Biodiversità degli Imenotteri impollinatori in Sicilia (Italia) e analisi delle reti di impollinazione

Abstract

Los polinizadores son un componente decisivo en la promoción de la biodiversidad porque proporcionan servicios de ecosistema al aumentar la reproducción de las plantas silvestres y garantizar la seguridad alimentaria derivada de la producción de muchos cultivos agrícolas. Entre los polinizadores, las abejas (Himenópteros, Apoidea) constituyen el grupo taxonómico más importante, ya que necesitan recolectar polen y néctar para alimentar a las larvas, contribuyendo así a la reproducción de la mayoría de las angiospermas. Las zonas de clima mediterráneo son consideradas como puntos calientes de biodiversidad para la Apoidea. Italia, debido a su particular posición geográfica en el corazón del Mediterráneo, junto con la complejidad geomorfológica y orográfica que determinan una gran diversidad de climas y entornos naturales, es uno de los países europeos con mayor número de especies de abejas. Sin embargo, todavía no se han investigado a fondo grandes áreas del país en lo que respecta a las comunidades de abejas, y faltan estudios sobre las interacciones cuantitativas entre las abejas y las plantas de esas zonas. Esto es particularmente interesante si se tiene en cuenta la reciente disminución mundial de las poblaciones de abejas debido a las diferentes presiones antropogénicas. Este estudio aporta una contribución al conocimiento de las abejas en dos zonas de Sicilia oriental con diferentes grados de impacto antrópico (el Parque Suburbano "La Rocca di Buticari" en el territorio de Nizza di Sicilia y la Reserva Natural Orientada de Fiumedinisi y Monte Scuderi, en los montes Peloritani), a fin de sentar las bases para determinar estrategias de conservación. El estudio que aquí se presenta consta de dos partes: 1) identificación de la Apoidea mediante técnicas moleculares (código de barras de ADN) a fin de confirmar que este método es apropiado en los estudios sobre la biodiversidad de las abejas, y 2) análisis de las redes ecológicas entre las especies de abejas recolectadas y las plantas que visitaron, a fin de caracterizar el papel ecológico de las abejas en los entornos investigados. Los análisis moleculares incluyeron la amplificación por reacción en cadena de la polimerasa (PCR) y la secuenciación del marcador molecular cox1. Se probó la potencialidad del fragmento comparándolo con las secuencias disponibles en las bases de datos (Genbank, NCBI) y el resultado de los datos demostró la aplicabilidad efectiva del método, contribuyendo con éxito a la identificación de la mayoría de las especies de abejas y produciendo nuevas secuencias para algunas especies. Las comunidades de abejas se han caracterizado tanto en términos de diversidad y abundancia como de componentes de redes ecológicas bipartitas. El análisis demostró que Buticari es un lugar más diverso para las especies de abejas que el área natural de Fiumedinisi, y que las estructuras de la red observadas en ambos lugares son altamente especializadas, modulares y no anidadas, surgiendo diferencias especiales si se trata de comunidades enteras (mayor especialización en la red de Fiumedinsi) o sólo de las interacciones entre plantas y Bombus (mayor especialización en la red de Buricari), género que fue particularmente rico en especies durante el estudio. Este estudio ha demostrado la existencia de ricas comunidades de abejas que forman redes especializadas y modulares en una zona natural de Sicilia oriental, lo que confirma el alto valor naturalista de la Reserva Orientada de Fiumedinisi y Monte Scuderi y la gran zona verde del Parque Suburbano "La Rocca di Buricari", de manera coherente con lo que se encuentra en otros jardines y parques urbanos. En el futuro, se esperan nuevos y detallados estudios sobre las comunidades de abejas de Sicilia, ya que se trata de una zona de indudable interés debido a su insularidad y a los altos niveles de diversidad biológica.

Pollinators are a decisive component in promoting biodiversity because they provide ecosystem services by increasing the reproduction of wild plants as well as guaranteeing food security deriving from the production of many agricultural crops. Among pollinators, bees (Hymenoptera, Apoidea) constitute the most important taxonomic group as they are obliged to collect pollen and nectar to feed the larvae. At the same time, they contribute to the reproduction of most angiosperms. The areas with a Mediterranean climate are undoubtedly hotspots of biodiversity for Apoidea. Italy, due to its particular geographical position in the heart of the Mediterranean, together with the geomorphological and orographic complexity that determine a great diversity of climates and natural environments, is one of the European countries with the largest number of bee species. However, large areas of the country have not yet been thoroughly investigated for bee communities, and there is a lack of studies concerning the quantitative interactions between bees and plants in such areas. This is particularly interesting considering the recent global declines of bee populations due to different anthropogenic pressures. This study provides a contribution to the knowledge of bees in two areas of Eastern Sicily with different degrees of anthropic impact ("La Rocca di Buticari" Suburban Park in the territory of Nizza di Sicilia and the Oriented Natural Reserve of Fiumedinisi and Monte Scuderi, on the Peloritani mountains), in order to lay the foundations for identifying conservation strategies. The study presented here consists of two parts: 1) identification of Apoidea through molecular techniques (DNA barcoding) in order to confirm this method as appropriate in bee biodiversity studies, and 2) analysis of ecological networks between species of bees collected and the plants they visited, in order to characterize the ecological role of bees in the investigated environments. The molecular analyses included amplification by polymerase chain reaction (PCR) and sequencing of the molecular marker cox1. The potentiality of the fragment was tested comparing with the sequences available in the databases (Genbank, NCBI) and the result of the data demonstrated the effective applicability of the method, successfully contributing to the identification of most bee species, and producing new sequences for species for which they are currently lacking. Bee communities have been characterized both in terms of  diversity and abundance, and as components of bipartite ecological networks. The analysis showed that Buticari is a more diverse site for bee species than the natural area of Fiumedinisi, and that the network structures observed at both sites are highly specialized, modular and non-nested, with special differences emerging if the whole communities (strongest specialization in the Fiumedinsi network) or only the interactions between plants and Bombus (strongest specialization in the Buricari network), a genus that was particularly rich in species during the study. This study has demonstrated rich communities of bees forming specialized and modular networks in a natural area of Eastern Sicily, confirming the high naturalistic value of the Fiumedinisi and Monte Scuderi Oriented Reserve and the large green area of the Suburban Park “La Rocca di Buricari”, in a manner consistent with what found in other gardens and urban parks. In the future, new and detailed studies on the bee communities of Sicily are expected, since this is an area of undoubted interest due to its insularity and high levels of biological diversity.