Conèixer l’abella: anatomia, sistema immunitari i peculiaritats de l’espècie
En aquest article tècnic es parla de l’anatomia de l’abella, el seu sistema immunitari, les peculiaritats de l’espècie, el funcionament de la colònia d’abelles com a individu i la influència de la dieta en la seva salut.
Conèixer i comprendre l’abella com a individu i com a colònia és fonamental per prevenir i aturar les principals malalties que l’afecten.
01 Introducció
L’abella de la mel (Apis mellifera sp.) és coneguda per ser un dels principals pol·linitzadors que hi ha. En els últims anys, la seva població ha patit un declivi a causa de causes multifactorials, que han derivat en el conegut com a CCD (Colony Collapse Disorder). Conèixer i comprendre l’abella com a individu i com a colònia és fonamental per prevenir i aturar les principals malalties que l’afecten.
02 Anatomia
a. Anatomia Externa
Consta de cap, tòrax i abdomen.
Cap
El cap allotja dos ulls compostos que tenen una implicació important en la visió exterior de l’abella mel·lífera. A més, consta de tres ulls simples o ocels; es creu que contribueixen a l’estabilitat durant el vol i a regular les entrades i sortides del rusc.
Les abelles tenen dues antenes. Cadascuna és un apèndix articulat mòbil. Gràcies a aquestes antenes, les abelles oloren, toquen i perceben substàncies químiques.
La boca té mandíbules i una trompa. Les mandíbules de l’abella obrera serveixen per mossegar a través de l’opercle de les cel·les, modelar cera i menjar pol·len. El grup d’apèndixs bucals de l’abella mel·lífera formen el que comunament s’anomena probòscide. Entre les seves funcions, estan absorbir fluids com el nèctar, llepar superfícies i realitzar el procés de trofal·làxia (intercanvi de fluids entre abelles).
Tòrax
El tòrax és el responsable gairebé íntegrament de la funció locomotora de les abelles.
Les ales estan unides al tòrax per conjunts de grans músculs que proporcionen una forta sustentació. Estan travessades per multitud de petits nervis, el patró dels quals és útil en la identificació de les races d’abelles.
Les ales estan unides al tòrax per conjunts de grans músculs que proporcionen una forta sustentació. Estan travessades per multitud de petits nervis, el patró dels quals és útil en la identificació de les races d’abelles.
“La probòscide té funcions d’absorció de fluids com el nèctar, llepar superfícies i realitzar el procés de trofal·làxia (intercanvi de fluids entre abelles)”
Ales de l'abella. Autor: Àlex Sirera.
Les potes de l’abella mel·lífera estan altament modificades. Les potes davanteres tenen una funció de “netejador d’antenes”. Les potes intermèdies presenten una espina la funció de la qual encara és objecte de discussió. Les potes del darrere conformen una cistella la funció de la qual és la recollida del pol·len recol·lectat de les flors i la recollida de pròpolis.
Abdomen
Estructura de gran importància en ser la que conté l’hemolinfa, el cos gras, els òrgans digestius i altres òrgans interns.
La seva coberta d’exoesquelet es divideix en plaques dorsals, anomenades tergites, i plaques ventrals, o esternites, entre les quals s’allotja encaixat el paràsit Varroa destructor. A més, l’extrem final de l’abdomen acull una estructura de gran importància per a l’abella: el fibló.
b. Anatomia interna
Aparell circulatori
Es tracta d´un sistema circulatori obert, que consta d’un cor i un gran vas sanguini, l’aorta. El transport de substàncies nutricionals i productes de rebuig s’efectua a través de cèl·lules o hemocits. Els hemocits duen a terme aquest transport de substàncies a través de l’hemolinfa, equivalent a la sang en el cas de vertebrats.
Aparell respiratori
Es conforma a través dels espiracles, o orificis que permeten l’entrada i la sortida de gasos. El primer espiracle ha estat tradicionalment conegut perquè és la porta d’entrada d’àcars traqueals. El sistema respiratori s’estructura en una sèrie de conductes (tràquees) que condueixen l’aire des dels espiracles fins a unes cambres (sacs traqueals).
Aparell digestiu
Es divideix en tres seccions: anterior, mitjana i posterior.
