Api mellifere: dentro l'alveare di una delle squadre migliori della natura

Che cosa rende speciale l'ape mellifera

Si conoscono più di 20.000 specie di api, ma solo un piccolo gruppo è costituito da vere api mellifere. Appartengono al genere Apis, all'interno degli Apidi (Apidae), la più grande famiglia di api. Gli scienziati riconoscono solo una decina di specie viventi di Apis, e il genere ebbe molto probabilmente origine nell'Asia meridionale e sud-orientale, dove ancora oggi vive la maggior parte delle sue specie.

Tre caratteristiche distinguono le api mellifere da quasi tutte le altre api. Primo, sono eusociali: vivono in colonie grandi e permanenti, con una divisione del lavoro così rigida che un'ape da sola non può sopravvivere a lungo. Secondo, costruiscono nidi duraturi fatti di favi di celle di cera a sei lati. Terzo, conservano il cibo in eccesso sotto forma di miele, che permette alla colonia di superare inverni freddi o stagioni secche senza fiori. Proprio questa scorta di cibo dolce e ricco di energia è il motivo per cui i nidi delle api vengono saccheggiati da tanti animali, dagli orsi e dai tassi del miele fino ai cacciatori di miele umani.

La specie più conosciuta è l'ape mellifera occidentale (Apis mellifera), originaria dell'Europa, dell'Africa e dell'Asia occidentale e oggi allevata dagli apicoltori in tutti i continenti tranne l'Antartide. Tra le sue parenti ci sono l'ape mellifera orientale (Apis cerana) dell'Asia, l'ape gigante (Apis dorsata), che appende enormi favi singoli a pareti rocciose e alberi alti, e la minuscola ape nana (Apis florea), il cui favo, grande quanto il palmo di una mano, è spesso costruito attorno a un ramo sottile.

La vita nella colonia

In estate una colonia sana di ape mellifera occidentale può contare decine di migliaia di api. Eppure tutte appartengono a soli tre tipi, chiamati caste, ciascuno con il proprio corpo e il proprio compito.

La regina

Ogni colonia ha di norma una sola regina, madre di quasi tutte le api dell'alveare. È più lunga delle operaie, con un addome allungato fatto per deporre le uova. Al culmine della stagione può deporre più di mille uova al giorno. Nonostante il titolo, la regina non dà ordini. Il suo principale strumento di influenza è chimico: emette una miscela di odori chiamata feromone della regina, che si diffonde nella colonia mentre le api si toccano e si nutrono a vicenda. Questo segnale comunica alle operaie che è presente una regina sana e impedisce loro di allevare nuove regine. Una regina può vivere diversi anni, molto più a lungo di qualsiasi operaia.

Le operaie

Le operaie sono femmine, ma normalmente non depongono uova. Fanno tutto il resto: puliscono, nutrono la covata, costruiscono i favi, sorvegliano l'ingresso, raffreddano e riscaldano il nido e raccolgono cibo e acqua. La cosa sorprendente è che un'operaia cambia mestiere con l'età. Le operaie giovani restano all'interno, pulendo le celle e nutrendo le larve. Quelle di mezza età producono cera, costruiscono favi e lavorano il cibo. Solo nell'ultima fase della vita un'operaia diventa bottinatrice e vola fuori a visitare i fiori. In estate questa vita così intensa dura solo cinque o sei settimane circa, mentre le operaie nate in autunno possono sopravvivere per diversi mesi e portare la colonia oltre l'inverno.

I fuchi

I fuchi sono i maschi. Sono più grandi e tozzi delle operaie, con occhi enormi che si toccano sulla sommità del capo e li aiutano a individuare una regina in volo. I fuchi non hanno pungiglione, non raccolgono cibo e non riescono nemmeno a nutrirsi bene da soli. Il loro unico ruolo è accoppiarsi con giovani regine di altre colonie. Quando arriva l'autunno e il cibo scarseggia, le operaie cacciano dall'alveare i fuchi rimasti.

