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Selezionare api resistenti alla varroa

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Selezionare api resistenti alla varroa

di Randy Oliver

pubblicato su American Bee Journal (vol. 162, n. 6; anno 2022)

traduzione a cura di Carmine Tammaro

Ho selezionato le api per molti anni; per il colore, la docilità o la resistenza alla peste americana è stato facile. Idem per la resistenza all’acariosi tracheale e per la capacità di avere a che fare con Nosema ceranae ma selezionare per la resistenza alla varroa ha dimostrato essere più difficile.

La soluzione a lungo termine più scontata per il problema della varroa è di avere nei nostri alveari api che siano resistenti al parassita. Apis cerana, l’ospite originario della varroa riesce in quest’impresa ed è stato osservato che se lasciate a loro stesse, con la forte pressione della selezione naturale, anche diverse popolazioni di api mellifere selvatiche sono diventate resistenti alla varroa. Ma i progressi sono stati ben più lenti per tutti quelli impegnati nella selezione di questo tratto nelle api europee domestiche; i loro sforzi in tutto il mondo sono ben rivisti da Le Conte (1). Quindi la domanda è: perché ci stiamo mettendo così tanto tempo per avere delle api affidabili, che non abbiano bisogno di trattamenti acaricidi?

1.Resistenza vs tolleranza

Prima di andare avanti permettetemi di chiarire un po’ di terminologia. Sento spesso le persone usare i termini “resistenza” e “tolleranza” in modo intercambiabile anche se attualmente hanno due significati biologici molto differenti, come spiegato da Ayres e Schneider: un ospite può sviluppare due differenti meccanismi difensivi per migliorare la sua fitness quando attaccato da un patogeno – la resistenza e la tolleranza… la resistenza è definita come l’abilità di limitare i danni causati dal patogeno, mentre la tolleranza è definita come la capacità di limitare l’impatto sulla salute dovuto ai danni causati da un determinato patogeno. La somma di questi due meccanismi definisce la capacità difensiva di un ospite.

Ci sono colonie tolleranti o “sopravvissute”, che possono contrastare gli acari grazie alle dimensioni ridotte della popolazione, per la capacità di sciamare frequentemente o attaccando ferocemente qualsiasi invasore ma di solito gli apicoltori non sono interessati ad api con queste caratteristiche. Altrimenti le api “tolleranti” riescono a sopportare alti livelli d’infestazione grazie alla capacità di essere resistenti ai virus di cui la varroa è vettore. Ma quello che voglio sono api che mi riportino ai “cari vecchi giorni” (a prima della varroa). Per questo sono interessato alle linee di discendenza che semplicemente dicono NO alla varroa e sono per qualche ragione in grado di evitare che i parassiti si riproducano con successo.

Applicazioni pratiche: sto selezionando per la resistenza non la tolleranza. Una famiglia tollerante alla varroa, poiché non riesce a controllare la popolazione dei suoi acari, potrebbe soffrire dell’eccessivo carico dei patogeni.

2.Api domestiche vs. selezione naturale

Ci potremmo aspettare che la pressione evolutiva (selezione naturale) ci porti ad avere un acaro “benigno” oppure ad una relazione “stabile” ospite/parassita ma questo non succederà fino a quando le api esisteranno come animali allevati. Questo perché non c’è nessuno svantaggio per la varroa (o i virus a cui si associa) ad uccidere la colonia in cui vive se noi apicoltori la rimpiazziamo con una nuova famiglia. In più, il fatto che abbiamo le arnie molto vicine tra loro negli apiari (in natura ogni famiglia è ben distanziata dalle altre) permette alla varroa di usare le stesse api come vettori per diffondersi tra le colonie. Come indicato da Ewald (3), i parassiti che si diffondono con vettori volanti possono essere effettivamente trasmessi da ospiti malati o morenti a nuovi ospiti e, quindi, potrebbero continuare ad evolversi diventando ancora più virulenti. Invece, i parassiti che richiedono che i loro ospiti restino in vita e siano abbastanza vitali da trasmetterli verticalmente alla prole (nel caso delle api, agli sciami) possono stabilire una relazione stabile con l’ospite (come nel caso di noi umani e dei nostri pidocchi o dei nostri acari del follicolo).

Applicazioni pratiche: quanto sopra significa che non c’è pressione evolutiva sulla varroa o sul virus delle ali deformi che li porti a diventare meno virulenti, il problema della varroa non migliorerà fino a quando non avremo api resistenti. Per questo l’unica soluzione a lungo termine è selezionare le api da quegli stock che sono in grado di ridurre il successo riproduttivo degli acari, nella misura in cui diventa una malattia di poco conto all’interno della colonia. La selezione dei caratteri di nostro interesse è semplicemente l’evoluzione orientata dall’uomo; si lavora con la natura per il benessere delle nostre amate (e assediate) api da miele.

