Le api e la loro scelta del luogo di nidificazione hanno una dinamica ben precisa: il processo ci è stato illustrato nella nostra intervista con Giovanni Reina, dell’Università di Sheffield, che a breve pubblicherà il suo lavoro dettagliato sul comportamento delle api su Physical Review E. Le decisione dalle api viene presa in tempi brevissimi e ha un’organizzazione precisa, i principali fattori di scelta riguardano sicurezza del sito e qualità, tutto il processo deve essere svolto in modo assolutamente consensuale per ogni membro della colonia.

L’anatomia della scelta viene raccontata in questa lunga chiacchierata ricca di particolari “pungenti”.

– Come arrivano le api a prendere una scelta?

Il processo di decisione si basa su quattro semplici comportamenti:

  • SCOPERTA INDIVIDUALE: Alcune dozzine di api esplorano l’ambiente e se una scopre un potenziale luogo di nidificazione, fa una scelta individuale e lo seleziona come la sua opinione
  • RECLUTAMENTO: le api esploratrici che hanno un’opinione per un luogo, tornano allo sciame ed attivamente reclutano api che non hanno ancora un’opinione. Il reclutamente avviene attraverso la “Waggle Dance” che codifica direzione e distanza del luogo selezionato
  • INIBIZIONE: quando due api con opinioni differenti si incontrano, una manda un segnale inibitorio all’altra (stop signal). Questo segnale è trasmesso tramite una testata ad alta vibrazione. Un’ape che riceve alcuni segnali inibitori abbandona la propria opinione e torna indecisa (quindi soggetta a reclutamento o scoperta individuale)
  • RINUNCIA: api con opinione per luoghi di bassa qualità possono dimenticare (rinunciare) alla propria opinione e tornare ad uno stato di indecisione

 

Questi quattro semplici comportamenti (due di interazione, e due individuali) portano la colonia a prendere una decisione collettiva.

 

Ma come fanno a scegliere il miglior luogo?

Le api ‘modulano’ la frequenza di queste quattro semplici azioni in funzione della qualità del luogo trovato. Api che hanno scoperto un luogo che valutano molto buono faranno frequente reclutamento e frequente inibizione. Invece, api che hanno scoperto un luogo che valutano medio faranno le stesse azioni ma meno frequentemente. In questo modo, la colonia seleziona in breve tempo la miglior opzione trovata. La colonia è in grado di trovare il compromesso ottimo tra qualità della scelta e rapidità nella decisione.

 

 

– Come ogni singolo esemplare influisce sul gruppo?

La colonia è composta da migliaia di individui, quindi anche se ogni esemplare contribuisce alla scelta della colonia, nessuno è determinante nel comportamento collettivo. Quindi l’errore di un esemplare non mette a rischio l’intero gruppo.

 

– Qual è il modello matematico dietro la vostra ricerca?

Il nostro modello matematico descrive come le opinioni nella colonia diventano più o meno popolari nel tempo.

Modelliamo il processo via equazioni differenziali, che descrivono la variazione (incremento o decremento) di gruppi di api con opinioni differenti. Le dinamiche sono determinate dalla velocità con cui le opinioni si diffondono, che a sua volta è proporzionale alla qualità dei potenziali luoghi di nidificazione scoperti (come descritto sopra, luoghi migliori vengono pubblicizzati maggiormente).

 

– Quali siti solitamente scelgono le api per “nidificare”? Ci sono delle caratteristiche comuni nelle varie scelte prese?

Le api valutano un sito in base a vari parametri, tra i quali i più importanti sono

– la dimensione della cavità. Il nido deve essere sufficientemente grande per ospitare l’intera colonia, per immagazzinare il miele e per crescere la prole;

– dimensione delle entrate. In generale, le api preferiscono cavità con entrate ridotte, probabilmente perché sono più semplici da difendere in caso di attacco da predatori

– l’integrità strutturale del nido. Una cavità di un albero marcio non è considerato un buon sito poiché è poco probabile resti integro per l’intera stagione.

 

– In che modo le api sfruttano la loro intelligenza matematica per decidere?

Durante questo processo decisionale, le api sfruttano la forza del gruppo per effettuare una scelta accurata e rapida. Sfruttano la loro capacità di lavorare in parallelo per esplorare ambienti molto vasti (rispetto alle loro dimensioni ridotte), inoltre il processo di decisione è robusto ad errori di singoli individui. Infine, nel nostro ultimo studio, i risultati teorici ottenuti suggeriscono che le api aumentino nel tempo la frequenza con cui si scambiano segnali (in particolare per reclutamento e inibizione) allo scopo di raggiungere il miglior compromesso tra rapidità e accuratezza della decisione.

 

– Quali fattori ecologici influiscono nella scelta finale del sito ? Il cambiamento climatico può cambiare le abitudini delle api minacciandole?

Purtroppo, non ho conoscenza sufficiente per poter fornirle una risposta accurata a questa domanda. In generale, penso che il cambiamento climatico possa influire negativamente sulle api tanto quanto su moltissime altre specie animali e vegetali.

 

– Con tre parole come descriverebbe l’organizzazione sociale delle api?

Le api rappresentano un eccezionale modello di società democratica auto-organizzata, si tratta infatti di un sistema decentralizzato (cioè senza capo o leader in carica).

Pur essendoci una regina, lei non prende alcuna decisione per il gruppo o impartisce alcun ordine. La sua particolarità è quella di essere  l’unico individuo fertile incaricato della riproduzione.