bassa densita' di nAchRs con subunita' alfa 7 in Apis mellifera

MC (microscoipo confocale)-sezioni di testa di Apis mellifera. Dipartimento DIBIO Universita' di Genova-Italia (2008-2009).

Fotografia superiore sinistra: colorazione DAPI che evidenzia i nuclei, di un colore bianco lucente, delle cellule presenti in sezione; si riscontra in una stuttura da definire un dotto delimitato da cellule; scarsissima è la presenza di cellule nella rimanente regione dell'ape.

Fotografia superiore destra: colorazione istologica con il veleno alfa bungarotossina (legata alla proteina fluoresceina), che si lega alle subunita' alfa 7 dei recettori nicotinici o nAchRs sia dell'uomo che dell'ape; in una sezione analoga alla precedente non si osserva in fluorescenza la colorazione verde chiara intensa dovuta alla fluoresceina quando il veleno riconosce le subunita' alfa 7. La chitina assume una colorazione marrone chiaro.

Fotografia inferiore sinistra: analogo metodo di ricerca per la sezione inerente alla fotografia superiore destra; si osserva una regione della mandibola dell'ape priva di nAchRs con subunita' alfa 7. La chitina assume una colorazione marrone chiaro.

Fotografia inferiore destra: sezione analoga alla precedente con colorazione DAPI; si riscontra nella regione della mandibola una scarsissima presenza di cellule; superiormente alla mandibola si osserva una regione ad alta densita' cellulare in tessuto da definire.

DINAMICA DELL'IMIDACLOPRID NEL SISTEMA COLINERGICO DI APIS MELLIFERA CARENTE DI nAchRs CON SUBUNITA' ALFA 7:  è stato osservato che l'imidacloprid si lega solo parzialmente alle subunita' alfa 7 dei nAchRs, determinando un legame incompleto alla bungarotossina (aggiunta in seguito) valutato dall'esposimetro del MC (diminuzione dell'intensita' di colore). Allo stesso tempo aumenta la concentrazione dei nAchRs con subunita' alfa 7 e l'eccitazione nervosa, ma la presenza di questi recettori nicotinici poco affini all'imidacloprid è a bassa densita'  - ipotizzando un'alta concentrazione di nAchRs privi di subunita' alfa 7 molto affini al pesticida  con conseguente blocco  della trasmissione dell'impulso nervoso.

covata a sacco in Apis mellifera

E’ provocata da un virus che colpisce l'ape allo stato larvale; il nome deriva dal fatto che le larve morte, se sollevate dalle cellette, si presentano a forma di sacco. L'infezione viene trasmessa dalle nutrici , col cibo somministrato nei primi giorni di vita alle larve; il colore di quest'ultime diviene dapprima giallo e poi bruno ; successivamente esse si disseccano trasformandosi in scaglie scure aderenti al fondo della cella. Normalmente le larve colpite sono poche e la malattia difficilmente viene riscontrata dall'apicoltore se non nei casi più gravi.

Non esistono mezzi terapeutici appositi per la lotta contro la covata a sacco e generalmente essa scompare durante l'estate, passato il periodo di maggiore stress della famiglia

caratteristiche strutturali con la colorazione DAPI in Apis mellifera

MC (microscopio confocale)-sezioni di testa di Apis mellifera con colorazione DAPI che evidenzia i nuclei, di un colore bianco lucente, delle cellule presenti nelle sezioni. Dipartimento DIBIO Universita' di Genova-Italia (2008-2009).

Immagine superiore sinistra: cellule dal grande nucleo limitrofe a cellule ad altissima densita'; il grande nucleo presenta una vasta zona non trascrizionale nero-densa, corrispondente ad una ipotetica fase terminale della mitosi nucleare.

Immagine superiore destra: si osservano lateralmente a sinistra i calici occupati da cellule ad altissima densita' cellulare (cellule nervose chiamate Kenion); con la regione sotto calici a scarsissima densita' cellulare, i calici costituiscono il cervello dell'ape; contiguo alla regione sotto calici si riscontra il dotto esofageo.

Immagini inferiore sinistra: dotto esofageo limitato perificamente da cellule a bassa densita'; lateralmente a destra il dotto è contiguo ad una struttura tubuliforme (con piccolo dotto) costituito da cellule dal grande vacuolo con nucleo limitrofe al lembo citoplasmatico (cellule adipose-simili), e altre cellule da definire.

