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biologia delle api

  • Morfologia e biologia dell’ape – Lezione 1

    Per morfologia e biologia dell’ape si intende il mondo di questo insetto a tutto tondo: la sua conformazione fisica, le interazioni sociali, i suoi comportamenti, il processo evolutivo. Ma vediamo di insinuarci in questo fantastico mondo un passo alla volta.

    Vita ed organizzazione

    Fin dai tempi antichi l’uomo si è interessato alla vita delle api, le osservava e studiava. Comprese ben presto che le api accettavano di essere trasferite in contenitori che offrivano loro un riparo dal vento, dalla pioggia, dal freddo e dal caldo eccessivo.

    Arnia in pietra, si trovano ancora nel sud italia

    Arnia in pietra, si trovano ancora nel sud italia.

    Nel mondo sono state individuate tre linee evolutive delle arnie. La prima che ha interessato la maggior parte dei paesi europei ed alcune zone dell’Asia sud-occidentale, si basa sull’utilizzo di tronchi d’albero cavi appoggiati verticalmente su un supporto e chiusi in alto con una lastra.

    Arnia villica - Tronco cavo

    Arnia villica – Tronco cavo

    Quest’arnia è probabilmente la più antica in assoluto ed è tutt’ora utilizzata in certe zone. Da questa si è passati in alcune zone a modelli più leggeri. In Sardegna ad esempio viene utilizzato il sughero per ricavare delle arnie cilindriche verticali.

    L’ape è amica ma anche sconosciuta.

    Derivata sempre da questa sono quelle costituite da panieri ottenuti intrecciando rami flessibili coibentati con sterco bovino e argilla.

    Arnia villica - A rami intrecciati

    Arnia villica – A rami intrecciati

    Sono state trovate tracce di apicoltori in alcuni geroglifici nella tomba di Pabusa, risalenti al 600 a.C, questo fa intuire che la collaborazione uomo-ape va avanti da moltissimo tempo.

    Pabusa Tebe 600 a.C.

    Pabusa Tebe 600 a.C.

    L’uomo è divenuto apicoltore anche se le api non sono mai state veramente addomesticate, poichè non hanno mai cambiato le proprie abitudini e non dipendono tutt’ora dall’uomo. La convinzione è che siano loro ad addomesticare noi esseri umani (almeno quelli che si cimentano nell’apicoltura).

    L’uomo che si è lasciato addomesticare dalle api è diventato apicoltore.

    Spesso l’attenzione dell’uomo è rivolta maggiormente a ciò che le api producono, quello che si sottovaluta è la funzione naturale di impollinazione che questi insetti fanno, aiutando la fecondazione e, di conseguenza, la prolificità di molte specie di piante.
    Non esiste solo l’ape come insetto impollinatore, ve ne sono molti altri, ma non svolgono tale funzione in maniera così importante come invece fa l’ape; questo è dovuto al fatto che vi è stata un’evoluzione dei fiori in base all’insetto che più li frequentavano.
    Il fiore da qualche cosa all’ape, ovvero il nettare che è una sostanza zuccherina, e in cambio le api, cercando di inserirsi nel fiore, si imbrattano con il polline di tale fiore. In un secondo momento quando la stessa ape si posa su un altro fiore, cercando di arrivare al nettare, lascia cadere del polline che si mischia a quello che già aveva sul corpo; in questo modo se la pianta non è lo stesso esemplare di quello precedente e la specie di appartenenza è la medesima si ha una fecondazione.

    Ape bottinatrice ricoperta di polline

    Ape bottinatrice ricoperta di polline

    Il servizio di impollinazione è una vera e propria attività che può incrementare il reddito di un apicoltore: delle ditte, tramite apposite associazioni, si rivolgono agli apicoltori che portano le proprie api nei pressi dei campi in cui è necessario tale intervento. A fioritura terminata l’apicoltore preleva le proprie api e riceve un compenso per il servizio svolto.

    Che cosa è un’ape??

    Un ape è un essere vivente e come tale deve:

    • Riprodursi
    • Svilupparsi
    • Interagire con l’ambiente
    • Costruire o assumere proteine
    • Mantenere costanti le condizioni interne
    • Evolversi
    • Organizzati in cellule

    Le api, come tutti gli animali, sono eterotrofi ovvero non riescono a creare le proteine necessarie al loro sostentamento e per questo le assumono già sintetizzate da altri organismi, nello specifico le recuperano dal polline che possiede un alto contenuto proteico.

