Effetti “ materni “ della regina sulla produzione di regine nelle api
Effetti “ materni “ della regina sulla produzione di regine nelle api
Current Biology giugno 2019 open access
A Maternal Effect on Queen Production in Honeybees
Hao Wei,1,3 Xu Jiang He,1,3 Chun Hua Liao,1,3 Xiao Bo Wu,1 Wu Jun Jiang,1 Bo Zhang,1 Lin Bin Zhou,1 Li Zhen Zhang,1 Andrew B. Barron,2 and Zhi Jiang Zeng1,4,* 1Honeybee Research Institute, Jiangxi Agricultural University, Nanchang, Jiangxi 330045, P.R. of China 2Department of Biological Sciences, Macquarie University, North Ryde, NSW 2109, Australia
L’influenza della madre sul fenotipo della sua discendenza, noto come effetto materno, è uno degli elementi che determinano la plasticità adattiva del fenotipo [1, 2]. Nelle api, le caste sono determinate dall’ “ambiente “ piuttosto che geneticamente con l’”ambiente” alveare e la dieta da esso determinata che causa la differenziazione della casta della larva allevata [5–9].
Nel presente studio si mostra che la dimensione dell’uovo nel momento della sua deposizione influenza lo sviluppo della regina . Le regine depongono uova significativamente più grandi nelle celle da regina, che sono notevolmente più larghe di quelle da operaia. Allo scopo di verificare le caratteristiche delle regine nate a seguito di diversi metodi di allevamento si è provveduto a trasferire in celle reali artificiali ( a scopo di allevamento in condizioni standard ) :
uova deposte da regina in celle da regina
uova deposte da regina in celle da operaia
larve di due giorni di età prelevate da celle di operaia a mezzo traslarvo .
Le regine nate dalle uova deposte in celle da regina sono risultate più pesanti delle regine ottenute dagli altri due tipi di uova in analoghe condizioni di allevamento . Quelle nate da traslarvo di larva risultano le più leggere. Le regine nate dalle uova deposte in celle da regina hanno in aggiunta mostrato un maggior numero di ovarioli, con ciò indicando una conseguenza della dimensione dell’uovo sulla successiva morfologia dell’adulta ( con effetti della morfologia sulla funzionalità del soggetto ovvero maggior numero di ovarioli -> maggior capacità di deposizione ) . Anche l’analisi dell’espressione genica ha mostrato diverse differenze significative tra le regine nate da uova deposte in cella da regina e gli altri due “tipi “. Queste differenze includono l’espressione di geni coinvolti nei segnali ormonali , nello sviluppo del corpo e del sistema immunitario. Ovvero tratti “chiave “ per differenziare regine da operaie ( tanto meno questi tratti sono espressi e tanti più la regina somiglia ad una operaia …..ndt ) .
DISCUSSIONE
Api regine e operaie sono fenotipi radicalmente differenti . Certo entrambe sono femmine e si sviluppano da un uovo fecondato , ma la regina è tipicamente la sola femmina riproduttiva nell’alveare [10, 11]. Nessuna differenza genetica separa regine e operaie . La differenziazione avviene per vie epigenetiche [5–7]. Operaie e regine si sviluppano in celle di differente dimensione e sono nutrite con diete differenti. Sia la dieta che la quantità di spazio disponibile per la larva in sviluppo causano cambiamenti nella metilazione del genoma larvale [5, 6, 12]. Le differenze che ne risultano a livello di regolazione genica (particularmente coinvolti risultano i segnali relativi allo sviluppo ghiandolare , metabolismo dei carboidrati e funzioni immunitaria [13–15]) determinano le differenti e divergenti traiettorie di sviluppo tra regine e operaie [16]. Si è voluto verificare se la regina stessa può influenzare lo sviluppo attraverso effetti “ materni “. La prima ipotesi di effetti “materni “ relativamente all’allevamento di api regine viene da Borodacheva [26] che nel 1973 osservò che alcune variazioni della taglia delle regine alla nascita può essere attribuita a variazioni della dimensione dell’uovo. L’ape regina depone tra 1,500 e 2,000 uova al giorno [27] in celle da operaia . Quando la famiglia è pronta per riprodursi a mezzo sciamatura un certo numero (10–20) di celle da regina ( più larghe ) viene costruito [28]. Si è voluto verificare se le regine depongono uova di maggiori dimensioni nelle celle reali . Per verificare un possibile effetto della deposizione da parte della regina sullo sviluppo delle future regine si è provveduto a mettere a disposizione delle regine in test celle reali in plastica e celle da operaia in plastica .
Allo scopo di determinare se vi è effettiva differenza di dimensione nelle uova e se questa incide sulla successiva morfologia della regina adulta , sei ore dopo la deposizione sia le uova deposte nelle celle da regina che quelle deposte in celle da operaia sono state trasferite muovendo la base smontabile delle celle plastiche e senza toccare le uova in celle reali artificiali .
Le regine ottenute dalle uova deposte in celle reali sono risultate le più pesanti e delle 5 prove effettuate, 3 volte su 5 le regine nate da uova deposte in celle da regina sono risultate più pesanti di quelle nate da uova deposte in celle da operaia . Soprattutto, le regine nate da uova deposte in celle reali hanno mostrato un numero maggiore di ovarioli e il numero di ovarioli risulta essere un importante indice di fecondità [29].
Conclusioni
In conclusione i dati ottenuti mostrano un effetto “ materno “ sulla taglia e fisiologia delle regine allevate, conseguente al fatto che in condizioni naturali la regina depone uova più grandi nelle celle da regina rispetto alla dimensione di quelle deposte in celle da operaia. Questo può avere conseguenze sulle funzioni della colonia dato che vari autori [14, 26, 29, 34–36] hanno riportato una relazione tra peso della regina e suo numero di ovarioli e fecondità.
In conseguenza dei dati raccolti non possiamo proporre l’esistenza di una speciale classe di uova destinate a divenire regine . Si può invece proporre che le regine feconde abbiano in ogni momento più di un uovo pronto alla deposizione [10] e che siano in grado di porre il più grosso fra quelli disponibili nella cella da regina. In alternativapuò essere prodotta una teoria nella quale la regina può sospendere l’ovodeposizione prima di deporre nelle celle da regina , dal momento che ritardare l’ovodeposizione ha come conseguenza la produzione di uova più grandi [37]. Questa possibilità ha però necessità di essere studiata.
Dai dati ottenuti si può concludere che le differenze osservate siano da attribuire esclusivamente alla regina.
traduzione , riduzione e commenti di gianni savorelli offerta da ditta
Savorelli Gianni - Prodotti per apicoltura
