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Il ruolo cruciale dei pollinatori nell'agricoltura

I pollinatori sono fondamentali per la produzione di colture vitali come angurie e pomodori.

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Circa il 70% delle principali coltivazioni alimentari del mondo dipende dagli animali per l'impollinazione. Nelle zone tropicali, come il Messico, questa percentuale può arrivare fino all'85%. Le api sono il gruppo di Impollinatori più importante, responsabili del 62% delle visite ai fiori di queste coltivazioni. Altri insetti come mosche, farfalle e coleotteri completano le restanti visite. L'ape europea, comunemente conosciuta come Apis mellifera, è ampiamente utilizzata per impollinare circa 90 tipi di colture commerciali in tutto il mondo. Tuttavia, anche le api selvatiche giocano un ruolo cruciale, contribuendo a circa il 23% delle visite floreali.

Le piante native e gli impollinatori nativi si sono evoluti insieme. Quindi, è logico pensare che gli impollinatori locali dovrebbero essere più efficaci nell'impollinare le colture locali rispetto alle specie non native. Questo è stato dimostrato in vari studi. Ad esempio, gli impollinatori nativi sono i migliori impollinatori per mirtilli e zucche cresciute nel loro habitat originale. Eppure, in alcuni casi, gli impollinatori non nativi possono essere altrettanto efficaci, come quando si usano api da miele gestite in coltivazioni come avocado e pomodori.

Sebbene le api da miele siano essenziali, anche gli impollinatori selvatici devono esistere accanto a loro per garantire una produzione di semi completa in alcune piante. Sfortunatamente, molte specie di api native sono minacciate e le popolazioni di api da miele sono in declino. Ci sono diverse ragioni che contribuiscono a questo declino, come i cambiamenti nell'uso del suolo, l'uso di pesticidi, il cambiamento climatico, le malattie e le specie invasive.

Le aree agricole spesso non sono habitat adatti per le api. Mancano di risorse e condizioni adeguate per la loro sopravvivenza e riproduzione. L'intensificazione dell'agricoltura ha anche un impatto negativo sulle coltivazioni che dipendono dagli impollinatori. Tuttavia, le aree naturali e semi-naturali vicino alle fattorie possono fungere da rifugi vitali per gli impollinatori, offrendo loro siti di nidificazione e cibo. La vicinanza a queste aree naturali può aumentare il numero e la diversità degli impollinatori, influenzando positivamente la resa e la qualità delle colture.

Minacce alle popolazioni di impollinatori

Nonostante il ruolo vitale delle api nella produzione alimentare, le attività umane continuano a danneggiare gli ecosistemi naturali. È stato riscontrato che gli impollinatori tropicali, specialmente le api, sono piuttosto vulnerabili ai cambiamenti nell'uso del suolo e nelle pratiche agricole. Uno degli ecosistemi tropicali più minacciati è la Foresta Tropicale Secca (TDF), che rappresenta oltre il 40% delle foreste tropicali. Sfortunatamente, gran parte di questa foresta è frammentata e degradata.

In Messico, la TDF era una volta un ecosistema significativo, ma è diventato sempre più minacciato. Una volta era un paesaggio primario, ma ora è sottorappresentato nelle aree protette e non è stato studiato a fondo. Alcune colture coltivate in quest'area includono anguria, pomodori verdi, peperoncino, cetrioli e papaya. Questo sottolinea la necessità di studiare come le aree protette possano aiutare con i servizi di impollinazione, cruciali per l'agricoltura e la sicurezza alimentare nelle comunità rurali.

Studio dei servizi di impollinazione in Messico

Questo studio si è concentrato su due colture essenziali in Jalisco, Messico: anguria e pomodoro verde. Gli obiettivi erano identificare i tipi di impollinatori che visitano queste colture, valutare i loro modelli di attività durante il giorno, valutare quanto siano efficaci nell'impollinazione e analizzare quanto bene le colture dipendano dagli impollinatori. I ricercatori hanno anche esaminato come il paesaggio intorno alle colture influenzasse il numero e i tipi di impollinatori presenti.

Si prevedeva che le aree preservate di foresta tropicale secca avrebbero fornito risorse vitali di nidificazione e cibo per le api, portando a una maggiore diversità e efficacia degli impollinatori nelle colture.