Retroscena: per chi non ha seguito il mio “stato dell’arte” sulla selezione per la varroa può rifarsi qui (4).

Applicazioni pratiche: io e i miei figli stiamo conducendo da lungo tempo la verifica di un esperimento per il beneficio dei selezionatori e allevatori di regine. Il mio obiettivo è quello di stabilire la fattibilità, i costi lavoro e la velocità dei progressi di un programma di selezione tradizionale per la resistenza, partendo dal proprio stock di api.

Il nostro piano sperimentale comporta la gestione di una popolazione di api che si accoppia liberamente (all’interno della popolazione stessa), costituita da una coorte annuale di almeno 1000 regine allevate da circa 30 regine madri dell’anno precedente. Le famiglie da riprodurre ogni primavera sono scelte tra quelle che esibiscono la capacità di mantenere il tasso d’infestazione di varroa vicino allo zero per l’intero anno (senza nessun trattamento) e, cosa altrettanto importante, continuano ad avere le desiderabili caratteristiche di docilità e produttività. Sto intenzionalmente evitando inseminazione strumentale, analisi genetiche, dissezione della covata, un monitoraggio scrupoloso della linea materna oppure altri metodi costosi o che richiedono tempo. Il nostro unico metodo di valutazione è la conta della varroa (ne facciamo circa 2000 all’anno) associata ad una ispezione visiva per la generale qualità della colonia. Qualsiasi colonia venga scartata come possibile riproduttrice viene trattata; non c’è bisogno di perdere famiglie a causa della varroa.

3.La necessità degli agitatori meccanici

La chiave per il successo del programma è di riuscire ad eseguire velocemente il monitoraggio della varroa. Essere veloci richiede degli agitatori meccanici e un sistema che permetta alla squadra di lavora insieme senza confusione, come descritto qui (5). Da quell’articolo ho speso molte centinaia (mia moglie dice migliaia) di ore in officina, perfezionando la nuova generazione di agitatori meccanici che adesso fanno trecento giri al minuto e si spengono automaticamente. Abbiamo appurato che con questo metodo di agitazione si stacca il 95% degli acari. C’è stato un miglioramento ulteriore degli agitatori quando siamo passati dall’alcohol ad un detergente per i piatti come agente per staccare la varroa e dopo diversi prototipi siamo arrivati allo sviluppo della Generazione 4 che ha un design semplice e contenitori migliori dei precedenti. Con questi agitatori portatili possiamo eseguire la conta della varroa (incluse le operazioni di aprire l’arnia, prendere il campione, chiudere l’arnia, agitare il campione, successiva conta e infine scrivere in numero di varroa sul coprifavo) ad una velocità di 3-4 minuti a persona per arnia (una squadra di 3 può facilmente determinare il livello d’infestazione delle famiglie di un apiario di 48 famiglie in meno di un’ora). Con un costo della mano d’opera a 25 $ l’ora, per stabilire il grado d’infestazione di una famiglia ci vogliono circa un dollaro e mezzo (meno del costo di alcuni trattamenti). Con questo metodo riusciamo ad avere un controllo decisionale immediato su ogni colonia.

Applicazioni pratiche: senza l’aiuto degli agitatori portatili non sarebbe stato possibile eseguire il numero di conte necessarie per il nostro programma di selezione. Abbiamo scoperto che i nostri risparmi derivati dal non spendere soldi in inutili trattamenti, così come la rapida identificazione di colonie che richiedono un trattamento in più di quello programmato (o che hanno altre problematiche), sono di più rispetto al costo del lavoro impiegato nel monitoraggio della varroa.

4.Le colonie resistenti

La cosa che più di tutto ci fa andare avanti nell’esperimento è la bellezza delle colonie che abbiamo identificato come resistenti alla varroa, della cui esistenza non saremmo mai venuti a conoscenza se non avessimo effettuato il monitoraggio dell’infestazione. Il piano di selezione annuale inizia permettendo alla varroa di svilupparsi nei nuclei fatti ad aprile fino alla conta di giugno. Per stare nel gruppo delle “riproduttrici potenziali”, le famiglie non devono solo mantenere la conta delle varroa vicino a zero per l’intero anno ma devono anche essere docili, svilupparsi velocemente ed essere ottime produttrici di miele. Questi parametri fanno sì che la maggior parte delle colonie venga scartata già al primo controllo. Portiamo la maggior parte delle nostre colonie, incluse le riproduttrici potenziali, sull’impollinazione del mandorlo e quando effettuo il monitoraggio della varroa a marzo, qualsiasi famiglia abbia un valore superiore ad 1, non sia strapiena di api o non abbia riempito le scorte di miele viene scartata dal gruppo delle riproduttrici.

