1. Introduzione 1.1 Educazione

1. Introduzione

1.1 Educazione

"Anziché maledire il buio è meglio accendere una candela" Lao Tze

L'educazione è un fenomeno presente fin dal primo costituirsi delle comunità umane ed ancora oggi si sviluppa con messaggi ed interventi degli adulti verso le giovani generazioni; gli stimoli sono sempre stati i nuclei di socializzazione primaria (la famiglia) e secondaria (la scuola), ed oggi, era della rivoluzione tecnologica, provengono anche da modelli culturali veicolati dai mezzi di informazione di massa e dall'uso delle nuove tecnologie.

Nella società attuale si assiste ad un'evoluzione del significato di educazione, ovvero le generazioni adulte hanno iniziato a manifestare il bisogno di partecipare ai fenomeni di crescita culturale (educazione degli adulti).

1.1.1

Ambiente

“ Né l’ atmosfera sopra di noi né le rocce sotto di noi sono vive , ma entrambe sono state foggiate e trasformate in misura notevole dagli organismi viventi , esattamente come la corteccia ed il legno dell’albero . Lo spazio esterno e l’ interno della Terra fanno entrambi parte dell’ambiente di Gaia .“ ( Capra , 1997 )

Dal participio presente del verbo latino 'ambire' ovvero 'andare intorno', 'avere rapporti con il contesto circostante'... ambiente come ciò che sta intorno a qualcuno o qualcosa e con cui quel qualcuno o quel qualcosa ha rapporti continui di scambio,indica una rete complessa di comunicazione e di apprendimento di cui l'uomo è parte (D'Aiutolo C., Cantoni S., Beccastrini S., 1992): è un concetto 'relazionale' che ha lo scopo di definire connessioni tra

vari elementi.

Inizialmente ambiente era sinonimo di “ natura “ di cui si parlava in termini di protezione e salvaguardia dall'uomo visto come estraneo ad essa.

Attualmente al concetto che questo termine esprime è stato fatto fare un salto concettuale 'dalla natura all'ambiente' indicando sia un contesto naturale che antropico e quindi anche manipolativo e sociale, fattori considerati nelle loro interdipendenze (R. Semeraro) e che costituiscono la struttura della biosfera .

Fig.1

1.2 Educazione Ambientale

della natura e non viceversa'... (Gould, 1994).

Mentre la coscienza ecologica è parte del bagaglio esperienziale e genetico di ogni organismo vivente dato che è il frutto di milioni di anni di evoluzione tra le forme di vita e l' ambiente, l' educazione ambientale è un concetto ancora da definire essendo nata come rimedio per contrastare il danno (A.Angelini, P.Pizzuto), oggi tende verso una corretta gestione dell'ambiente attraverso e per uno sviluppo sostenibile.

1. 2.1 Fare Educazione Ambientale

'L'educazione ambientale è un'educazione globale: scientifica, morale, estetica, civica... E' globale perchè è globale l'ambiente' ( C. Longo )

Fare educazione ambientale significa educare sull'ambiente, educazione scientifica (informare), nell'ambiente, educazione naturalistica (curare il rapporto empatico con l'ambiente), per l' ambiente, educazione alla sostenibilità il cui obiettivo principale è la modificazione degli stili di vita per consentire la sopravvivenza ed il graduale benessere diffuso delle popolazioni che vivono su questo pianeta ( R. Semeraro, 1997), è educare quindi alla gioia di vivere che diviene sempre più urgente considerando i gravi problemi di dissesto ambientale attuali.

Le caratteristiche su cui si basa promuovere l'educazione ambientale sono:

• la globalità (vengono coinvolti tutti gli aspetti di una persona sia conoscitivi che

emotivi);

• il longlife learning o apprendimento permanente (formale, informale connesso alle

dinamiche sociali alla partecipazione, non formale), interdisciplinare con dimensione di ricerca (cogliere le relazioni è una competenza trasversale), attraverso la modificazione dei ruoli tradizionali di insegnamento/apprendimento dal momento che la realtà è sempre un'altra cosa dalla simulazione educativa, c'è sempre qualche turbolenza, qualche ridondanza, qualche "variabile impazzita" non prevista;

• l'esperienza intesa come processo di adeguamento all'ambiente in larga parte

inconscio, si apprende anche attraverso le nostre pratiche di vita e di lavoro quando diventano tema di riflessione, comunicazione con gli altri, elementi per sviluppare idee;

• un approccio sistemico, ovvero, lo studio dei fenomeni nella loro complessità e cioè

nelle loro relazioni reciproche e con il contesto,con l'obiettivo di costruire una

mentalità capace di pensare per relazioni e con 'senso del limite' verso le proprie

azioni;

• il rapporto locale-globale, vicino-lontano nel tempo e nello spazio ('agire localmente e

pensare globalmente').

Il rapporto tra conoscenze e comportamenti non è più lineare, le prime non sempre precedono i comportamenti. Spesso sono le azioni che portano ad assumere nuovi comportamenti avviando processi di riorganizzazione degli schemi cognitivi (retroazione). Chernobyl, per esempio, ha modificato subito i comportamenti e questa esperienza realizzata ha costruito nuove conoscenze, ha modificato il concetto di rischio, di sicurezza, portando la crisi ambientale sulle nostre tavole, mettendo in discussione il potere di controllo dell'uomo.

L' obiettivo dell'educazione ambientale è il contribuire alla costruzione di una società eco-sostenibile attraverso la formazione di una mentalità relazionale “capace di vedere altri nessi oltre al nesso 'e', oltre al semplice nesso aggiuntivo” (Conti L.,1992); la mente diviene uno strumento che connette cervello-cuore-mano e oltre il singolo uomo, le sue relazioni con la società, l'ambiente e tutto il resto del Mondo (D'Aiutolo C., Cantoni S., Beccastrini S.,1992 ). L’ innovazione culturale che ne deriva è esprimibile come anello di retroazione: "l' educazione ambientale è utile per migliorare l' ambiente; l' ambiente promuove l' urgenza di una educazione ambientale che è un utile laboratorio di innovazioni educative, di sperimentazione, di trasformazione del sistema educativo".

Il rapporto uomo-natura deve spostarsi da una prospettiva antropocentrica in cui l' uomo è al di fuori ed al di sopra della natura, separazione soggetto-oggetto che ha determinato un forte sfruttamento delle risorse naturali ad una biocentrica in cui l' uomo è parte integrante della natura, principio di interdipendenza uomo/società/ambiente, riequilibrando anche il rapporto economia-ecologia dato che per ora è stata la prima a prevalere sulla seconda.

Si sta sviluppando una nuova scienza detta 'eco-eco' che si basa sul concetto di sviluppo sostenibile, dal momento che le interazioni tra ecosistema, sistema produttivo ed economico portano all'interdipendenza delle crisi dei tre sistemi stessi.

Fig.2

Sia ecologia che economia hanno la stessa radice greca 'oikos' cioè 'casa' intesa non nel suo significato letterale ma in quello più esteso di 'ambiente'.

