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 Biologia
Come le api si difendono dal freddo
 
di Gianni Savorelli
 
Anche in condizioni di freddo estremo, le capacità sociali delle api riescono a far superare alla famiglia condizioni decisamente difficili. Come? Con la costituzione del glomere, un processo complicato e curioso. E ancora, le api sanno anche produrre calore in maniera molto efficace
 
A temperature inferiori ai 10 °C la capacità di produzione di calore della singola ape non basta più a garantirle, per lungo tempo, la temperatura sufficiente ai processi vitali. Le api si devono perciò “aiutare” mutuamente a stringersi a strati le une sulle altre in quella tipica formazione chiamata glomere.
Secondo Fahrenholz la temperatura al centro del glomere si mantiene su una media di 21,3 °C (minimo 12°C - massimo 33,5 °C).
Per l’autore, aumentando la temperatura ambiente, la temperatura al centro scende, mentre sale leggermente alla periferia del glomere. Di contro, diminuendo la temperatura esterna quella alla periferia scende leggermente. mentre sale al centro del glomere. Lo studio più completo sul comportamento delle api in glomere invernale (sembra vi siano assonanze fra la forma del glomere invernale e quello di sciamatura) e in assenza di covata, è certamente da attribuire a Stabentheiner.
Il ricercatore austriaco parte nel suo studio dalle conoscenze già acquisite da altri scienziati: vi è accordo, all’interno della comunità scientifica, sul fatto che lo strato esterno di api costituite in glomere, composto da operaie a strettissimo contatto, e su più strati, riduca drasticamente la dissipazione di calore, risultando un fattore decisivo per la sopravvivenza alle basse temperature.
Questo modello comportamentale, definito “a intrappolamento di calore”, prevede l’ipotesi della stabilità termica con alta temperatura (circa 20-35°C ) al centro del glomere, raggiunta prevalentemente a mezzo regolazione della perdita di calore del mantello esterno. Si supponeva che il centro del glomere mantenesse una elevata temperatura da mettere in relazione con il metabolismo delle api immobili o in lento movimento, senza produzione aggiuntiva di calore, almeno fino a temperature esterne di -10°C, al raggiungimento della quale, secondo Heinrich, le api producono calore col sistema dei brividi, cioè attraverso il tremore dei muscoli.
Come capita nell’essere umano, ma verosimilmente in maniera più efficace. Secondo diversi autori (Southwick, 1988; Moritz and Southwick, 1992), riportati da Stabentheiner, il metabolismo (la quantità di energia in questo caso utilizzata per mantenere i processi vitali) delle api appartenenti al glomere cresce con il diminuire della temperatura ambiente. In parole povere, maggior consumo di miele per gestire il freddo.
Diversi altri autori, sempre citati da Stabentheiner, ipotizzano invece che vi siano all’interno del glomere alcune api che producono calore. La quantità di calore prodotto dipenderebbe dalla temperatura esterna.
Il ricercatore austriaco grazie al suo studio, ha verificato la capacità di termogenesi delle api del glomere.
Ecco alcuni elementi dello studio. La temperatura corporea delle api è più bassa in quelle che si trovano all’esterno e aumenta, via via, in direzione del centro del glomere. Nelle api sottoposte al maggiore sforzo termico la temperatura toracica media risulta di 12,1 °C. Solo 3 di 134 api, sottoposte a verifica, hanno presentato una temperatura toracica inferiore ai 9°C (meno del 3%). In contrasto, la temperatura addominale risulta frequentemente inferiore ai 9°C.
Sul favo centrale del glomere, la temperatura toracica aumenta dai 16.9 °C riscontrati nelle api dell’anello più esterno, ai 22.8 °C delle api che si trovano tra l’anello esterno e il centro del glomere, fino ad arrivare ai 30.4°C misurati nelle api del centro del glomere. Queste temperature toraciche delle api sono state registrate con temperature ambiente esterne da 0.9 °C a 6.3 °C in un raggio di 3 cm dal glomere e da -1.1 °C a 3.7 °C a 1 m all’esterno dell’arnia. Secondo Kovac, riportato da Stabentheiner la differenza di temperatura tra lo spazio d’aria esterno al glomere, ma interno all’arnia e l’aria ambiente, è di circa 8-9 °C. La termografia realizzata con apposito apparecchio, ha messo in evidenza le caratteristiche di endotermia delle api in glomere. La produzione di calore della singola ape all’interno del glomere è visibile in conseguenza della particolare colorazione assunta dal torace (nella termografia).
Molte delle api in fase di produzione di calore (endotermiche) sono risultate localizzate nel centro del glomere (circa il 15/16% di tutte le api sul favo centrale). Le api del mantello esterno minimizzano invece l’endotermia.
L’autore ha anche realizzato una termografia continuativa per 21 ore di seguito, verificando che le api provenienti dalla parte interna del glomere e in fase di endotermia (con temperatura toracica di 27,5 °C di media ), appaiono sulla superficie del glomere ad una frequenza da 6 a 80 api l’ora. Di queste, il 90% rientra nel glomere entro 10 secondi e le rimanenti entro 3 minuti.
L’autore conclude che è caratteristico per le api in glomere “far visitare” le api del mantello esterno dalle consorelle calde, provenienti dal cuore del glomere. Ciò può far presupporre (a noi) che questo sistema di riscaldare le api esterne sia più efficace che far produrre loro calore in proprio. Secondo l’autore potrebbe anche trattarsi  di un sistema di ispezione, che le api calde utilizzano per conoscere le condizioni delle sorelle esposte al freddo. Certo si può supporre che il periodico arrivo di consorelle “calde” faccia loro un gran piacere!
Sulla base delle precedenti ricerche, lo studioso austriaco propone anche nuove considerazioni sul fatto che le api in glomere respirano e ciò facendo producono anidride carbonica che dovrà lasciare il glomere, verosimilmente, in conseguenza di convezione di calore (Heinrich, 1981; Van Nerum and Buelens, 1997citati da S.). Southwick (1983, 1987, 1988) e Heldmaier (1987) citati, mostrano nei loro studi che il consumo di ossigeno nel glomere invernale aumenta con il diminuire della temperatura (ciò è in linea con l’aumento del metabolismo: per produrre più energia bisogna “bruciare” più miele e per farlo è necessario più ossigeno).

