Grooming

Il “social grooming” delle api è un comportamento compulsivo o alta specializzazione?

Come tutti abbiamo appreso all’inizio della nostra avventura apistica, le api svolgono diversi compiti nell’ambito dell’alveare e queste abilità sono messe in relazione al loro sviluppo fisiologico, più grossolanamente all’età, concludendo la loro carriera come bottinatrici.

Però non sempre tutto si svolge secondo le regole, nelle emergenze le api sono in grado di svolgere per un tempo più lungo ii compito corrispondente a quell’età fisiologica o addirittura a riprendere un ruolo tipico di un’ape di più giovane età.

Recentemente (ottobre 2012) è apparso su PLOS ONE un lavoro interessante realizzato da un gruppo di ricercatori di diverse università della Grecia (3)

i quali osservando il social grooming hanno rilevato un effetto anestetico del morso delle api verso piccoli artropodi, come la tarma della cera e la varroa. 

Anche se il loro principale obiettivo era di individuare in una sostanza secreta dalle mandibole delle api, il 2-eptanone, una capacità anestetica verso i mammiferi, nello svolgimento del loro lavoro oltre ad apprezzare la distinzione tra azione pungente e azione mordente delle api, distinguono i soggetti verso i quali tali azioni sono rivolte e gli effetti del 2-eptanone.

In particolare, tutte le volte che le api si trovano ad affrontare un nemico di piccole dimensioni come la tarma della cera o la varroa, verso i quali non è possibile utilizzare efficacemente il pungiglione, optano per il morso trasmettendo così al nemico-parassita quella particolare sostanza anestetica.

Gli effetti paralizzanti del 2-eptanone sulla varroa, confrontati con quelli sulla tarma della cera (WML) sono così descritte dai ricercatori (3):

“……..L'istante di paralisi della tarma della cera (WML) causata da 2-H e il recupero veloce indica che questa catena di controllo neuronale è stata interrotta in uno o più punti, ma solo per pochi minuti.

Nel caso di un altro invertebrato, l'acaro Varroa destructor, questa interruzione del fascio è irreversibile e porta alla morte, probabilmente a causa delle piccole dimensioni di questo ectoparassita.

Le pi utilizzano il cosiddetto '' grooming'' per rimuovere gli acari dai corpi delle loro compagne di nido, usano le loro mandibole per mordere e rimuovere la Varroa.

Le colonie in cui un elevato numero di acari morti e danneggiati si accumulano sul fondo dell’alveare sono correlati con il comportamento igienico efficace nella pulizia.

E 'possibile che questa capacità è facilitata dal rapido ed efficace mordere gli acari, depositando il 2-H sulla cuticola della Varroa, che a sua volta ne provoca la paralisi e la morte……”

Altri ricercatori hanno indagato il comportamento “compulsivo” delle api, sotto diversi stimoli tra cui quello della fame e della pulizia sociale (social grooming).

Da alcuni lavori pubblicati (1) si evidenzia che il meccanismo dell’azione compulsiva segue la regola: richiesta=reazione compulsiva. In particolare nel caso della richiesta di pulizia l’intervento delle api pulitrici viene stimolato da una particolare danza delle api bisognose. Ma non è tutto.

Darryl Moore ha osservato il “social grooming” di api marcate, in particolare di quella chiamata Rosso 93 la quale ha curato altre api con le sue mandibole per almeno l’84% del tempo in cui è stata sotto osservazione; soltanto due volte delle 315 in cui ha attuato il “social grooming” il suo intervento è stato espressamente richiesto dall’ape destinataria delle sue attenzioni. In tutte le altre occasioni Rosso 93 ha semplicemente avvicinato le sue compagne e ha iniziato autonomamente l’azione di pulizia per circa un minuto e passando immediatamente a pulire un’altra ape vicina, mostrando un alto grado di specializzazione per tutta la durata della sua vita.

