Ankenbrand MJ, Grimmer G, Steffan-Dewenter I, Keller A. Linking pollen foraging of megachilid bees to their nest bacterial microbiota. Ecol Evol. 2019 Sep 2;9(18):10788-10800. doi: 10.1002/ece3.5599. PMID: 31624582; PMCID: PMC6787775.
  • Bell KL, de Vere N, Keller A, Richardson RT, Gous A, Burgess KS, Brosi BJ. Pollen DNA barcoding: current applications and future prospects. Genome. 2016 Sep;59(9):629-40. doi: 10.1139/gen-2015-0200. Epub 2016 Apr 13. PMID: 27322652.

Fonti immagini

Un commento su “Il metabarcoding del polline: applicazioni e prospettive”

  1. Buongiorno,
    bellissimo lavoro !!
    Coinvolgerei le associazioni degli apicoltori, scuole, allevatori ed agricoltori, veterinari e chi si occupa di zooprofilassi.
    Il buon esito di tutte le attività credo sia una condivisione, sia degli obiettivi che dei risultati finali.
    Da appasionato e da apicoltore amatoriale vedrei con interesse una collaborazione più attenta e puntuale con agricoltori ecc.
    Grazie per quanto fate !!
    Paolo Barbieri

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