Gli alcaloidi sono sostanze organiche di origine vegetale che comprendono alcuni psicostimolanti come la caffeina e la nicotina, e sono stati adottati da diverse famiglie di piante come difesa dagli erbivori, in quanto al di sopra di una certa concentrazione hanno un sapore sgradevole. Gli alcaloidi sono presenti anche nel nettare dei fiori, anche se in concentrazioni minori rispetto alle altre parti della pianta.

Molti alcaloidi sono agenti neurobiologici che possono interferire con i percorsi neurali legati alle funzioni sensoriali, motorie e cognitive. Alcune di queste sostanze possono avere un effetto preventivo o terapeutico che contrasta l’effetto di patogeni a carico degli insetti, ma soprattutto possono “manipolare” il comportamento degli animali impollinatori grazie alla loro azione stimolante.

Era già stato evidenziato come la caffeina a determinate concentrazioni migliorasse l’apprendimento e il ricordo della ricompensa ottenuta dalla raccolta del nettare; studi successivi hanno mostrato che la presenza di caffeina induceva le api a sovrastimare la qualità e la quantità del nettare e, in definitiva, portava lo sciame a raccoglierne di meno. Tale comportamento si rivela dunque vantaggioso per la pianta ma non per i suoi impollinatori.

In un recente studio pubblicato nella rivista Scientific Reports, un gruppo di ricercatori della Queen Mary University of London ha analizzato gli effetti della nicotina sul comportamento e sull’apprendimento dei bombi (Bombus terrestris audax). In natura, la nicotina si trova nel nettare delle piante dei generi Nicotiana e Tilia, la prima nativa del Sud America, la seconda delle regioni temperate dell’emisfero settentrionale. Sono stati sviluppati due insiemi di esperimenti, il primo volto a stabilire se i bombi preferissero il nettare contenente nicotina e il secondo per comprendere se questa preferenza fosse in grado di condizionare i loro meccanismi di apprendimento associativo.

Nel corso del primo insieme di esperimenti, 60 bombi operai sono stati lasciati liberi di nutrirsi da diversi tipi di fiori artificiali il cui nettare conteneva la stessa ricompensa (una soluzione al 30% di saccarosio); in un gruppo di fiori non era presente nicotina, nell’altro al nettare erano state aggiunte concentrazioni di nicotina di 1, 2.5 e 50 parti per milione (ppm). Le prime due concentrazioni si trovano nell’intervallo di valori presenti in natura, la terza è molto al di sopra dei valori naturali. È stato riscontrato che mentre la nicotina a valori innaturalmente alti aveva un effetto repellente per gli insetti, la concentrazione più bassa aveva un effetto attraente, mentre le visite ai fiori con nicotina a concentrazione 2.5 ppm non mostravano differenze rispetto al gruppo di controllo.

Nel secondo set di esperimenti, sono stati predisposti due tipi di fiori artificiali di colore diverso; i fiori blu contenevano solo acqua senza zuccheri, mentre i fiori viola fornivano una soluzione al 30% di saccarosio. Alcuni di questi ultimi erano privi di nicotina, altri la contenevano nelle stesse concentrazioni crescenti viste in precedenza. L’esperimento ha mostrato come la presenza di nicotina aumentava la velocità di apprendimento associativo; gli insetti esposti alle concentrazioni intermedie (2.5 ppm) di nicotina erano i più rapidi ad apprendere che i fiori viola contenevano la ricompensa e quindi a rifornirsi presso di essi. Dopodiché, i colori dei fiori sono stati invertiti, ed è stato osservato che i bombi esposti alla nicotina continuavano a rifornirsi presso i fiori viola più a lungo del gruppo di controllo, anche se erano privi di ricompensa. L’effetto è stato più marcato per i bombi esposti a dosi maggiori di nicotina.

La ricerca conferma dunque come le piante possano manipolare il comportamento degli animali impollinatori, e ha importanti riscontri nelle preferenze mostrate da alcuni insetti per piante trattate con pesticidi neonicotinoidi, i quali tuttavia hanno effetti di tossicità sugli impollinatori.

Fonti:

• Wright G.A. et al., Caffeine in Floral Nectar Enhances a Pollinator’s Memory of Reward, Science (2013), doi:10.1126/science.1228806
• Couvillon M.J. et al., Caffeinated Forage Tricks Honeybees into Increasing Foraging and Recruitment Behaviors, Current Biology (2015), doi: 10.1016/j.cub.2015.08.052
• Baracchi D. et al, Nicotine in floral nectar pharmacologically influences bumblebee learning of floral features, Scientific Reports (2017), doi: 10.1038/s41598-017-01980-1