Anche le api si curano con i funghi

Minacciate da pesticidi e parassiti, la popolazione delle api è diminuita drasticamente negli ultimi dieci anni. A loro sostegno le api sembrerebbero aver trovato un inaspettato alleato naturale: i funghi come nutrimento, disintossicazione o protezione da agenti patogeni.

Le api affrontano crescenti minacce alla loro salute, in particolare a causa del degrado delle risorse floreali e dell'esposizione cronica ai pesticidi. È noto che le proprietà del miele e del microbioma intestinale delle api influenzano e sono influenzate dalla salute delle api.

Un recente studio ha scoperto che i funghi sono, anche per le api, dei veri e propri antivirali in grado di combattere i virus nemici delle api. Pubblicata sulla rivista scientifica Nature’s Scientific Reports, la ricerca è stata condotta da Host Defence e dalla Washington State University.

Gli scienziati hanno esaminato il micelio di due funghi, Reishi e Amadou, e hanno dimostrato che essi aiutano il sistema immunitario delle api rafforzandolo.

“Questa ricerca fornisce una soluzione praticabile contro gli agenti stressanti che minacciano le popolazioni di api e, a loro volta, la biosicurezza alimentare in tutto il mondo. Siamo orgogliosi di continuare il nostro lavoro nel campo della micologia applicata per aiutare le persone e il pianeta” è il commento degli autori della ricerca.

Spiega Paul Stamets, autore principale dello studio, che finora non c’erano antivirali in grado di ridurre i virus nelle api. Ma non solo. Le sostanze rintracciate in questi due funghi sono incredibilmente potenti. Secondo Stamets, i funghi non sono farmaci antivirali ma hanno la capacità di supportare il sistema immunitario favorendo l’immunità naturale e rendendola capace di contrastare meglio i virus.

La coltivazione di funghi nel nido per cibo o difesa sembra essere una pratica diffusa tra gli insetti sociali. Secondo un articolo dei ricercatori brasiliani pubblicato nel 2015 sulla rivista Current Biology, le larve neonate di Scaptotrigona depilis, una specie di api senza pungiglione originaria del Brasile, si nutrono di filamenti di un fungo coltivato nelle celle della covata. Senza questo cibo, poche larve sopravvivono per diventare adulti.

Questa simbiosi è stata recentemente studiata in modo più approfondito dal gruppo del dr. Pupo (Brasile) ed i risultati sono stati pubblicati in rapporti scientifici dal gennaio 2018.

"Sappiamo che gli insetti non possono sintetizzare gli ormoni, quindi devono procurarsi sostanze precursore dal loro cibo", ha detto Pupo. "La nostra ipotesi era che il fungo fornisse un precursore per l'ormone della muta e della pupa richiesto alle larve per completare la metamorfosi nelle api adulte".

Gli steroidi, i precursori degli ormoni in muta, sono lipidi: utilizzando la tecnica GC-MS, è stato scoperto che il composto predominante tra i lipidi in questo fungo era l'ergosterolo. Tramite esperimenti in vitro, i ricercatori hanno dimostrato che la maggior parte delle larve ha completato la morfogenesi della pupa sia quando il cibo larvale è stato inoculato con il fungo e sia quando è stato aggiunto solo l'ergosterolo.

"I risultati erano statisticamente equivalenti per queste due situazioni - ha spiegato Pupo - Quando le larve hanno ricevuto solo cibo larvale senza il fungo, non sono riuscite a raggiungere lo stadio adulto. Abbiamo quindi concluso che l'ergosterolo era in effetti utilizzato dalle larve per produrre l'ormone della muta, il che rafforza la dipendenza tra queste api e il fungo

Di recente, è stato descritto che un'ape brasiliana, oltre al polline e al miele, ha anche bisogno di consumare cellule fungine per sopravvivere. L'ape senza pungiglione Scaptotrigona depilis (Hymenoptera: Apidae: Meliponini) ha una storia di vita affascinante, che richiede il consumo di uno specifico fungo di covata durante lo stadio larvale. Dopo la schiusa delle uova di S. depilis, una crescita microbica bianca diventa visibile al confine della parete cellulare della covata e sulla superficie della riserva alimentare delle larve. Quando fu descritta per la prima volta nel 1974, si ipotizzò che la crescita microbica bianca fosse un microrganismo patogeno. Tuttavia, è stato dimostrato che la massa microbica è composta in gran parte da un fungo simbiotico, inizialmente identificato come Monascus sp., che viene mangiato dalle larve che ne hanno bisogno per completare lo sviluppo. La presenza di un fenomeno di crescita fungina simile è stata osservata anche all'interno delle celle di covata di altre api senza pungiglione, come Tetragona clavipes e Melipona flavolineata.

La scoperta della simbiosi benefica tra S. depilis e il fungo della cella di covata ha avviato un importante cambiamento negli studi in corso sul microbiota delle api. La metamorfosi degli insetti coinvolge la partecipazione di ecdisteroidi, che sono ormoni essenziali della muta derivati da steroli che inducono le principali trasformazioni da individui immaturi ad adulti. Poiché gli insetti non possono biosintetizzare gli steroli de novo, gli ecdisteroidi vengono prodotti da steroli dietetici. Zygosaccharomyces sp. è il fungo mangiato dalle larve di S. depilis e la scoperta dimostra che il consumo di funghi fornisce ergosterolo alle api in via di sviluppo, consentendo un'impupamento di successo. È importante notare che le analisi filogenetiche hanno mostrato che potrebbero esistere altri casi di associazione ape- Zygosaccharomyces, aprendo nuove prospettive sulla simbiosi ape-microbo.

