Il riscaldamento del nido è un’altra attività logorante per le api

Le api regolano la temperatura riscaldando il nido tra 33 e 36 gradi ( se la temperatura ambiente è più bassa). Il calore è generato dalla vibrazione dei muscoli delle ali.

Secondo Basile e al. questo comportamento svuota rapidamente le api delle riserve interne di energia. Di conseguenza l’attività di riscaldamento è quantitativamente limitata come durata temporale dalla quantità di miele ingerita immediatamente prima dell’inizio dell’operazione.

Il miele stoccato nei favi è il combustibile pronto all’uso utilizzabile sia per il riscaldamento che per il volo, ma è in genere immagazzinato a distanza dai favi di covata, causando un potenziale problema logistico ovvero un conflitto di efficienza.

Basile e al. hanno studiato il comportamento e la temperatura toracica delle api partecipanti alla catena di trofallassi sui favi di covata. E’ risultato che l’85.5% delle api ricevitrici nella catena di trofallassi hanno una temperatura toracica più alta rispetto alle api donatrici nel corso dei contatti. Al termine dei contatti queste api risultano più spesso impegnate nell’attività di riscaldamento dei favi.

Le api donatrici hanno temperatura più bassa e viaggiano in continuazione dai favi di covata a quelli con scorte di miele, portando il rifornimento di combustibile alle api riscaldatrici. Anche in condizioni di freddo estremo, le capacità sociali delle api riescono a far superare alla famiglia condizioni insostenibili per il singolo. A temperature inferiori ai 10 °C la capacità di produzione di calore della singola ape non è più sufficiente a garantirle per lungo tempo la temperatura sufficiente ai processi vitali.

Le api si devono perciò “aiutare” mutuamente stringendosi a strati le une sulle altre nella tipica formazione chiamata glomere. Secondo Fahrenholz citato da Stabentheiner la temperatura al centro del glomere si mantiene su una media di 21,3 °C ( minimo 12 ; massimo 33,5) . Per l ’ autore, aumentando la temperatura ambiente, la temperatura al centro del glomere scende, mentre sale leggermente la temperatura alla periferia del glomere.

Al contrario, diminuendo la temperatura esterna la temperatura alla periferia scende leggermente mentre sale al centro del glomere. Lo studio più completo sul comportamento delle api in glomere invernale ( sembra vi siano assonanze con la formazione di glomere di sciamatura ) e in assenza di covata, è certamente attribuito a Stabentheiner.

Il ricercatore austriaco parte nel suo studio dalle conoscenze già acquisite da altri scienziati: vi è accordo, all’interno della comunità scientifica, sul fatto che lo strato esterno di api costituite in glomere , costituito da operaie a strettissimo contatto e su più strati, riduca drasticamente la dissipazione di calore, risultando un fattore decisivo per la sopravvivenza alle basse temperature. Questo modello comportamentale, definito “ a intrappolamento di calore “ , prevede l’ipotesi della stabilità termica con alta temperatura ( circa 20-35°C ) al centro del glomere, raggiunta prevalentemente a mezzo regolazione della perdita di calore del mantello esterno.

Si supponeva che il centro del glomere mantenesse un’alta temperatura in conseguenza del metabolismo delle api immobili o in lento movimento, senza produzione aggiuntiva di calore, almeno fino a temperature esterne di –10°C , al raggiungimento della quale , secondo Heinrich , le api producono calore col tremore dei muscoli. Secondo diversi autori (Southwick, 1988; Moritz and Southwick, 1992 citati da Stabentheiner), il metabolismo ( cioè la quantità di energia in questo caso utilizzata per mantenere i processi vitali) delle api appartenenti al glomere, aumenta al diminuire della temperatura ambiente. Cioè maggior consumo di miele per gestire il freddo.

Diversi altri autori , sempre citati da Stabentheiner, ipotizzano invece che vi siano , all’interno del glomere, alcune api che producono calore. La quantità di calore prodotto dipenderebbe dalla temperatura esterna.

Il ricercatore austriaco col suo studio, ha verificato la capacità di termogenesi delle api del glomere. La temperatura corporea delle api è più bassa in quelle che si trovano all’esterno e aumenta, via via , in direzione del centro del glomere.

