I ricercatori hanno confrontato gruppi di api che hanno dormito normalmente al buio con altri che sono stati sottoposti a luce artificiale continua.
La luce artificiale interrompe significativamente i ritmi circadiani delle api mellifere, influenzando la loro salute e le attività essenziali di impollinazione
In un campanello d’allarme emergente per l’era digitale, gli esperti del sonno ci hanno avvertito di evitare il tempo trascorso davanti allo schermo a letto, lanciando l’allarme che la luce emessa da telefoni e altri dispositivi elettronici può disturbare i nostri schemi di sonno. Questo è un modo in cui la scienza si sta rendendo conto dell’ampia gamma di implicazioni sulla salute e sulle malattie legate alla biologia circadiana (1) e ai nostri cicli quotidiani sonno-veglia.
Ora, i ricercatori dell’University of California San Diego hanno scoperto che i disturbi legati alla luce non sono solo un problema di salute per gli esseri umani. Un nuovo studio condotto dalla dottoranda Ashley Kim e dal professor James Nieh della School of Biological Sciences ha scoperto che la luce artificiale interrompe i ritmi circadiani delle api mellifere e rappresenta una minaccia per il loro ruolo essenziale di impollinatori.
«La nostra ricerca mostra quanto le api mellifere siano sensibili ai cambiamenti nel loro ambiente, in particolare a qualcosa di apparentemente benigno come la luce artificiale», ha affermato la dottoressa Ashley Kim (2) dello studio, pubblicato su Scientific Reports (3). «Interrompendo i loro ritmi circadiani, vediamo una chiara evidenza di periodi di sonno ridotti. Ciò solleva preoccupazioni significative, non solo per la salute delle api ma anche per la salute degli ecosistemi che dipendono da loro per l’impollinazione».
Le api mellifere svolgono un ruolo cruciale (4) come impollinatori di piante selvatiche e colture importanti, fornendo servizi che supportano la stabilità dell’ecosistema e la sicurezza alimentare globale. Senza l’impollinazione, i raccolti del valore di decine di milioni di dollari sarebbero a rischio.
Le api mellifere generalmente preferiscono nidificare in ambienti bui, anche se dall'ingresso dell'alveare può entrare una piccola quantità di luce. Le api addormentate in genere rimangono immobili ma mostrano movimenti impercettibili se disturbate dai compagni di nido. Tuttavia, le api dormono fuori quando sciamano o quando formano “barbe d’api” fuori dal nido nelle serate calde, che sono in aumento a causa dei cambiamenti climatici. Mentre la prevalenza della luce artificiale notturna, o inquinamento luminoso, sulle api dormienti varia da regione a regione, gli ambienti urbani moderni sono sempre più esposti a condizioni di luce artificiale, soprattutto con l’aumento delle temperature. Poiché in molte aree c’è stata una rinascita dell’apicoltura urbana per sostenere le api e i loro servizi critici di impollinazione, le api che sperimentano climi più caldi sono ora potenzialmente più esposte all’inquinamento luminoso.
Come noi, quando le api dormono poco e hanno schemi circadiani interrotti, emergono problemi comportamentali e funzionali. Il sonno è fondamentale per la salute e la forma fisica delle colonie di api poiché dipendono da un intricato sistema di comunicazione noto come “danza scodinzolante” (5) che informa i compagni dell’alveare sulla posizione delle fonti di cibo nell’ambiente. Le api ballano meno bene e quindi non comunicano bene se non dormono abbastanza.
Attraverso una serie di esperimenti durati diversi anni, i ricercatori dell'UC di San Diego hanno confrontato gruppi di api che dormivano normalmente al buio con altri che erano sottoposti a luce artificiale continua. I risultati hanno mostrato chiaramente che l’esposizione prolungata alla luce ha interrotto in modo significativo i ritmi circadiani delle api, portando a comportamenti alterati. Poiché le api venivano videoregistrate 24 ore al giorno durante gli esperimenti, Ashley Kim ha potuto immediatamente vedere gli effetti del sonno interrotto.
«Anche senza analizzare i dati si può dire che stava succedendo qualcosa... le api che erano sotto la luce costante dormivano meno», ha detto Kim. «Gli effetti dell’inquinamento luminoso sui sistemi biologici sono abbastanza sconosciuti e sono qualcosa a cui le persone normalmente non pensano, motivo per cui è un campo in rapida evoluzione».