    Breve storia dell’evoluzione dell’ape

    Le tracce più antiche delle api risalgono a ben 40 Milioni di anni fa, infatti alcuni esemplari sono stati rinvenuti all’interno di ampolle d’ambra che le hanno catturate e mantenute inalterate fino ai giorni nostri. Il nome che è stato dato a queste api preistoriche è Elettratis.

    Ape preistorica intrappolata nell'ambra

    Ape preistorica intrappolata nell’ambra

    Quest’ape preistorica con il passare del tempo subì varie trasformazioni e circa 35 Milioni di anni fa si trovano le prime tracce del nuovo tipo di ape che arriverà pressoché immutato fino ai giorni nostri, ovvero l’Apis.
    Per fare un piccolo paragone l’omo sapiens è comparso circa 100 mila anni fa.

    Vi sono 4 specie di api conosciute, che vedremo velocemente:

    • APE NANA – Fa un piccolo favo sui rami e si trova in India, Borneo e Birmania
    • APE DORSATA – Costruisce un solo grande favo e si trova in India, Filippine ed è grande ed aggressiva
    • APE CERANA – Poco laboriosa ma mansueta e si trova in India, Giappone, Bangladesh e Malesia
    • APE MELLIFICA – Mediamente mansueta ma molto laboriosa e si trova in Europa Africa Asia e poi nelle Americhe e in Australia

    Un’ulteriore suddivisione delle api si ha tramite le razze, questa lezione non è volta ad analizzare tutte le diverse razze del mondo, perciò elencheremo velocemente solo quelle più conosciute dell’ape mellifica:

    • CARNICA – Si trova prettamente nel nord Europa, si distingue per avere il corpo tutto scuro.
    • LIGUSTICA – Si trovava solo in Italia, con il tempo è stata importata in quasi tutto il mondo ed imbastardita. Si distingue per il primo pezzo del ventre giallo chiaro e il resto scuro.
    • SICULA – Si trova solamente in Sicilia, con il tempo è stata portata quasi all’estinzione, ora si cerca di salvaguardarla confinandola su un’isola minore (più aggressiva).

    Ne esistono tante altre, anche relativamente vicine a noi, come possono essere la CAUCASICA o l’AFRICANA, si rimanda alle letterature i merito per approfondire l’argomento. Durante tutta la durata di questo corso la razza di cui si parlerà e che vedremo anche dal vivo sarà la Ligustica.
    Questa razza, infatti, è una delle migliori al mondo per mansuetudine, produttività e qualità delle regine, c’è da dire che è anche una delle più portate al saccheggio.

    Come è fatta un’ape?

    L’ape ha, come gran parte degli insetti:

    • 4 ali
    • Un Esoscheletro
    • Sei zampe
    • Corpo in tre segmenti

    L’esoscheletro è composto da varie sostanze (sclerotina, resinina, ecc) ed è flessibile ma non estendibile.
    Per potersi sviluppare e avere un esoscheletro con le caratteristiche che abbiamo appena citato utilizzano le mute, ovvero un processo di mutazione dalle quali passano nella fase giovanile.
    Queste mute sono similare al cambio pelle dei serpenti, quando il “vestito” diviene troppo piccolo lo si cambia poichè esso non si adatta allo svilupparsi del corpo.

    Il capo è una capsula rigida che contiene gli organi della vista: due occhi compositi e 3 ucelli semplici (servono principalmente per captare l’intensità luminosa) due antenne e l’apparato boccale (composto da più parti).
    Gli occhi composti hanno dei componenti che si chiamano ommatidi e per questo motivo la visione è a mosaico. Questo permette alle api di avere una percezione diversa dei movimenti, infatti un movimento che al nostro occhio risulta lento per loro è velocissimo, anche la percezione dei colori è differente dalla nostra, infatti esse distinguono:
    giallo, blu-verde, blu, viola, ultravioletto, giallo-ultravioletto
    Per questo motivo occorre indossare colori che loro “digeriscono” per non allertarle solamente con la nostra presenza nei pressi dell’alveare.