Dall'uovo all'ape adulta

Le api mellifere crescono attraverso una metamorfosi completa: uovo, larva, pupa e adulto. Ogni ape comincia come un minuscolo uovo ritto sul fondo di una cella di cera. Dopo circa tre giorni ne esce una larva bianca e senza zampe, che le operaie nutrono molte volte al giorno.

Ciò che mangia una larva femmina ne decide il futuro. Tutte le larve giovani ricevono dapprima la pappa reale, una secrezione ricca di proteine prodotta da ghiandole situate nella testa delle api nutrici. Le larve destinate a diventare operaie passano presto a una dieta che comprende miele e polline. Una larva scelta per diventare regina viene allevata in una cella speciale, più grande, e nutrita con pappa reale per tutto lo sviluppo. Lo stesso uovo può quindi diventare un'operaia o una regina, a seconda soltanto del cibo e delle cure ricevute.

Il sesso di un'ape viene deciso in un altro modo. Dalle uova fecondate nascono femmine (operaie o regine), mentre da quelle non fecondate si sviluppano maschi. Questo sistema si chiama aplodiploidia e significa che i fuchi hanno una madre ma non un padre.

I tempi di sviluppo variano da casta a casta. A una regina servono circa 16 giorni dall'uovo all'adulto, a un'operaia circa 21 giorni e a un fuco circa 24 giorni. Quando una larva ha finito di crescere, le operaie chiudono la sua cella con un opercolo di cera; al suo interno l'ape si trasforma in pupa e infine in adulto, che esce rosicchiando l'opercolo.

Pochi giorni dopo lo sfarfallamento, una giovane regina lascia l'alveare per i voli nuziali. In alto nel cielo, in luoghi dove si radunano i fuchi di molte colonie, si accoppia con un certo numero di fuchi, che muoiono poco dopo l'accoppiamento. Conserva il loro sperma in un organo speciale e lo usa per il resto della vita, senza mai doversi accoppiare di nuovo.

La cera e l'esagono perfetto

Le api mellifere producono da sé il proprio materiale da costruzione. Le operaie di una certa età hanno sulla parte inferiore dell'addome quattro paia di ghiandole ceripare, che rilasciano piccole scaglie sottili di cera. Le api masticano e modellano queste scaglie con le mandibole e le sistemano al loro posto. Produrre cera costa molta energia, e per farlo le api devono consumare una grande quantità di miele.

Il favo è formato da due strati di celle esagonali, schiena contro schiena, che pendono in verticale. Le stesse celle servono da culla per le api in crescita e da vasetti per conservare miele e polline. L'esagono non è un caso. Tra le forme che possono ricoprire una superficie piana senza lasciare spazi vuoti, l'esagono racchiude una data area con la minore lunghezza totale delle pareti, e quindi fa risparmiare cera. I matematici lo sospettavano da tempo, e nel 1999 il matematico statunitense Thomas Hales ha pubblicato una dimostrazione di quella che è nota come congettura del nido d'ape.

Come il nettare diventa miele

Il miele nasce come nettare, un liquido acquoso e zuccherino prodotto dai fiori per attirare gli impollinatori. La bottinatrice aspira il nettare con la sua lunga lingua a forma di tubo e lo porta a casa in uno stomaco speciale, la borsa melaria o ingluvie, separata dallo stomaco che usa per digerire il proprio cibo.

Tornata all'alveare, passa il nettare di bocca in bocca alle api di casa più giovani. Durante questo processo gli enzimi delle api, soprattutto uno chiamato invertasi, scindono il saccarosio in due zuccheri più semplici, glucosio e fruttosio. Le api di casa stendono poi il liquido in strati sottili all'interno delle celle, e la colonia lo ventila con le ali, creando correnti d'aria che fanno evaporare gran parte dell'acqua. Quando il miele è abbastanza denso, di solito con meno di un quinto del suo peso costituito da acqua, le api chiudono la cella con un opercolo di cera.

Il risultato è un alimento che i microbi faticano moltissimo a guastare: contiene così tanto zucchero e così poca acqua che batteri e muffe non riescono a crescere, ed è inoltre leggermente acido. Gli archeologi hanno trovato nelle tombe dell'antico Egitto miele che si era conservato per migliaia di anni.

