Nuovo studio utilizza video per mostrare come le api mellifere cambiano meccanismo di alimentazione quando variano le condizioni delle risorse.

21 agosto 2023 Caratteristica

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di Stephanie Baum, Phys.org

All'interno della natura, la compatibilità dei meccanismi alimentari degli animali con le loro fonti alimentari determina l'ampiezza delle risorse disponibili e il successo dell'alimentazione degli animali stessi. Coloro che si nutrono del nettare dei fiori, come le api (Apis mellifera), si trovano di fronte a una varietà di profondità del calice e concentrazioni di zucchero. Il nettare dei fiori costituisce la principale fonte di energia e acqua per le api, che sono importanti impollinatori in tutto il mondo. 

Le condizioni climatiche regionali contribuiscono alla produzione di nettare delle piante in diversi volumi e concentrazioni, e l'evaporazione e l'alimentazione dei impollinatori spesso lasciano i serbatoi di nettare dei fiori al di sotto della capacità massima. Pertanto, la capacità delle api di alimentarsi "in modo remunerativo" in condizioni di risorse naturalmente variabili è vantaggiosa. 

Un team di ricerca internazionale ha studiato i meccanismi alimentari delle api e ha riferito su come queste api passino dall'utilizzo della suzione al leccamento per trarre il massimo beneficio dai fiori di diverse dimensioni e concentrazioni di zucchero. Lo studio del team, intitolato "Le api passano da un meccanismo all'altro per bere efficienza il nettare profondo", è stato pubblicato nelle Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). 

Ricerche precedenti hanno studiato i comportamenti di alimentazione a suzione e leccamento nelle api, ma questo studio rileva che gli studi precedenti hanno incluso "una condizione non naturale di riserve di nettare praticamente illimitate. Tali grandi pozze di nettare sono rare nei fiori che visitano in natura". 

In questo studio, il team mostra che durante l'alimentazione, la distanza tra le parti boccali delle api e il nettare, così come la concentrazione di zucchero all'interno del nettare, sono fattori determinanti per determinare se le api lo procurano tramite suzione o leccamento. 

Microparticelle che mostrano come un'ape succhia il nettare profondo. Crediti: Proceedings of the National Academy of Sciences (2023). DOI: 10.1073/pnas.2305436120 

Il meccanismo di alimentazione delle api consiste in una proboscide lunga e sottile che include un paio di palpi labiali all'interno di una coppia di galee allungate (lobi). Questa struttura funge da tubo di alimentazione e la glossa (lingua) pelosa dell'ape è situata al suo interno. 

Per questo studio, i ricercatori hanno pre-messo a dieta le api, le hanno alimentate con soluzioni di saccarosio al 10%, 30% e 50% in tubi capillari e hanno utilizzato la videografia ad alta velocità per registrare il comportamento di alimentazione delle api con ciascuna soluzione. Un colorante blu, che non aveva alcun effetto nutritivo, è stato aggiunto a ciascuna soluzione per contrasto visivo e le api lo hanno ben tollerato. 

Alla concentrazione del 10%, le api hanno infilato le loro proboscidi in profondità nella soluzione ed hanno esteso la lingua oltre i tubi dei proboscidi per succhiare il liquido fino a quando non hanno più potuto raggiungere il menisco. 

Alla concentrazione del 30% - una concentrazione approssimativa comunemente trovata in natura, secondo la ricerca - le api hanno iniziato leccando rapidamente la soluzione, rallentando man mano che il livello del liquido diminuiva e si sono gradualmente passate alla suzione fino a che il liquido è sceso oltre la loro portata. 

Alla concentrazione del 50%, le api hanno leccato la soluzione, iniziando rapidamente e rallentando man mano che il liquido diminuiva, e non hanno effettuato alcuna transizione alla suzione. È interessante notare che le api hanno mostrato una diminuzione più piccola nella frequenza di leccamento al 50% di concentrazione rispetto alle loro transizioni alla suzione al 30% di concentrazione. 

I ricercatori concludono che il leccamento a breve distanza aiuta le api a raccogliere in modo più efficiente il nettare per riempire la capacità massima di raccolta delle loro lingue, ma il leccamento a distanze più lunghe sarebbe meno efficiente rispetto alla suzione a causa del tempo maggiore necessario per il riempimento capillare. La diminuzione della frequenza di leccamento osservata con i nettari più densi testati indica un adattamento alla risalita capillare necessaria per la massima capacità di saturazione della lingua. 

In sintesi, indipendentemente dalla profondità del nettare, il leccamento è una strategia migliore per le api che raccolgono nettari con elevate concentrazioni di zucchero e la suzione è più veloce per quelli con concentrazioni di zucchero inferiori.

The team also believes that the feeding mechanism switching behavior may be a unique ability among this species. Noting a previous study published in Soft Matter in which bumble bees (Bombus terrestris) did not switch between feeding behaviors with nectars of varying viscosities, the team in this study also used a solution of 10% w/w with bumble bees to test whether this would change according to their distance from the liquid, but it did not; the bumble bees only exhibited lapping.

Furthermore, previous research with orchid bees (Euglossini) has shown that they mainly use their long proboscides to procure nectar via suction, but that they have exhibited both suction and lapping with small amounts (films) of nectar. However, there is currently no evidence to show that orchid bees make this switch based on corolla depth or nectar properties.

The research team included members from China's Sun Yat-Sen University School of Aeronautics and Astronautics and School of Advanced Manufacturing, The University of Washington Department of Biology and Burke Museum of Natural History and Culture in the U.S., South Africa's University of Pretoria Department of Zoology and Entomology; Belgium's Université libre de Bruxelles, Nonlinear Physical Chemistry Unit and Université de Mons, Laboratoire InFlux; and Kiel University's Department of Zoology in Germany.

Journal information: Proceedings of the National Academy of Sciences , Soft Matter

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