    Le antenne sono orientabili, e composte da diverse parti, esse sono munite di diversi sensori: tattili, olfattivi, termici, uditivi, igrorecettori (in grado di percepire la quantità di umidità) e ricettori di ferormoni.

    Capo ed antenne

    Capo ed Antenne

    L’apparto boccale si chiama così poichè è sempre formato da un certo numero di pezzi divisi, in genere sono sei: labbro inferiore, superiore, due mascelle e due mandibole.
    Nello specifico quello delle api è così formato: il labbro superiore è una sorta di copertura, le due mandibole sono le due pinze per la manipolazione della cera e della propoli però non riescono a lacerare ne a rompere neppure la cuticola dell’uva, due mascelle mobili costituite da varie parti costituisce un canale per l’assunzione di alimenti liquidi e al contempo sono presenti anche degli organi del gusto.
    Il labbro inferiore, insieme alle mascelle, forma il canale di suzione, ovvero è quel canale da cui esce la saliva che viene utilizzata per liquefare gli le sostanze nutritive.
    La ligula è la parte più lunga dalla quale fuoriesce la saliva e termina con il labello, estensione a cucchiaio.

    Il torace ha sempre tre segmenti in tutti gli insetti, nella parte inferiore vi sono le attaccature per le zampe, nella parte superiore le ali con i relativi possenti muscoli per muoverle, tre paia di stigimi(che possono essere aperti e chiusi a piacimento) per consentire l’ossigenazione dei tessuti. Sono contenuti all’interno anche le sacche aeree che permetto all’ape di volare trasportando ingenti carichi.
    Le zampe anteriori presentano un incavo tramite il quale le api si ripuliscono le antenne, si chiamano stregge e le utilizzano per costruire i favi, maneggiare la propoli, nella regina per capire la dimensione delle cellette (fuco od operaia).

    La particolare conformazione di ciascun paio di zampe risponde alle esigenze lavorative dell’operaia:
    Secondo paio: Una spina posta all’angolo distale interno della tibia del 2° paio di zampe serve per staccare le pallottole di polline dalle cestelle delle zampe posteriori quando l’ape rientra all’alveare e per pulire le ali e gli spiracoli.
    Terzo paio: Qui viene raggiunto il massimo grado di specializzazione morfo-funzionale. Sulla parte esterna della tibia è presente un incavo, lucido, la cestella del polline, provvista al centro di una lunga setola attorno alla quale vengono formate e conservate le pallottole di polline fino al ritorno all’alveare. Sul bordo inferiore delle tibia è presente una fila di brevi e robuste spine che prende il nome di pettine.
    (Spazzola, spina e polina)

    L’addome non contiene delle gran appendici poichè tutte le occorrenti sono nel torace e nel capo, contiene la parte terminale del tubo digerente, ghiandole e specchi della cera, nasonov, il pungiglione.

    Sistema digerente

    Il tubo digerente dell’ape percorre tutto il corpo; inizia dall’apertura boccale, a cui fa seguito la faringe, provvista di muscolatura in grado di farla dilatare per favorire l’aspirazione dei liquidi nutritivi. Segue l’esofago, che dopo aver attraversato tutto il torace entra nell’addome dove si allarga a formare l’igluvie. E’ qui che nelle operaie viene immagazzinato il nettare durante la raccolta per essere trasportato nell’alveare.

    Sistema respiratorio

    Le api posseggono un apparato respiratorio molto sviluppato. L’aria penetra attraverso gli spiracoli disposti a coppie, 3 nello pseudotorace e 7 nel gastro. Dagli spiracoli partono delle brevi trachee, che si immettono in particolari dilatazioni dette sacchi aerei. Da questi si diparte una vera rete di trachee che si ramificano successivamente fino a ridursi in minutissimi vasi che si diramano ulteriormente fino a raggiungere tutti gli organi. Il sistema di gran lunga più efficiente di quelle dei Vertebrati, che richiede uno scambiatore aria acqua (i polmoni) ed un meccanismo di trasporto (il sangue).

    Sistema circolatorio

    La circolazione del sangue, chiamata emolinfa, avviene in parte attraverso dei vasi, ed in parte attraverso la libera circolazione tramite le lacune del corpo. E’ quindi sicuramente meno evoluta di quella dei vertebrati.Lungo la linea mediana dorsale del corpo dell’ape troviamo il vaso dorsale, costituito da una parte contrattile, l’aorta, che percorsa la regione dorsale del torace si apre direttamente nelle lacune della regione cefalica.