Applicazioni pratiche: per far parte del gruppo di colonie (circa 30) che definiamo riproduttrici e da cui effettuiamo i traslarvi, ogni famiglia deve controllare lo sviluppo della varroa ed avere delle caratteristiche che la rendano apprezzabile da ogni apicoltore, come testimoniato dai diversi apicoltori professionisti che mi hanno assistito nel piano di selezione.

Ci sono alcune colonie che al conteggio della varroa mostrano sempre la totale assenza di acari (multi-zero), questo dato è impressionante se si pensa che una famiglia “non resistente” in assenza di trattamenti può raggiungere valori intorno a 50 varroe al monitoraggio di settembre. Sfortunatamente abbiamo scoperto che il carattere della resistenza non sempre viene ereditato dalle colonie figlie. Infatti, la maggior parte delle famiglie con regine figlie di quelle “multi-zero” sono semplicemente in linea con la media della popolazione monitorata per la resistenza. Fino ad ora non abbiamo osservato un forte grado di ereditabilità di questo carattere.

Questa cosa frustante di cui sopra potrebbe presto cambiare poiché oltre il 50% delle colonie figlie di una coppia di riproduttrici dell’anno scorso ha mostrato una spiccata resistenza alla varroa.  Ovviamente stiamo riproducendo moltissime regine da quelle famiglie in questa annata apistica! Ad ogni modo siamo sempre impressionati dalle performance delle nostre “multi-zero”.

Verifica dei risultati: le nostre colonie resistenti alla varroa sono spesso le più forti e produttive di un apiario. Molti mi chiedono se sacrifichiamo la docilità per la resistenza ma non è assolutamente così. Ad agosto lavoro senza protezioni e mentre effettuo le conte della varroa valuto anche la docilità, la cosa è piuttosto semplice: se vengo punto quella colonia non passa il test e non diventa una riproduttrice.

5.Quindi, quali sono i nostri progressi finora?

In un lavoro recente De La Mora (6), in collaborazione con gli allevatori di api regine dell’Ontario, ha registrato un sostanziale miglioramento nella percentuale di famiglie resistenti solo dopo due generazioni, ed hanno usato un metodo di selezione e di accoppiamento simile al mio. Il loro tasso di successo è il migliore di qualsiasi altro programma di selezione quindi spero vivamente che la loro fortuna continui. Per noialtri i progressi sono molto più lenti, io e i miei figli stiamo entrando nel sesto anno di selezione così spinta. Ho recentemente realizzato che potremmo aver inavvertitamente escluso una porzione di colonie “potenzialmente resistenti” dal programma al primo conteggio della varroa a giugno, quando andiamo avanti trattando tutte le colonie che hanno più di una varroa. Con un tasso d’infestazione così basso (1 varroa su 315 api equivale allo 0,317%) possiamo calcolare la probabilità di ottenere un conteggio differente: la probabilità di ottenere zero come valore della conta è il 37%, di avere esattamente 1 è sempre 37% e di trovare 2 varroe nel campione è il 26% (per questo calcolo ho usato il sito stattrek.com). Questo significa che c’è il 26% di possibilità di scartare delle potenziali riproduttrici! I nostri dati indicano che circa la metà delle colonie che hanno 0 oppure 1 come valore al monitoraggio di giugno mantengono valori sotto il 7 (questo valore equivale al 2% d’infestazione al monitoraggio di novembre perché le colonie sono in un breve blocco di covata) fino alla prossima primavera, questo significa che stiamo trattando molte colonie che potrebbero essere già resistenti poiché le abbiamo escluse dal programma di selezione perché avevano 2 come conteggio a giugno.

Applicazioni pratiche: si tratta di parecchio lavoro quando c’è da fare la prima conta della varroa su 1000 famiglie a giugno. Abbiamo applicato una severa e spietata selezione alla prima conta in modo da ridurre il numero di famiglie da seguire nel programma. Eppure, così come nelle ricerche del Dott. John Kefuss, abbiamo osservato che le colonie resistenti sono in grado di mantenere l’infestazione a livelli bassi da sole, senza bisogno di nessun intervento da parte dell’apicoltore. Quindi il tutto si riduce al numero delle potenziali riproduttrici che si vogliono seguire con il monitoraggio dell’infestazione. Ad ogni modo queste famiglie resistenti che vengono scartate dal programma di selezione, fortunatamente, produrranno lo stesso i fuchi utili agli accoppiamenti.

