Incredibile: non è la pappa reale che trasforma una normale larva di operaia in regina!

Traduzione da http://www.wired.com/2015/09/royal-jelly-isnt-makes-queen-bee-queen-bee/ a cura di Cassandra Capochiani

Per decenni gli scienziati hanno pensato che l'assunzione in eccesso di una sostanza speciale chiamata pappa reale portasse una normale larva di ape a diventare regina. Nuove ricerche suggeriscono che è piuttosto il contrario: quello che fa la differenza è ciò che le regine non mangiano.

La pappa reale che viene anche chiamata latte delle api ha l'aspetto di un muco biancastro. Più della metà è acqua, il resto è una combinazione di proteine e zuccheri.Alcune ghiandole speciali nel capo delle api operaie secernono questa sostanza che viene data alle api giovani. Una regina in fase di sviluppo viene alimentata esclusivamente con la pappa reale  e non con polline e miele come le sue sorelle di rango inferiore. Alcuni descrivono la dieta senza pappa reale delle operaie come castrazione nutrizionale. Queste api non mangiano il cibo speciale degli dei. … In questo modo, si pensava, le loro ovaie si atrofizzano ed esse non diventano regine.  Ma sta emergendo che è il contrario. Non alimentare una regina in via di sviluppo con polline e miele è ciò che la rendere reale, non il fatto che abbia un accesso esclusivo alla pappa reale.

Regine e geni

Animali dall'aspetto radicalmente diverso possono formarsi da materiale genetico identico; una operaia e una regina differiscono solo per i geni che vengono attivati. I geni danno luogo alle proteine le quali sono i costituenti del nostro corpo. Grazie alla manipolazione dell'ambiente delle progenie, le api cambiano il proprio corpo con la nutrizione. Sappiamo già da tempo che la dieta delle api è implicata nella formazione di un diverso corpo di api. La scienza sta appena iniziando a capire come ciò accada. Le larve delle regine sono immerse nella pappa reale; esse galleggiano in un mare di muco ghiandolare in celle di dimensioni più grandi [rispetto alle celle di operaie]. Le operaie mangiano il pan d'api (polline fermentato) e miele. Le api nutrici miscelano questi due ingredienti e vi aggiungono delle secrezioni ghiandolari aggiuntive. Le operaie non mangiano la sostanza speciale che si trova nella pappa reale, quindi le loro ovaie si atrofizzano. Questa è la spiegazione convenzionale. Ma la dottoressa May  Berenbaum, una professoressa dell'università dell'Illinois, autrice del nuovo studio, sostiene che non c'è una risposta semplice alla domanda “Cosa mangiano le api embrionali?” “E' stato molto difficile capire cosa mangiano le larve” dice la professoressa, Tra le altre cose, la pappa delle operaie e quella reale sembrano presentare una leggera differenza nel rapporto tra secrezioni mandibolari e ipofaringee, sebbene non tutti siano d'accordo su questo.... Tutto questo succede nell'oscurità dell'alveare in mezzo a 50.000 pungiglioni. Non è l'insetto più facile con cui lavorare.”

Il pan d'api e il miele derivano da materiale vegetale e come molti vegetali contengono diverse sostanze chimiche fenoliche. Ne mangiamo in continuazione; i flavonoidi sono le sostanze chimiche vegetali che danno alle piante il loro sapore unico (e aiutano le piante a scoraggiare gli insetti che vorrebbero nutrirsi di esse, tra le altre funzioni). Nella pappa reale, tuttavia, non si riscontrano acidi fenolici. Nessuno. Da ricerche precedenti, i ricercatori sanno che i flavonoidi aumentano la risposta immunitaria nelle api operaie. Ciò è buono, in quanto ha l'effetto secondario di aiutare a disintossicare le api dai pesticidi. Gli scienziati si sono chiesti come avrebbero reagito le api in fase di sviluppo ai composti fenolici.

