Un lievito ingegnerizzato fornisce alle api i nutrienti mancanti del polline: una svolta biotech per salvare impollinazione e biodiversità
Lo si insegna fin dai primi anni di scuola: le api impollinano fiori e piante, contribuendo in modo decisivo alla produzione di frutta, verdura e semi. Senza di loro, la varietà alimentare a cui siamo abituati sarebbe drasticamente ridotta. Eppure, proprio questi insetti fondamentali per l’equilibrio ecologico e la sicurezza alimentare globale stanno affrontando una crisi silenziosa: la carenza di polline naturale, loro principale fonte di nutrimento.
A causa dei cambiamenti climatici e delle moderne pratiche agricole, le api trovano sempre meno fiori da cui raccogliere polline, e i sostituti artificiali utilizzati dagli apicoltori non contengono i nutrienti essenziali di cui hanno bisogno per crescere e difendersi dalle malattie. In particolare, mancano gli steroli, lipidi fondamentali per lo sviluppo delle larve e la salute delle colonie.
Ora, un gruppo di scienziati ha sviluppato una soluzione innovativa: un lievito ingegnerizzato capace di produrre esattamente gli steroli necessari alle api. Una scoperta che potrebbe rappresentare un punto di svolta per la sopravvivenza degli impollinatori e, di conseguenza, per la sostenibilità dell’agricoltura mondiale.
L’importanza delle api e del loro nutrimento
Le api “mellifere”, pilastri fondamentali dell’agricoltura globale e della nostra catena alimentare, stanno affrontando un periodo di grande difficoltà: la carenza di polline naturale. Di fronte a questa carenza, gli apicoltori hanno fatto ricorso a sostituti artificiali. Parliamo di integratori commerciali, fatti di farine proteiche, zuccheri e oli, che risultano però nutrizionalmente incompleti. La mancanza di questi nutrienti nel “polline artificiale” ha reso le colonie di api più vulnerabili a malattie e al collasso, con perdite annuali importanti: si stima che negli Stati Uniti le perdite possano arrivare al 40-50%, e che potrebbero toccare il 60-70% entro la fine del 2025.
A differenza di altri animali, gli insetti, incluse le api, non sono in grado di produrre i propri steroli e devono ottenerli dall’alimentazione.
La ricerca: “Creato un lievito su misura”
Un team di ricerca dell’Oxford Bee Lab, in collaborazione con il Royal Botanic Gardens Kew, l’Università di Greenwich e la Technical University of Denmark, ha compiuto un passo avanti straordinario per risolvere questo problema. Gli scienziati sono riusciti a ingegnerizzare un lievito comune, denominato ‘Yarrowia lipolytica’, per produrre un preciso mix dei sei steroli chiave di cui le api hanno bisogno.
Per arrivare a questa soluzione, i ricercatori hanno prima analizzato chimicamente i tessuti delle api, dalle più giovani a quelle adulte, identificando i sei steroli più importanti (24-metilenecolesterolo, campesterolo, isofucosterolo, Beta-sitosterolo, colesterolo e desmosterolo). Questi steroli vengono assunti dalle api nutrici dal pane d’api (polline immagazzinato) e trasferiti alle larve attraverso secrezioni ghiandolari, essenziali per la loro crescita.
Il lievito Yarrowia lipolytica è stato scelto per le sue proprietà: ha un alto contenuto di lipidi, è considerato sicuro per il consumo alimentare ed è già usato per integrare i mangimi in acquacoltura. Usando la tecnologia di editing genetico (Crispr-Cas9), gli scienziati hanno modificato il lievito per fare sì che producesse questi steroli in modo sostenibile ed economico.
I risultati
Il lievito così ingegnerizzato, trasformato in una polvere essiccata, è stato incorporato in diete artificiali e somministrato a colonie di api in esperimenti di alimentazione durati tre mesi, condotti in serre chiuse per assicurare che le api si nutrissero solo delle diete sperimentali. I risultati sono stati sorprendenti:
- Alla fine dello studio, le colonie alimentate con il lievito arricchito di steroli avevano allevato fino a 15 volte più larve allo stadio di pupa vitale, rispetto alle colonie nutrite con diete di controllo.
- Queste colonie avevano anche maggiori probabilità di continuare a crescere fino alla fine del periodo di tre mesi, mentre le colonie con diete carenti di steroli cessavano la produzione di covata dopo 90 giorni.
- È stato notato che il profilo degli steroli nelle larve delle colonie nutrite con il lievito ingegnerizzato corrispondeva a quello delle colonie che si nutrivano naturalmente, suggerendo che le api trasferiscono selettivamente solo gli steroli biologicamente più importanti ai loro piccoli.
Come sottolineato dalla dottoressa Elynor Moore, del Dipartimento di Biologia di Oxford, una delle autrici principali dello studio, per le api, “la differenza tra la dieta arricchita di steroli e i mangimi convenzionali per api sarebbe paragonabile alla differenza che intercorre tra un pasto equilibrato e nutrizionalmente completo e un pasto privo di nutrienti essenziali come gli acidi grassi essenziali. Utilizzando la fermentazione di precisione, siamo ora in grado di fornire alle api un mangime su misura, nutrizionalmente completo a livello molecolare”.
Cosa rappresenta questa scoperta?
Questa innovazione rappresenta un “punto di svolta” e offre un mezzo pratico per migliorare la resilienza delle colonie di api senza aggravare il problema dell’esaurimento delle risorse floreali naturali. Dato che la biomassa del lievito contiene anche proteine e lipidi benefici, potrebbe essere espansa per diventare un mangime completo per api.
I benefici si estendono oltre le api mellifere gestite: riducendo la competizione per le limitate scorte di polline, questo integratore potrebbe aiutare anche le specie di api selvatiche. Poiché gli impollinatori come le api mellifere contribuiscono alla produzione di oltre il 70% delle principali colture mondiali, questa ricerca ha un impatto enorme sulla sicurezza alimentare globale e sulla biodiversità.
Sebbene i risultati iniziali siano estremamente promettenti, saranno necessari ulteriori studi su larga scala per valutare gli impatti a lungo termine sulla salute delle colonie e sull’efficacia dell’impollinazione. I ricercatori sono ottimisti e prevedono che questo integratore potrebbe essere disponibile per gli agricoltori entro due anni. Questa nuova tecnologia non solo offre una speranza concreta per la sopravvivenza delle api, ma potrebbe anche essere utilizzata per sviluppare integratori alimentari per altri impollinatori o insetti allevati, aprendo nuove strade per un’agricoltura più sostenibile.
“Il nostro studio – ha scritto la professoressa Geraldine Wright, docente del Dipartimento di Biologia della Oxford University – dimostra come possiamo sfruttare la biologia sintetica per risolvere le sfide ecologiche del mondo. La maggior parte degli steroli del polline utilizzati dalle api non è disponibile in natura in quantità tali da poter essere raccolta su scala commerciale, rendendo altrimenti impossibile creare un alimento nutrizionalmente completo che sostituisca il polline”.
Fonte Adnkronos Prometeo 360
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