Nelle api sottoposte al maggiore sforzo termico, la temperatura toracica media risulta di 12,1 °C. Solo 3 di 134 api sottoposte a verifica hanno presentato temperatura toracica inferiore ai 9°C( meno del 3%). In contrasto, la temperatura addominale risulta frequentemente inferiore ai 9°C. Sul favo centrale del glomere, la temperatura toracica aumenta da 16.9°C riscontrati nelle api dell’anello più esterno ,ai 22.8°C delle api che si trovano tra l’anello esterno e il centro del glomere , fino ai 30.4°C misurati nelle api del centro del glomere.

Queste temperature toraciche delle api sono state registrate con temperature ambiente esterne da 0.9°C a 6.3°C in un raggio di 3 cm dal glomere e da -1.1°C a 3.7°C a 1 m all’esterno dell’arnia.

Secondo Kovac, citato da Stabentheiner la differenza di temperatura tra lo spazio d’aria esterno al glomere ,ma interno all’arnia e l’aria ambiente , è di circa 8-9°C.

La termografia realizzata con apposito apparecchio, ha messo in evidenza le caratteristiche di endotermia delle api in glomere.La produzione di calore della singola ape all’interno del glomere, è visibile in conseguenza della particolare colorazione assunta dal torace nella termografia della quale si può prendere visione al’indirizzo : http://jeb.biologists.org/cgi/content/full/206/2/353.

Molte delle api in fase di produzione di calore ( endotermiche ) sono risultate localizzate nel centro del glomere ( circa il 15/16% di tutte le api sul favo centrale ). Le api del mantello esterno minimizzano invece l’endotermia.

L’autore ha anche realizzato una termografia continuativa per 21 ore di seguito, verificando che api provenienti dalla parte interna del glomere e in fase di endotermia ( con temperatura toracica di 27,5°C di media ), appaiono sulla superfice del glomere ad una frequeza da 6 a 80 api l’ora. Di queste, il 90% rientra nel glomere entro 10 secondi e le rimanenti entro 3 minuti. L’autore conclude che sia caratteristico per le api in glomere “ far visitare” le api del mantello esterno dalle consorelle calde provenienti dal cuore del glomere. Ciò può far presupporre che questo sistema di riscaldare le api esterne sia più efficace che far produrre loro calore in proprio.

Secondo l’autore potrebbe anche trattarsi di un sistema di ispezione , che le api calde utilizzano per conoscere le condizioni delle sorelle esposte al freddo. Sulla base delle precedenti ricerche, lo scienziato austriaco propone anche nuove considerazioni sul fatto che le api in glomere respirano e ciò facendo producono anidride carbonica che dovrà lasciare il glomere verosimilmente in conseguenza di convezione di calore(Heinrich, 1981; Van Nerum and Buelens, 1997citati da S.) . Southwick (1983, 1987, 1988) e Heldmaier (1987) citati, mostrano nei loro studi che il consumo di ossigeno nel glomere invernale, aumenta al diminuire della temperatura. Ciò è in linea con l’aumento del metabolismo- per produrre più energia bisogna “bruciare” più miele e per farlo è necessario più ossigeno.

L’aumento di consumo è modesto per temperature tra +10°C and -5°C mentre aumenta vertiginosamente tra -5°C e -10°C. Il consumo di ossigeno aumenta anche, a parità di temperatura, al diminuire della dimensione del glomere (Southwick, 1985 citato da Stabentheiner).

Da ciò si assume che la frequenza e l’intensità dell’endotermia aumenti al diminuire della temperatura e della dimensione del glomere e ciò farebbe pensare ad un maggiore sforzo delle api per il conseguimento degli obiettivi termici. A dire che il glomere composto di molte api, fa sì che le singole api si stanchino, si stressino di meno di quelle che si trovano in glomeri composti da poche api.

Ciò potrebbe avere ripercussioni sulla durata della loro vita. Se la temperatura toracica dell’ape scende sotto i 9/11 °C , la stessa cade in quello che è definito “coma da freddo” , non è più in grado di attivare i muscoli del volo allo scopo di produrre calore ed eventualmente cade dal glomere. Watmough and Camazine (1995 citati da Stabenheiner) ritengono che le api dello strato esterno, all’occorrenza producano calore per evitare il coma. Secondo Stabenheiner , considerazioni di efficienza portano a ritenere che tale calore sarebbe immediatamente disperso nell’aria circostante.

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