Produrre miele richiede uno sforzo enorme. Una singola operaia produce in tutta la sua vita appena un dodicesimo di cucchiaino di miele, perciò ogni vasetto rappresenta il lavoro di moltissime api e innumerevoli visite ai fiori. Le api raccolgono anche il polline, che fornisce proteine e viene trasportato a casa compattato in piccole cestelle sulle zampe posteriori, e la propoli, una miscela appiccicosa di resine vegetali usata per sigillare le fessure del nido e contribuire a tenere a bada i germi.

La danza dell'addome: un linguaggio fatto di movimenti

Una delle scoperte più famose sul comportamento animale è che le api mellifere sanno indicarsi a vicenda dove si trova il cibo. Lo scienziato austriaco Karl von Frisch dedicò decenni a decifrare questa comunicazione e nel 1973 condivise il premio Nobel per la fisiologia o la medicina per i suoi studi sul comportamento animale.

Quando una bottinatrice trova una ricca distesa di fiori lontano dall'alveare, ritorna ed esegue la danza dell'addome sulla superficie verticale del favo, nel buio del nido. Corre in avanti in linea retta scuotendo l'addome da un lato all'altro, poi descrive un anello per tornare al punto di partenza e ripete la corsa, spesso molte volte.

• Direzione: l'angolo della corsa scodinzolante rispetto alla verticale del favo indica l'angolo tra il cibo e la direzione del sole. Una corsa verso l'alto significa «vola verso il sole»; una corsa che punta dritto verso il basso significa «vola nella direzione opposta al sole».
• Distanza: quanto più a lungo dura la parte scodinzolante, tanto più lontano si trova il cibo.
• Qualità: una bottinatrice che ha trovato una fonte particolarmente buona danza con più energia e ripete la danza più spesso, reclutando più compagne.

Per il cibo vicino all'alveare, le api usano una più semplice danza circolare, che invita le altre a cercare nei dintorni. Le api che seguono la danza imparano anche il profumo dei fiori dal corpo della danzatrice. Le api tengono perfino conto dello spostamento del sole nel cielo durante la giornata, un'impresa notevole per un insetto con un cervello più piccolo di un chicco di riso.

Sensi, volo e difesa

Vedere il mondo in modo diverso

Le api mellifere hanno cinque occhi: due grandi occhi composti, formati da migliaia di minuscole unità, e tre piccoli occhi semplici, chiamati ocelli, sulla sommità del capo. Le api vedono poco il rosso, ma percepiscono la luce ultravioletta, invisibile per noi. Molti fiori hanno disegni ultravioletti, talvolta chiamati guide del nettare, che indirizzano le api verso il nettare. Le api sanno anche rilevare la distribuzione della luce polarizzata nel cielo, che le aiuta a trovare la direzione del sole anche quando è nascosto dalle nuvole.

La famosa puntura

Solo le femmine possono pungere, perché il pungiglione è un organo per la deposizione delle uova modificato. Il pungiglione di un'operaia ha uncini rivolti all'indietro. Quando punge un mammifero, gli uncini restano impigliati nella pelle elastica e, mentre l'ape si allontana, il pungiglione si stacca dal suo corpo insieme alla sacca del veleno, e l'ape muore. Quando invece punge altri insetti, di solito riesce a estrarlo di nuovo. La regina ha un pungiglione più liscio e lo usa soprattutto contro regine rivali. Un'ape che punge rilascia inoltre un feromone d'allarme che profuma un po' di banana e spinge altre guardiane a unirsi alla difesa.

Riscaldare e raffreddare il nido

Le api mellifere controllano la temperatura della loro casa con una precisione sorprendente. La zona in cui si sviluppano le giovani api viene mantenuta intorno ai 34-35 °C. Nelle giornate calde le operaie ventilano con le ali e spargono goccioline d'acqua per rinfrescare l'alveare per evaporazione. In inverno formano un glomere compatto e fanno tremare i muscoli del volo per produrre calore, consumando a poco a poco il miele immagazzinato come combustibile. A differenza di molti insetti, una colonia di api mellifere non va in letargo, ma resta attiva per tutto l'inverno.