Conclusioni dell’autore (2)

“ Le osservazioni di operaie altamente specializzate come la Red 93 sollevano domande provocatorie sulla divisione del lavoro nelle colonie di insetti.

Dato che la divisione del lavoro nelle api è stata ampiamente studiata (recensione da Winston, 1987; Robinson, 1992; Moritz e Southwick, 1992), perché ci sono così poche registrazioni di api altamente specializzate?

È perché gli individui altamente specializzati sono veramente rari, o è perché gli studi non sono stati progettati per rilevarle?

Allo stesso modo, in quanto le api altamente specializzate sono state osservate solo per pochi compiti, ci sono alcuni compiti a cui sono più inclini alla specializzazione rispetto ad altri?

Infine, anche se è diffusa l'idea che la specializzazione porta ad una maggiore efficienza nella prestazione del compito (Oster e Wilson, 1978), è difficile immaginare come una colonia potrebbe trarre beneficio da una specializzazione rigida nel “social grooming”, quando sembra che molte api sono capaci di tanto in tanto di eseguire questa attività, oltre ad altri compiti connessi con la crescita e lo sviluppo delle colonie.

Può il comportamento di Rosso 93 essere "compulsivo"? Studi di esseri umani e di altri vertebrati con deficit comportamentali hanno fornito importanti informazioni sulla regolamentazione del comportamento, forse gli studi di api come Red 93 possono fornire indizi per il comportamento e meccanismi neurali alla base del comportamento di specializzazione nelle società di insetti”.

(1)                    (Darrel Moore e colleghi, East Tennessee State University, - Benjamin Terra e Thomas Seeley; Cornell University; - Robert Danka and Jose Villa; U.S. Department of Agriculture) http://www.articleinput.com/e/a/title/How-do-bees-feed-one-another-and-clean-themselves/

(2)                    http://link.springer.com/article/10.1007/BF02009512?LI=true#page-1

(3)                    http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0047432

              

Le traduzioni dall'Inglese sono state elaborate dal traduttore automatico di Google

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Scientists tracking down genes that help bees defend against mites
Nov 9, 2012
From: Purdue Agricultural News
WEST LAFAYETTE, Ind. – Purdue University researchers are zeroing in on genes that help honeybees defend against varroa mites, one of the largest factors in bee population declines.
Varroa mites are parasites that attack honeybees and infect them with viruses that cause death. The mites can infest and kill entire bee colonies.
But certain honeybees have developed defensive behaviors that allow them to kill the varroa mites or disrupt mite reproduction. Greg Hunt, a professor of behavioral genetics, and Jennifer Tsuruda, a Purdue postdoctoral researcher, are searching for the genes that provide those defenses and believe they’ve narrowed the options considerably.
“Bees are fighting back. They’re getting rid of the mites themselves,” said Hunt, whose findings were published in two papers in PLOS ONE. “We can select for these traits now, but it’s tedious. If we can identify the genes that influence these traits, we could develop better methods to screen for these genes and speed the process.”
The United States is losing about one-third of its honeybee hives each year. Hunt said no one factor is to blame, though scientists believe that mites and insecticides also are working against the bees, which are important for pollinating food crops and wild plants.
Some bees exhibit a trait called varroa sensitivity hygiene, in which they can somehow sense  – likely through smell – that varroa mites are sealed into brood cells where honeybee grubs are pupating. The bees uncap the cells and sometimes remove the infested pupa, disrupting the mites’ reproduction process.
“We assume they’re learning the scent of infested pupae and uncapping the cells to see if mites are in there,” Hunt said.
 Bees that exhibited the trait were produced and genotyped. Researchers found the inheritance of two chromosomal regions from the resistant parent containing genes that made bees more likely to uncap brood cells and remove infested pupae. The list of candidate genes includes genes involved in learning and sense of smell.
“We can start with the genes that make the most sense and run tests to determine if they’re involved in conferring those behaviors,” Tsuruda said.
 Other bees being attacked by varroa mites exhibit a grooming behavior in which they swipe at their backs and often remove the mite. In some cases, the bee will bite and possibly kill the mite.
Hunt said maps with about 1,300 genetic markers were created to look for the genes responsible for the grooming behavior. The researchers narrowed the search to one region on a chromosome that contains 27 genes.
The gene Neurexin 1 is a likely candidate, Hunt said, because unrelated mouse testing has shown that the gene can be involved in excessive grooming.
“It raises the possibility that the same gene might be influencing some behavior in two very different species,” Hunt said.
Hunt and Tsuruda will continue to narrow the search for the genes that confer behaviors allowing honeybees to defend themselves against varroa mites. Once pinpointed, Hunt said bees could be specially bred and deployed to address declining honeybee populations.