L'area di studio e il clima locale

La ricerca è stata condotta a La Huerta, Cihuatlan e Tomatlán nella regione costiera di Jalisco. Quest'area ha un mix di foresta tropicale secca e terreni agricoli. Molte colture coltivate durante la stagione secca sono vulnerabili a inondazioni e erbivoria durante la stagione delle piogge, rendendo questo studio importante.

Tra il 2017, circa 1.258 ettari sono stati dedicati alla coltivazione di anguria e pomodoro verde, con notevoli rendimenti economici. L'anguria, in particolare, ha contribuito a una grande parte del reddito agricolo in quest'area.

Descrizione delle specie di colture

Anguria (Citrullus lanatus) proviene originariamente dall'Africa nord-orientale ed è stata coltivata per almeno 4.000 anni. Ha fiori maschili e femminili distinti, e le api sono cruciali per la sua impollinazione. In Jalisco, gli agricoltori utilizzano spesso piante di anguria senza semi per la produzione, richiedendo polline da piante seminate per produrre frutta. Le api da miele sono contrattate dagli agricoltori per aiutare a impollinare queste colture.

Pomodoro Verde (Physalis ixocarpa) è stato consumato sin dai tempi pre-colombiani. I suoi fiori sono auto-incompatibili e hanno bisogno di impollinatori per l'impostazione dei frutti. L'attenzione a queste colture sottolinea la loro importanza economica e la necessità di impollinazione.

Metodologia della ricerca

Per valutare l'efficacia dell'impollinazione e comprendere l'impatto del paesaggio circostante sul numero e la varietà di impollinatori, i ricercatori hanno campionato numerosi suoli per cinque anni. Hanno esaminato vari fattori, incluso il tipo di impollinatori presenti, la loro attività e la loro capacità di trasportare polline.

Comunità di impollinatori e modelli di attività

I ricercatori hanno osservato i fiori in diversi appezzamenti per diversi anni, annotando quali insetti li visitavano. Registrando la loro attività, i ricercatori potevano identificare modelli nelle visite degli impollinatori durante il giorno e determinare quanto fossero efficaci diverse specie nel trasferire polline.

Valutazione dell'efficacia dell'impollinazione

Per misurare quanto bene diverse specie di impollinatori hanno performato, i ricercatori hanno condotto esperimenti. Hanno confrontato fiori aperti esposti a tutti i visitatori con fiori isolati dagli impollinatori. Hanno anche testato quanti frutti venivano prodotti in varie condizioni, inclusa l'assenza di visite da parte degli impollinatori.

Carichi di polline sui corpi degli impollinatori

In un'altra parte dello studio, i ricercatori hanno catturato insetti che visitavano i fiori e li hanno esaminati per determinare quanto polline stessero trasportando. Queste informazioni hanno aiutato a valutare l'efficienza di diversi tipi di impollinatori per le due colture.

Influenza del paesaggio

Per analizzare come i paesaggi circostanti influenzassero le popolazioni di impollinatori, i ricercatori hanno percorso transect casuali vicino alle colture per contare gli impollinatori. Hanno anche realizzato mappe dell'uso del suolo e della copertura del suolo per valutare la disponibilità di habitat naturali.

Mappatura dei servizi di impollinazione

Utilizzando un modello specifico, i ricercatori hanno valutato quanto i servizi di impollinazione venissero forniti alle colture dalle api in base alla loro abbondanza e alle risorse disponibili. Hanno utilizzato immagini satellitari e dati di terreno per stimare il numero di impollinatori e confrontarlo con le osservazioni reali.

Risultati chiave dello studio

Servizi di impollinazione e principali visitatori

Nei fiori di anguria, sono state notate otto specie di api, con Apis mellifera che è stata il visitatore più frequente. Ha rappresentato la maggior parte delle visite. Questo schema è stato simile nei fiori di pomodoro verde, dove anche le api da miele hanno dominato le visite. Il picco di attività delle api è avvenuto nelle ore del mattino per entrambe le colture.

Capacità di trasporto del polline

Lo studio ha dimostrato che le api da miele possono trasportare considerevoli quantità di polline, rendendole efficaci nell'impollinazione. Anche alcune specie native portavano carichi significativi di polline, ma erano meno frequentemente viste visitare i fiori.