Per far ciò hanno alimentato due gruppi di larve di api con e senza l'acido p-cumarico, un flavonoide di tipo comune. In seguito hanno osservato con attenzione le differenze nell'attivazione dei geni dei due gruppi. I risultati sono stati stupefacenti e ingegnosi. Le api alimentate con la dieta con acido p-cumarico presentavano ovari significativamente più piccoli delle api alimentate senza tale composto. Questo è il risultato inatteso che spiega la differenza tra la regina e le operaie, in quanto la regina è l'unica a deporre uova. Quattordici geni implicati nella differenziazione tra regina e operaia vengono sovraregolati ovvero la loro espressione viene aumentata.

Le regine sono anche più grandi e vivono più a lungo delle operaie. In un gruppo di geni noti per la regolazione della grandezza degli organi negli animali, l'acido p-cumarico altera significativamente l'espressione di metà dei geni in quella via di segnalazione. “La nostra intenzione non era di cambiare la percezione della determinazione della regina e delle caste” dice la Berenbaum. “I miei studi sono volti alla comprensione della disintossicazione cioè come gli insetti reagiscono ai fitochimici che assumono. Con nostra grande sorpresa, una serie intera di geni implicati della determinazione della casta subisce un cambiamento”. “E' stato uno di quei fenomeni impossibile da non notare. Penso che l'idea che la pappa reale sia un alimento speciale è così attraente che nessuno l'ha mai messa in dubbio.”

Il silenziamento dei geni

Nonostante siano quattrocento anni che viviamo con le api, come mai l'essere umano ha ancora così tanto da imparare da esse? Per rispondere a questa domanda, mi sono rivolto al dott. Ryszard Maleszka presso l'Australian National University. Maleszka, che non è uno degli autori della nuova ricerca, lavora specificamente sull'epigenetica delle api. L'epigenetica è lo studio di come l'ambiente modifichi l'espressione dei geni. “Le nostre conoscenze attuali toccano appena la superficie dei sistemi biologici, e la biologia delle api non è un'eccezione.” dice Maleszka. “Abbiamo a che fare con 500 milioni di anni di evoluzione, c'è molto da scoprire.”

“[Questa ricerca] è un magnifico esempio di invenzione evolutiva per cui delle sostanze chimiche sono state usate come elementi critici nella regolazione dei geni.... Attraverso l'utilizzo di elementi dell'ambiente le api hanno trovato una risposta intelligente ad un problema impegnativo: come generare due organismi contrapposti, una regina con vita lunga e funzione riproduttiva e operaie con vita breve e funzionalmente sterili, partendo dallo stesso corredo genetico.”

Molti fattori contribuiscono a fare una regina oltre ai fitochimici esaminati nella nuova ricerca: un composto con lo stupendo nome di royalactina per esempio è stato proposto come decisivo per lo sviluppo della regina. Maleszka ha fatto un rimporvero pungente all'idea che un singolo composto nella pappa reale sia l' interruttore che rende una regina tale. Nel 2008 il suo laboratorio fu in grado di creare una regina senza alcuna pappa reale  grazie al silenziamento di una serie di geni. Altri ricercatori hanno messo in questione l'dea che una molecola regoli tutto lo sviluppo della regina. La realtà è che è complicato, come tutto in biologia, e che molti fattori vi siano implicati.

Il vero potere di questa nuova ricerca può risiedere nella spiegazione del perché le operaie non diventano regine. Invece della castrazione chimica cui vengono sottoposte le operaie, l'elaborato processo nutritivo dà una protezione chimica alle ovaie della regina.  Essa viene schermata dai potenziali effetti tossici o metabolici delle sostanze chimiche vegetali. Grazie  al continuo progresso delle nostre tecniche, speriamo di avvicinarci maggiormente ad una risposta sicura  riguardo a ciò che le api mangiano nell'alveare e perché.

[non viene tradotta una parte non relativa alla dieta delle api e alla determinazione di casta…...]

Wenfu Mao, Mary A. Schuler, and May R. Berenbaum. 2015. A dietary phytochemical alters caste-associated gene expression in honey bees. Science Advances 1(7).

http://www.wired.com/2015/09/royal-jelly-isnt-makes-queen-bee-queen-bee/

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Commenti   

0 # Aristide 2015-12-03 20:54
Quali sono le ricerche eseguite per affermare una cosa del genere
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0 # Marco Valentini 2015-12-03 21:02
Quelle che trovi nel link a fine pagina
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0 # graziano 2015-11-19 17:47
:oops: :lol: :D
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