L'ecologia è la scienza che si occupa del rapporto tra l'uomo o meglio, tra gli esseri viventi e l'ambiente circostante e l'economia ('oikos' e 'nomia'– amministrazione della casa) studia ed attua strategie per soddisfare i bisogni dell’uomo attingendo alle risorse disponibili nella nostra casa, l'ambiente: si può dire che entrambe si occupano di studiare le relazioni che l'uomo instaura con l'ambiente esterno, sia esso inteso in termini di ambiente naturale o in termini di ambiente di produzione e scambio delle merci.

1.2.2

Documenti Nazionali ed Internazionali

Nei primi documenti, come la Convenzione per la preservazione in stato naturale di flora e

fauna (1933) sottoscritta a livello internazionale anche dall'Italia e la Conferenza sulla conservazione della natura (1965), a Bankok, organizzata dall’Unione internazionale per la

conservazione della natura (IUCN) l'educazione ambientale è educazione per la difesa e la conservazione di questa.

Nel 1968 i problemi ambientali vengono affrontati per la prima volta dall’ONU durante la conferenza intergovernativa di esperti a proposito delle basi scientifiche dell’utilizzazione razionale e della conservazione delle risorse della biosfera, organizzata a Parigi dall’UNESCO con la partecipazione anche della FAO, IUCN e del Consiglio internazionale delle Unioni scientifiche: si inizia a parlare di “ecosistema mondiale” e compare per la prima volta l’espressione ”Astronave Terra” (Boulding, 22 aprile 1970, “Giornata della Terra”). 5

Intorno ai primi anni settanta inizia ad essere abbandonata la convinzione di preservare la natura attraverso l'istituzione di “santuari” e si fa strada una concezione più complessa e dinamica.

CONFERENZA DELL ‘ IUCN ( 1970 ) , Nevada

Viene data la prima definizione ufficiale di educazione ambientale come “processo di riconoscimento dei valori e concetti utili a chiarire ed a sviluppare quelle abitudini e tecniche necessarie alla comprensione e all'apprezzamento delle interrelazioni esistenti tra l‘uomo, la sua cultura e l’ambiente biofisico circostante [...] richiede peraltro consuetudini, prassi di decisioni e formazioni spontanee di codici di comportamento riguardo ai problemi inerenti alla qualità ambientale“.

CONFERENZA DELLE NAZIONI UNITE – ONU - ( 1972 ), Stoccolma

Tentativo di raggiungere un accordo su una regolamentazione ambientale a livello globale . Redatto un Piano d'azione sull'Ambiente Umano di 109 raccomandazioni ed una

Dichiarazione di 26 principi su diritti e responsabilità dell'uomo verso l'ambiente.

Nasce l' UNEP, organismo dell'ONU, che promuove ed indirizza le politiche ambientali dei governi e gli atti delle comunità scientifiche ed economiche.

“L’ educazione sui problemi ambientali, svolta sia fra le giovani generazioni sia fra gli adulti, è essenziale per ampliare la base di un’ opinione informativa e per inculcare negli individui, nelle società e nelle collettività il senso di responsabilità per la protezione e il miglioramento dell’ambiente nella sua piena dimensione umana “.

Nelle dichiarazioni conclusive vennero annesse anche le problematiche dei paesi in via di sviluppo che in un primo momento erano state ignorate: furono poste le basi per una legislazione internazionale sull’ambiente, l’interdizione degli armamenti atomici venne collegata ai grandi problemi ecologici e furono condannati discriminazione razziale, l’apartheid ed il colonialismo.

Si lasciò irrisolta, però, la questione centrale di come assicurare una crescita economica rispettosa dell'ecosistema terra.

LA CARTA DI BELGRADO – UNESCO - ( 1975 ) , Belgrado

Emerge la convinzione che sia sufficiente un approccio razionale alla crescita economica ed all'uso delle risorse per risolvere il problema ambientale e che per modificare lo stato delle cose si debba aspettare che almeno una generazione venga educata all'ambiente.

CONFERENZA DI TBILISI – UNESCO e UNEP - (1977 ),Tbilisi

Primo incontro intergovernativo: l’educazione ambientale assume una visione globale (regionale e nazionale).

Inizia ad esserci una base teorica comune, si parla di apprendimento attraverso e non

sull'ambiente, è necessario prendere coscienza dell'interdipendenza tra i sistemi umani

(cultura, economia, società) e quelli naturali invitando ad un conseguente cambiamento di comportamenti: “Utilizzando le scoperte della scienza e della tecnologia l’educazione ambientale deve assolvere un compito di primo piano per destare una chiara presa di coscienza [...]. Deve creare comportamenti positivi nei confronti dell’ambiente e per utilizzare le risorse delle nazioni [...] adottando un procedimento globale, basato su un approccio decisamente interdisciplinare”, contribuendo, “al rinnovamento del processo educativo”.

IL RAPPORTO BRUNDTLAND (1987 ) ovvero “IL FUTURO DI TUTTI NOI “

L' ONU istituisce, nel 1983, la Commissione Mondiale per l’ Ambiente e lo Sviluppo presieduta dalla signora Gro H. Bruntland il cui lavoro si conclude con questo rapporto.

“Our Common Future” propone 22 principi per il raggiungimento di uno sviluppo

sostenibile: ridefinizione di crescita economica, miglioramento della qualità di vita, percezione del limite che la tecnologia e l' organizzazione sociale hanno nell'uso delle risorse ambientali, maggiore gestione del rischio e rafforzamento della cooperazione internazionale così da sancire una strategia globale per garantire giustizia ed opportunità per tutti senza distruggere le risorse naturali del pianeta.

“L’umanità ha la possibilità di rendere sostenibile lo sviluppo puntando ad un soddisfacimento dei bisogni da parte delle generazioni attuali senza compromettere il

CONFERENZA DELLE NAZIONI UNITE ( 1992 , 3-14 giugno ) , Rio de Janeiro

Parteciparono i capi del Governo di tutto il mondo.

Nasce la Commissione per lo Sviluppo Sostenibile delle Nazioni Unite (Csd), vengono approvate 3 dichiarazioni di principi e 2 convenzioni globali:

Dichiarazione dei principi per una gestione sostenibile delle foreste senza comprometterne la

conservazione.

Convenzione quadro sui cambiamenti climatici che stabilisce obblighi per contenere l'

emissione di gas responsabili dell'effetto serra.

Convenzione quadro sulla biodiversità per la tutela degli habitat naturali e delle specie in via

di estinzione.

Dichiarazione di Rio su Ambiente e Sviluppo diritti e responsabilità delle nazioni sullo

sviluppo sostenibile.

Agenda 21 , programma d' azione per il XXI secolo che vede sviluppo sostenibile come meta

da raggiungere per tutti i popoli del mondo.

Nel capitolo 36 si trova che l' Educazione Ambientale è uno strumento per promuovere uno sviluppo sostenibile, vengono stabilite tre aree di programma: riorientamento dell'educazione verso uno sviluppo sostenibile, incremento della consapevolezza della comunità, promozione della formazione scolastica ed extrascolastica.

La novità è l’attenzione alla formazione dei consumatori, degli adulti che sono già in grado di prendere decisioni e che possono modificare il rapporto tra uomo e ambiente; anche se riconosce l’importanza dell’educazione permanente e della sensibilizzazione del cittadino, l’illusione è ancora quella che una maggiore, o migliore, conoscenza dei problemi ambientali sia sufficiente per ottenere un cambiamento di atteggiamento.

