ITALIANO
Negli studi tradizionali sulla tossicità dei pesticidi, l’attenzione si è concentrata prevalentemente sugli effetti acuti e letali sugli insetti bersaglio e non bersaglio. Tuttavia, negli ultimi anni è emerso con sempre maggiore chiarezza che le conseguenze più profonde dell’esposizione chimica sulle api non risiedono necessariamente nella mortalità immediata, ma nelle alterazioni subletali che compromettono l’equilibrio fisiologico e simbiotico dell’organismo. In questo contesto, il microbiota intestinale rappresenta uno dei bersagli più sensibili e meno considerati dell’inquinamento agrochimico.
I pesticidi possono interferire con il microbiota delle api attraverso diversi meccanismi, anche quando non risultano direttamente tossici per l’insetto. Molecole progettate per colpire enzimi o recettori di altri organismi possono comunque alterare la crescita, la composizione e l’attività metabolica dei simbionti intestinali. Alcuni composti agiscono modificando il pH intestinale o interferendo con la disponibilità di nutrienti, mentre altri esercitano un’azione antimicrobica indiretta che seleziona comunità microbiche meno funzionali.
Le alterazioni del microbiota indotte dai pesticidi hanno effetti a cascata sulla fisiologia delle api. Una comunità microbica impoverita o sbilanciata riduce l’efficienza della digestione del polline, compromettendo l’assimilazione di proteine e micronutrienti essenziali. Questo deficit nutrizionale non sempre si manifesta immediatamente, ma può influenzare la longevità delle operaie, la loro capacità di svolgere compiti complessi e la qualità dell’alimentazione larvale, con ripercussioni sull’intera colonia.
Un aspetto particolarmente critico riguarda l’interazione tra pesticidi e sistema immunitario. Il microbiota intestinale contribuisce alla regolazione delle risposte immunitarie innate delle api, stimolando una difesa di base contro patogeni batterici, fungini e virali. Quando l’equilibrio simbiotico viene alterato, le api mostrano una maggiore suscettibilità alle infezioni, anche in presenza di patogeni normalmente tollerati. In questo scenario, l’effetto combinato di pesticidi e agenti patogeni può risultare significativamente più dannoso della somma dei singoli fattori.
Le evidenze sperimentali indicano che l’esposizione cronica a basse dosi di pesticidi può compromettere la stabilità del microbiota in modo persistente. A differenza di uno stress acuto, che può essere superato attraverso meccanismi di compensazione, le alterazioni croniche riducono la capacità del sistema simbiotico di ristabilirsi. Questo fenomeno è particolarmente rilevante nelle colonie che vivono in ambienti agricoli intensivi, dove l’esposizione a miscele di fitofarmaci è continua e spesso non monitorata in modo adeguato.
Dal punto di vista ecologico, la destabilizzazione del microbiota delle api assume una rilevanza che va oltre la singola colonia. Le api svolgono un ruolo centrale nei servizi ecosistemici di impollinazione, e la riduzione della loro efficienza funzionale può tradursi in un calo della riproduzione vegetale e della biodiversità. In questo senso, gli effetti subletali dei pesticidi rappresentano un problema sistemico, capace di influenzare reti ecologiche complesse attraverso meccanismi indiretti e ritardati.
La crescente comprensione delle interazioni tra pesticidi e microbiota impone una revisione dei criteri di valutazione del rischio ambientale. Test di tossicità basati esclusivamente sulla sopravvivenza a breve termine risultano insufficienti per cogliere la complessità delle risposte biologiche delle api. Integrare la dimensione microbiologica nelle valutazioni di sicurezza potrebbe fornire strumenti più realistici per la tutela degli impollinatori e degli ecosistemi di cui fanno parte.
Fonti principali:
Motta et al., 2018, Glyphosate perturbs the gut microbiota of honey bees, Proceedings of the National Academy of Sciences.
Raymann et al., 2017, Antibiotic exposure perturbs the gut microbiota and elevates mortality in honey bees, PLOS Biology.
Pettis et al., 2012, Pesticide exposure in honey bees results in increased levels of the gut pathogen Nosema, PLOS ONE.
ENGLISH
Interactions between pesticides and bee microbiota: sublethal effects, symbiotic destabilization, and ecological consequences
Traditional studies on pesticide toxicity have primarily focused on acute and lethal effects on target and non-target insects. In recent years, however, it has become increasingly clear that the most profound consequences of chemical exposure on bees do not necessarily lie in immediate mortality, but in sublethal alterations that disrupt physiological and symbiotic balance. Within this framework, the gut microbiota emerges as one of the most sensitive yet overlooked targets of agrochemical pollution.
Pesticides can interfere with the bee gut microbiota through multiple mechanisms, even when they are not directly toxic to the insect host. Compounds designed to affect enzymes or receptors in other organisms may nonetheless alter microbial growth, composition, and metabolic activity. Some substances modify gut pH or nutrient availability, while others exert indirect antimicrobial effects that select for less functional microbial communities.
Microbiota alterations induced by pesticides trigger cascading effects on bee physiology. An impoverished or imbalanced microbial community reduces pollen digestion efficiency, impairing the assimilation of proteins and essential micronutrients. These nutritional deficits may not be immediately evident but can influence worker longevity, task performance, and larval nutrition, ultimately affecting overall colony fitness.
A particularly critical aspect involves the interaction between pesticides and the immune system. The gut microbiota contributes to the regulation of innate immune responses in bees, providing baseline protection against bacterial, fungal, and viral pathogens. When symbiotic balance is disrupted, bees exhibit increased susceptibility to infections, even by pathogens that are normally tolerated. In this context, the combined effect of pesticides and pathogens can be significantly more harmful than the sum of individual stressors.
Experimental evidence indicates that chronic exposure to low pesticide doses can persistently compromise microbiota stability. Unlike acute stress, which may be overcome through compensatory mechanisms, chronic disturbances reduce the ability of the symbiotic system to recover. This phenomenon is particularly relevant in intensively farmed landscapes, where bees are continuously exposed to complex mixtures of agrochemicals.
From an ecological perspective, microbiota destabilization in bees has implications that extend beyond individual colonies. Bees play a central role in pollination services, and reduced functional efficiency can translate into diminished plant reproduction and biodiversity loss. In this sense, sublethal pesticide effects constitute a systemic issue, influencing complex ecological networks through indirect and delayed mechanisms.
The growing understanding of pesticide–microbiota interactions calls for a reassessment of environmental risk evaluation criteria. Toxicity tests based solely on short-term survival fail to capture the complexity of bee biological responses. Incorporating microbiological dimensions into safety assessments could provide more realistic tools for protecting pollinators and the ecosystems they support.
Main references:
Motta et al., 2018, Glyphosate perturbs the gut microbiota of honey bees, Proceedings of the National Academy of Sciences.
Raymann et al., 2017, Antibiotic exposure perturbs the gut microbiota and elevates mortality in honey bees, PLOS Biology.
Pettis et al., 2012, Pesticide exposure in honey bees results in increased levels of the gut pathogen Nosema, PLOS ONE.
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