Gli scienziati rintracciano i geni che aiutano le api a difendersi contro gli acari
West Lafayette, Indiana - Purdue University ricercatori sono  sui geni che aiutano le api a difendersi contro la varroa, uno dei più grandi fattori di declino delle popolazioni di api.
Gli acari varroa sono parassiti che attaccano le api e li infettano con virus che causano la morte. Gli acari possono infestare e uccidere intere colonie di api.
Ma le api hanno sviluppato alcuni comportamenti difensivi che permettono loro di uccidere gli acari varroa o interrompere la riproduzione degli acari. Greg Hunt, professore di genetica comportamentale, e Jennifer Tsuruda, un ricercatore post-dottorato Purdue, sono alla ricerca di geni che forniscono queste difese e credono di aver ridotto notevolmente le opzioni.
"Le api stanno combattendo. Sanno sbarazzarsi da sole degli acari ", ha detto Hunt, i cui risultati sono stati pubblicati in due articoli su PLoS ONE. "Siamo in grado di selezionare per questi tratti ora, ma è noioso. Se siamo in grado di identificare i geni che influenzano queste caratteristiche, potremmo sviluppare metodi migliori per lo screening di questi geni e velocizzare il processo. "
Gli Stati Uniti stanno perdendo circa un terzo dei suoi alveari di api ogni anno. Hunt ha detto nessun singolo fattore è la colpa, anche se gli scienziati ritengono che gli acari e gli insetticidi stanno lavorando contro le api, che sono importanti per impollinare le colture alimentari e le piante selvatiche.
Alcune api mostrano un tratto chiamato igiene sensibilità varroa, in cui si possono in qualche modo senso - probabilmente attraverso l'olfatto - che varroa sono sigillate in celle di covata in cui le larve delle api da miele sono pupe. Le api stappare le cellule e talvolta rimuovere la pupa infestata, interrompendo processo di riproduzione degli acari.
"Partiamo dal presupposto che stanno imparando il profumo di pupe infestate e disopercolano le celle per vedere se gli acari sono lì", ha detto Hunt.
Le api che mostravano il tratto sono stati prodotti e genotipizzati. I ricercatori hanno trovato l'eredità di due regioni cromosomiche dal padre resistente contenente i geni che hanno fatto le api più probabilità di stappare celle di covata e rimuovere pupe infestate. La lista di geni candidati comprende geni coinvolti nell'apprendimento e olfatto.
"Si può iniziare con i geni che rendono più senso ed eseguire test per determinare se sono coinvolti nella attribuzione di tali comportamenti", ha detto Tsuruda.
Altre api attaccate da acari varroa mostrano un comportamento grommino in cui spesso rimuovono l'acaro con un colpo alle loro spalle . In alcuni casi, l'ape morde e possibilmente uccide l'acaro.
Hunt ha detto mappe con circa 1.300 marcatori genetici sono stati creati per cercare i geni responsabili per il comportamento governare. I ricercatori hanno ristretto la ricerca a una regione su un cromosoma che contiene 27 geni.
Il gene neurexin 1 è un candidato probabile, Hunt ha detto, perché il test indipendente sul topo ha dimostrato che il gene può essere coinvolto in grommino eccessivo.
"Si solleva la possibilità che uno stesso gene può influenzare alcuni comportamenti in due specie molto diverse", ha detto Hunt.
Hunt e Tsuruda continuerà a restringere la ricerca dei geni che conferiscono i comportamenti che permettono api didifendersi contro gli acari varroa. Una volta individuato, Hunt ha detto le api potrebbero essere appositamente allevate e distribuite per affrontare il declinodelle popolazioni di api.

