Bombus LATREILLE 1802

 

Piero Sagnibene

 

 

Karl von Frisch e Martin Lindauer assestarono un durissimo colpo all’antropocentrismo quando dimostrarono che non soltanto, ed esclusivamente, l’uomo, ma anche le api comunicavano tra loro con un linguaggio simbolico, spiegando alle loro compagne la localizzazione dei fiori e dell’acqua, mediante una triangolazione alveare-sole-fiori, il tempo e la distanza da percorrere in volo, da loro stesse corretta rispetto al movimento del sole che nel frattempo era intervenuto, la ricchezza di alimento offerta da quei fiori, o anche quando votavano per decidere dove lo sciame doveva costruire un nuovo nido. Per l’antropocentrismo linguaggio simbolico e cultura costituivano la barriera insormontabile che distingueva l’uomo dal mondo animale, ma i recenti risultati delle ricerche in atto stanno demolendo anche la seconda. La cultura, come è noto, è esperienza accumulata e orgaizzata dalle generazioni umane passate; viene appresa socialmente, come una sorta di lamarckiana “trasmissione dei caratteri culturali aquisiti” per via esogamica, comportamenti complessi imparati osservando i propri simili o apprendendoli da qualcosa, come un libro, che li contenga. Studi recenti dimostrano che i bombi possono acquisire anch’essi, tramite apprendimento sociale, un comportamento troppo complesso per l'innovazione individuale, una caratteristica finora ritenuta esclusiva della cultura cumulativa umana, compiendo azioni che nulla hanno a che fare con i loro istinti naturali.

Bombus LATREILLE 1802 è un Genere di Imenotteri della sottofamiglia Apiinae, a cui appartengono anche le api , Bombini MICHENER 1944 (Tribù) noti come bombi, circa 250 specie, ed è il protagonista di questi esperimenti. 

 

 I bombi sono insetti impollinatori di grande importanza e di enorme utilità per gli ecosistemi naturali ed agricoli ed, allo stesso modo delle api, raccolgono nettare e polline per nutrirsene. Sono insetti sociali che vivono in piccole colonie formate da pochi esemplari e, tranne le femmine fecondate (le regine), non sopravvivono all'inverno. Tali femmine, dopo la morte della colonia, cercano un luogo riparato dove trascorrere i rigori della stagione invernale. I bombi accumulano polline e nettare in celle speciali all’interno del nido, eccellono nello spargere il polline che fertilizza molti tipi di flora selvatica e anche le maggiori coltivazioni agricole come quelle di pomodori, mirtilli, zucca, peperone, melanzana, fragola, melone, pero, albicocco, susino, melo, kiwi, ciliegio, lampone, ecc. Senza l'aiuto dei bombi, e di altri insetti impollinatori, molte piante non riuscirebbero a riprodursi e inizierebbero un lento declino. Inoltre, i bombi hanno preferenza per i fiori dalle forme complesse, come le corolle a forma di tubo, che altri insetti potrebbero non essere in grado di impollinare efficacemente. Una peculiarità interessante dei bombi a riguardo dei fiori è la loro specializzazione individuale: ogni operaia mostra una netta preferenza per una specie di fiore. I bombi riescono a vedere il campo elettromagnetico dei fiori, riuscendo a orientarsi verso quelli che appaiono colmi di polline. I fiori sono carichi negativamente, i bombi positivamente: un fiore, che è stato visitato di recente, modifica la sua carica e risulta meno appetibile.  In primavera le regine fecondate si risvegliano dalla ibernazione, si nutrono e cercano un nido (spesso sottoterra). Depongono le prime uova che si sviluppano in operaie sterili, le quali prendono in carico la ricerca di cibo e la cura

 I bombi sono insetti impollinatori di grande importanza e di enorme utilità per gli ecosistemi naturali ed agricoli ed, allo stesso modo delle api, raccolgono nettare e polline per nutrirsene. Sono insetti sociali che vivono in piccole colonie formate da pochi esemplari e, tranne le femmine fecondate (le regine), non sopravvivono all'inverno. Tali femmine, dopo la morte della colonia, cercano un luogo riparato dove trascorrere i rigori della stagione invernale. I bombi accumulano polline e nettare in celle speciali all’interno delnido, eccellono nello spargere il polline che fertilizza molti tipi di flora selvatica e anche le maggiori coltivazioni agricole come quelle di pomodori, mirtilli, zucca, peperone, melanzana, fragola, melone, pero, albicocco, susino, melo, kiwi, ciliegio, lampone, ecc. Senza l'aiuto dei bombi, e di altri insetti impollinatori, molte piante non riuscirebbero a riprodursi e inizierebbero un lento declino. Inoltre, i bombi hanno preferenza per i fiori dalle forme complesse, come le corolle a forma di tubo, che altri insetti potrebbero non essere in grado di impollinare efficacemente. Una peculiarità interessante dei bombi a riguardo dei fiori è la loro specializzazione individuale: ogni operaia mostra una netta preferenza per una specie di fiore. I bombi riescono a vedere il campo elettromagnetico dei fiori, riuscendo a orientarsi verso quelli che appaiono colmi di polline. I fiori sono carichi negativamente, i bombi positivamente: un fiore, che è stato visitato di recente, modifica la sua carica e risulta meno appetibile.  

