Risultati di quattro generazioni di selezione per il comportamento igienico sensibile alla Varroa nelle api mellifere
- Redazione ASPA
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La sopravvivenza delle api mellifere, fondamentali per l’impollinazione e la sicurezza alimentare globale, è minacciata da Varroa destructor, un acaro parassita che ha rivoluzionato le sfide dell’apicoltura moderna. Un recente studio esplora l’impatto biologico e produttivo dell’infestazione, le strategie di contenimento attuali e le prospettive offerte dall’allevamento selettivo, con un focus sui comportamenti naturali di resistenza che potrebbero rappresentare la chiave per un’apicoltura più sostenibile. Di seguito l'approfondimento.
Il settore dell'apicoltura è da tempo confrontato con una grave minaccia biologica: Varroa destructor, un acaro parassita che compromette gravemente la sopravvivenza delle colonie di Apis mellifera in tutto il mondo. Originariamente ectoparassita dell'ape asiatica (Apis cerana), con cui si è coevoluto. V. destructor è passato ad A. mellifera nel XX secolo, diventando rapidamente la principale causa di perdita di colonie nelle regioni temperate. L'acaro si riproduce all'interno delle celle di covata opercolate delle api mellifere e funge da vettore per diversi virus, in particolare il virus delle ali deformate (DWV), rendendolo una delle principali minacce alla salute e alla produttività delle colonie. Gli acari si nutrono del tessuto adiposo delle api in fase di sviluppo e adulte, compromettendo la funzione immunitaria, riducendo la durata della vita e indebolendo la resilienza della colonia. In assenza di un controllo efficace, le colonie infestate spesso collassano nel giro di pochi mesi.
La gestione convenzionale si basa in larga misura su trattamenti chimici e strategie di interruzione della covata. Tuttavia, la crescente resistenza agli acaricidi, le preoccupazioni relative alla contaminazione dei prodotti dell'alveare e i vincoli indotti dal clima sui periodi di trattamento hanno spinto alla ricerca di alternative più sostenibili e a lungo termine. L'allevamento selettivo di A. mellifera per ottenere caratteristiche di resistenza ereditarie potrebbe essere una strategia promettente per migliorare la resilienza delle colonie riducendo al contempo la dipendenza dai prodotti chimici.
Recenti studi hanno confermato l'efficacia della selezione per una bassa crescita della Varroa nel migliorare la salute sia a livello individuale che di colonia.
Le api mellifere mostrano naturalmente diversi meccanismi comportamentali che possono limitare la riproduzione e la diffusione di V. destructor. Tra questi, il comportamento di pulizia, in cui le api adulte rimuovono gli acari dal proprio corpo o da quello delle compagne di nido, e il comportamento di ricopertura, che consiste nell'aprire e richiudere le celle di covata contenenti acari senza rimuovere le pupe. Tuttavia, tra tutti questi meccanismi, l'igiene sensibile alla Varroa (VSH) si è dimostrata particolarmente efficace e ha attirato una notevole attenzione ai fini dell'allevamento.
Il VSH si riferisce alla capacità delle api operaie di individuare e rimuovere la covata parassitizzata dagli acari riproduttivi durante specifici stadi pupali, in particolare nei primi cinque giorni dopo la chiusura delle celle, quando i segnali provenienti dalla covata sono suscettibili di innescare risposte igieniche. Questo comportamento interrompe il ciclo riproduttivo dell'acaro e rappresenta un meccanismo chiave dell'immunità sociale nelle api mellifere. La sua espressione è influenzata dalla composizione genetica della colonia e ha dimostrato di essere dose-dipendente dalla proporzione di api VSH all'interno della popolazione.
Una manifestazione fenotipica più ampia di questo comportamento igienico è la presenza di acari non riproduttivi all'interno delle celle di covata, una condizione definita come Suppressed Mite Reproduction (SMR). SMR descrive l'incapacità degli acari fondatori di produrre prole vitale, a causa della rimozione della covata o di altri meccanismi fisiologici o comportamentali che interferiscono con la riproduzione degli acari.
Per quantificare l'SMR, Harbo e Harris hanno sviluppato un protocollo di fenotipizzazione standardizzato, comunemente noto come test di Harbo, che misura la percentuale di acari non riproduttivi nelle celle di covata opercolate. I loro risultati hanno dimostrato che la selezione delle api mellifere per questo singolo tratto di resistenza (SMR) può ridurre significativamente, e in alcuni casi eliminare, le popolazioni di acari all'interno delle colonie. Inoltre, gli autori hanno dimostrato che le colonie guidate da regine selezionate per SMR, anche quando accoppiate con fuchi non selezionati, mantenevano carichi di acari significativamente inferiori rispetto ai controlli non selezionati, confermando il potenziale di questo tratto per l'allevamento commerciale.