Immagine inferiore destra: si osserva un dotto tracheale tra due calici del cervello, colmi di cellule Kenion; il dotto tracheale trasporta ossigeno ai neuroni del cervello dell'ape.

tessuti di Apis mellifera

MC-sezioni di testa di Apis mellifera; colorazione con Blu di Toluidina;

a) - Immagine superiore sinistra: strati di chitina nera limitano infero-supero-lateralmente lo spessore della testa; la metacromasia evidenzia tessuto ghiandolare (colore blu) con vari dotti a sezione circolare; lateralmente si osserva la cuticola (nero-blu) dell'occhio composto, da cui origina il nevo ottico con cellule prevalentemente addensate perificamente (colore blu).

b) - Immagine inferiore:  la metacrosamia evidenzia cellule ghiandolari dall'aspetto multivescicolare (colore blu) e una regione del cervello da definire di colore nero-violetto; superiormente si riscontra uno strato nastriforme di chitina nero.

c) Immagine superiore destra:  evidenzia cellule ghiandolari (colore blu) dall'aspetto multivescicolare; l'assetto cromosomico all'interno dei nuclei indica cellule in metafase; ben evidente al centro della figura si osserva un apparato del Golgi  con cisterne allungate appiattite e parallelle.

Dipartimento DIBIO Universita' di Genova (2008-2009).

Apis mellifera iberica

Api per lo più del sud-est spagnolo appartengono alla razza  Apis mellifera iberica; i ricercatori Serrano Dela Rua e l'Università di Murcia in Spagna lo hanno dimostrato sulla base di studi sul DNA mitocondriale.

Caratteristiche
Le api mellifere iberiche sono di colore scuro, hanno un passo energico e vigoroso. Il loro comportamento
è discretamente nervoso e aggressivo.

Genetica
L'ape mellifera iberica presenta sei aplotipi differenti;  aplotipi sono stati ereditati in un processo evolutivo da antiche api africane;  aplotipi sono stati ereditati anticamente da api europee. La variabilita' genetica dei microsatelliti e dei cromosomi è simile a quella delle popolazioni di api africane, suggerendone un'affinita' genetica.

NMR del cervello di Apis mellifera

Come si può facilmente vedere nelle immagini NMR, il cervello del api è disteso nella capsula testa tra gli occhi composti da entrambi i lati con i nervi antennali nella parte anteriore, e gli ocelli nella parte superiore della testa e dal ganglio sub esofageo nella parte posteriore. Due lobi ottici sono chiaramente visibili nelle immagini NMR. Essi elaborano le informazioni visive raccolte dagli occhi composti e si trovano lateralmente su entrambi i lati del cervello (figura inferiore sinistra: le strutture in giallo). I  tre gangli per ogni lobo ottico, la lamina, il midollo e la lobula, sono ben separati nelle immagini NMR, come lo sono i rispettivi sub compartimenti (ommatidi negli occhi composti, le colonne della lamina e del midollo, strati nella lobula). Fasci di assoni delle cellule della retinula negli occhi composti  si evidenziano nella lamina  (vedi freccie bianche immagine superiore sinistra). I glomeruli che formano i lobi antennali ( strutture di colore verde), il primario neuropilo olfattivo, può a malapena essere risolto nelle immagini di risonanza magnetica nucleare. Queste sottostrutture sono piccole unità sferiche con un diametro molto piccolo. Pertanto, i glomeruli più grandi sono rilevabili, ma non quelli più piccoli, perché i loro diametri sono troppo vicini al limite di risoluzione delle immagini NMR.

Entrambi i lobi ottici e antennali sono collegati alla regione dei corpi fungiformi. I corpi fungiformi sono strutture di grandi dimensioni localizzate nel centro del cervello delle api, composti dai calici, posti superiormente ( le strutture di  colore rosso scuro), associati ai lobi della regione  sotto calici ( strutture luce rosso chiaro). Nelle immagini NMR l'impattamento e la disposizione parallela degli assoni dei neuroni intrinseci nella parte inferiore del corpo, determinano coi calici la caratteristica forma di fungo scuro (vedi figura superiore sinistra). I corpi fungiformi sono noti per essere coinvolti in funzioni cerebrali complesse come l'apprendimento, la memoria e comportamento sociale. I volumi dei corpi fungiformi e i loro scompartimenti cambiano con l'età e l'esperienza, indicando che la plasticità comportamentale è riflessa dalla plasticità strutturale.

I tre ocelli sono visibili sulla zona dorsale della linea mediana sono ( strutture di  colore rosa e grigio). La loro funzione non è ben compresa, ma potrebbe essere correlata al complesso adattamento alla luce, l'individuazione dell'orizzonte e il controllo veloce del comportamento del volo tramite il contrasto di illuminazione in grandi campi visivi.

3D cervello di ape (fotografia inferiore destra): a) grosse forme arcuate grigie = occhi composti - b) Lobo Ottico diviso in : 1) lamina (piccola arcata grigia) - 2) midollo (piccola arcata gialla) - 3) lobula (piccola arcata giallo-arancio) - c) lobi antennali (due forme sfereoidi di colore verde) - d) calici (quattro di colore rosso scuro).