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Journal of Invertebrate Pathology
2012.03.020
The objective of this study was to demonstrate genotypic variability and analyze the relationships between the infestation levels of the parasitic mite Varroa destructor in honey bee (Apis mellifera) colonies, the rate of damage of fallen mites, and the intensity with which bees of different genotypes groom themselves to remove mites from their bodies.
Sets of paired genotypes that are presumably susceptible and resistant to the varroa mite were compared at the colony level for number of mites falling on sticky papers and for proportion of damaged mites. They were also compared at the individual level for intensity of grooming and mite removal success. Bees from the "resistant" colonies had lower mite population rates (up to 15 fold) and higher percentages of damaged mites (up to 9 fold) than bees from the "susceptible" genotypes. At the individual level, bees from the "resistant" genotypes performed significantly more instances of intense grooming (up to 4 fold), and a significantly higher number of mites were dislodged from the bees' bodies by intense grooming than by light grooming (up to 7 fold) in all genotypes. The odds of mite removal were high and significant for all "resistant" genotypes when compared with the "susceptible" genotypes. The results of this study strongly suggest that grooming behavior and the intensity with which bees perform it, is an important component in the resistance of some honey bee genotypes to the growth of varroa mite populations. The implications of these results are discussed.

L'obiettivo di questo studio è stato quello di dimostrare la variabilità genotipica e analizzare le relazioni tra i livelli di infestazione di Varroa destructor acaro parassita nel miele delle api (Apis mellifera), le colonie, il tasso di danni di acari caduti, e l'intensità con cui le api di diversi genotipi pulirsi per rimuovere gli acari dai loro corpi.
Set di genotipi associati che sono presumibilmente sensibili e resistenti alla varroa sono stati confrontati a livello di colonia per il numero di acari che cadono su carte adesive e per percentuale di acari danneggiati. Essi sono stati confrontati a livello individuale per intensità di governare e la rimozione di successo acaro. Le api dai "resistenti" colonie avevano tassi più bassi della popolazione di acari (fino a 15 volte) e le percentuali più elevate di acari danneggiati (fino a 9 volte) che le api dai "sensibili" genotipi. A livello individuale, le api dai "resistenti" genotipi eseguita casi significativamente maggiore di governare intenso (fino a 4 volte), e un numero significativamente più elevato di acari sono stati sloggiati dai corpi delle api da governare intenso che da grooming luce (fino a 7 volte) in tutti i genotipi. Le probabilità di rimozione acari erano alti e significativi per tutti i "resistenti" genotipi, se paragonati ai "sensibili" genotipi. I risultati di questo studio suggeriscono che governare il comportamento e l'intensità con cui le api a compimento, è una componente importante per la resistenza di alcuni genotipi api alla crescita delle popolazioni di acari varroa. Le implicazioni di questi risultati sono discussi.

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Posted on August 31, 2010

Hope for the Bees in Breeding Parasite Resistant Groomers

Ron Hoskins, 79, from Swindon in southern England, says he has managed to isolate and breed a strain of bees which “groom” one another, removing the mites.

Speranza per le api in allevamento Parasite Groomers resistenti

Ron Hoskins, 79, da Swindon, nel sud dell'Inghilterra, dice che è riuscito a isolare e allevare un ceppo di api che "si spulciano" l'un l'altro, eliminando gli acari.

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American Bee Research Conference. Orlando, Fl. January 15th, 2010.