Tuttavia, uno dei principali limiti è la natura dispendiosa in termini di tempo di questo metodo di fenotipizzazione; pertanto, lo sviluppo di sistemi automatizzati per la valutazione dell'SMR ne migliorerebbe notevolmente l'applicabilità nei programmi di allevamento su larga scala, analogamente a quanto è stato esplorato per altri tratti comportamentali igienici nelle api mellifere.
Più recentemente, l'SMR è stato ampiamente confermato in diverse popolazioni di A. mellifera in Europa, rafforzando la sua rilevanza come caratteristica chiave per la selezione genetica finalizzata alla resistenza. Inoltre, è stato dimostrato che l'SMR coesiste con altri comportamenti associati alla resistenza, come il comportamento igienico e la segnalazione della covata, a sostegno del suo ruolo come obiettivo di selezione composito. Il comportamento VSH è stato anche associato a modifiche specifiche nella chiusura delle celle della covata e a un ridotto successo riproduttivo degli acari nelle celle infestate. Recenti studi di selezione pluriennali supportano ulteriormente la natura multifattoriale della resistenza alla varroa, evidenziando il contributo combinato della pulizia, dell'attivazione immunitaria e della soppressione dei virus nelle api mellifere selezionate.
Mentre i processi di selezione naturale possono favorire la sopravvivenza delle colonie
resistenti su lunghi periodi di tempo, i programmi di allevamento selettivo rappresentano un approccio più rapido e controllato per aumentare la frequenza dei tratti di resistenza all'interno delle popolazioni gestite.
In questo studio abbiamo applicato uno schema di selezione strutturato che comprendeva l'inseminazione strumentale, l'infestazione artificiale e la fenotipizzazione tramite il test di Harbo.
L'obiettivo era quello di identificare e propagare colonie di api mellifere che esprimessero un forte comportamento VSH, misurato indirettamente attraverso il fenotipo SMR, contribuendo così allo sviluppo di linee geneticamente resilienti e adatte alle sfide dell'apicoltura moderna, nonché di stimare i parametri genetici per il fenotipo SMR.
Conclusioni e possibili sviluppi dello studio
I risultati di questo studio evidenziano il successo iniziale di un programma di allevamento volto a migliorare la VSH nelle api mellifere, utilizzando l'SMR come tratto fenotipico.
Nonostante la variabilità e la complessità intrinseche del tratto, la chiara tendenza al rialzo dei punteggi SMR, insieme alla comparsa di colonie che raggiungono livelli massimi di espressione, dimostra l'efficacia della strategia di allevamento applicata. In particolare, l'emergere di differenze significative tra le linee genetiche nel 2024 e le ottime prestazioni della linea 2024_GL17 indicano che la pressione selettiva sta iniziando a modellare la popolazione in una direzione desiderabile. Tuttavia, la notevole variabilità osservata all'interno delle linee genetiche suggerisce una forte influenza di incroci specifici, indicando potenzialmente effetti di dominanza e capacità di combinazione specifiche.
È importante sottolineare che la selezione applicata in questa popolazione nucleo si è concentrata esclusivamente sulla resistenza al V. destructor. Pertanto, l'introduzione di queste linee in programmi di allevamento più ampi, in particolare quelli selezionati per la produttività o i tratti comportamentali, potrebbe richiedere un'attenta integrazione per evitare riduzioni temporanee delle prestazioni complessive.
Per affrontare questo problema, l'intera popolazione è stata campionata per l'analisi genomica, con l'obiettivo di identificare i loci associati alla resistenza alla varroa. Tali marcatori potrebbero consentire l'introgressione dei tratti di resistenza in linee già selezionate per altre caratteristiche desiderabili, facilitando un miglioramento equilibrato. Questi risultati confermano il potenziale di rapidi progressi grazie a una selezione mirata e gettano le basi per lo sviluppo di linee VSH stabili e altamente performanti nelle generazioni future.
Fonti: Il presente articolo è un estratto della pubblicazione intitolata "Results of four generations of selection for Varroa Sensitive hygienic behavior in honey bees":
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