CARTA DI FIUGGI – COMITATO INTERMINISTERIALE DI INDIRIZZO E COORDINAMENTO ( Ministero dell'Ambiente e della Pubblica Istruzione )– ( 1997 )

“Carta dei principi per l’ EA orientata allo sviluppo sostenibile e consapevole“: non viene identificata come una nuova materia caratterizzata da un contenuto preferenziale, è, invece, interdisciplinare e trasversale, lavora su tempi lunghi, contribuisce a sviluppare la responsabilità verso la res publica, a ricostruire il senso di identità e di appartenenza ad un territorio attraverso la cultura della partecipazione e della cura per la qualità del proprio ambiente.

CONFERENZA INTERNAZIONALE - UNESCO -( 1997 ), Salonicco

“Ambiente e società: educazione e sensibilizzazione per la sostenibilità”, l'educazione ambientale diventa uno “strumento indispensabile per dare a tutte le donne e gli uomini del mondo la capacità di essere protagonisti della propria esistenza, per esercitare scelte personali e responsabili, per apprendere nel corso di tutta la vita, senza frontiere, siano esse geografiche, politiche, culturali, religiose, linguistiche e di genere“.

1.2.3

Cenni storici

'la natura esiste e si perpetua in quanto apprende'

L’ EA è una disciplina nata dalla teoria sistemica, dall’ecologia e dal concetto di complessità e teoria del caos, quindi la sua storia è la storia di queste ‘rivoluzioni‘:

Teoria Generale dei Sistemi – importante per comprendere il mondo biologico e le sue

interazioni con l’ambiente: la realtà non è più considerata una risultante di oggetti separabili, “il tutto è più della somma delle singole parti” (Delattre, 1984), si può solo cercare di rappresentarla descrivendo il mondo per sistemi; “sistema” (dal greco “stare con”) indica un insieme di elementi che “stanno insieme” differenziandosi da altri insiemi per proprietà specifiche.

Il padre di questa teoria è Ludwig Van Bartallanfy ( “La teoria dei sistemi”,1956 ) che definisce sistema “un insieme di unità in reciproca interazione“; sia corpo umano che società, funzionano su basi ecologiche, sulle dinamiche di relazioni legate alla reciprocità tra vari soggetti e situazioni sociali e naturali: 9

operiamo dentro sistemi quando ci rapportiamo con il mondo e con la società in cui viviamo, ciascuno di noi è un individuo, ma la sua vita è sistemica, sta dentro un sistema di relazioni con l'ambiente e con gli altri.

Ferdinand de Saussure, padre della linguistica moderna ed inconsapevole precursore di questa teoria, nel 1922 ne diede una tra le definizioni più precise, per lui il sistema è una totalità organizzata, composta da elementi solidali definibili solo attraverso la reciprocità dei loro rapporti, comprende il ruolo centrale della struttura, vista come organizzazione che regola le relazioni tra le varie componenti di un sistema.

Infine sarà Edgar Morin a consolidare definitivamente il concetto di sistema sottolineando il ruolo fondamentale dell’organizzazione vista come mente relazionale.

Il filtro attraverso cui devono essere visti i processi che regolano la “vita” dei sistemi si basa sulle leggi della termodinamica sviluppate da Carnot e Clausius.

Il primo principio della termodinamica definisce come “l’energia né si crea né si distrugge ma si trasforma”, il secondo come “in ogni trasformazione una parte di energia si degrada in calore non più convertibile in lavoro” ed è questo il nucleo della questione dell’irreversibilità dei processi dato che parte dell’energia utilizzata viene definitivamente dispersa nell'ambiente, principio che verrà ripreso per sviluppare la Teoria Generale dei Sistemi. Il limnologo svizzero F.A.Forel (1892-1901) è uno dei precursori della moderna teoria degli ecosistemi riuscendo ad intuire, anche se limitatamente ai laghi, che i legami esistenti tra vivente ed inorganico sono strutturati in maniera circolare e non lineare.

Intorno agli anni trenta compare una teoria sistemica dell’ecologia: “la teoria degli ecosistemi” ed un evento decisivo per la sua nascita fu la scoperta della fotosintesi quale processo fondamentale della produzione primaria di qualunque ecosistema.

I sistemi sono di tre tipi: isolati (non vi è scambio di materia ed energia con l' esterno); chiusi (scambio di energia) come la Terra, il nostro pianeta ,infatti ,scambia continuamente energia con l’ esterno, ricevendo radiazioni solari e disperdendo calore mentre i suoi scambi di materia, meteoriti e polveri cosmiche, sono talmente minimi da poter essere considerati trascurabili; aperti (scambiano materia ed energia), come i sistemi biologici, il nostro corpo riceve continuamente materia ed energia dall’esterno attraverso il cibo.

Tutti i sistemi viventi (ecologici, sociologici ed economici) ricevono dall'esterno materia ed energia che viene sfruttata per costruire livelli di organizzazione più complessi.

Ecologia – scienza che studia le relazioni fra gli esseri viventi ed il loro ambiente, risultante

di una somma di conoscenze biologiche, demografiche, termodinamiche, fisiche, statistiche, antropologiche ed è anche analisi sistemica, calcolo e previsione di feed-back.

L'interesse verso le relazioni vegetazione–ambiente abiotico (corrente costitutiva dell’ecologia) nasce in Europa durante il XIX secolo dai tentativi di classificazione della forme biologiche delle comunità vegetali della geobotanica che si allontaneranno sempre più dalla dimensione puramente geografica.

I pre-ecologi sono quasi esclusivamente botanici dato che è infinitamente più semplice studiare gli effetti delle condizioni ambientali su raggruppamenti immobili .

Nel 1805 Humboldt pubblica “Saggio sulla geografia delle piante” (Parigi), proponendone una definizione accettata da tutti come “scienza che considera i vegetali sotto il profilo della loro associazione locale sotto i diversi climi” prende in considerazione anche i fattori abiotici. Ernst Haeckel, biologo darwiniano tedesco, nel 1866 inventa il neologismo “ecologia” utilizzando vocaboli greci quali “oikos” e ”logos”, definendola come “la scienza delle relazioni fra l’organismo ed il mondo circostante”, ha denominato una nuova disciplina senza averne influenzato in alcun modo il movimento che ne ha determinato la nascita (Acot).

Nel 1895 si può affermare che l’ ecologia è nata !

Il suo fondatore, Eugen Warming (professore di botanica all’Università di Copenhagen), nel suo “Trattato di geobotanica generale” suddivide la geobotanica in floristica (catalogazione dei diversi tipi di flora, ripartizione della superficie terrestre in zone floristiche, studio dei fattori limitanti) ed ecologica in riferimento al fatto che “le piante e le comunità vegetali adeguano la loro forma ed i loro comportamenti ai fattori ambientali effettivamente attivi, come quantità di calore, di luce, di nutrimento e di acqua che sono a disposizione”.

In Europa l’ecologia nasce come scienza statica (Acot, 1989) studiando l’associazione piante-clima mentre in America, una volta importata, si evolve come scienza dinamica, divenendo botanica delle successioni, tra il 1898 e 1907, parallelamente si sviluppa la lotta biologica contro insetti economicamente nocivi usando i loro predatori naturali.