    Sistema nervoso

    Il sistema nervoso è formato da un apparato centrale, uno viscerale ed uno periferico, reciprocamente connessi. L’apparato centrale è costituito da una massa ganglinare molto sviluppata posta nel capo, detta cerebro, da una massa sottoesofagea detta gnatocerebro, collegata alla prima mediante due connettivi a formare una specie di cintolo detto cingolo periesofageo. Pur trattandosi di un sistema nervoso relativamente semplice rispetto a quello dei vertebrati è in grado di soddisfare egregiamente le necessità di questi insetti.

    La loro vita di relazione, infatti, appare guidata da facoltà che sono state denominate istinti, e che si manifestano con comportamenti fondamentalmente stereotipati, ma non infallibile e nemmeno immutabili, suscettibili come sono, di modificarsi e di adeguarsi alle necessità di situazioni contingenti e impreviste, nonché in seguito all’esperienza individuale.

    Le ghiandole ipofaringee sono quelle che secernano il componente principale della pappa reale.
    Vengono prodotte dai 5-6 ai 10-11 giorni di vita, quindi se ho delle api vecchie e voglio mettere della covata non saranno in grado di alimentare le larve.
    A tutte le larve viene dato per i primi 3 giorni pappa reale per poi cambiare la dieta in polline e miele, mentre le regine vengono alimentate a vita con pappa reale. Questo fa ci che la regina sviluppi gli organi sessuali mentre nelle operaie rimangono atrofizzati.

    Sistema riproduttore

    Il sistema riproduttore è molto complesso, esso comprende un paio di gonadi, testicoli nei maschi e ovari nelle femmina, e relativi gonodotti e genitali esterni.
    Data l’elevata diversificazione, questi organi verranno descritti separatamente.
    Quello che occorre sapere è che da un uovo fecondato nasce un fuco (maschio) mentre da un uovo fecondato nasce un’operaia (femmina).

    Apparato riproduttore – Maschile

    L’apparato genitale è composto da:

    • due testicoli separati e plurifollicolari;
    • due tubi deferenti che si allargano a formare due vescicole seminali tubolari;
    • un dotto eiaculatore provvisto di un paio di ghiandole accessorie;
    • un apparato copulatorio di fabbrica alquanto complessa che presenta un pene provvisto di processi laterali ben separati.

    L’organo copulatorio è come un sacco, posto all’interno dell’addome, in fondo al quale sbocca il dotto eiaculatore. Al momento dell’accoppiamento l’addome viene sottoposto ad un’intensa pressione e questa fa si che il sacco venga estroflesso all’esterno.

    Apparato Riproduttore Maschile

    Apparato Riproduttore Maschile

    Apparato riproduttore – Femminile

    Ciò che distingue maggiormente una regina da un’operaia è il possesso di un apparato genitale molto sviluppato e perfettamente funzionante.
    Esso è formato da:

    • due ovari enormemente sviluppati occupanti la quasi totalità dell’addome, a loro volta suddivisi in ovarioli, che sboccano in un ovidotto;
    • una spermateca(atta a conservare in vita per anni gli spermatozoi iniettati dai maschi durante l’accoppiamento), con annesse due ghiandole della spermateca;
    • una vagina, la quale contiene un sacco ovale, la borsa copulatrice.

    In seguito all’accoppiamento gli spermatozoi, attraverso la borsa copulatrice e la vagina, giungono nella spermateca, dalla quale usciranno al momento di fecondare le uova che, scendendo dagli ovari, passeranno dalla vagina.

    Apparato Riproduttore femminile

    Apparato Riproduttore femminile

    Ghiandola di Nasonov

    Ape che espone la ghiandola di Nasonov

    Ape che espone la ghiandola di Nasonov

    Capita sovente di osservare sul predellino dell’arnia o, dopo che si è aperto un’alveare, sui portafavi, delle api operaie con l’addome proteso verso l’alto e la sua estremità piegata verso il basso, in modo da scoprire tale ghiandola.
    La secrezione di questa ghiandola + composta da sostanze molto volatili e viene utilizzata dalle api per marcare i luoghi di bottino, per facilitare il ritrovamento dell’alveare e per favorire l’aggregazione dello sciame o del glomere invernale.
    Questa particolare postura non è da confondere con quella delle guardiane in assetto da guerra (esse tengono tutto l’addome verso l’alto e il pungiglione estratto)

