Effetti delle microplastiche sull'impollinazione
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    Effetti delle microplastiche sull'impollinazione

    La degradazione della plastica forma piccoli frammenti denominati “microplastiche” in grado di diffondersi ovunque e penetrare negli organismi, tanto che, è stata osservata un’interferenza, a diversi livelli, nella biologia dell’impollinazione.

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    10/04/2024Di Lara Vivarelli
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    10/04/2024Di Lara Vivarelli
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    Cosa sono le microplastiche e le nanoplastiche

    Negli ultimi anni si è assistito ad un accumulo di inquinamento da plastica, sia nel suolo che nell’acqua, che rappresenta un problema per la salute, in primis umana, ma anche della biodiversità. La plastica, materiale ormai utilizzato comunemente ed eccessivamente prodotto, deriva da fonti fossili, che essendo non biodegradabili, si accumulano nell’ambiente. La plastica dispersa subisce deterioramento creando frammenti di diversa forma denominati “microplastiche”. Le microplastiche possono subire ulteriore degradazione e trasformarsi in “nanoplastiche”, ovvero frammenti minori di 1μm, le quali però sono difficili da rilevare e quantificare. Le loro dimensioni così ridotte le rendono facilmente ingeribili e penetrabili nelle cellule, dove possono espletare la loro potenziale azione dannosa. È nota la loro grande stabilità, che le rende degli inquinanti persistenti nell’ambiente per decenni.

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    Microplastiche

    Le microplastiche come vettori di xenobiotici

    Con il termine xenobiotico si intende una sostanza di qualsiasi tipo, di origine naturale o sintetica, estranea ad un organismo. Spesso gli xenobiotici risultano tossici o in grado di alterare delle funzioni nell’organismo in cui sono stati introdotti o a cui l’organismo è stato esposto. Le microplastiche, oltre ad essere costituite da materiale di origine fossile non biodegradabile, come etilene e propilene, hanno la capacità di assorbire contaminanti ambientali: sono in grado di trasportare sostanze chimiche, quali pesticidi, metalli pesanti e altri inquinanti ambientali, quindi xenobiotici, influenzando negativamente il processo di impollinazione poiché alterano strutture, proprietà e funzioni sia delle piante, che degli impollinatori. È stato inoltre documentato che l’esposizione a microplastiche, insieme ad antibiotici, rende gli insetti maggiormente vulnerabili.

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    xenobiotici, pesticidi
    3Bee

    L'impollinazione

    La riproduzione sessuale delle piante avviene mediante il trasferimento di polline: in piccola parte tramite il vento (anemofilia), ma soprattutto mediante alcuni animali, detti impollinatori, la cui maggior parte è rappresentata dagli insetti. L’87,5 % delle piante selvatiche può riprodursi proprio grazie a quest’ultimi, e, dunque, l’impollinazione è essenziale per quegli organismi vegetali che non praticano l’autoimpollinazione, non essendo ermafroditi, e non hanno evoluto delle strutture per la dispersione anemofila del polline.

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    impollinatore

    Effetto delle microplastiche sulle piante

    L’esposizione delle piante alle microplastiche causa alterazioni a diversi livelli della biologia di questi organismi vegetali. Il loro profilo di metaboliti secondari e il loro profilo ormonale sono disturbati dalla presenza di tali frammenti di origine fossile. Le microplastiche agiscono sulla crescita della pianta, ritardandola, e determinano anomalie morfologiche in diversi tessuti vegetali. Inoltre, è stata evidenziata la loro influenza negativa su alcune proprietà dei fiori che si servono per attirare gli impollinatori, quali la pigmentazione, i segnali sotto forma di composti organici volatili rilasciati nell’aria e il patterning.