Le api mellifere giapponesi, una forma dell'ape mellifera orientale, usano questo calore come un'arma. Quando un calabrone gigante entra nel loro nido, centinaia di api lo avvolgono in una palla compatta e fanno vibrare i muscoli, portando la temperatura all'interno della palla a circa 46 °C. Il calabrone non sopravvive a questo calore, mentre le api sì.

La sciamatura: come si riproducono le colonie

Una singola ape nasce in un alveare, ma un'intera colonia «nasce» con la sciamatura. In primavera, quando una colonia diventa troppo affollata, le operaie allevano nuove regine. Prima che la prima di esse sfarfalli, la vecchia regina se ne va con una gran parte delle operaie, spesso circa la metà delle api o più. Lo sciame si posa temporaneamente su un ramo o su un'altra superficie, formando un grappolo pendente, mentre le api rimaste nel vecchio nido proseguono con una nuova regina.

Dal grappolo, alcune centinaia di esploratrici esperte partono per ispezionare possibili nuove dimore, come alberi cavi. Ogni esploratrice comunica la sua scoperta con le danze, e i siti migliori attirano sempre più sostenitrici. Il biologo statunitense Thomas Seeley, che ha studiato questo processo per molti anni, ha dimostrato che lo sciame prende una decisione quando un numero sufficiente di esploratrici si riunisce in uno stesso sito: una sorta di votazione collettiva che ha descritto nel suo libro Honeybee Democracy. A quel punto l'intero sciame si alza in volo e raggiunge la dimora scelta.

Le api mellifere e l'uomo

Dalla caccia al miele all'apicoltura

Gli esseri umani cercano il miele fin dalla preistoria. Una pittura rupestre nelle Cuevas de la Araña, vicino a Valencia in Spagna, ritenuta vecchia di circa 8000 anni, mostra una persona che si arrampica per raccogliere il miele da un nido selvatico mentre le api le volano intorno. Alcuni dei mieli più antichi mai ritrovati provengono dalla Georgia: gli archeologi hanno scoperto residui di miele in vasi di terracotta di una sepoltura vicino a Borjomi risalente a circa 5000 anni fa.

Gli antichi Egizi allevavano api in tubi di argilla o di fango e raffigurarono l'apicoltura nei rilievi dei templi più di 4000 anni fa. Il miele era il loro principale dolcificante, e la cera d'api era usata in medicina, nell'arte e nella mummificazione. A Tel Rehov, in Israele, gli archeologi hanno trovato i resti di un apiario di circa 3000 anni fa, con file di arnie di argilla.

L'arnia moderna

Per gran parte della storia il miele veniva raccolto rompendo o distruggendo i favi. Le cose cambiarono nel 1851, quando il pastore protestante statunitense Lorenzo Langstroth progettò un'arnia con telaini di legno mobili. La sua intuizione chiave fu lo spazio d'ape: uno spazio di poco meno di un centimetro che le api lasciano libero come passaggio invece di riempirlo con favi o propoli. Lasciando esattamente questo spazio intorno a ogni telaino, gli apicoltori potevano estrarre i favi, controllare la colonia e raccogliere il miele senza danneggiare le api. La maggior parte delle arnie moderne si basa ancora sul suo progetto.

L'ape mellifera occidentale è stata portata in tutto il mondo dall'uomo. Non è originaria delle Americhe, dell'Australia né della Nuova Zelanda, e fu introdotta in Nord America dai coloni europei nel XVII secolo. Nel 1956 alcune api provenienti dall'Africa furono portate in Brasile per esperimenti di selezione, e alcune fuggirono. Le loro discendenti, note come api africanizzate, si diffusero in gran parte dell'America meridionale e centrale fino al sud degli Stati Uniti. Sono famose per difendere il nido con molta più aggressività delle api europee.