Dipendenza dagli impollinatori e efficienza

I risultati hanno illustrato che le colture di anguria e pomodoro verde mostrano una considerevole dipendenza dagli impollinatori per la produzione di frutti. Gli esperimenti sull'efficienza dell'impollinazione hanno confermato che i fiori chiusi per impedire le visite degli impollinatori producevano praticamente nessun frutto, evidenziando la necessità di impollinatori per garantire la resa delle colture.

Inoltre, più impollinatori erano presenti, maggiore era la produzione di frutti per entrambe le colture. Ad esempio, le colture di pomodoro verde hanno mostrato un netto calo nella produzione di frutti senza impollinatori, sottolineando la loro dipendenza da questi insetti.

Influenza dei paesaggi circostanti

L'abbondanza e la varietà di impollinatori sono state notevolmente influenzate dalla vicinanza delle colture a habitat naturali. Le colture di pomodoro verde hanno tratto beneficio dalla copertura forestale vicina, poiché una maggiore diversità di impollinatori è stata registrata in aree più vicine a questi ecosistemi. Tuttavia, questa relazione non è stata coerente in tutti gli anni di studio.

Per le colture di anguria, non è stata trovata un'associazione significativa tra il numero di impollinatori e la loro distanza dagli habitat naturali, probabilmente a causa della presenza di alveari di api da miele gestiti che integravano l'impollinazione indipendentemente dalle aree naturali.

Conclusione

Le colture agricole come anguria e pomodori verdi dipendono significativamente dagli impollinatori per una produzione fruttifera di successo, in particolare dalle api da miele. Lo studio mostra che mentre le api da miele sono spesso i visitatori principali di queste colture, le api native contribuiscono anche agli sforzi di impollinazione.

I risultati sottolineano la necessità di conservare le aree naturali, poiché possono svolgere un ruolo cruciale nel mantenere popolazioni di impollinatori sane. Proteggere questi ecosistemi è essenziale per sostenere la produttività agricola e garantire la sicurezza alimentare nella regione.

Inoltre, comprendere le dinamiche tra colture e i loro impollinatori offre spunti che possono aiutare a migliorare le pratiche agricole, assicurando così una fornitura alimentare stabile mentre si sostiene la conservazione di ecosistemi vitali.

Fonte originale

Titolo: Pollination services to crops of watermelon (Citrullus lanatus) and green tomato (Physalis ixocarpa) in the coastal region of Jalisco, Mexico

Estratto: Bees play a pivotal role as pollinators in crops crucial for human consumption. However, the global decline in bee populations poses a significant threat to pollination services and food security worldwide. The loss and fragmentation of habitats due to land-use change are primary factors contributing to bee declines, particularly in tropical forests facing high deforestation rates. Here we evaluate the pollination services on crops of watermelon (Citrullus lanatus) and green tomato (Physalis ixocarpa) in the Tropical Dry Forest of Jalisco, Mexico during 2008, and 2014 to 2017. We describe pollinator community composition and visitation frequency and evaluate pollinator contribution to plant reproductive success and degree of pollinator dependence for each crop species. We also assess how landscape configuration influences the abundance and richness of pollinators, and we use the model Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs (InVEST) to map and value the pollination service in both crops. Our findings reveal that the main pollinator of both crops was Apis mellifera, one of the few abundant pollinators in the study region during the dry season, when watermelon and green tomato are cultivated. Results revealed that in the absence of pollinators, watermelon yielded no fruits, while green tomato experienced a 65% reduction in production. For green tomato, fruit set was positively correlated with pollinator abundance. A positive association between forest cover and total pollinator abundance was observed in green tomato in 2008, but not in watermelon. We also found a positive relationship between the abundance of bees predicted by the InVEST model and the abundance of bees observed in green tomato flowers in 2008. In the study region, green tomato and watermelon rely on pollinators for fruit production, with honeybees (from feral and managed colonies) acting as the most importante provider of pollination services for these crops. Consequently, the conservation of natural protected areas is crucial for sustaining pollinators and ensuring food security.

Autori: Mauricio Quesada, O. Delgado-Carrillo, S. Marten-Rodriguez, D. Ramirez-Mejia, S. Novais, A. Quevedo, A. Ghilardi, R. Sayago, M. Lopezaraiza-Mikel, E. Perez-Trujillo

Ultimo aggiornamento: 2024-03-20 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.18.585619

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.18.585619.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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