MECCANISMI POTENZIALI: FUNGHI COME NUTRIMENTO, DISINTOSSICAZIONE O PROTEZIONE DA AGENTI PATOGENI
Sono stati ipotizzati alcuni meccanismi per spiegare gli effetti positivi dell'aggiunta di funghi sulla salute delle api, compresi i benefici nutrizionali derivanti dal consumo di cellule fungine e dei metaboliti associati. Il mutualismo nutrizionale è stato documentato in altri insetti che si associano ai funghi, con funghi che forniscono vitamine del gruppo B, amminoacidi o steroli ai loro insetti ospiti (Biedermann & Vega 2020). È noto che i funghi producono steroli necessari per lo sviluppo in una specie di ape senza pungiglione, come discusso sopra (Menezes et al. 2015, Paludo et al. 2018).

I funghi possono anche fungere da fonte di cibo diretta. Nelle scorte di polline e nel miele, i funghi possono raggiungere densità comprese tra 103 e 106 ufc/g per i lieviti e <101-103 per i funghi filamentosi (Anderson & Mott 2023, Disayathanoowat et al. 2020, Echeverrigaray et al. 2021, Inglis et al. 1992a, Inglis e altri 1992b, Inglis e altri 1993a, Kačániová e altri 2004, Nardoni e altri 2015, Rosa e altri 2003, Teixeira e altri 2003).

Queste abbondanti cellule fungine possono costituire una porzione sostanziale delle diete delle api. L'analisi isotopica degli amminoacidi provenienti da api di varie famiglie ha collocato le api come onnivore invece che strettamente erbivore, potenzialmente a causa del consumo di materia microbica (Steffan et al. 2019). Nell'ape solitaria Osmia ribifloris, la sterilizzazione delle scorte di polline per rimuovere i microbi ha ridotto il tasso di sviluppo larvale e la concentrazione di acidi grassi specifici rispetto alle scorte non sterilizzate, supportando ulteriormente il ruolo nutrizionale dei funghi nella salute delle api (Dharampal et al. 2019).

Tuttavia, questi effetti benefici dipendevano dall'identità del microbo ed erano più pronunciati quando i microbi venivano isolati dal polline di piante ospiti appropriate per O. ribifloris (Dharampal et al. 2020). In altri sistemi i funghi mediano la disintossicazione della dieta. Dato che il polline è spesso ricco di metaboliti secondari delle piante (Palmer-Young 2019) e che la tossicità del polline può influenzare l'uso del polline dell'ospite (Rivest & Forrest 2020), i funghi potrebbero plausibilmente essere coinvolti nella disintossicazione dei composti del polline per il consumo da parte delle larve.

I funghi potrebbero anche giovare alle api riducendo la crescita di agenti patogeni o microbi deterioranti negli approvvigionamenti attraverso la competizione microbica-microbica, sebbene le prove di ciò siano contrastanti. Nei test di crescita in vitro, S. bombi, W. bombiphila e M. reukaufii hanno ridotto la sopravvivenza del parassita delle api Crithidia bombi (Pozo et al. 2019). I test su piastra hanno trovato prove contrastanti che i funghi associati al polline possono ridurre la crescita dei patogeni delle api.
Ad esempio, Aspergillus, Cladosporium, Mucor, Penicillium, Rhizopus e Talaromyces isolati dalle provviste e dalle viscere delle api mellifere hanno inibito la crescita di Ascosphaera apis (Disayathanoowat et al. 2020, Gilliam et al. 1988,). Tuttavia, un altro studio sui funghi isolati dalle viscere dei bombi, tra cui S. bombi, W. bombiphila e Zygosaccharomyces rouxii, non ha trovato prove di inibizione delle larve di Paenibacillus, Melissococcus plutonius, C. bombi o A. apis nei saggi di crescita (Praet et al., 2018).

È possibile che questa variazione nella capacità inibitoria sia dovuta a differenze a livello di ceppo tra le specie fungine, come è stato osservato per diversi ceppi batterici associati alle api (Praet et al. 2018). Oltre ai saggi di crescita in vitro, diversi studi associativi collegano la presenza di funghi a una maggiore resistenza alle malattie ea minori carichi patogeni. Nelle api mellifere, l'aumento del comportamento igienico di una colonia e una minore abbondanza di A. apis erano associati a una maggiore abbondanza di funghi di generi non-A. apis (Gilliam et al. 1988).

I funghi possono anche influenzare l'immunità delle api, come è stato documentato per i batteri nel microbioma intestinale delle api (Bonilla-Rosso et al. 2018). La stimolazione immunitaria è stata dimostrata nella falena Galleria mellonella, dove il pretrattamento con Saccharomyces cerevisiae ha protetto le larve dalle successive infezioni di Candida albicans (Bergin et al. 2006).

Allo stesso modo, S. cerevisiae ha aumentato la risposta immunitaria a Escherichia coli nella vespa sociale Polistes dominula (Meriggi et al. 2019). Al contrario, l'esposizione delle api operaie a Wickerhamomyces anomalus, un lievito associato all'intestino, ha abbassato l'espressione genica immunitaria (Tauber et al. 2019). Nel complesso, poiché tutti gli studi attuali sull'inibizione dei patogeni da parte dei funghi associati alle api sono stati associativi o basati su saggi di crescita in vitro, sono necessarie ulteriori ricerche per determinare se i funghi ambientali o simbiotici influenzino la progressione della malattia nelle singole api o nelle colonie e se ciò sia mediato da interazioni microbo-microbo o modulazione della risposta immunitaria delle api.

Fonte: https://www.nature.com/articles/s41598-018-19583-9
Bibliografia: https://academic.oup.com/femsec/article/99/8/fiad077/7221646?login=false

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