Quali sono le cause per cui la varroa non riesce a riprodursi? Perchè può essere sterile? Domande in perfetta antitesi con l’immagine di copertina: Venere dea della fertilità oltre che della bellezza e dell’amore.

Questo articolo, e la serie a cui appartiene, trae ispirazione dal documento “Natural selection, selective breeding, and the evolution of resistance of honeybees (Apis mellifera) against Varroa ” pubblicato il 18 maggio 2020, l’intento è di fornirne una versione semplice e fruibile per tutti.
La parte relativa all’ecdisone è stata integrata con l’articolo “Leveraging hormones to fight the mite” di Alison McAfee pubblicato sul numero di Agosto 2019 dell’ American Bee Journal.

E’ noto che non tutte le femmine di varroa che entrano nelle celle con covata si riproducono. Ci sono quattro ipotesi che possono spiegare questa singolare condizione in cui le fondatrici (chiamate così perchè daranno, in teoria, vita ad una progenie di varroe figlie ) non si riproducono:

• La rimozione di pupe che ospitano varroe fertili da parte delle api;
• Può essere anche una caratteristica della varroa: nel suo ospite originario, l’ ape cerana, una larga parte delle femmine adulte una volta entrate nelle celle non si riproduce. Nel caso dell’a.cerana, sembrerebbe che le varroe entrino nelle celle per nascondersi e salvarsi dal grooming delle api adulte in modo da sopravvivere al periodo di assenza di covata maschile. I fuchi di ape cerana sono allevati solo per 3-4 mesi e il loro tempo di sviluppo,dopo l’opercolatura , è di 13,5-14 giorni: un periodo di tempo sufficiente per un singolo acaro fertile per avere approssimativamente dai 3 ai 5 cicli di riproduzione in un anno. Questo significa che gli acari adulti possono trascorrere 8-9 mesi all’anno senza l’opportunità di riprodursi e possono essere esposti al grooming essendo in fase foretica.  
• Impossibilità nella riproduzione perchè le varroe non sono state fecondate o hanno problemi di riproduzione. Le femmine sterili di varroa producono solo prole maschile; talvolta queste femmine sterili possono accoppiarsi con il proprio figlio ed essere in grado di produrre figlie in un secondo ciclo riproduttivo. Ma quanto possono essere diaboliche?
  Inoltre la presenza di femmine sterili può spiegare ampiamente la non riproduzione osservata nelle colonie sensibili alla varroa.
• Essere in presenza di api tolleranti o resistenti alla varroa.

L’incremento della percentuale degli acari non riproduttivi nelle api con comportamento VSH potrebbe non spiegare completamente la mancata riproduzione della varroa ma non è l’unico meccanismo responsabile di questo evento. Non  sempre gli acari si riproducono dopo essere  entrati in celle da fuco, e ci sono differenze genetiche nella covata maschile su cui la varroa può riprodursi o meno.
L’inibizione della riproduzione della Varroa su pupe infestate (come ad esempio la peste americana) è una caratteristica condivisa sia in molte popolazioni di a. mellifera resistente alla varroa nel mondo che nell’ape cerana.

Il meccanismo che causa la non riproduzione
Le varroe, sotto il profilo ormonale, sono animali sfortunati perché sebbene abbiano bisogno di ormoni non sono in grado di sintetizzarli autonomamente. In questo la varroa è completamente dipendente dalle larve per ottenere l’ecdisone. Questo ormone è indispensabile per le varroe per iniziare l’ovodeposizione e per le api è indispensabile per effettuare la metamorfosi da larva a pupa.
In un passato molto lontano la varroa ha perso la sua capacità di produrre autonomamente l’ ecdisone. Cosa potrebbe essere successo? Probabilmente il genoma (ossia l’insieme di tutti i geni di una specie) ha perso qualche gene fondamentale per la biosintesi di questo ormone nonostante fosse essenziale per la propria riproduzione.
Senza ecdisone, una fondatrice può comunque entrare nella cella di covata, ma non può deporre uova e dare inizio ad una progenie.

Si ritiene che, con  la riduzione o l’interruzione della disponibilità di ecdisone, la covata sia in grado di bloccare la riproduzione della varroa e di conseguenza ottenere il beneficio di mantenere sotto controllo la popolazione della varroa.
Una volta che una fondatrice si è introdotta in una cella di covata, inizia a nutrirsi del corpo grasso della larva, ingerendo ecdisone assieme ad altri nutrienti come ad esempio le proteine. La covata è l’unica fonte di ecdisone disponibile per la varroa, e subito dopo essersi nutrita inizia la sintetizzazione delle proteine del tuorlo (vitellogenina) così che le sue ovaie si attivino e possa iniziare la deposizione delle uova.

Il corretto meccanismo di funzionamento non è stato ancora individuato, ma i ricercatori sospettano che le variazioni della presenza di questo ormone attraverso la riduzione della quantità, il cambiamento della tempistica di produzione o l’alterazione della funzione di altre proteine interrompano il segnale dell’ecdisone di cui ha bisogno la varroa per iniziare la sua deposizione.

Tuttavia questa resistenza innata delle api probabilmente ha un costo. Come già detto, nelle api l’ecdisone non determina l’inizio dell’ovodeposizione ma la metamorfosi dallo stadio di larva a quello di pupa. Per le api questa metamorfosi è necessaria per poter sopravvivere e poter diventare individui adulti; se si verifica un crollo della presenza di ecdisone la colonia potrebbe perire in breve tempo non avendo disponibilità di giovani individui adulti. Esiste un sottile equilibrio nell’interruzione della distribuzione dell’ ecdisone sufficiente ad inibire la riproduzione della varroa senza però compromettere lo sviluppo della covata e le prestazioni degli adulti. Questo equilibrio al momento non è noto nei suoi dettagli tuttavia le api, a causa dell’interruzione della produzione dell’ecdisone, potrebbero essere più piccole, avere un peso inferiore o una ridotta capacità di volo.

Una volta noti i meccanismi su come la sintesi e la segnalazione dell’ormone siano modulate da parte delle api resistenti, potremmo essere in grado di disporre di un controllo della varroa basato sull’ecdisone e sui segnali ad esso associati.

Nello scorso decennio, molte ricerche si sono focalizzate sulla genetica basata sul comportamento igienico, come il VSH (il comportamento igienico specifico per la varroa), il comportamento igienico e il grooming.  Una minore attenzione è stata posta a ciò che è dovuto all’innato come il comportamento della covata che determina la resistenza alla varroa. Probabilmente questo è dovuto al fatto che è più difficile distinguere tra una mancata riproduzione della varroa dovuta ad una resistenza innata della covata che produce una modifica del segnale dell’ ecdisone, rispetto a delle operaie che disopercolano e riopercolano le celle. Una motivazione a questo potrebbe essere dovuta anche al fatto di non avere dato un nome specifico a questo comportamento come si è fatto con il VSH. Qualsiasi sia il motivo, significa che per quanto si vada lontani nella ricerca si ha comunque un quadro incompleto del meccanismo di resistenza alla varroa.
Inoltre, ad oggi, l’ingegneria genetica non è pronta per una applicazione commerciale sulle api, ma i ricercatori pensano che sia un obiettivo raggiungibile nel prossimo decennio.

Resistenza alla Varroa: quanto ne sappiamo?

Parte 1: Introduzione
Parte 2: Comportamento igienico
Parte 3: Grooming
Parte 4: Varroa non riproduttiva
Parte 5: Grandezza delle celle
Parte 6: Resistenza e tolleranza ai virus associati alla varroa