La porció anterior la conformen la boca, l’esòfag i el pap o “estómac de la mel”. Aquest òrgan s’expandeix per permetre el transport de mel, nèctar i aigua recol· lectada per les abelles, alhora que es contrau per regurgitar-ne el contingut.
L’aliment passa a l’estómac mitjà o ventricle, que és el lloc principal d’absorció de nutrients i secreció d’enzims digestius, absorció d’aliments i excreció de productes. Està recobert d’una pel·lícula anomenada membrana peritròfica, que actua com a barrera davant de patògens. Aquesta porció, però, és semipermeable, per la qual cosa en ocasions pot ser la porta d’entrada de patògens com ara Nosema sp., virus i Paenibacillus larvae. El final de l’estómac mitjà comunica amb el principi de l’intestí posterior a través dels túbuls de Malpighi, que actuen extraient els productes de rebuig.
La porció posterior es compon de l’ili i el recte. El recte és el responsable de la reabsorció d’aigua, sal i altres elements recol·lectats pels túbuls de Malpighi. Així, les abelles, igual que altres insectes, no excreten orina, sinó una femta semilíquida.
Sistema glandular
- Corpora allata
La corpora allata són un parell de glàndules que produeixen hormones que controlen el creixement i desenvolupament. Són darrere del cervell i són les responsables de la secreció de l’hormona juvenil que intervé en el desenvolupament de l’abella, la reproducció o la determinació del llinatge.
- Glàndula protoràcica
La glàndula protoràcica segrega ecdisona, una substància hormonal que regula el procés de muda.
- Glàndula de Nasanov
Glàndula odorífera situada a la part dorsal de l’abdomen, utilitzada per cridar altres abelles i indicar-los l’entrada al rusc.
- Glàndules hipofaríngies
Ubicades al cap, estan especialment desenvolupades en nodrisses. S’encarreguen de la producció de gelea reial per a l’alimentació de les larves en els seus tres primers dies de vida i la reina durant tota la vida.
- Glàndules mandibulars
Participen també en la producció de gelea reial juntament amb les glàndules hipofaríngies. Ubicades al cap, són presents en obreres i reines, amb funcions en aquestes últimes en la inhibició de la cria de noves reines, inhibició ovàrica de les obreres, atracció de les obreres al grup i atracció dels abellots fora del rusc, entre d’altres.
- Glàndules cereres
Són sota les esternites abdominals, i s’empren en la producció de cera per a la construcció de bresques. Cal una entrada prèvia de nèctar per estimular-se.
Aparell reproductor
Entre els tres individus que formen part de la colònia d’abelles (obreres, reina i abellot), només dos són considerats reproductius.
La reina té dos ovaris compostos per multitud d’ovarioles que contenen els òvuls a diferents estadis de maduració. Els ous que estan llestos per ser posts passen a l’oviducte mitjà. Un cop allà, la reina pot controlar si l’ou és fecundat o no amb esperma proporcionat per l’abellot. A més, la reina té una espermateca, o òrgan destinat a l’emmagatzematge d’esperma recollit durant el vol nupcial amb múltiples abellots.
L’aparell reproductor dels abellots està conformat per dos testicles i dues vesícules seminals. Els abellots arriben a la maduresa sexual als 12-13 dies del seu naixement. Els abellots compten amb un endòfal (penis), que és desat del revés a l’interior del seu abdomen i evagina durant la còpula; finalment, es desprèn de l’abellot.
03 Sistema immunològic
A les abelles, hi ha tres tipus principals d’immunitat: cel·lular, humoral i social, aquesta darrera especialment representada. Les abelles tenen només un terç de gens implicats en el sistema immunològic en comparació amb altres insectes. Aquesta reducció es contraresta amb una major quantitat de gens implicats en el comportament col·lectiu de la colònia; això dona una idea sobre la importància de la immunitat social en abelles.
Mecanismes d’immunitat cel·lular
Es materialitza mitjançant els hemocits. La quantitat d’hemocits és variable entre les diferents etapes del desenvolupament de l’abella (larves, pupes, nodrisses i recaptadores), i és més alta en la cria d’abelles que en adults. La resposta a l’encapsulació de patògens (fagocitosi i formació de nòduls) disminueix a les obreres adultes i als abellots.
