Le api del sudore diventano blu o verdi in base all’umidità dell’aria: il perché del cambio colore

L’umidità relativa dell’ambiente non influisce solo su di noi, facendoci percepire una temperatura più alta, ma anche sulle api che addirittura cambiano colore: verde ramato quando l’umidità è alta, blu-verde intenso in ambienti più secchi! A parte lo shock, per alcuni, di scoprire che le api non sono solo a strisce gialle e nere, questo è il risultato di un nuovo studio pubblicato su Biology Letters, condotto dal team della dott.ssa Madeleine M. Ostwald, ecologa comportamentale della Queen Mary University di Londra in collaborazione con l’Università della California, Santa Barbara (USCB). I ricercatori hanno studiato le api del sudore (Agapostemon subtilior) – piccoli imenotteri della famiglia Halictidae – in ambienti ad alta (oltre il 95%) e bassa umidità (sotto il 10%) per circa 55 ore, ma il cambiamento di colore è stato osservato già dopo 24 ore. Non è ancora chiaro perché avvenga o a cosa serva, ma è stato ipotizzato che sia dovuto alla particolare struttura della cuticola delle api, il cui colore deriva dalla sovrapposizione di moltissimi strati di nanostrutture che assorbono e diffondono la luce a determinate lunghezze d'onda. L’umidità potrebbe “rigonfiare” queste strutture cambiando il modo in cui riflettono la luce.

L’esperimento in laboratorio: dal blu al verde ramato

Come spesso accade, la scoperta è figlia della fortuna: a Science News, la dott.ssa Ostwald ha raccontato che uno dei suoi studenti, Jorge De La Cruz, si è accorto che api conservate in luoghi diversi del museo avevano anche un colore diverso. Così hanno deciso di indagare questa peculiarità. I ricercatori hanno studiato 12 esemplari “freschi”, raccolti nel 2024, conservati e mantenuti a una temperatura di -20 °C fino all’esperimento, e 12 esemplari raccolti tra il 2018 e il 2022, essiccati e conservati in delle teche all’Università della California. Tutti i 24 esemplari (tutte femmine) sono stati posizionati in maniera randomizzata in camere a umidità controllata per circa 55 ore: oltre 95% e sotto il 10% di umidità relativa.

All’inizio dell’esperimento, a specifici intervalli e dopo ogni ciclo, le api venivano fotografate e per quantificare la variazione di colore, i ricercatori hanno analizzato le immagini fotografiche estraendo dati colorimetrici, cioè misurando le componenti di colore direttamente dai pixel delle foto, secondo il modello RGB. Grazie a questo metodo ormai standard in ecologia del colore è possibile analizzare un’immagine digitale scomponendola in tre colori fondamentali: rosso (Red), verde (Green) e blu (Blue). Più è alto, per esempio, il valore di R, più vuol dire che il colore si sposta verso le lunghezze d’onda del rosso nello spettro della luce visibile. In pratica, traduciamo un’informazione visiva “questo colore mi sembra più rosso o più verde”, in un’informazione numerica.

Grazie a queste analisi, la dott.ssa Ostwald e il suo team hanno potuto misurare con precisione quello che vedevano già a occhio nudo: in ambiente secco le api apparivano di un intenso blu-verde; ad alta umidità viravano verso un verde-ramato più caldo. Il cambiamento era molto più rapido dell’esperimento, con variazione del colore già dopo 24 ore, e totalmente reversibile, cioè una volta spostate di camera, le api cambiavano nuovamente colore.

Un dato interessante riguarda l'età degli esemplari: i campioni più vecchi, quelli essiccati per intenderci, mostravano variazioni più marcate rispetto ai campioni “freschi”.

Perché cambiano colore e come accade

In natura esistono moltissimi animali che cambiano colore attivamente, solitamente come segnali di accoppiamento, di pericolo o per comunicare, come il camaleonte. Nel caso delle api del sudore, da un punto di vista evolutivo non è chiaro perché avvenga, anzi il cambiamento sembra essere completamente passivo, indotto dall’ambiente esterno. Se questo cambiamento venga comunque "letto" da predatori, partner o piante, e se abbia conseguenze biologiche reali, è ancora tutto da scoprire.

I ricercatori hanno però proposto un’ipotesi su come meccanicamente avvenga questo “cambio d’abito” ed è strettamente legato alla struttura della loro cuticola. Il colore che vediamo su queste api infatti, e su molti altri animali come per le ali delle farfalle, è chiamato colore strutturale, derivante dalla sovrapposizione di molteplici strati di nanostrutture. Quando questi strati si rigonfiano assorbendo umidità, la distanza tra loro aumenta e il sistema riflette lunghezze d'onda più lunghe, ergo colori più caldi, verso il rosso. Il meccanismo esatto non è ancora confermato da microscopia ad alta risoluzione, ma la direzione del cambiamento è coerente con quanto già osservato in altri insetti iridescenti. Ecco spiegato anche perché esemplari più vecchi mostrano variazioni più marcate di colore: l'ipotesi è che la cuticola si degradi nel tempo, diventando più permeabile all'acqua.

Il confronto con i dati reali 

Per essere sicuri di averci visto giusto e che il fenomeno esistesse anche al di fuori delle mura del laboratorio, i ricercatori hanno analizzato dati provenienti dall’app iNaturalist, piattaforma di citizen science con milioni di foto di fauna scattate da appassionati. Hanno analizzato 1.035 immagini di A. subtilior (sempre tutte femmine) dalla costa occidentale nordamericana, in particolare la California, per evitare contaminazioni con specie diverse per le quali esistono sovrapposizioni di habitat, e hanno abbinato ciascuna foto ai dati di umidità registrati nel luogo e nella data dello scatto… Con qualche limite: l’app registra solo data e orario di caricamento delle foto, quindi i ricercatori hanno usato come punto di riferimento per l’orario le 12, momento in cui in media le api fanno rifornimento di cibo. Altro limite delle immagini raccolte da iNaturalist è la grande varietà di strumenti, angoli della luce, impostazioni della fotocamera, fattori che però vengono “smussati” dalla grande massa di dati: è stato infatti dimostrato che quando i dataset sono particolarmente ampi, le differenze strumentali si minimizzano, rendendo le foto comparabili con quelle ottenute in laboratorio. È tuttavia un elemento da tener presente per studi futuri.

Alla prova dei dati sul campo, la correlazione umidità/colore si affievolisce, ma comunque le variazioni restano visibili e coerenti con quelle osservate in laboratorio. Anche perché i dati “reali” sono stati presi tutti più o meno a latitudini e livelli di umidità più o meno simili, tutti superiori all’80%, quindi sarebbe stato difficile valutare una netta variazione di colore. Una cosa è una differenza di umidità tra 95 e 10%, un’altra è una variazione di pochi punti percentuali.

I prossimi studi per l’analisi del fenomeno

Prossimi step per analizzare questo fenomeno saranno sicuramente l’ampliamento del profilo geografico considerato: vanno analizzate aree più “aride” o con variazioni di umidità relativa più marcate. E soprattutto la necessità di studiare le api dal vivo e non solo nei musei: come dimostrato dallo studio, un esemplare conservato per decenni potrebbe non mostrare il colore che aveva in vita.

Nonostante ciò, questo studio potrebbe spiegare le differenze di colore osservate tra esemplari della stessa specie, ma che vivono a latitudini diverse anche in altre api. Le api orchidea per esempio, sono più rossicce in ambienti umidi e a basse latitudini, più bluastre in ambienti secchi e a latitudini più elevate.

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Di Matteo Galbiati