Charles Chase Adams (Michigan, museo dell’Università) sostiene che le condizioni attuali non controllino totalmente la vegetazione che è anche il “risultato delle condizioni passate” e che lo “stadio biotico” (novità) colleghi le vegetazioni che si susseguono alle diverse forme di vita animale che vi sono via via associate; grazie all’introduzione di questo nuovo concetto non si smetterà più di pensare in termini di comunità biotiche.

L'ecologia, dato che come disciplina resta ancora molto descrittiva ed i meccanismi di funzionamento delle biocenosi non sono ancora ben chiari, si sviluppa attraverso una pratica secolare che è la lotta biologica.

Per “lotta biologica” si intende il controllo di un essere vivente attraverso un altro (problema del parassitismo e della malattie delle specie economicamente nocive), è necessario conoscere bene i rapporti preda – predatore ed i legami tra mondo abiotico e biotico delle specie considerate; la sua importanza economica aumenta nel nuovo mondo come conseguenza del dilagare delle monocolture estensive agricole (che portano ad un irrigidimento ambientale come conseguenza della perdita di variabilità) e per i mezzi di trasporto (ferrovia, marina mercantile) che determinano l’introduzione accidentale di specie, inoltre vi è la lotta contro i parassiti delle derrate alimentari immagazzinate.

I matematici cominciarono ad interessarsi di ecologia attraverso uno studio quantitativo delle relazioni preda-predatore.

Le prime opere scritte dai matematici Lotka e Volterra riguardanti la dinamica delle popolazioni compaiono tra il 1925/26 arrivarono ad enunciare una teoria, espressa mediante un sistema di equazioni differenziali, che stabilisce che la distruzione di una specie da parte di un’altra può comportare delle fluttuazioni numeriche periodiche nelle popolazioni delle due specie… successivamente Volterra estendendo l’analisi ad una associazione composta da n specie andrà oltre la possibile verifica sperimentale.

Nel 1935 l’ecologo Arthur G.Tansley conia il termine “ecosistema” definendolo un’unità fisico-biologica che pone la centralità nel flusso di materia ed energia che lega sistemi viventi e non, integra in un unico sistema l’ambiente abiotico e quello biotico, lo scambio di entropia diventa l’anello di congiunzione tra questi due mondi.

Intorno agli anni quaranta inizia l’approccio fisicista che si estenderà alle concezioni termodinamiche e poi a quelle cibernetiche; per la prima volta un’unità di misura appartenente alla fisica, la caloria, serve per misurare sia il valore di un fattore abiotico che la struttura trofica di una biocenosi descritta in termini di energia.

Raymond Lindemann (ecologo americano) ha posto le basi dell’ecologia moderna considerando il mondo abiotico e biotico non più come entità separate. “Le analisi dei cicli di relazioni trofiche indicano che una comunità biotica non può essere chiaramente differenziata dal suo ambiente abiotico: l’ecosistema di conseguenza deve essere considerato come l’unità ecologica fondamentale…il progresso fondamentale della dinamica delle relazioni trofiche è il trasferimento di energia da una parte all'altra dell’ecosistema…

l’azione combinata degli animali consumatori e dei batteri decompositori tende a dissipare l’energia potenziale delle sostanze organiche trasformandole in materia inorganica. Le piante autotrofe possono utilizzare nuovamente i materiali nutritivi che si trovano in soluzione allo stato inorganico, e, sintetizzando nuovamente sostanze organiche complesse, chiudere così il ciclo trofico' il ruolo dei decompositori nel riciclaggio della sostanza organica (il tutto espresso in termini di circolazione di materia ed energia) rappresenta una vera e propria rottura con tutto ciò che precede.

Una delle opere mature fu ‘Fundamentals of ecology‘, Filadelfia, (1953) dei fratelli Odum dove vengono affrontati problemi relativi alla circolazione di energia e della materia degli ecosistemi e l’ ecologia umana, affrontano per la prima volta le caratteristiche degli ecosistemi utilizzando il linguaggio della termodinamica le catene alimentari diventano la chiave per comprendere gli ecosistemi in quanto sono l’intima inscindibile connessione tra organismi ed ambiente ed in esse si realizza potentemente il “principio di Carnot”… a rafforzare il tutto nasce una disciplina, la “cibernetica” (dal greco “timoniere”), ovvero “l'insieme delle teorie della regolazione e della comunicazione nella macchina e nell’animale” (N. Wiener, Cybernetics, Parigi, 1958); il concetto portante delle teorie sulla natura cibernetica degli ecosistemi è stato efficacemente sintetizzato dall'ecologo E. P. Odum : "[..] gli ecosistemi sono [anche] ricchi di reti di informazione: flussi di comunicazioni fisiche e chimiche che mettono in connessione tutte le parti e pilotano o regolano tutto il sistema come un tutt'uno".

Approfondendo lo studio delle catene alimentari gli ecologi si rendono conto che non si trovano di fronte a relazioni lineari ma ad una struttura relazionale reticolare: i nuovi concetti di comunità e rete diventano sempre più centrali nell'interpretare i sistemi naturali. Gli organismi sono legati tra loro da relazioni reciproche ed singolo organismo può essere considerato una rete di cellule e di organi.

Ecologia e Teoria Generale dei Sistemi sono dall’inizio strette alleate condividendo la visione sistemica del reale: l’ecologia consiste di reti e per comprendere gli ecosistemi bisogna comprendere il funzionamento delle reti.

Negli anni venti del secolo scorso nascono le teorie del pianeta vivente:

Vladimir Vernadskij (geochimico russo) espone per la prima volta una di queste nel suo libro “The Biosphere” dando una visione olistica delle forze geologiche che governano il pianeta, 13

la rete di forze geologiche e chimiche che governano le relazioni tra organismi ed ambienti sono un unicum vitale.

L’idea che la Terra nella sua interezza possa essere considerata un sistema vivente viene approfondita da ricerche differenti da due scienziati Lynn Margulis e James Lovelock con la “Teoria Gaia”:

la Terra non è un pianeta morto, costituito da elementi puramente fisici, come le rocce, l’atmosfera e gli oceani ed abitato da organismi viventi, ma costituisce “un vero e proprio sistema, che comprende tutta quanta la vita e tutto quanto il suo ambiente strettamente accoppiati così da formare un’entità che si autoregola”.

Con Vernadskij, Margulis e Lovelock il pensiero sistemico ecologico si estende nella dimensione globale.

Teoria del caos e complessità – lo studio delle particelle subatomiche ha segnato la fine del

determinismo dimostrando che non tutto può essere determinato con certezza (“Principio di

indeterminazione di Heisenberg”).

Henri Poincarè (1854-1912), matematico, in “Science et méthode” (1908) spiega il fenomeno del fortuito sostenendo che anche una minima variazione delle condizioni iniziali può determinare un effetto notevole sulle condizioni finali di un processo: la sua conclusione è che proprio per questo è impossibile realizzare previsioni.