La immunitat cel·lular té un paper fonamental davant de deficiències nutricionals, intoxicació per pesticides, Varroa destructor i virus, entre d’altres. Els hemocits són els principals actors en les respostes de guariment i encapsulació de ferides d’Apis mellifera.
“Les abelles tenen només un terç de gens implicats en el sistema immunològic en comparació amb altres insectes. Això dona una idea sobre la importància de la immunitat social en abelles.”
Mecanismes d’immunitat humoral
Es materialitza mitjançant substàncies químiques i pèptids antimicrobians (AMP), que són produïts per l’hemolinfa en resposta a infeccions. Les abelles tenen quatre famílies d’AMP: defensines, abaecina, apidaecina i himenoptaecina.
Aquests AMP actuen de manera sinèrgica i treballen conjuntament amb altres barreres físiques que impedeixen o dificulten l’entrada de patògens, com ara la cutícula de l’exoesquelet o les membranes peritròfiques del tracte digestiu. El cos gras actua com el principal lloc de síntesi de pèptids antimicrobians.
Les fases de la resposta immunològica es poden resumir en les següents:
1.Reconeixement de patògens.
2 Senyalització: es tracta de l’activació d’una cascada de senyalització intracel·lular que genera l’activació de respostes bioquímiques.
3 Acció d’efectors cel·lulars i humorals per eliminar el patogen: culmina amb l’aparició de proteïnes que eliminen els patògens.
Mecanismes d’immunitat social
Recol·lecció de pròpolis
Les abelles recol·lecten pròpolis, resines recollides de les gemmes de diversos arbres i plantes, i els empren en el recobriment de petits animals que entren a l’interior de la colònia, amb què formen una momificació dels cadàvers. Aquestes substàncies han estat tradicionalment conegudes pels seus efectes antibacterians.
Pròpolis sobre els quadres de cria. Foto: Victoria Gámiz.
Comportament higiènic
Consisteix en la capacitat de l’abella de, primer, detectar, i després extreure, cel·les de cries malaltes o parasitades. Aquest comportament és hereditari a través de la reina, prové de l’acció de set gens i és clau en el control de les principals malalties del rusc: ascosferiosi, loque (cria podrida) americana i varroasi.
Comportament higiènic. Foto: Victoria Gámiz.
Espollament
També conegut com a grooming, consisteix en un comportament de raspallat del cap, tòrax i abdomen amb ajuda de les mandíbules i les potes. Pot ser autoespollament (el més comú) o espollament dels seus congèneres.
Elevació de la temperatura del niu de cria
Poc usual, és un mecanisme de gran cost energètic. Emprat per al control d’Ascosphaera apis.
Canibalisme
Es tracta de l’autoconsum de la cria per part de les obreres de la colònia. És un mecanisme de supervivència en èpoques d’escassetat d’aliment proteic per evitar així el col·lapse de la colònia. Aquest comportament apareix també quan, a causa de l’excés de fred o calor, les cries moren, i les obreres les mengen per evitar-hi l’atac i l’aparició de patògens com ara Ascosphaera apis.
04 Funcionament de la colònia d’abelles com a individu
El comportament de la colònia d’abelles com a superorganisme ha estat objecte de múltiples estudis. Així, al rusc cada individu s’especialitza en les seves funcions en pro del funcionament col·lectiu de la colònia d’abelles com a individu.
“En el rusc, cada individu s’especialitza en les seves funcions en pro del funcionament col·lectiu de la colònia d’abelles com a individu.”
Mecanismes de regulació de temperatura
Les abelles mantenen la temperatura del niu de cria al voltant dels 33-36º C.
D’una banda, en situacions de temperatures baixes, les abelles realitzen l’anomenat “pinya hivernal” o agrupament dels individus formant un pom. Un altre comportament per a la generació de calor consisteix en contraccions musculars abdominals contínues i ràpides.
D’altra banda, en situacions d’estrès per calor, els mecanismes inclouen la dispersió d’individus, la ventilació i l’evaporació d’aigua. Per evitar el sobreescalfament, les abelles transfereixen gotes d’aigua a les parets superiors de les cel·les de cria i les estenen.
