Riassunto analitico
Recentemente, in tutto il pianeta si è concentrato molto interesse sul declino delle api. Le api stanno morendo per diverse cause, non sempre del tutto identificate: il cambiamento climatico, i nemici naturali, i parassiti, le malattie e l'uso indiscriminato di pesticidi. Varroa destructor è un acaro che provoca varroasi, la più importante malattia parassitaria dell’ Apis mellifera. L'acaro femmina vive sul corpo del suo ospite, adulto o nelle larve maschili o femminili, all'interno delle celle di covata e si alimenta tramite l’apparato boccale pungente-succhiante col quale penetra attraverso l'esoscheletro per succhiare l’emolinfa. Per evitare il collasso della colonia, è importante mantenere un livello accettabile di infestazione da Varroa destructor, stimando correttamente la dimensione della popolazione dell'acaro parassita dell'alveare. Questa stima è possibile adottando un modello basato sulla dinamica di popolazione degli acari sulle larve di ape. Questo modello include la distinzione fra covata maschile e femminile, ma anche il fenomeno della distribuzione aggregata o contagiosa nelle celle di covata. Lo scopo di questo studio è stato quello di indagare e definire meglio l'evoluzione della infestazione della Varroa destructor in alveari di Apis mellifera ligustica e sviluppare strategie di controllo con l'obiettivo di prevenire gli effetti negativi di questo acaro parassita, che è considerato tra i più importanti fattori responsabili del collasso delle colonie di api in tutto il mondo a causa dei suoi effetti diretti e indiretti (come la trasmissione dei virus). Nelle condizioni ambientali che favoriscono la presenza costante di covata nell’alveare, pur con le dovute variazioni stagionali, una corretta stima della percentuale di celle infestate da uno o più acari è considerato un presupposto essenziale per definire un modello di simulazione della dinamica di sviluppo dell’acaro più realistico. In questa tesi di Dottorato sono stati riconsiderati e implementati da nuove osservazioni i dati sulle caratteristiche dell’infestazione dell’acaro Varroa in celle opercolate di covata di ape. Sono stati esaminati un numero complessivo di 30 di favi di covata (20 di ape operaia e 10 di fuco), con un livello di infestazione variante fra 1,7 e 74,3%. Sono state elaborate 4 equazioni di regressione di secondo grado che consentono di stimare, per ogni livello di infestazione, la percentuale di celle invase da uno, due, tre, quattro fino a 5 acari madre. I favi di covata sono stati rimossi dalla posizione centrale del nido di diverse arnie, stoccati e congelati a -20 °C, fino all'analisi. In conclusione, queste equazioni di regressione, stabilito il numero di acari che passano dalla fase foretica a quella riproduttiva, consentono di conoscere il numero di celle che possono essere invase dagli acari (utilizzando un modello previsionale), permettono di definire la distribuzione degli acari madri nelle celle di covata per ciascun livello infestazione (da 1 a 5 acari per cella), di ricavare altre due equazioni di regressione utili per descrivere la riduzione media percentuale di fertilità degli acari madre e la longevità delle api adulte parassitate da acari durante la fase pre-immaginale.Vengono discusse le implicazioni della distribuzione aggregata sul tasso di riduzione della fertilità di Varroa e sulla longevità delle api adulte. Infine, è stata definita un efficiente tecnica di campionamento sequenziale per le femmine dell’acaro in covata di ape operaia, con l'obiettivo di migliorare le strategie di controllo e applicazione di acaricidi più opportuni (in base alle migliori pratiche di gestione integrata dei parassiti).
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Abstract
Abstract
Recently, much interest has focused on the decline of bees all over the planet. The bees are dying for various causes, not always completely identified: climate change, natural enemies, parasites, diseases and indiscriminate use of pesticides. Varroa destructor is an ectophagous mite which causes varroasis, the most important parasitic disease of Apis mellifera. The female mite lives attached to the body of its host, adult or larva inside the capped cells, and feeds by means of its piercing-sucking mouthparts with which it penetrates through the exoskeleton to suck the hemolymph of both the male and female brood and the adult bee. The mite has a complex life cycle and it is specialized in living in perfect synchrony with its host. In order to prevent the collapse of the colony, it is important to maintain an acceptable level of infestation by Varroa, by properly estimating the population size of the parasitic mite in the beehive. This estimate is possible by adopting a model based on the population dynamics of the mites on honeybee larvae. This model includes not only the distinction between male and female brood, but also the phenomenon of aggregate or contagious distribution in the brood cells.
The aim of this study was to investigate and better define the evolution of the Varroa infestation in the hives of Apis mellifera ligustica, and develop control strategies with the aim to prevent the negative effects due to this parasitic mite, that is considered among the most important factors responsible of the collapse of bee colonies in the world due to both its direct and indirect effects (such as tge transmission of pathogenic virus). In the environmental conditions that favour the constant presence of brood in hives, with the seasonal variations, a correct estimate of the percentage of infested cells with one or more mites is considered to be an essential presupposition to define a more realistic simulation model of mite development dynamic and suited to its purpose of statistical distribution. In this PhD thesis, data on the characteristics of infestation by Varroa mites in capped female brood combs of Apis mellifera ligustica were re-considered. 30 brood combs (20 of worker brood and 10 of drone brood) with levels of infestation varying between 1,7% and 74.3% were examined. Four regression equations of 2nd degree were drawn that allowed to estimate, for each level of infestation, the percentage of cells invaded by one, two, three and four mother mites.
The honeycombs were removed from the central nest position of several hives in summer and autumn. After removal, the combs had been stored and frozen at -20 °C until analysis time.
The same observations were repeated in 2011 and 2013 on male brood combs removed from different hives during spring and summer. In conclusion, these regression equations establish the number of mites that pass from the phoretic phase to the reproductive one and allow to know the number of cells that can be invaded by the mite (using a forecasting model); moreover it is possible to define the distribution of the mother mites in the brood cells for each infestation level (from 1 to 5 mites per cell). The regression equations obtained are also used to derive the other two 2nd regression equations, useful to describe the average percentage reduction in fertility of the mother mites and longevity of adult bees parasitized by mite during pre-imaginal stage. The implications of the aggregate distribution on the rate of reduction of fertility of Varroa and on the longevity of adult bees are discussed. Finally, the implications of this knowledges were assessed on sampling of Varroa in the apiary to estimate the infestation. Sampling strategies to improve the application of acaricides were defined.
Key words: Apis mellifera ligustica, Varroa destructor, honeybee brood, forecasting model
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