    Ape Guardiana in assetto da guerra

    Ape Guardiana in assetto da guerra

    Specchi di cera

    Le api operaie sono dotate di ghiandole che producono la cera; sono situate sulla parte anteriore degli stigmi e sono ricoperte dallo stermite del segmento precedente. Esse presentano due ampie aree ovali lisce, una su ciascun lato, rispetto alla linea mediana ventrale, dette specchi della cera. Tali aree si possono osservare estendendo l’addome.
    La cera viene prodotta da cellule epidermiche sottostanti tali spazi, quando l’ape adulta ha circa 10-18 giorni di vita. Sembra che la cera fuoriesca in forma liquida attraverso minutissime strutture per solidificare sotto forma di scagliette a contatto con l’aria. Ogni ape ne produce circa 6 mg consumando per questa attività rilevanti quantità di polline e miele.

    Specchio di cera

    In alto a sinistra vi è la zona senza peli chiamata “Specchio di cera” e le macchioline più piccole sono dei residui di cera.

    Pungiglione

    Si tratta di un’importante arma di difesa presente nelle operaie e nelle regine. A riposo si trova entro una tasca e viene estroflesso solo al momento dell’impiego. Derivando da un organo presente solo nelle femmine è assente nei fuchi, che sono di conseguenza totalmente inermi. Il pungiglione è formato da tre pezzi articolati fra di loro: lo stiletto e le due lancette.
    Lo stiletto alla base si allarga in un ampio bulbo e termina con una punta affilata a mo’ di scalpello.
    Quando l’ape punge piega verso il basso l’addome e con un movimento improvviso conficca la punta del pungiglione nei tessuti della vittima. La struttura del pungiglione spiega perchè quando un’ape punge un uomo è destinata quasi sempre a morire. L’elasticità dei tessuti trattiene il pungiglione e di solito l’ape non riesce ad estrarlo: nel tentativo di allontanarsi si lacera gli ultimi segmenti addominali ed il pungiglione rimane infisso nel malcapitato, unitamente ad una parte delle viscere ed alla ghiandole del veleno.

    Pungiglione di un'ape al microscopio elettronico

    Pungiglione di un’ape al microscopio elettronico (Lato Rosso)

    Principali differenze tra operaia, fuco e regina

    La tabella seguente mostra le principali differenze tra gli individui appartenenti alle tre caste presenti nell’alveare.

    Tabella differenze tra le varie caste

    Tabella differenze tra le varie caste

    Ciclo di vita dell’ape

    L’uovo viene deposto in una cella vuota dalla regina, la quale in base alle dimensioni della cella sceglierà se fecondare o meno l’uovo, incollato al fondo della cella da una sostanza appiccicosa prodotta dalla regina stessa.
    L’uovo rimane tale per circa 3 giorni, dopo di che ne fuoriesce una larva che rimane coricata sul fondo ed assume, generalmente, la forma di una “C” molto aperta.
    Questa larva viene alimentata per i primi 3 giorni con la gelatina (o pappa) reale, poi, nel caso sia operaia o fuco, viene alimentata con nettare e polline.
    Passati dai 7 ai 9 giorni dalla schiusa, durante i quali la larva è cresciuta molto rapidamente, la celletta viene opercolata (coperta) da una cera porosa che permette il passaggio dell’aria, all’interno di questa cella l’ape subisce diverse mute ed fuoriesce dalla cella solo quando è completamente formata.
    Dopo la deposizione l’ape regina per sfarfallare impiega circa 16 giorni, mentre l’ape operaia 21 e il fuco 24.

    Curiosità

    Le ali delle api si muovono molto velocemente, circa 200 battiti al secondo!
    Ogni ape riesce a trasportare 60mg di nettare, 25mg di acqua e 15 di polline. Considerando che un’ape media pesa meno di 100mg è come se un uomo trasportasse un carico di quasi un quintale!
    Per poter produrre circa un chilo di cera occorre che un ape voli per 530’000 km per la raccolta di tutto il necessario (acqua, polline e nettare), ovvero ben 12 volte il giro dell’equatore!
    Le api riescono a volare alla velocità di 24-25 Km/h!

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