Quindi, a che punto siamo? La scorsa annata è stata molto difficile per le nostre api che sono state colpite, in ordine temporale, da: una lunga siccità, gli incendi boschivi, un’alluvione, danni per la neve e la caduta di alcuni alberi ed infine una freddissima tempesta di neve dopo che avevano iniziato a sviluppare covata in vista dell’impollinazione del mandorlo. L’anno scorso abbiamo perso poche colonie a causa della varroa ma l’ambiente è stato devastante per le api. Eric e Ian sono riusciti a mala pena a rispettare il nostro contratto delle mandorle (ma le famiglie che ci sono andate sono state valutate bene). Detto ciò, delle poco più di 1000 famiglie che sono tornate dalle mandorle abbiamo 126 potenziali riproduttrici (non trattate) che avevano 7 al monitoraggio di novembre (meno del 2% del tasso d’infestazione dopo un intero anno senza trattamenti). Nonostante il clima, gli incendi, la perdita di alcune potenziali riproduttrici a causa degli orsi e l’eccessiva esclusione al primo conteggio estivo, ho stimato che tra il 15 e il 20% delle colonie del 2021 hanno esibito una forte resistenza alla varroa. In un apiario siamo arrivati a registrare il 50% di famiglie resistenti ma abbiamo ancora molta strada da fare per arrivare al 95%, livello al quale potrò dire che il nostro stock di api è resistente alla varroa, ma siamo fiduciosi perché i progressi sono incoraggianti.

Applicazioni pratiche: mentre i programmi di selezione genetica per migliorare la produttività dei raccolti agricoli o del bestiame implicano dei cambiamenti nella morfologia, fisiologia e nell’efficienza energetica dell’organismo, per selezionare le api per la resistenza alla varroa ci basta solo accendere un paio di interruttori comportamentali.

6.Un ritardo insito nella modalità di accoppiamento

In un programma di allevamento si può agire con una selezione positiva o negativa (ma anche una combinazione di entrambi). Nella nostra popolazione di api, in cui il 99% delle famiglie ha un carattere docile, è facile praticare la selezione negativa nei confronti di quelle regine che danno un carattere un po’ aggressivo alle colonie. Invece, se ci interessa esclusivamente la produzione di miele applicheremo la selezione positiva andando ad allevare regine da quelle famiglie che ci danno raccolti eccezionali. Nel caso della selezione per la resistenza alla varroa stiamo applicando entrambi i metodi: alleviamo regine soltanto da quelle famiglie che sono eccezionalmente brave a tenere l’infestazione bassa (selezione positiva) e simultaneamente eliminiamo dalla popolazione tutte le regine che hanno bisogno di trattamenti e non sono abbastanza produttive (selezione negativa). Purtroppo, c’è un ritardo di 2 anni per la selezione negativa che frena molto i progressi del nostro programma. Bisogna capire che la genetica dei fuchi deriva solo dalla loro madre, il cui genoma è a sua volta costituito da una miscela di alleli di sua madre e di suo padre. Per questo motivo e poiché ogni anno alleviamo solo una generazione di regine, gli alleli dei fuchi che si accoppieranno saranno quelli dei loro nonni e nonne, rispecchiando la genetica della popolazione di 2 anni prima. Così l’evoluzione della genetica dei nostri fuchi resterà sempre indietro a quella delle regine allevate ogni anno. La genetica delle api operaie delle nostre famiglie è composta per il 50% da alleli delle regine selezionate ogni anno e l’altro 50% viene dai fuchi la cui genetica rispecchia quella dei loro nonni.

 Applicazioni pratiche: in una popolazione di api la conservazione di alleli da diverse generazioni precedenti aiuta a prevenire dannosi colli di bottiglia genetici nel caso di una drastica riduzione della popolazione dovuti ad una forte siccità, ad altri eventi atmosferici o ad una malattia devastante (la miscela di spermatozoi conservata nella spermateca di ogni regina sopravvissuta preserva la diversità genetica della popolazione locale). Sfortunatamente, questo meccanismo conservativo degli alleli rallenta i progressi di qualsiasi programma di allevamento che utilizzi la fecondazione naturale, poiché gli alleli dei fuchi di ogni anno rispecchiano la genetica della popolazione di 2 anni prima.

7.Bibliografia

  • The Varroa Problem: Part 10-Smokin’-Hot Mite Washin’ – Scientific Beekeeping
  • De la Mora A, et al. (2020) Selective breeding for low and high Varroa destructor growth in honey bee ( Apis mellifera) colonies: Initial results of two generations. Insects 11(12):864