- Il novanta per cento delle piante angiosperme, compresa la maggior parte delle coltivazioni alimentari, ha bisogno dell'aiuto degli impollinatori per potersi riprodurre.
- Tuttavia, il crollo delle popolazioni di api, gli impollinatori più efficienti, insieme all’aumento dei costi che i coltivatori devono sostenere per affittare le api e impollinare così i propri raccolti, hanno favorito la crescita del settore dell’impollinazione artificiale.
- La consegna di polline da parte di droni e veicoli guidati a laser e la dispersione con bolle di sapone sono alcune delle tecnologie che vengono testate sul campo.
- I fautori dell’impollinazione artificiale credono che questa possa sia riempire il vuoto lasciato dalla diminuzione degli impollinatori naturali sia aiutare la conservazione di queste specie; altri, tuttavia, sostengono che questo tipo di tecnologie non sarebbe necessario, se ci fosse una maggiore attenzione alla conservazione.
In un episodio della serie TV di fantascienza distopica ”Black Mirror” trasmessa da Netflix, delle api artificiali vengono impiegate per impollinare le piante di tutto il mondo, dopo che gli impollinatori si sono estinti in massa. Una buona idea, finché (ATTENZIONE SPOILER) le api-robot non vengono programmate per uccidere.
Secondo gli esperti siamo ancora ben lontani dall’immettere api finte in natura, ma il declino a livello globale degli impollinatori non è fantascienza. Il settore dell’impollinazione artificiale esiste davvero ed è in continua innovazione. Una delle tecniche sviluppate di recente utilizza un approccio all’impollinazione piuttosto bizzarro: bolle di sapone.
Un gruppo di ricercatori del JAIST (Japan Advanced Institute of Science and Technology) ha pubblicato uno studio su iScience in cui presenta l’idea di utilizzare bolle di sapone come metodo di impollinazione artificiale a bassa tecnologia.
“Sembra una fantasia, ma la funzionalità della bolla di sapone permette un’efficiente impollinazione,” ha detto Eijiro Miyako, autore principale dello studio e professore associato presso l’Istituto di Scienza dei Materiali del JAIST.
In passato, il gruppo di ricerca di Miyako ha utilizzato piccoli droni (2 centimetri) ai quali era stato applicato del crine di cavallo carico di polline per impollinare dei fiori. L’approccio purtroppo non si rivelò sufficientemente sofisticato, con i droni che finivano per precipitare sui fiori, a volte persino danneggiandoli.
Impollinatore artificiale in azione. Video di Chechetka et al 2017.
Mentre cercava di trovare una soluzione a questo problema, Miyako passò una giornata al parco a fare bolle di sapone con il figlio. Quando una bolla atterò sulla guancia del bambino, Miyako ebbe un’idea: quella sfera fluttuante e delicata poteva forse fare al caso suo.
Il gruppo di ricerca riuscì a confermare che le bolle di sapone erano effettivamente in grado di trasportare il polline e si mise quindi al lavoro per creare la ricetta per una perfetta bolla di sapone (del comune sapone cosmetico, 0,4% di lauramidopropyl betaine, più calcio e ioni per aiutare la germinazione). Il team caricò delle pistole per bolle di sapone con la soluzione preparata e sparò ad alcuni alberi di pere. I peri impollinati con le bolle di sapone produssero frutti commestibili, dimostrando in questo modo che il metodo aveva funzionato.
In occasione del test finale, i ricercatori hanno caricato la soluzione di sapone e polline in un drone controllato tramite GPS. Da un’altezza di 2 metri e con una velocità di 2 metri al secondo, il drone è stato in grado di “colpire” dei gigli artificiali con una precisione del 90 per cento.
Filmato su gentile concessione di Eijiro Miyako.
Tuttavia, la tecnica delle bolle di sapone funziona solo in condizioni meteo ideali e, anche in questo caso, molte bolle finiscono per venire disperse dal vento. Questo significa che il metodo deve essere perfezionato prima di poter essere commercializzato.