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    inquinamento da plastica
    3Bee

    Alterazione della pigmentazione e del profumo dei fiori

    I fiori della piante che necessitano di impollinazione zoofila sono caratterizzati da specifici colori che sono determinati da un particolare contenuto di pigmenti, come i carotenoidi, i quali producono anche il pattern specifico che attira gli impollinatori. La colorazione e il pattern del fiore mediano l’interazione tra gli impollinatori e le piante. Le piante esposte per lungo tempo a microplastiche hanno mostrato gravi alterazioni a livello di diversi pigmenti, come i carotenoidi, e ciò può avere gravi implicazioni non solo sulla biologia dell’impollinazione, ma anche sul processo fotosintetico. Per attrarre gli impollinatori, inoltre, le piante sintetizzano anche dei profumi, i quali sono una miscela di composti organici volatili. Queste sostanze odorose possono essere alterate nella loro sintesi, da parte della pianta, se l’organismo vegetale viene esposto a microplastiche.

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    Fiori

    Effetto delle microplastiche sugli impollinatori

    L’esposizione o l’ingestione delle microplastiche da parte degli insetti impollinatori ha un effetto negativo sulle dimensioni del corpo e sulla crescita di questi organismi. Ne sono un esempio le osservazioni di alcuni frammenti di microplastiche ritrovate in api da miele in aree urbane. In particolare è stato notato un calo del 91,67% della crescita e del peso del corpo di questi insetti rispetto ad un normale controllo. Ad ogni modo, altri insetti rispondono in maniera diversa a seconda delle dimensioni e delle concentrazioni di microplastiche a cui sono esposti. Questi dati suggeriscono che l’ingerenza di questi frammenti di plastica porta ad un blocco dell’apparato digerente, con una conseguente inibizione o alterazione del comportamento alimentare.

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    impollinatori

    Alterazione del microbiota degli impollinatori

    Le microplastiche, inoltre, agiscono sul microbiota intestinale degli insetti impollinatori. La flora microbica intestinale influisce sul comportamento e sulla fisiologia dell’animale, determinando, in questo caso, il comportamento di foraggiamento degli impollinatori. I piccoli frammenti di plastica possono causare lesioni intestinali, indurre infiammazione e impoverire il microbiota intestinale. Esse si accumulano nel tratto digerente ed interagiscono con i batteri presenti, alterando la composizione e la diversità della popolazione microbica. Possono, inoltre, alterare l’espressione di geni che agiscono per la disintossicazione di sostanze estranee o sono correlati al sistema immunitario, come osservato in uno studio con api da miele. In aggiunta, il disturbo alla flora intestinale aumenta la sensibilità degli impollinatori ai virus.

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    Maggior suscettibilità ai patogeni

    Mediante dei test di laboratorio è stato verificato che l’esposizione degli impollinatori a virus o altri patogeni, insieme alle particelle di plastica, ha aumentato la loro sensibilità e ha ridotto la capacità di far fronte a questi microorganismi. È stato osservato che le microplastiche interrompono la sintesi di diversi geni legati alla detossificazione e all’immunità, provocando stress ossidativo nelle cellule degli animali impollinatori e infiammazione delle membrane biologiche. Gli impollinatori, quindi, non riescono a far fronte all’accumulo di queste particelle di materiale plastico insieme alla copresenza di altri agenti patogeni.

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    patogeni

    Interruzione dell’interazione tra piante e impollinatori

    Tramite l’impollinazione, non è solo la pianta a trarre vantaggio per l’aumento del proprio successo riproduttivo, ma anche gli impollinatori stessi, che, mediante la raccolta del nettare, soddisfano il loro fabbisogno nutrizionale. Il nettare è infatti ricco di zuccheri e amminoacidi, mattoni per la costruzione di macromolecole cellulari. L’esposizione delle piante alle microplastiche può alterare la chimica del nettare: si è osservata l’alterazione del suo profilo aminoacidico. Inoltre, è stato osservato un cambiamento nei profili ormonali e biochimici delle piante che influenzano direttamente la produzione di nettare, condizionando, in questo modo, l’impollinazione. Come già anticipato, l’impollinazione avviene mediante una serie di segnali sensoriali che gli impollinatori percepiscono e apprendono, creando una sorta di memoria. Tale memoria e il comportamento alimentare che ne dovrebbe derivare vengono alterati, bloccando la relazione e la comunicazione tra pianta e impollinatore.

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    3Bee: tecnologia per la tutela della biodiversità

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    10/04/2024Di Lara Vivarelli
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