Questa intuizione ha avuto conferma con gli studi di meteorologia: Edward Lorenz ha lavorato sui modelli previsionali applicati alle condizioni meteorologiche scoprendo che bastava variare di un deci-millesimo il valore di uno solo dei parametri considerati che si ha una variazione significativa dei risultati, lui stesso ha chiamato questo evento “effetto

farfalla”, un battito d’ali in Brasile, può, paradossalmente, essere sufficiente a far scatenare

un tornado in Texas.

Le scienze del caos ( il caos rappresenta l’aleatorietà dei sistemi, si trova tra ordine e disordine) vedono qualsiasi evento dipendente in maniera sensibile alle condizioni iniziali; altra caratteristica di queste scienze, che può essere considerata una delle prime scoperte riguardanti la complessità, è l’ubiquità dello stato critico (stato di ipersensibilità per cui un sistema si riorganizza cambiando repentinamente stato); Buchanan (2000) vede il comportamento imprevedibile dei sistemi come una “criticità auto-organizzata” e la estende dalla fisica a tutto il campo del reale: dagli atomi alle specie viventi, dalle persone alle comunità. 14

Tutti gli ecosistemi sono collegati tra loro attraverso i fattori abiotici, acqua, aria, energia per i quali non esistono barriere.

1.3 Arthropoda

1.3.1 Imenotteri

Gli Imenotteri (Hymenoptera: nome composto del greco “hyminénos“, membrana, e “pteròn”, ala, propriamente: che hanno ali membranose) è un ordine di insetti che comprende oltre 120.000 specie diffuse in tutto il mondo.

Sono insetti di piccole medie e grandi dimensioni, terrestri, alati o atteri, con livrea di colore vario e con esoscheletro poco consistente, l'apparato boccale è variamente conformato (masticatore, masticatore-lambente o masticatore-succhiante). I caratteri essenziali sono la metamorfosi completa, ali membranose, partenogenesi frequente, dimorfismo sessuale accentuato. La maggior parte degli Imenotteri conducono vita solitaria, ma in questo ordine sono rappresentate anche forme più evolute e complesse con struttura sociale e più interessanti dal punto di vista etologico, sono presenti, infatti, gradi diversi di socialità in cui è frequente il poliformismo di casta. Le società possono essere monoginiche (governate da una regina) oppure poliginiche (più femmine), annuali o poliannuali.

Fra gli insetti pronubi gli Imenotteri assumono un'importanza fondamentale, infatti, in questo ordine troviamo molte specie nettarifage o pollinifage, con strutture morfologiche particolarmente atte alla raccolta ed al trasporto di polline.

Si dividono in due sottordini: i Sinfiti (Synphyta o Chalastogastra), caratterizzati da un addome unito al torace senza strozzatura, riuniscono le forme più primitive, con apparato boccale masticatore ed hanno scarsa influenza nel processo di impollinazione caratterizzati da un addome unito al torace senza strozzatura; e gli Apocriti (Apocrita o Clistogastra), più evoluti, Imenotteri con torace morfologicamente separato dall'addome che si presenta peduncolato.

Il sottordine degli Apocriti si suddivide a sua volta in due gruppi: i Terebranti e gli Aculeati. Le femmine dei Terebranti presentano un ovodepositore variamente sporgente dalla parte distale dell'addome, organo adibito a deporre le uova e paralizzare la vittima.

Questi Imenotteri sono spesso floricoli e quindi all'occorrenza visitano i fiori nutrendosi di nettare e di polline (particolarmente negli Icneumonidi che raggruppano circa 30.000 specie). Negli Aculeati l'ovodepositore si è in genere trasformato in un organo di difesa, chiamato dardo o pungiglione.

Gli Aculeati sono Imenotteri di varie dimensioni, con apparato boccale masticatore o masticatore-lambente. Vi si riscontrano forme solitarie e forme sociali, con vari gradi di socialità, fino a raggiungere l'armonia della società delle api, di tipo monoginico matriarcale e persistente. Fra gli Aculeati rinveniamo specie carnivore, ma prevalgono quelle che si nutrono di nettare e di polline e che delle stesse sostanze nutrono anche la prole. Fra questi ultimi il grande gruppo degli Apoidei, Imenotteri solitari e sociali, di dimensioni varie, annovera i migliori pronubi che notoriamente incidono dal punto di vista economico sulle produzioni agrarie nonché sul mantenimento dell'agro-ecosistema (Pinzauti, 1991).

1.3.1.1 Apoidei

Gli Imenotteri aculeati (Imenotteri Apocrita sezione Aculeata) comprendono la Superfamiglia Apoidea con specie di api di grande interesse per l’impollinazione delle piante spontanee e coltivate, dal momento che raccolgono nell’ambiente, nettare, polline, melata e oli essenziali. Morfologicamente sono caratterizzati dalla presenza di due paia di ali membranose, unite per mezzo di minuscoli uncini allineati sul bordo anteriore di ciascuna ala posteriore.

L'apparato boccale risulta costituito da un apparato masticatore lambente o da una proboscide lambente-succhiante, conformato in modo da prelevare con facilità il nettare, in questo caso le mandibole, pur essendo presenti, risultano modificate per particolari usi. Le zampe o la parte ventrale dell'addome presentano spesso particolari dispositivi morfologici per la raccolta del polline.

La Superfamiglia Apoidea (ordine Hymenoptera, subordine Apocrita) comprende Imenotteri di dimensioni variabili (da 2 a 40 mm), le femmine sono aculeate e gli adulti tutti alati.

Il dimorfismo sessuale generalmente è poco evidente e spesso la differenza tra i sessi è distinguibile solo attraverso alcune piccole particolarità anatomiche (lunghezza ligula, presenza/assenza cestelle, posizione delle ali).

Una caratteristica certa che contraddistingue il maschio dalla femmina riguarda il numero degli elementi che compongono le antenne (antennomeri): l'antenna del maschio è composta (scapo e pedicello compreso) di 13 elementi mentre quella della femmina 12 (escluso Apis e

Pasites) (Pinzauti, 1996).

Gli Apoidei sono gli insetti impollinatori per eccellenza, favoriti in tale attività da un corpo molto peloso (escluso Ceratina, Xylocopa, Stelis). Esistono famiglie i cui insetti vivono in forma solitaria ed altre dove tali insetti sono aggregati in società più o meno evolute. Addirittura tali forme possono coesistere nella stessa famiglia come nel caso degli Halictus dove vi sono specie solitarie ed altre eusociali.

Gli Apoidei presentano un protonoto breve e hanno folti peli sul mesotorace, in particolare in prossimità degli spiracoli tracheali. Peli più lunghi sono presenti sulle zampe, specialmente sui basitarsi delle femmine. Di norma hanno antenne di media lunghezza (solo i maschi di

Eucera, Dasypoda e Nomioides le presentano lunghe).

Le larve, apode, sono tipicamente imenotteriformi ed il loro ciclo larvale si differenzia notevolmente tra le famiglie ed anche nella stessa famiglia con specie che svernano allo stadio di larva ed altre che passano l'inverno da adulto all'interno del bozzolo tessuto dagli stessi insetti.