 

In primavera le regine fecondate si risvegliano dalla ibernazione, si nutrono e cercano un nido (spesso sottoterra). Depongono le prime uova che si sviluppano in operaie sterili, le quali prendono in carico la ricerca di cibo e la cura della covata. In estate la colonia raggiunge 60-400 individui; la regina si dedica esclusivamente alla deposizione di uova. A fine estate o in autunno la colonia produce maschi e nuove regine, che si accoppiano all'esterno; questa fase è caratterizzata dall'aggressività tra le operaie e la regina e dalla successiva instaurazione di gerarchie di dominanza basate in gran parte sulle dimensioni. La scelta per l’accoppiamento è determinata soprattutto dalle dimensioni del partner. Poi i maschi, la vecchia regina e la colonia muoiono. In inverno le giovani regine fecondate si ibernano nel terreno per superare l'inverno. La fecondità è controllata, almeno in parte, da JH (ormone giovanile), che funziona come una gonadotropina . Esiste una forte correlazione positiva tra la lunghezza degli ovociti ed i titoli di JH, indipendentemente dall'età e dalle condizioni sociali. Le femmine che depongono le uova hanno titoli ormonali più elevati e il trattamento sperimentale con JH sulle operaie causa un aumento dose-dipendente della lunghezza degli ovociti anche in presenza della regina. Lo sviluppo da uovo a bombo adulto (operaia) avviene in circa 22 giorni, passando attraverso gli stadi di larva, pupa e metamorfosi. 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Bombi giardinieri

E’ stato osservato che, quando il polline scarseggia, le operaie mordono e danneggiano le foglie delle piante non ancora fiorite, inducendole a fiorire in anticipo. I bombi praticano piccoli fori circolari o semicircolari sulle foglie, un comportamento che inizialmente era stato scambiato per alimentazione; ma dato che nessun frammento di foglia veniva ingerito o portato al nido, si è sospettato che in realtà si tratta di un "manipolazione" della pianta. Questa “potatura”, che è risultata diffusa in almeno 12 specie diverse di bombi, provoca una reazione di stress nella pianta, portandola a fiorire prima. Sperimentalmente si è accertato che le piante di pomodoro “potate” dai bombi sono fiorite fino a 30 giorni prima, mentre quelle di senape circa 14 giorni prima. Questa attività dei bombi è fortemente legata alla carenza di polline: infatti, quando i bombi trovano cibo in abbondanza, non danneggiano le piante. I ricercatori hanno tentato di replicare il danno con pinze e rasoi ma non hanno prodotto la stessa accelerazione della fioritura, suggerendo che i bombi , col morso, rilascino sostanze chimiche e/o applichino una tecnica specifica che innesca la risposta. Queste scoperte evidenziano un'interazione complessa tra bombi e piante, dove l'insetto non è solo un impollinatore passivo, ma un attivo manipolatore del proprio ambiente per garantire la sopravvivenza della colonia, una strategia evolutiva adattativa per far fronte ai cambiamenti climatici e alla scarsità di risorse primaverili.

 

Apprendimento sociale

 

Lo studio dell’apprendimento sociale negli insetti ha avuto alcuni famosi iniziatori. Roger Darchen studiò il favo delle api, riscontrando che la sua costruzione richiedeva la cooperazione e l’apprendimento della tecnica dalle api più anziane, Pierre-Paul Grassè (1895-1985), uno dei grandi biologi del secolo scorso, a proposito delle enormi costruzioni realizzate dalle termiti, spiegò che non si trattava di mero istinto, ma di stigmergia (termine da lui coniato), cioè di apprendimento imitativo. "La stigmergia - scrisse - si manifesta nel termitaio per il fatto che il lavoro individuale di ogni operaio edile stimola e guida il lavoro del suo vicino." 

  

 Un esperimento si è proposto di insegnare ai bombi a muovere una pallina, contenente come ricompensa una miscela di acqua e zucchero, ed a farla cadere in un piccolo buco posto su una piattaforma.

I bombi sono stati divisi in tre gruppi, che sono stati preparati in maniera differente.