Altri metodi di impollinazione artificiale sono già presenti sul mercato e il settore è in crescita. Mandorle, ciliegie, kiwi, pere e zucche sono solo alcune delle specie di piante impollinate artificialmente in Paesi come l’Australia, Israele, gli Stati Uniti e la Nuova Zelanda.
Un’azienda di impollinazione artificiale con base in Israele, la Edete Precision Technologies for Agriculture (Edete) utilizza il laser. Speciali macchinari estraggono dai fiori il polline, che viene poi immagazzinato fino a un massimo di 18 mesi. Quando è ora di iniziare l’impollinazione, veicoli speciali equipaggiati percorrono i filari dei frutteti soffiando gentilmente il polline, al quale è stata data una carica elettrostatica per evitare che i singoli granelli si appiccichino l’uno all’altro. Questi veicoli utilizzano dei sensori lidar (una tecnologia laser simile al radar), che permettono di mantenersi entro 10 cm dal margine degli alberi.
L’impollinazione avviene quando un granello di polline atterra sullo stame di una pianta. Un tubo pollinico cresce quindi all’interno dell’ovario della pianta, trasferendo il materiale genetico. A questo punto l’ovulo cresce e diventa un frutto portatore di semi. Alcune piante sono in grado di autoimpollinarsi ma molte, inclusa la maggior parte delle piante di cui ci cibiamo, devono essere fecondate col polline di un’altra pianta per poter produrre frutti sani e maturi.
Il polline viene trasportato dal vento, dall’acqua o dagli impollinatori. Si stima che il 90 per cento delle piante angiosperme abbia bisogno dell’aiuto di animali impollinatori per potersi riprodurre e a questo scopo esistono qualcosa come 200.000 specie di impollinatori.
Le api mellifere, native dell’Asia e dell’Europa, costituiscono un singolo gruppo contenente circa 20.000 specie di api. Alcune vivono nel terreno, altre sulle fresche cime delle montagne. Alcune, come le api da miele, sono insetti sociali. Certe specie sono gialle e pelose mentre altre sono nere, verdi o blu metallico.
“Le api sono tra gli impollinatori più efficienti che esistano,” ha spiegato a Mongabay Paul Caradonna, ricercatore conservazionista presso i Giardini Botanici di Chicago dove studia l’ecologia delle comunità di piante e impollinatori. “Osservando come sono fatte tutte queste api ci si rende conto della loro incredibile varietà.”
Allora perché gli scienziati si stanno impegnando a inventare bolle speciali e macchinari laser per impollinare i raccolti, quando le api si sono evolute per milioni di anni per effettuare questo compito in maniera efficace, precisa ed economicamente vantaggiosa?
Il primo motivo è che le api stanno scomparendo. I ricercatori hanno riportato una diminuzione degli impollinatori in due aree. La prima è una diminuzione delle api mellifere, a causa della sindrome da spopolamento degli alveari. La seconda è una diminuzione a livello generale degli impollinatori selvatici. La perdita e la frammentazione dell’habitat; agenti patogeni e malattie; pesticidi e insetticidi come i nicotinoidi, erbicidi e fungicidi utilizzati nell’agricoltura e nel giardinaggio; specie invasive; il cambiamento climatico e la competizione tra le api mellifere e le api selvatiche sono alcuni tra i fattori citati come responsabili del declino degli impollinatori.
Il secondo motivo ha a che fare con il settore dell’impollinazione. In molti casi, gli agricoltori affittano le api per poter impollinare le proprie coltivazioni. Negli Stati Uniti, ad esempio, più di 2 milioni di api vengono spedite alla fine dell’inverno da ogni angolo del Paese verso la California, solo per poter impollinare i mandorli.
