Che ape è?

Entriamo in un laboratorio per capire come si distinguono le diverse sottospecie.
Come distinguere una razza dall’altra? E’ il delicato lavoro che occupa scienziati e ricercatori di tutto il mondo.

Uno sguardo alla superficie
Ogni razza possiede un aspetto diverso. Il primo metodo storicamente adottato per caratterizzare una popolazione di api è stato, quindi, proprio quello di osservare e misurare i caratteri esteriori degli insetti: l’ analisi morfometrica.
Fino agli anni ’70 non esistevano veri e propri standard per la caratterizzazione morfometrica. Ogni gruppo di ricerca adottava diversi metodi e si focalizzava su caratteri distinti.
Poi, nel 1978 viene pubblicata la bibbia dei tassonomisti delle api. Frederick Ruttner, un biologo tedesco, scrive Biogeography and taxonomy of honeybees, un’opera fondamentale in cui venivano elencati metodologie e caratteri da osservare per discernere ogni razza di ape.

Oggi il compendio di Ruttner è stato più volte rivisto e aggiornato da ricercatori di tutto il mondo. Attualmente i caratteri più usati sono 36 e riguardano pelosità, dimensioni del corpo, lunghezza della proboscide, forma e nervature delle ali e colori dell’insetto (di lato).
Le tre api presenti in Italia (ligustica, sicula e carnica) si possono distinguere usando solo 13 caratteri. Otto appartengono all’ala anteriore (lunghezza e angoli fra le varie nervature dell’ala), tre alle zampe (lunghezza del femore, tibia e basitarso), uno è il colore del terzo tergite addominale (la terza “striscia” dell’ape) e l’ultimo è larghezza del sesto sternite (l’ultimo tratto della “pancia” dell’ape).

Sono tutti caratteri molto piccoli che hanno bisogno di microscopi per essere osservati. E’ possibile effettuare le misurazioni con un oculare micrometrico, ma spesso l’immagine microscopica viene rielaborata dal computer con programmi specializzati per le analisi morfologiche.

L’analisi morfometrica è relativamente semplice ed economica, ma nasconde anche alcune insidie, per esempio la forte variabilità stagionale di alcuni caratteri. Poi, come gli esseri umani, anche le api hanno un lato diverso dall’altro. Per ovviare questi problemi, nella valutazione si considera solamente il lato destro dell’insetto.

Spulciando tra le molecole con l’elettricità
Un altro metodo per distinguere le varie sottospecie è quello legato alla variabilità biochimica di alcuni enzimi marcatori presenti in diverse quantità nelle razze di api.
La tecnica più usata è quella dell’elettroforesi, un processo chimico in cui le molecole, che hanno caratteristiche elettriche diverse, vengono separate sotto l’influenza di un campo elettrico esterno prodotto in laboratorio.
La variazione biochimica è estremamente utile per localizzare alcune razze ma risulta inefficace per altre. Ad esempio non riesce a discriminare tra l’ape ligustica e quella carnica.

Alla base della variabilità: il DNA
Ora che il DNA delle api è stato completamente sequenziato dallo Human genome sequencing center (l’ultimo aggiornamento risale al gennaio di quest’anno), diventa più facile descrivere il tipo di ape dalla sua carta d’identità genetica. Arrivare a leggere il codice (genotipo) che sta alla base delle caratteristiche esteriori (fenotipo) può sicuramente garantire un’analisi più minuziosa e dettagliata. Inoltre la tecnica non è invasiva: con solo pochi millimetri di tessuto alare si può caratterizzare il genotipo di un’ape regina.

Nello studio tassonomico delle api viene spesso studiato il DNA mitocondriale (mtDNA, di lato), la molecola circolare di DNA presente in alcuni organelli della cellula, i mitocondri.
Studiare il DNA mitocondriale è relativamente semplice: è una molecola composta da solo 37 geni. Inoltre esiste un altro vantaggio: i mitocondri vengono lasciati in eredità genetica di madre in figlia e quindi lo studio di questa particolare molecola permette di studiare l’evoluzione dell’ape senza l’interferenza dovuta al contribuito maschile alla variabilità genetica. Questo permette non solo di caratterizzare le razze di api, ma soprattutto di verificarne la loro parentela.

Ma è anche possibile penetrare nel cuore della cellula - il nucleo - e osservarne il DNA nucleare: una lunga molecola di circa 20 milioni di nucleotidi (il DNA umano ne possiede circa tre miliardi).
La nuova frontiera della ricerca genetica è quella dei microsatelliti. Sono piccoli tratti di DNA ipervariabile che non vengono trascritti e la cui funzione non è chiara. Ma se ne conosce il loro elavato tasso di mutazione, la qual cosa li rende marcatori genetici appetibili e utilizzabili in svariati ambiti.