• Il primo gruppo ha imparato osservando un insetto precedentemente addestrato,

• il secondo guardando la palla muoversi grazie a un magnete nascosto,

• al terzo gruppo è stata semplicemente mostrata la pallina già nel buco,

Dopo tre settimane di allenamento, il gruppo che ha ottenuto maggior successo è stato quello che ha imparato il trucco guardando un altro bombo replicare il gesto.

Un altro esperimento consisteva nell’aprire una scatola e ottenere una ricompensa zuccherina. I bombi dovevano prima eseguire un'azione iniziale e non ricompensata (spingere una linguetta blu), seguita da un'azione ricompensata (spingere una linguetta rossa). I risultati hanno mostrato che i bombi, esposti individualmente alla scatola per un lungo periodo (fino a 24 giorni), non sono riusciti ad aprirla, suggerendo l'impossibilità di risolvere il problema tramite prove ed errori individuali l'impossibilità di risolvere il problema tramite prove ed errori individuali. Al contrario, un terzo dei bombi osservatori inesperti, esposti a bombi dimostratori addestrati, è riuscito ad acquisire l'intera sequenza comportamentale, anche senza essere mai stato ricompensato per la prima fase. L'apprendimento è risultato fortemente dipendente dalla specifica tecnica utilizzata dal bombo dimostratore: solo i dimostratori , che utilizzavano la tecnica che combina i due passaggi in un unico movimento, hanno portato bombi osservatori ad imparare. Inoltre, l’osservazione ravvicinata del bombo dimostratore è risultata correlata all'apprendimento, in particolare nel gruppo che ha utilizzato la tecnica appresa e che ha avuto successo nella risoluzione del problema. In conclusione, lo studio fornisce la prima evidenza di un invertebrato con capacità di apprendere socialmente un comportamento che non può essere innovato individualmente.

Questo risultato sfida la convinzione che tale capacità sia unica degli esseri umani e rafforza l'idea che gli insetti sociali sono modelli per lo studio dei meccanismi cognitivi che sono alla base della diffusione della cultura.

Negli esperimenti, sono stati osservati la diffusione e il mantenimento di una "tendenza" comportamentale nei gruppi di bombi, simile a quanto osservato nei primati e negli uccelli. I repertori comportamentali degli insetti sociali, come i bombi ,sono tra i più complessi del pianeta, ma le ricerche dicono che l'apprendimento sociale potrebbe aver avuto un'influenza maggiore sull'evoluzione di questo comportamento più di quanto si pensasse in precedenza.

 

Psichismo dei bombi

Lo studio dello psichismo dei bombi continua a fornire elementi sorprendenti. I ricercatori hanno costruito uno speciale labirinto, dotato di luci lampeggianti, due cerchi luminosi che vengono mostrati con durata di lampeggio lunga e breve, come fossero segnali di un codice Morse. Finora la capacità di distinguere un punto (la lettera e) da una linea (la lettera t), cioè un impulso breve ed uno più lungo di luce, era stata osservata solo negli umani,nei macachi e nei piccioni. Il lampeggio breve (il punto) era associato ad una ricompensa zuccherina, mentre il lampeggio lungo(la linea) era associato ad una sostanza amara che i bombi detestano. La posizione dei due segnali veniva modificata più volte, in modo che i bombi non fossero guidati da altri indizi olfattivi o visivi. I bombi non incontrano stimoli luminosi nel loro ambiente, ma hanno imparato a distinguere la luce i base alla sua durata e la maggior parte si dirigeva direttamente alla luce puntiforme. Dopo che i bombi avevano imparato a distinguere la luce in base alla sua durata poiché la maggior parte di loro passava direttamente alla durata "corretta" della luce lampeggiante precedentemente associata allo zucchero, indipendentemente dalla posizione spaziale dello stimolo. I bombi sono riusciti a tracciare la durata degli stimoli visivi mostrando una estensione di capacità di elaborazione del tempo che si è evoluta per scopi diversi, come il monitoraggio del movimento nello spazio o la comunicazione. I meccanismi neurali coinvolti, per cervelli più piccoli di in millimetro cubo, per la capacità di tenere traccia del tempo per queste durate, sono ancora sconosciuti, ma non sono comparabili con quelli dei ritmi circadiani e dei cambiamenti stagionali, troppo lenti per spiegare la capacità di distinguere tra un punto ed un trattino di diversa durata. La durata dell'elaborazione negli insetti è la prova di una soluzione di compiti complessi che utilizza un substrato neurale minimo.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Bombi nel riscaldamento climatico