NB: IL 3D dell'ape si sovrappone al NMR del cervello nell'immagine inferiore sinistra: e) lobo ottico (colore giallo) - f) regione sotto calici (colore rosso chiaro) - lobi ocellari ( tre, di colore rosa e grigio); altre strutture colorate corrispondono al 3D precedente.

l'IMIDACLOPRID aumenta la produzione di nAchRs con subunita' alfa 7 in Apis mellifera

Fotografie di sezione di testa dell'ape, eseguite al microscopio confocale, presso il dipartimento DIBIO dell'Universita' di Genova-Italia (marzo 2009). All'ape campione è stata somministrata acqua zuccherata con 1/100.000 Moli di IMIDACLOPRID, che ha portato alla sua morte nel giro di pochi minuti; alle quattro sezioni vengono aggiunte alcune goccie di alfa bungarotossina (veleno) legata alla proteina fluoresceina, che ha la caratteristica di occupare (al posto dell'Ach) le subunita' alfa 7 dei nAchRs sia dell'uomo che dell'ape; le sezioni corrispondono a due di occhio composto e due di tessuto con cellule dal grande nucleo.

Sezioni di occhio composto (sezione superiore sx - sezione inferiore dx): l'esposimetro del MC rileva una magggiore intensita' della fluorescenza, caratterizzando nella regione del lobo ottico una zona di colore verde chiaro particolarmente intenso, corrispondente ad una non maggiore presenza di nAchRs con subunita' alfa 7; gli ommatidi si riscontrano dilatati con estroflessione dei nuclei dei fotorecettori in posizione apicale (IR per la ChAT in sezioni analoghe).

Sezione di tessuto con cellule dal grande nucleo (sezione superiore dx - sezione inferiore sx): l'esposimetro del MC (microscopio confocale) rileva una maggiore intensita' della fluorescenza (verde chiara particolarmente intensa) nella zona perinucleare delle cellule, indicando una maggiore sintesi proteica a livello del RE (reticolo endoplasmatico) di nAchRs (con subunita' alfa 7) o recettori nicotinici.

Selezione ad impronta chimica nella scelta delle uova in un alveare di Apis mellifera

Il comportamento sociale delle api è largamente regolato da feromoni prodotti da una pletora di ghiandole esocrine . Molti di questi risultano specifici della casta e ampiamente variabili al variare di altre condizioni. Nelle operaie la ghiandola di Dufour contiene circa 1,15 microgrammi di secrezione, tipicizzata da lunghe catene di alcani (idrocarburi). Nella regina la ghiandola è molto piu’ sviluppata e contiene circa 20 microgrammi di secrezione. Questa è costituita da idrocarburi saturi e insaturi, accompagnati da esteri a catena lunga ed è molto diversa da quella delle operaie. Questa differenza sembra legata alla deposizione di uova , dal momento che la ghiandola Dufour di operaie deponenti uova risulta contenere 3,44 microgrammi di secrezione. Questa secrezione presenta inoltre maggiori analogie che non quelle della regina. Analisi delle uova deposte da una normale regina hanno rivelato che queste vengono marcate per mezzo della secrezione della ghiandola di Dufour . La presenza della regina inibisce la sintesi di secrezione nella ghiandola di Dufour delle operaie.

Tuttavia, le uova delle api operaie deponenti vengono eliminate dalle api operaie addette alla pulizia dell’alveare, perché è geneticamente più vantaggioso prendersi cura dei figli della regina ‘'rispetto ai loro nipoti,, che sono geneticamente più vicini a loro (Hamilton 1964). Ratnieks (1995) notò che le api operaie sono in grado di riconoscere i due tipi di uova: quelle delle api operaie deponenti le uova e le uova della regina; si suppone che il miglior candidato per la marcatura delle uova sarebbe la secrezione delle ghiandole Dufour, dal momento che questa ghiandola si apre nella vagina dorsale dell’ape, ed è circondata da fibre muscolari, che suggeriscono un certo controllo della secrezione con la contrazione muscolare. L’ ipotesi di Ratnieks era che la ghiandola Dufour dell’ape regina segnerebbe il passaggio delle uova durante la loro deposizione e riconosciute dalle api operaie pulitrici dell’alveare.

Nell’ape regina la secrezione delle ghiandole Dufour è composta di idrocarburi ed esteri; nell’ape operaia deponente uova, la secrezione è costituita da caratteristici lunghi idrocarburi a sedia, simili a quelle della regina. Questa secrezione di casta specifica sarebbe la chiave per spiegare come riconoscere; a) api operaie non deponenti uova – b) api operaie deponenti uova – c) ape regina deponente uova. La regina ricopre le sue uova con la secrezione della ghiandola Dufour ricca di esteri, che sono il segnale di riconoscimento per le api operaie pulitrici (le api operaie deponenti le uova, hanno la secrezione della ghiandola Dufour priva di esteri), che eliminano le uova delle api operaie deponenti.
Figura A: cellula di ghiandola Dufour di ape operaia; m) mitocondri - n) nucleo - ser) vescicole reticolo endoplasmatico
Figura B: cellula di ghiandola Dufour di ape regina vergine; m) mitocondri - ser) vescicole reticolo endoplasmatico - is) spazio intercellulare