L'impollinazione e le minacce che le api affrontano

Il miele sarà pure il prodotto più famoso delle api, ma il loro dono più grande è l'impollinazione. Mentre una bottinatrice passa da un fiore all'altro, i granuli di polline si attaccano ai peli ramificati del suo corpo e vengono trasportati al fiore successivo, permettendo alle piante di produrre semi e frutti. Le api mellifere sono particolarmente utili agli agricoltori perché le colonie possono essere spostate dove servono. Mele, ciliegie, mirtilli, meloni, girasoli e molte altre colture traggono beneficio dalle loro visite. I mandorleti della California dipendono così tanto dalle api mellifere che ogni primavera gli apicoltori vi trasportano con i camion alveari provenienti da tutti gli Stati Uniti.

Le api mellifere però non sono le sole impollinatrici. Bombi, api solitarie, mosche, farfalle e altri animali impollinano anch'essi colture e piante selvatiche, e alcune piante sono impollinate meglio da loro che dalle api mellifere.

Negli ultimi decenni apicoltori di molti paesi hanno segnalato gravi perdite di colonie. Spesso diversi problemi agiscono insieme:

• L'acaro varroa (Varroa destructor), un parassita che in origine viveva sull'ape mellifera orientale, è passato all'ape mellifera occidentale e si è diffuso in gran parte del mondo. Si nutre delle api e trasmette virus, ed è considerato una delle maggiori minacce per l'apicoltura.
• I pesticidi, tra cui un gruppo di insetticidi chiamati neonicotinoidi, possono compromettere la capacità delle api di orientarsi e di bottinare. L'Unione europea ha limitato l'uso all'aperto di diversi di essi.
• La perdita di fiori, dovuta alle grandi monocolture, all'urbanizzazione e a paesaggi troppo curati e poveri di fiori, lascia alle api un'alimentazione meno varia.
• Malattie come la peste delle api, causata da batteri, e le infezioni da funghi microscopici del genere Nosema indeboliscono le colonie.

Nel 2006 gli apicoltori degli Stati Uniti cominciarono a segnalare un problema sconcertante, in seguito chiamato sindrome dello spopolamento degli alveari, in cui la maggior parte delle operaie scompariva da alveari apparentemente sani, lasciando dietro di sé la regina e le scorte. Gli scienziati non sono riusciti a ricondurlo a un'unica causa, e oggi si ritiene in genere che derivi da una combinazione di fattori di stress come quelli elencati sopra.

Curiosità sorprendenti sulle api mellifere

• Un'ape mellifera batte le ali circa 200 volte al secondo, producendo il suo familiare ronzio.
• Il tasso del miele deve il suo nome alla passione per i nidi d'ape. In alcune zone dell'Africa un uccello chiamato indicatore golanera guida le persone fino ai nidi di api selvatiche e poi si nutre della cera e delle larve rimaste.
• Le api usano un odore speciale prodotto da una ghiandola vicino alla punta dell'addome, chiamato feromone di Nasonov, per guidare le compagne verso l'ingresso dell'alveare o verso una nuova dimora. A volte si vedono operaie ferme all'ingresso con l'addome sollevato, che ventilano questo odore nell'aria.
• Non si deve mai dare miele ai bambini sotto l'anno di età, perché può contenere spore di batteri che il loro apparato digerente, ancora immaturo, non è in grado di gestire.
• La cera d'api è usata da migliaia di anni per fare candele, sigilli, lucidanti e stampi per la fusione di sculture in bronzo, ed è ancora oggi impiegata nei cosmetici e negli alimenti.
• Le operaie tengono l'alveare straordinariamente pulito: rimuovono le api morte, e le api sane evitano di defecare all'interno del nido, aspettando invece di uscire in volo.

Dal linguaggio delle danze all'architettura di cera fino al ruolo nel nutrire il mondo, l'ape mellifera dimostra fin dove la cooperazione può portare un animale minuscolo. Ogni operaia vive solo poche settimane, ma insieme la colonia si comporta quasi come un unico organismo, capace di vivere per anni, prepararsi all'inverno e scegliere la propria casa.