I dati concreti, e non un eccesso di pessimismo dei ricercatori, portano a definire come “estinzione in massa” lo stato delle popolazioni dei bombi nel mondo. Le probabilità che una popolazione di bombi sopravviva in un dato luogo è attualmente diminuita del 30% nel corso di una sola generazione umana; in Europa le popolazioni di bombi sono diminuite del 17%, rispetto all’inizio del 20° secolo, nel Nord America di circa il 50% rispetto al 1974 e molte specie sono scomparse dai loro areali; oltre il 75% dei bombi europei potrebbe essere a rischio nei prossimi 40-60 anni. La correlazione tra riduzione delle specie vegetali, in termini di abbondanza e diversità, e la prosperità di bombi considera che circa il 90% delle piante selvatiche e la maggior parte di quelle coltivate dipendono dalla loro attività di impollinazione: è in pregiudicato, quindi, la sicurezza alimentare umana. Le cause sono complesse: la falcidia operata da fitofarmaci, la perdita di habitat ma, più di tutto, il riscaldamento climatico che colpisce la loro biologia e sposta gli areali idonei per i bombi, minacciando il 75% delle specie europee.

Il surriscaldamento degli ambienti, dei nidi e della covata con temperature del nido superiori ai 30 °C è molto dannoso; al di sopra dei 35 °C si verifica rapidamente la morte, nonostante la notevole capacità degli adulti di termoregolarsi .

Quando le temperature diventano troppo alte i processi metabolici iniziano a rompersi, cessano e la morte sopraggiunge rapidamente. La colonia di bombi agisce come un “superorganismo” in cui l’idoneità riproduttiva dipende dalla sopravvivenza e dalla riproduzione collettiva della colonia, piuttosto che dai singoli individui. Se il nido è troppo caldo per far crescere larve sane, l’intera colonia ne risente, indipendentemente dagli sforzi dei mombi di raffreddare il nido ventilando l’aria. Temperature superiori ai 30-35°C all'interno del nido possono compromettere la velocità di sviluppo, la riproduzione e persino portare alla morte delle larve.

Gli studi sulle api mellifere dimostrano che temperature più elevate nei nidi compromettono la forza e la capacità riproduttiva delle regine e portano ad api operaie più piccole e in cattive condizioni. In effetti, la legge di Bergmann spiega che con temperature elevate i corpi degli animali tendono ad essere più piccoli, poiché in questo modo diviene più semplice la dispersione del calore; ad esempio, il più grande di tutti i mammiferi, la balenottera azzurra, con i suoi 23 metri di lunghezza, vive nel degli abissi marini, mentre il pipistrello- farfalla, di 23 centimetri, vive al caldo nelle grotte della Thailandia. E’ già dimostrato che con temperature maggiori la lunghezza del corpo dei bombi 

sia minore; impollinatori con corpi più piccoli riducono anche drasticamente il successo della colonia, in quanto ritornano al nido con una minore quantità di polline per nutrire le larve. Ma ne consegue anche un secondo effetto che pregiudica e danneggia la riproduzione; le femmine dei bombus sono generalmente monoadrore e semelpare (si accoppiano una sola volta e con un solo maschio) e spesso ricevono un tappo che impedisce un secondo accoppiamento. La scelta del maschio è fatta in base alle dimensioni dello stesso e spesso le condizioni climatiche portano ad un rifiuto della copula. Ma il riscaldamento climatico porta anche al fenomeno del mismatch, cioè al disallineamento tra nutrizione e fabbisogno, cioé tra la fioritura delle piante e l’emersione delle regine dalla ibernazione; i bombi possono emergere dal letargo quando i fiori di cui si nutrono non sono ancora sbocciati o sono già appassiti, creando un disallineamento fenologico. Quando la temperatura ambientale raggiunge i 33°C, i bombi iniziano a dare priorità alla ventilazione del nido rispetto alla raccolta del polline. Se il nido supera i 35°C - 36°C, la covata rischia la morte. In queste condizioni di "modalità sopravvivenza", le operaie spruzzano acqua zuccherata sulle uova per raffreddarle tramite evaporazione crescente. All’aumento delle temperature medie, seguono l'intensificazione delle variazioni stagionali e la crescente frequenza di eventi meteorologici estremi, che rappresentano gravi rischi per la sopravvivenza delle popolazioni dei bombi. E’ atteso un aumento di temperatura tra i 2 e i 3°C per il 2050, rispetto a quella media degli ultimi dieci anni, ed entro fine secolo un ulteriore riscaldamento che va dai 3 ai 7°C in funzione degli scenari di emissione.  

 

 

Il declino delle popolazioni dei bombi, che si combina con quello delle api allevate o spontanee e degli altri impollinatori, rende conto della incapacità della specie umana di evitare un disastro incombente, ed esiste, concretamente, la preoccupazione che, per gli insetti impollinatori, siamo già oltre il limite di non-ritorno. Qualche capo di Stato, pervaso da cinismo ignorante, afferma che le ragioni della scienza sono un alibi ideologico contro gli interessi del profitto, ma i fatti non si possono cambiare e, purtroppo, la Terra è il solo pianeta dove possiamo sopravvivere.