Andinof, G.K. & G.J. Hunt - A NEW ASSAY TO MEASURE MITE GROOMING BEHAVIOR - Grooming behavior is one of the known mechanisms of defense for honey bees against parasitic mites. Varroa destructor is often considered the biggest beekeeping problem within the U.S. and around the world. Mite-grooming behavior has been described as the ability of the adult bees to remove Varroa mites during grooming and has been associated with mites that have been chewed by the bees’ mandibles, but the proportion of chewed mites is extremely tedious to measure.

Il gromming è uno dei meccanismi di difesa noti per le api contro acari parassiti. Varroa destructor è spesso considerato il problema più grande dell'apicoltura negli Stati Uniti e in tutto il mondo. Mite-grooming comportamento è stato descritto come la capacità delle api adulte per rimuovere acari della varroa durante la toelettatura ed è stato associato con gli acari che sono stati rosicchiati per mandibole delle api, ma la percentuale di acari masticato è estremamente noioso per misurare.

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Publication date: 2008-09-01

The ability of high- and low-grooming lines of honey bees to remove the parasitic mite Varroa destructor is affected by environmental conditions

This study assessed how variation in temperature and humidity affect the costs and benefits of grooming as a defense against Varroa destructor Anderson and Trueman, 2000 in high-grooming and low-grooming groups of honey bee (Apis mellifera L., 1758) workers. Grooming was quantified as the proportion of mites falling to the bottom of cages containing worker bees or to the bottom of colonies of bees during winter. Cages of 100 mite-infested bees from each line of workers were assigned to environments with three treatment combinations of temperature (10, 25, and 34 °C) and humidity (low, medium, and high), and bee and mite mortality rates were quantified. The results showed relative effectiveness of high- and low-grooming groups being affected by the environment. Differences in grooming between lines were greatest at 25 °C and were slightly higher under conditions of low humidity than at higher levels. Mite mortality rates were greater in high-grooming groups of caged bees than in low-grooming bees held at 25 and 34 °C but were similar at 10 °C. During winter, colonies with high-grooming bees had higher daily mite mortality rates than unselected colonies. Bee mortality rates were greater in high-grooming lines than in low-grooming lines under low temperatures, indicating that there may be a biological cost associated with grooming behaviour at low temperature.

La capacità delle linee di api ad alta e bassa capacità di grooming per rimuovere il parassita acaro Varroa destructor è influenzato dalle condizioni ambientali

Questo studio ha valutato come la variazione di temperatura e umidità influiscono i costi e i benefici di spulciare come una difesa contro la Varroa destructor Anderson e Trueman, 2000 in gruppi ad alto e basso-grooming di operaie di api da miele (Apis mellifera L., 1758) . Grooming è stato quantificato come la proporzione di acari che cadono sul fondo delle gabbie contenenti api operaie o al fondo di colonie di api durante l'inverno. Gabbie di 100 api infestate da acari ogni linea di operaie è stata assegnata ad ambienti con tre combinazioni di trattamenti di temperatura (10, 25, e 34 ° C) e umidità (bassa, media e alta), e i tassi di mortalità delle api e degli acari sono stati quantificati. I risultati hanno mostrato l'efficacia relativa di gruppi ad alta e bassa-grooming che sono influenzati dall'ambiente. Differenze di grooming tra linee erano maggiori a 25 ° C e sono stati leggermente superiori in condizioni di bassa umidità rispetto a livelli più alti. Tassi di mortalità Acaro erano maggiori in gruppi di api ad alta capacità di grooming in gabbia che in condizioni di api con scarso grooming detenute al 25 e 34 ° C, ma erano simili a 10 ° C. Durante l'inverno, colonie con alto grooming le api avevano più alti tassi giornalieri di mortalità di acari di colonie non selezionate. Mortalità api erano maggiori in alta grooming linee che in basso grooming linee a bassa temperatura, che indica che ci può essere un costo biologico associato al grooming a bassa temperatura.

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