OBIETTIVI TERMICI

L’aumento di consumo è modesto per temperature comprese tra +10 °C e -5 °C, mentre aumenta vertiginosamente tra -5 °C e -10 °C. Il consumo di ossigeno cresce anche, a parità di temperatura, con il diminuire della dimensione del glomere (Southwick, 1985 citato).
Da ciò si assume che la frequenza e l’intensità dell’endotermia aumenti al diminuire della temperatura e della dimensione del glomere e ciò farebbe pensare a un maggiore sforzo delle api per il conseguimento degli obiettivi termici. A dire, ma è un ipotesi, che il glomere composto di molte api fa sì che le singole api si stanchino, si stressino di meno di quelle che si trovano in glomeri composti da poche api. Ciò potrebbe avere ripercussioni sulla durata della loro vita… Se la temperatura toracica dell’ape scende sotto i 9/11 °C, la stessa cade in quello che è definito “coma da freddo”, non è più in grado di attivare i muscoli del volo allo scopo di produrre calore, ed eventualmente cade dal glomere. Watmough e Camazine (1995) ritengono che le api dello strato esterno, all’occorrenza, producano calore per evitare il coma. Secondo Stabenheiner, considerazioni di efficienza portano a ritenere che tale calore sarebbe immediatamente disperso nell’aria circostante. I suoi dati mostrano che tali api raramente innescano processi endotermici e quando lo fanno, si tratta di una produzione di calore molto debole.
Intensa endotermia delle api di superficie è osservata solo in casi di emergenza, quando le api rimangono su un unico strato. Quando invece la superficie del glomere è formata, come è normale, da quattro strati di api, l’endotermia non è osservata.

LA VARROA? UN OSPITE INDESIDERATO
Come indesiderato ospite nella fase invernale occorre annoverare anche la varroa: si trova ad essere presente nel glomere e nel suo movimento. Secondo Ritter, la distribuzione della varroa all’interno del glomere è casuale. Bowen-Walker e altri hanno studiato come l’acaro si colloca sull’ape che lo ospita. La maggioranza degli acari è stata rinvenuta tra il terzo e il quarto tergite ventro-laterale, con significativa presenza della parte sinistra del corpo dell’ape. Questa posizione potrebbe mettere in grado l’acaro di piazzare l’apparato boccale in prossimità della porzione centrale del ventricolo dell’ape, zona da cui può prelevare nutrimento ad alta densità, non altrove così tanto disponibile.
Secondo Bowen-Walker e altri. la varroa è in grado di passare da un’ape all’altra durante il corso dell’inverno eventualmente abbandonando api morenti che cadranno dal glomere al fondo dell’arnia. I risultati degli studi sembrano suggerire che la varroa soffra una mortalità invernale più bassa di quella dell’ape.
Almeno, secondo Rosenkranz, dopo un periodo prolungato in fase foretica, senza possibilità di riprodursi, molte varroe divengono sterili, tanto di più quanto più si allunga la fase foretica e la mancanza di riproduzione. Inoltre, secondo Martin, dalla ripresa dell’allevamento di covata che avviene in gennaio fino a marzo, la progenie della varroa che riesce a riprodursi soffre di una consistente mortalità del primo uovo deposto, quello che dà luogo al maschio. Tale perdita fa sì che l’intera discendenza deposta rimanga sterile. Dunque, anche se non si conosce ancora esattamente il perché, sembra che la varroa non passi senza stress e difficoltà il periodo invernale. Creargliene di aggiuntive, in un periodo per lei così delicato, potrebbe rivelarsi un’interessante arma di lotta.
 
 
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Termografia all’infrarosso delle api del favo centrale di glomere invernale senza covata. Si nota il torace caldo in giallo e bianco delle api in fase di termogenesi. La temperatura ambiente era di 3,7°C ad un metro dal glomere.
 
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da Gianni Savorelli
 
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