Nei bombi la femmina fertile (regina) passa l'inverno in un luogo protetto nel terreno e solo all'inizio della primavera fonderà la nuova colonia. Nelle api sociali la famiglia conserva la sua identità durante tutto l'anno anche se d'inverno l'attività all'interno dell'alveare viene rallentata per riprendere poi con notevole intensità nel periodo primaverile. Le specie sociali presentano un polimorfismo di casta con maschi alati, femmine fertili alate e femmine sterili (operaie) alate.

Gli Apoidei costituiscono secondo la classificazione tassonomica (PaglianoG., Scaramozzino, 1989; Pagliano G., 1993) una grande Superfamiglia che nel mondo è rappresentata da circa 30000 diverse specie ripartite in 9 famiglie di cui 7 presenti in Europa con oltre 560 specie. In Italia gli Apoidei sono rappresentati da tutte le 7 famiglie, sono circa 1000 specie appartenenti a 61 generi (Pagliano, 1995). Diversi generi sono presenti con singole specie (Apis, Systropa, Tarsalia, Eupeloides, Pasites, Ammobates, Creightonella, Anthidiellum,

Trianthidium, Exanthidium, Rhophitoides, Panurgis ) ed altri, viceversa, in un numero

rilevante, con anche oltre 100 specie (Nomada, Lasioglossum, Andrena).

Anche se tutti gli Apoidei frequentano, più o meno attivamente, i fiori alla ricerca delle sostanze alimentari (polline e nettare) non tutti sono ottimi impollinatori. Diverse specie sono cleptoparassiti o parassiti anche di altri Apoidei.

Tutte le api sono insetti che vivono e allevano la loro prole con le sostanze presenti nei fiori. I fiori delle diverse specie vegetali producono sostanze quali nettare, polline e oli che sono un premio gratificante per la visita ricevuta. Le strategie messe in atto dai fiori delle diverse specie botaniche per richiamare gli insetti pronubi sono molteplici e sono state riassunte da Pinzauti e Intoppa (1995).

Alcuni Apoidei, per nidificare, usano cavità preesistenti come nel caso dei bombi. La femmina fertile, infatti, specie al risveglio primaverile, per fondare la colonia utilizza una cavità preesistente nel terreno (nido abbandonato di roditore, di volatile od altro animale). Alcune specie di osmie nidificano in gusci vuoti di gasteropodi, altre ancora utilizzano svariati fori presenti in vecchi muri oppure occupano canne secche o legno morto. Alcuni megachilidi (Megachile rotundata e altri) nidificano in diversi luoghi (canne in particolare) e provvedono prima della nidificazione, a tagliare con le mandibole porzioni di foglia (di rosa o di alcune leguminose) in modo da creare una specie di botticella dove prima sarà immagazzinato il polline e dopo deposto l'uovo. Questi singoli involucri si sommano l'uno e l'altro creando una specie di sigaro all'interno della canna vuota.

Molti Apoidei nidificano nel terreno creando tunnel con cunicoli obliqui. Per permeabilizzare e perchè detti cunicoli restino sempre asciutti, gli insetti scavatori (Andrena, Halictus,

Lasioglossum, Melitta, ecc.) cospargono sulle pareti sostanze secrete dalla ghiandola del

Dufour.

Le api selvatiche possono essere suddivise in due grandi gruppi in funzione del loro comportamento di nidificazione: le “ground nesters“ (tunnel scavati nel suolo con una o più gallerie oppure all'interno di rami con midollo) e le “cavity nesters“ (utilizzano cavità preesistenti, nei tronchi d' albero, nelle rocce e nei nidi di altri animali), considerati più evoluti relativamente al loro particolare modo di vita, costruiscono i nidi anche in maniera complessa, fabbricando, in ambienti precostituiti, celle con un misto di cera e polline (Bombi) o con cera pura (Api mellifiche)(Ricciardelli D’Albore, 1984); tutte comunque tendono a rifornire il proprio nido pedotrofico con una mistura di polline e nettare e alcune anche con oli essenziali.

La maggior parte delle api solitarie (femmine) raccoglie sui fiori il nettare come sostanza glucidica energetica per loro stesse, ed il polline, quale elemento proteico indispensabile per lo sviluppo e la metamorfosi della loro prole. 18

Le sostanze alimentari vengono di norma raccolte ed immagazzinate nei nidi dalle femmine fertili, come succede nelle api solitarie, e dalle femmine sterili, come nel caso delle api sociali o dei bombi.

Gli Apoidei sono estremamente importanti negli ambiti degli ecosistemi naturali per le loro interazioni altamente specializzate con la flora spontanea e contribuiscono al mantenimento degli equilibri vegetazionali sia in regioni temperate che in quelle tropicali.

Nel nostro Paese le famiglie che compongono la Superfamiglia Apoidea risultano le seguenti: -Colletidae, che comprende il genere Hylaeus Fab. (49 specie) e il genere Colletes Latr. (15 specie). Si tratta di apidi primitivi con apparato boccale masticatore lambente e ligula breve; il genere Hyaleus esteriormente assomiglia alle vespe, manca peluria specializzata, il trasporto del materiale è interno, costruiscono celle incubatrici in cavità preesistenti servendosi della seta (secrezione orale) che le femmine applicano con la larga ligula;

-Andrenidae, composta da 5 generi di cui solo il gen. Andrena Fab. è rappresentato da 170 specie nidificanti nel terreno, scavano gallerie, spesso di notevoli profondità, collegate tra loro, nel cui fondo è alloggiata la prole; presentano una ghiandola addominale di Dufour che si apre presso il pungiglione, particolarmente sviluppata secerne un liquido oleoso con funzione impermeabilizzante per le celle sotterranee evitando la perdita della larva e della scorte trofiche per l'attacco di funghi e muffe (Batra S.W.T.,1994);

-Halictidae, con 9 generi dei quali i più rappresentati sono Halictus Latr. (37 specie) e il

Lasioglossum Curtis (96 specie). Nidificano nel terreno, presentano talora cicli complessi e

svariati comportamenti etologici. Alcune specie sono da considerare presociali in quanto si riscontrano caste ben definite e particolari cure parentali;

-Melittidae, composta da 3 generi: Melitta Kirby (5 specie), Macropis Panzer (3 specie) e

Dasypoda Latreille (6 specie) sono da considerare, per le esigenze di impollinazione di alcune

specie vegetali, tra i pronubi più efficienti. Le femmine del genere Dasypoda presentano nel terzo paio di zampe una particolare estesa peluria atta a trattenere una rilevante quantità di polline;

-Megachilidae, vasto gruppo di insetti (21 generi) con costumi vari ed interessanti comportamenti di nidificazione. Alcuni nidificano nel terreno, nel legno vecchio, negli steli secchi,nelle fessure dei muri, vecchi nidi di Imenotteri, nelle gallerie degli insetti xilofagi (gen. Lithurge Latr., con 2 specie) o usano gusci di chiocciole o frammenti di canne (gen.

Anthidium Fab. - con 10 specie; gen. Osmia Panz., con ben 41 specie). Altri utilizzano

frammenti di foglie che ritagliano e ripiegano ad arte (gen. Megachile Latr., con 39 specie); Le femmine del genere Heriades Spin. (4 specie) per nidificare necessitano della presenza di Conifere nell’ambiente dato che costruiscono i setti divisori tra le celle solo con la resina di queste piante.