Mecanismes de cerca de fonts alimentàries
La rendibilitat d’una font de nèctar s’avalua segons moltes variables. Així, les abelles emmagatzemadores són les encarregades de mesurar i avaluar les concentracions de nèctar d’una determinada font mel·lífera. Conjuntament amb aquestes abelles, les recol·lectores aporten informació sobre la distància al rusc de la font, l’abundància de nèctar a la font, la dificultat per alimentar-se a la font i la seva direcció en relació amb el vent i la seva velocitat.
Alimentació de les larves
Duta a terme per les nodrisses, comença amb inspeccions mitjançant el moviment de les antenes. Les inspeccions poden ser acompanyades o no de l’administració d’aliment a les larves. Aquestes inspeccions permeten conèixer el contingut de la cel·la, l’estat de la larva, l’edat i la ubicació.
Construcció de bresques i operculat de cel·les
Materialitzada per les glàndules cereres (vegeu l’apartat 01), la formació d’una cadena de cera, la duen a terme les obreres, que fan moviments del cap endavant i enrere per estendre la corda de cera entre les seves mandíbules. Les obreres també formen escates de cera. Tant les escates com les cordes són emprades en la construcció de bresques, consistents en una sèrie de girs i moviments combinats de cap i antenes. El procés de tancament de les cel· les de cria o operculat el fan mesurant el gruix amb les antenes, i la formació del capoll comença abans que la cel·la estigui completament operculada.
Emmagatzematge de nèctar i pol·len
El nèctar és regurgitat des de l’estómac de les obreres fins a la paret cel· lular superior i es deixa caure a la cel·la per gravetat. L’emmagatzematge de pol·len es fa deixant caure les potes amb el pol·len, seguit d’una neteja de les potes del pol·len restant que acaba empenyent el pol·len cap a l’interior de la cel·la amb moviments de cap. Durant aquest procés, el pol·len es pot hidratar mitjançant l’addició de saliva, nèctar i mel, cosa que crea el pa d’abella.
Emmagatzematge de nèctar. Foto: Victoria Gámiz.
05 Influència de la dieta en la salut
Influència de la quantitat i varietat del pol·len en el desenvolupament fisiològic de les nodrisses
Es palesen reduccions significatives en la supervivència de les obreres amb una reducció de només un 10% en la quantitat de pol·len disponible. A més, això afecta la capacitat de cria de les nodrisses, perquè el desenvolupament de les glàndules hipofaríngies depèn molt de la ingesta de proteïnes.
Pol·len i els seus efectes en la tolerància a Nosema sp.
Investigacions científiques recents conclouen que la qualitat i diversitat del pol· len consumit per abelles influeix en la tolerància a Nosema ceranae, amb una major supervivència d’aquelles la dieta de les quals havia estat amb pòl·lens més variats i de major qualitat.
Micronutrients i la seva importància (lípids, vitamines, minerals)
Encara que els principals grups de nutrients en abelles procedeixen del nèctar (carbohidrats) i del pol·len (proteïnes), les abelles necessiten a més ingerir lípids, vitamines i minerals.
Els lípids són font d’energia la quantitat de la qual present al pol·len de les plantes pot variar entre <1% i 18,9% (Roulston and Cane, 2000). Els esterols al pol·len són essencials per a les abelles, ja que contribueixen a la seva supervivència i a la producció de cries. Les nodrisses tenen la capacitat de sintetitzar petites quantitats d’esterols sense prendre’ls de la dieta, però això podria suposar un esgotament de les reserves endògenes d’esterols.
La majoria de les vitamines hidrosolubles es troben en prou quantitat al pol·len. Entre aquestes, la piridoxina és considerada essencial per al desenvolupament larvari.
Els minerals són obtinguts fonamentalment del pol·len, però es creu que hi ha altres fonts com ara el nèctar, l’aigua o fins i tot reservoris endògens en adults.
06 Conclusions
L’abella mel·lífera és un insecte complex l’especialització del qual ha derivat en un comportament col·lectiu a escala de colònia. És per això que és vital conèixer les peculiaritats de la seva anatomia, biologia, mecanismes d’immunitat i nutrició; tot això redundarà en un millor coneixement i, per tant, rendiment de les nostres colònies d’abelles.
“Nombrosos estudis han corroborat la importància del pol·len en la supervivència de les obreres i en la capacitat de cria de les nodrisses”
Autoria:
Victòria Gámiz López
Veterinària i apicultora