Tra i dettagli descritti nell'articolo: le api esposte alla luce continua dormivano meno ed erano più frequentemente disturbate dai loro coetanei rispetto a quelle tenute al buio normale. Inoltre, le api esposte alla luce continua hanno mostrato una preferenza per le aree più scure all’interno delle loro gabbie sperimentali.
«Comprendere i fattori che influenzano la salute delle api, come l’inquinamento luminoso, è essenziale per sviluppare strategie volte a proteggere le popolazioni di impollinatori», ha affermato il professor James Nieh (6). «L’inquinamento luminoso è un problema crescente, con la luce artificiale che ora copre un quarto della superficie terrestre, e questa ricerca getta nuova luce su come tali disturbi potrebbero danneggiare gli impollinatori».
Due coautori dello studio, Aura Velazquez (Universidad La Salle México) e Belen Saavedra (Berea College), sono studenti universitari che hanno partecipato alla ricerca come parte dell'iniziativa ENLACE dell'UC San Diego, un programma estivo binazionale in cui gli studenti conducono ricerche durante un progetto di sette settimane.
«Sono lieta che il programma di ricerca estivo ENLACE sia stato fondamentale nel fornire esperienze di ricerca agli studenti autori di questo studio», ha affermato la dottoressa Olivia Graeve (7), direttrice del programma ENLACE presso l'UC San Diego e professoressa presso il Dipartimento di ingegneria meccanica e aerospaziale, Scuola di Ingegneria Jacobs. «Promuovendo la collaborazione tra studenti dell’America Latina e degli Stati Uniti, aiutiamo i giovani ricercatori ad acquisire una preziosa esperienza pratica, costruendo competenze e amicizie che si estendono oltre i confini. Questo progetto esemplifica l’impatto di ENLACE, poiché riunisce diverse prospettive per affrontare sfide globali come la salute degli impollinatori e la sostenibilità ambientale».
Il dottor James Nieh e il coautore dello studio Benjamin Smarr, membro della facoltà del Dipartimento di Bioingegneria di Shu Chien-Gene Lay, della Jacobs School of Engineering e dell'Halicioglu Data Science Institute, hanno recentemente ricevuto una sovvenzione correlata, che si estende agli impatti umani, dal nuovo Cancelliere Interdisciplinare Fondo Team Catalyst (8). “Harmonizing the Pulse of Life: Pioneering Circadian Insights for Human and Ecosystem Health at UC San Diego” promuove la ricerca sulla biologia circadiana e sulla salute dell’ecosistema. I laboratori Nieh e Smarr collaboreranno per esaminare i ritmi circadiani su scale diverse, dalle singole api a interi ecosistemi.
«Il Catalyst Grant ci consente di collegare la ricerca sui ritmi circadiani delle api a questioni più ampie sulla sincronizzazione biologica tra gli ecosistemi e sulla salute umana», ha affermato Nieh. «Questo programma promuove la collaborazione interdisciplinare, riunendo esperti in biologia, scienza dei dati e medicina per affrontare questioni urgenti come l’inquinamento luminoso e il suo impatto sulla salute degli impollinatori. Il nostro lavoro con il Catalyst Grant rafforza il ruolo dell’UC San Diego nel promuovere soluzioni sia per la sostenibilità ambientale che per il benessere umano».
Riferimenti:
(1) $2.5M Gift Targets Gaps in Circadian Biology and Medicine
(2) Ashley Kim
(3) Exposure to constant artificial light alters honey bee sleep rhythms and disrupts sleep
(4) UC San Diego Is Now a Bee Campus. Here’s What that Means…
(5) Complex Learned Social Behavior Discovered in Bee’s ‘Waggle Dance’
(6) James Nieh
(7) Olivia Graeve
(8) Chancellor’s Interdisciplinary Team Catalyst Fund Announces Five Inaugural Awardees
Descrizione foto: I ricercatori hanno confrontato gruppi di api che hanno dormito normalmente al buio con altri che sono stati sottoposti a luce artificiale continua. - Credit: University of California, San Diego.
Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Sleep is No Light Matter for Bees