-Anthophorinae, famiglia costituita da grossi insetti nidificanti essenzialmente nel terreno, nel legno secco e in cavità murarie preesistenti, con le loro possenti mandibole praticano fori rotondi e regolari nel legno, bambù o nei fusti contenenti midollo, in queste gallerie costruiscono serie di celle separate da pareti composte di piccoli frammenti di legno impastati assieme (Batra S.W.T.,1994). Gli insetti appartenenti ai 17 generi di questa famiglia impiantano imponenti nidi dove si realizza nidificazione essenzialmente di tipo gregario. I generi più interessanti per l’attività pronuba sono l’Anthophora Latr. (31 specie), l’Eucera (30 specie) e l’Amegilla (8 specie);

-Apidae, comprende solo 5 generi: 1) genere Xylocopa (3 specie) con insetti di medie e grandi dimensioni (comune in Toscana è la Xylocopa violacea L.); 2) genere Ceratina Latr. (13 specie) che raccoglie piccole api scure nidificanti in rametti e steli secchi; 3) genere

Bombus Latr. (28 specie) regioni temperate e boreali, piccole società matriarcali,

monoginiche, annuali, tra tutti i meno sensibili alle basse temperature (Batra S.W.T.,1994); 4) genere Psithyrus Lep. (10 specie) le femmine non hanno strutture per la raccolta di polline, per nidificare usurpano nidi di Bombus, risparmiandosi di fondare loro stesse la colonia; 5) genere Apis , originario della regione orientale e paleartica meridionale, nei continenti americano ed australiano fu importata dall’uomo; in paesi tropicali e sub-tropicali sono presenti anche le Melipone, piccole api sociali prive di pungiglione.

I Bombi nidificano in prossimità della superficie del suolo, sotto terra o in cavità preesistenti, ma non costruiscono favi.

Il genere Apis L, nel mondo, comprende quattro specie: 1) Apis florea F., 2) Apis dorsata F., 3) Apis cerana F., 4) Apis mellifera L. (Ruttner, 1988) ;

1) l’Apis florea F. (conosciuta anche come ape nana) è diffusa in India, Indocina, Malesia ed è la specie più piccola. Il suo nido, libero (mai in cavità oscure) è composto da un solo favo e viene costruito entro cespugli radi o su rami orizzontali, attorno ai quali le api dispongono anelli di sostanza vischiosa a protezione delle formiche. Nonostante che il nido sia all’aperto le api sopportano bene sia le grandi piogge che le elevate temperature. Nel nido si possono notare due parti ben distinte: una per l’ovideposizione ed una per l’immagazzinamento del miele;

2) l’Apis dorsata F. ha una distribuzione geografica analoga all’ape nana ed è denominata “ape gigante” per le sue notevoli dimensioni. Costruisce anch’essa un solo grande favo all’aperto, appeso ad un ramo o sotto un tetto di roccia. Le sue punture sono molto pericolose;

3) l’Apis cerana F. è molto simile ad Apis mellifera, tanto che fu nel passato ritenuta sottospecie di questa; tuttavia nette differenze nell’armatura genitale maschile e diversità di comportamenti dimostrano che si tratta di due specie distinte. L’Apis

cerana costruisce i suoi nidi con favi verticali, in luoghi riparati, per lo più entro

cavità di alberi o di rocce; nella formazione del nido ricorda quindi assai da vicino il comportamento di Apis mellifera, anche se le sue colonie sono solitamente meno numerose. Ha una distribuzione geografica simile all’Apis dorsata ed è molto diffusa in India;

4) l’Apis mellifera L.: sotto questo nome, Carlo Linneo riuniva, nel “Systema Naturae” (1758), tutte le api allora note. Successivamente, lo stesso Linneo, in “Fauna Suecica” (1761), rivedendo attentamente il comportamento delle api, dava all'ape il nome di

Apis mellifica. Tale seconda attribuzione, dal punto di vista etimologico, appare più

esatta, in quanto il miele viene "fabbricato" dall'insetto e non semplicemente "trasportato". Tuttavia in base alla legge della priorità viene usata, specie nelle trattazioni scientifiche, la prima citazione.

1.3.1.1.1

La socialità negli Apoidei

Con il termine “socialità” in etologia si indica la tendenza dei membri di una data specie animale a vivere in gruppo e a instaurare reciproche interazioni.

I requisiti fondamentali della socialità sono tre:

- collaborazione nella cura della prole fra individui della stessa specie; - divisione di lavoro con individui fertili e sterili in cooperazione;

- sovrapposizione di almeno due generazioni nella stessa colonia, conseguenza diretta del prolungamento della vita della madre.

Le società degli insetti possono essere :

- omogenee, raggruppamenti di individui di una stessa specie o eterogenee; - monoginiche, discendenti da una sola femmina o poliginiche, da più femmine; - temporanee, annuali o durevoli, persistenti;

Nel mondo degli insetti la socialità è presente essenzialmente nel gruppo degli Imenotteri (Vespe, Formiche, Api) e nelle Termiti .

Nelle api il comportamento sociale è conosciuto in alcune centinaia di specie, appartenenti prevalentemente alla famiglia Apidae (ape mellifera, Melipone tropicali e tutte le specie di bombi) e Halictidae; poiché, tuttavia, la biologia delle specie di quest’ultima famiglia, che è molto numerosa, è ancora in gran parte da svelare, si sospetta che il numero di specie sociali sia molto più alto.

Nonostante l’enorme quantità di varietà esistenti, tanto che a tutt’oggi risulta assai arduo proporre uno schema generale, vengono di solito menzionati i seguenti gradi di socialità:

nessuna cura della prole dopo l'ovodeposizione;

possibile presenza nello stesso nido di femmine adulte della stessa generazione che utilizzano un'unica galleria principale, ma ognuna costruisce e approvvigiona le proprie celle.

Questo gruppo è rappresentato, per esempio, da Colletes ,Anthophora ,Andrena

,Megachile ,...; ogni femmina costruisce uno o più nidi, approvvigiona una cella con cibo

sufficiente per l'intero sviluppo della larva e vi depone un uovo, sigilla la cella e passa a costruirne altre, di solito la madre muore prima che la prole abbia raggiunto la maturità. In questo tipo di api si manifesta un fenomeno comune detto aggregazione, in cui si ha nidificazione gregaria, i singoli nidi sono costruiti con entrate più o meno vicine, senza collegamenti tra di essi, nè costruzione di particolari zone destinate alla covata. Da un insieme di considerazioni teoriche sono state formulate cinque ipotesi per spiegare questa tendenza da parte di molti Imenotteri (Rosenheim, 1990). La prima tende a spiegare il gregarismo di nidificazione come fenomeno favorito dalla concentrazione in determinate aree dell’ecosistema di alcune risorse chiave (Batra, 1978). La seconda e la terza individuano il gregarismo rispettivamente come risultato di una migliore efficienza di foraggiamento ottenuto da più femmine assieme (Brown, 1986) e miglior difesa e protezione contro predatori e parassiti (Alcock, 1974). La quarta vede alcune femmine già nidificanti come fattore guida alla scelta di un buon sito di nidificazione da parte di altre (Eickwort et al., 1977). La quinta, infine, spiega tale fenomeno come risultato del riutilizzo di cavità recentemente abbandonate dagli individui della stessa specie o dalle generazioni precedenti (Myers e Loveless, 1976).

