ITALIANO
Le api non possono essere considerate organismi isolati, ma piuttosto sistemi biologici complessi in cui l’insetto e la sua comunità microbica costituiscono un’unità funzionale integrata. Il microbiota intestinale delle api, formato da un numero relativamente ridotto ma altamente specializzato di batteri simbionti, svolge un ruolo essenziale nel metabolismo, nella difesa immunitaria e nella resilienza complessiva della colonia. La perdita o l’alterazione di questi simbionti rappresenta oggi uno dei fattori meno visibili ma più critici nel declino globale degli impollinatori.
Il microbiota delle api mellifere si distingue per una composizione sorprendentemente stabile, trasmessa principalmente attraverso le interazioni sociali all’interno dell’alveare. Questo sistema di trasmissione orizzontale consente il mantenimento di comunità microbiche altamente adattate allo stile di vita eusociale. I simbionti intestinali partecipano attivamente alla digestione del polline, un alimento complesso e ricco di componenti difficilmente assimilabili. Attraverso la produzione di enzimi specifici, questi microrganismi rendono disponibili aminoacidi, lipidi e micronutrienti fondamentali per lo sviluppo delle api operaie e delle larve.
Oltre alla funzione nutrizionale, i simbionti svolgono un ruolo chiave nella protezione contro i patogeni. Il microbiota intestinale crea una barriera ecologica che limita la colonizzazione di batteri opportunisti e di agenti patogeni, sia tramite competizione per le risorse sia attraverso la produzione di composti antimicrobici. Questa funzione è particolarmente rilevante in ambienti agricoli intensivi, dove le api sono esposte a un’ampia gamma di stress chimici e biologici.
La relazione tra api e simbionti è il risultato di un lungo processo di coevoluzione. Studi filogenetici mostrano come molte specie batteriche associate alle api siano presenti esclusivamente in questi insetti, suggerendo una dipendenza reciproca sviluppata nel corso di milioni di anni. La specializzazione del microbiota riflette l’adattamento delle api a una dieta basata prevalentemente sul polline e sul nettare, ma anche l’evoluzione di strategie immunitarie collettive tipiche degli insetti sociali.
Negli ultimi decenni, l’esposizione a pesticidi, antibiotici e diete artificiali ha profondamente alterato l’equilibrio del microbiota delle api. Alcuni fitofarmaci, pur non risultando letali a dosi subletali, interferiscono con la composizione microbica intestinale, riducendo la capacità delle api di digerire correttamente il polline e di difendersi dalle infezioni. Queste alterazioni, apparentemente marginali a livello individuale, possono amplificarsi rapidamente all’interno della colonia, compromettendone la vitalità complessiva.
La perdita di simbionti non incide solo sulla salute immediata delle api, ma anche sulla loro capacità di adattarsi a nuovi ambienti e fonti alimentari. Un microbiota impoverito limita la plasticità fisiologica dell’insetto, rendendolo più vulnerabile a stress multipli e aumentando la probabilità di collasso della colonia. In questo senso, il declino delle api può essere interpretato non soltanto come una crisi entomologica, ma come il fallimento di un’intera rete simbiotica.
La comprensione del ruolo dei simbionti microbici apre nuove prospettive per la conservazione degli impollinatori. Strategie di gestione apistica e agricola che tengano conto della dimensione microbiologica, evitando l’uso indiscriminato di antibiotici e promuovendo fonti alimentari diversificate, potrebbero rafforzare la resilienza delle colonie. In un contesto di rapido cambiamento ambientale, la tutela delle api passa inevitabilmente anche dalla protezione dei loro invisibili alleati.
Fonti principali:
Engel & Moran, 2013, The gut microbiota of insects – diversity in structure and function, FEMS Microbiology Reviews.
Kwong & Moran, 2016, Gut microbial communities of social bees, Nature Reviews Microbiology.
Raymann et al., 2017, Imidacloprid decreases honey bee survival but does not affect the gut microbiome, Applied and Environmental Microbiology.
ENGLISH
Microbial symbionts of bees: functional roles, coevolution, and implications for colony survival
Bees cannot be regarded as isolated organisms, but rather as complex biological systems in which the insect and its microbial community form an integrated functional unit. The gut microbiota of bees, composed of a relatively small yet highly specialized set of symbiotic bacteria, plays a fundamental role in metabolism, immune defense, and overall colony resilience. The loss or disruption of these symbionts represents one of the least visible yet most critical factors in the global decline of pollinators.
The gut microbiota of honey bees is characterized by a remarkably stable composition, primarily transmitted through social interactions within the hive. This horizontal transmission system enables the maintenance of microbial communities that are finely adapted to eusocial life. Symbiotic bacteria actively participate in pollen digestion, a complex food source rich in compounds that are otherwise difficult to assimilate. Through the production of specific enzymes, these microorganisms make amino acids, lipids, and micronutrients available, supporting the development of workers and larvae.
Beyond their nutritional role, microbial symbionts are essential for protection against pathogens. The gut microbiota forms an ecological barrier that limits colonization by opportunistic microbes and pathogens, both through resource competition and the production of antimicrobial compounds. This function is particularly important in intensive agricultural environments, where bees are exposed to multiple chemical and biological stressors.
The relationship between bees and their symbionts is the result of a long coevolutionary process. Phylogenetic studies reveal that many bacterial species associated with bees are found exclusively in these insects, suggesting a strong mutual dependence that has developed over millions of years. Microbiota specialization reflects not only adaptation to a pollen- and nectar-based diet, but also the evolution of collective immune strategies typical of social insects.
In recent decades, exposure to pesticides, antibiotics, and artificial diets has profoundly altered the balance of the bee gut microbiota. Some agrochemicals, although not lethal at sublethal doses, interfere with microbial composition, reducing bees’ ability to digest pollen efficiently and defend against infections. These seemingly minor individual-level effects can rapidly scale up within the colony, ultimately compromising its overall vitality.
The loss of symbionts affects not only immediate bee health but also their capacity to adapt to new environments and food sources. An impoverished microbiota limits physiological plasticity, increasing vulnerability to multiple stressors and raising the likelihood of colony collapse. In this perspective, bee decline can be understood not merely as an entomological crisis, but as the breakdown of an entire symbiotic network.
Understanding the role of microbial symbionts opens new avenues for pollinator conservation. Beekeeping and agricultural practices that consider the microbiological dimension, avoiding indiscriminate antibiotic use and promoting diverse floral resources, may enhance colony resilience. In a rapidly changing environment, protecting bees inevitably also means safeguarding their invisible allies.
Main references:
Engel & Moran, 2013, The gut microbiota of insects – diversity in structure and function, FEMS Microbiology Reviews.
Kwong & Moran, 2016, Gut microbial communities of social bees, Nature Reviews Microbiology.
Raymann et al., 2017, Imidacloprid decreases honey bee survival but does not affect the gut microbiome, Applied and Environmental Microbiology.
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