Poiché le popolazioni di api mellifere diminuiscono, affittarle diventa sempre più caro. Al momento, l’impollinazione delle mandorle richiede circa due arnie per ettaro, al costo di circa 200-240 dollari ad arnia. Secondo Edete, per l’anno prossimo si prevede un aumento del 20% dei costi. In Cina, i coltivatori ritengono che l’impollinazione manuale di alcuni meleti sia più economica dell’affitto di arnie.
Il mercato dell’affitto di api è piuttosto stressante anche per le api stesse. Seguiamo un’arnia affittata di api mellifere nel suo viaggio attraverso gli Stati Uniti: prima fermata, le coltivazioni di mandorle in California.
“È come un oceano di fiori di mandorlo, il che significa che le api non fanno altro che mangiare mandorle per un mese o per il tempo in cui vengono impiegate,” ha detto Caradonna nel podcast Botanical Mystery Tour. “È come se ti dicessi ‘Da oggi in poi potrai mangiare solo tacos surgelati per un mese.’ Dopo un po’ la cosa diventerebbe noiosa, monotona. E potresti anche iniziare a non sentirti bene.”
Oltre a questo, le api sono esposte a pesticidi e a piccole quantità tossiche di arsenico presente nel polline e nel nettare delle mandorle. Quando la stagione delle mandorle giunge al termine, le api vengono trasportate, nelle loro arnie, alla volta della monocoltura successiva, ad esempio i meleti nello stato del Washington, e poi da lì verso l’altra parte del Paese per le zucche.
Una sola colonia di api può passare interi mesi in viaggio da un luogo all’altro. Questo stress le rende più sensibili alle malattie e ai parassiti. In alcuni casi, le api mellifere possono trasmettere malattie alle api selvatiche.
Finché ci serviremo di un’agricoltura basata su grandi monoculture per produrre cibo e il mercato dell’affitto di api diventerà sempre più costoso, l’impollinazione artificiale potrebbe essere una soluzione destinata ad affermarsi. E potrebbe anche avere un ruolo nella conservazione delle api, come ha spiegato a Mongabay Keren Mimran, vicepresidente per lo sviluppo e il marketing di Edete.
“Noi tutti in questa azienda siamo convinti che la scomparsa delle api sarà una catastrofe,” ha detto Mimran. “Siamo convinti che l’umanità debba fare il possibile per proteggere le api.”
L’impollinazione artificiale, secondo Mimran, permette agli apicoltori di piazzare le arnie dove c’è cibo più salutare per le api, dove queste possono procurarsi il cibo più facilmente, lavorare su piante non commerciali ed evitare così di trasmettere malattie alle api selvatiche.
Altri sono più cauti nel tessere le lodi dell’impollinazione artificiale.
“Non voglio soffocare l’innovazione,” ha detto Caradonna,” ma mi preoccupa il fatto che la discussione sull’impollinazione artificiale possa far passare in secondo piano l’aspetto della conservazione delle api… Se ci occupassimo degli impollinatori selvatici non avremmo bisogno di di strani metodi fantascientifici di impollinazione.”
L’impollinazione artificiale, spiega Caradonna, funziona davvero solo in sistemi omogeni di monocoltura. Aggiungici la complessità di un sistema naturale, con milioni di specie diverse di piante da impollinare e la prospettiva diventa molto più complessa. A differenza di “Black Mirror”, siamo ancora ben lontani dall’impollinazione artificiale come sostituto del nostro variegato pantheon di impollinatori selvatici.
Citazione:
Yang, X., & Miyako, E. (2020). Soap Bubble Pollination. Iscience, 23(6), 101188. doi:10.1016/j.isci.2020.101188
Banner image: Immagine di copertina di una bolla di sapone che trasporta polline ad un fiore. Immagine su cortesia di Eijiro Miyako.
Articolo originale: https://news.mongabay.com/2020/07/bubbles-lasers-and-robo-bees-is-artificial-pollination-here-to-stay/