- specie pre-sociale:

sono tutte della stessa generazione;

non tutte le femmine sono fecondate, solo alcune sono adibite alla riproduzione;

cura della prole per un certo periodo;

numero rispetto alle femmine;

- specie sociale:

madri e figlie coabitano nello stesso nido,

sovrapposizione delle generazioni;

una crescente differenziazione nello sviluppo ovarico tra femmine fondatrici ed 'operaie', presenza di 'caste', accompagnata ad un incremento nella differenza di dimensioni corporee;

gli individui sterili agiscono a vantaggio dei compagni di nido fecondi, suddivisione dei compiti;

individui della stessa specie collaborano per l'accudimento della prole, cooperazione;

un aumento della tendenza alla produzione di due o più generazioni annuali ed alla contemporanea riduzione percentuale di maschi che tendono ad essere generati in covate più tardive.

In alcune specie di Halictus le femmine riescono a vedere e a nutrire le proprie larve; in altre specie la femmina vive tanto a lungo da vedere la propria progenie allo stadio adulto, ogni colonia fondata da una femmina che ha svernato, dura meno di un anno.

Fra i Bombi si ricordano due generi: Bombus Latr. e Psithyrus Lep.

Il bombo mostra un ciclo biologico nettamente individuabile in due fasi principali, una fase solitaria ed una sociale. La fase sociale dei bombi è caratterizzata come le società delle api mellifiche, dal matriarcato, dalla monoginia e dalla presenza di partenogenesi arrenotoca, si discosta invece da queste api in quanto società annuale e non pluri-annuale.

Inoltre, mentre la società delle api mellifiche rientra nella definizione di super- organismo, ciò non è vero per i bombi, perché il loro tipo di società non soddisfa il requisito necessario che impone l’azione della selezione naturale sull’intero insieme degli individui componenti la società e non sul singolo individuo. Infatti, nel caso dei bombi, la fase critica da superare per la sopravvivenza e dove la selezione naturale risulta più efficace è l’inverno quando questi sono ancora in fase solitaria e in diapausa. E’ durante questa fase che si riscontra la più alta mortalità di individui potenzialmente in grado di fondare una colonia (Felicioli A., 2000). Le Melipone (si ricordano i generi Melipona Illig. e Trigona Jur.) fondano società matriarcali, monoginiche, pluriennali. La differenziazione delle caste è decisa; presentano un’organizzazione sociale simile a quella delle api mellifiche, con la differenza però che le larve vengono ancora nutrite con approvvigionamento di massa e non progressivo.

Il grado più evoluto tra le specie sociali è raggiunto dall’ape mellifera (Apis mellifera); la società delle api può definirsi una società omogenea, persistente, monoginica, matriarcale in cui la divisione ed il coordinamento del lavoro e delle varie attività hanno raggiunto il livello evolutivo più elevato. In essa, il singolo non ha possibilità di sopravvivenza se non nell’interno di una più ampia unità biologica rappresentata dalla famiglia: questa risulta costituita da una femmina fertile (regina), da un numero assai elevato di femmine sterili (operaie) e da alcuni maschi (fuchi), la cui presenza è peraltro stagionale.

La colonia è pluriennale, con una sola fondatrice che vive molti anni, nel periodo invernale la regina rallenta le attività a causa delle basse temperature e delle avverse condizioni meteorologiche, ogni operaia in estate vive un solo mese. Vi è sovrapposizione di molte generazioni.

Le caste sono ben riconoscibili con caratteristiche corporee, oltre che dimensioni, differenziate.

La sottomissione e il controllo delle operaie avviene per via di sostanze chimiche emessa dalla regina invece che con comportamenti aggressivi come in tutte le altre specie a grado di socialità inferiore. Vi è una divisione del lavoro nei numerosi compiti da svolgere nell’alveare e ogni attività è tipica di ciascuna età delle operaie, in relazione anche con la funzionalità di determinati apparati secretori. anche se è stato dimostrato che le api assolvono i vari compiti in base al bisogno che c’è nella famiglia.

Esiste persino un linguaggio corporeo, una 'danza', che indica con precisione la distanza dal nido la direzione, la qualità e la quantità di una fonte di cibo riferendolo alla posizione del sole.

1.3.1.1.2 Il ciclo biologico

A primavera o in estate, a seconda della specie, maschi e femmine lasciano i nidi e si accoppiano.

Apoidei solitari: le femmine costruiscono più nidi in successione, composti da un certo numero di celle, raramente una sola, dove depongono le uova. Passano l'inverno in diapausa alla stadio larvale, talvolta anche allo stadio adulto, nella cella del nido dove compiono tutto il loro sviluppo pre-immaginale; la diapausa è un periodo di inattività, l'attività fisiologica rallenta permettendo loro di superare i rigori della cattiva stagione protetti nel loro bozzolo all'interno del nido. Per passare dallo stadio di larva a quello di pupa e poi diventare adulti tessono il bozzolo di seta all'interno del quale compiono la loro metamorfosi.

Le larve sono apode, imenotteriformi ed il ciclo larvale è molto diversificato sia tra le famiglie che all'interno di una stessa famiglia: specie svernano allo stadio di larva, altre come adulto all'interno del bozzolo tessuto dall'insetto stesso (Megachilidi: O. rufa e O.cornuta). Vi sono specie monovoltine che presentano una generazione per anno, lo sviluppo è interrotto da un periodo di riposo fino alla primavera o all'estate successiva, la maggior parte degli Apoidei solitari segue questo schema di sviluppo; specie bivoltine con due generazioni per anno, le larve completano il loro sviluppo divengono adulti ed a questo punto costituiscono la seconda generazione che si riproduce nel corso dello stesso anno; specie parzialmente bivoltine nelle quali una parte delle larve si sviluppa in adulto nella buona stagione e si riproduce, mentre le altre subiscono un arresto nello sviluppo fino all'annata seguente;

nelle api sociali la famiglia mantiene la sua identità per tutto l'anno e durante l'inverno l'attività è solo rallentata;

in api eusociali, come i Bombi, la femmina fertile passa l’inverno in ripari vari ed in primavera fonda una nuova società (Pinzauti, 1996). Trovata la cavità adatta, la ripulisce e vi adatta con cera mista a polline, una specie di piccolo orcio nel quale immagazzina il nutrimento di scorta. Poi costruisce, sempre con cera mista a polline ed a sostanze grasse celle pedotrofiche ove depone le uova con provviste di nettare e polline; le celle vengono chiuse con cera. Alla fine dell’estate compaiono i maschi e le giovani femmine. Queste ultime, dopo l’accoppiamento passano l’inverno in luoghi riparati per fondare una nuova società nella primavera o nell’estate successiva. 26

1.3.1.1.3

La comparsa degli Apoidei

'”Osservando gli ecosistemi viventi si ritrovano casi di comparsa di quasi finalità nata da anelli che legano processi indipendenti: finalità reciproche prendono forma attraverso simbiosi e parassitismi che legano sempre più fortemente specie che diventano interdipendenti. Per esempio le api, attratte dai prodotti odorosi secreti dal fiore, si nutrono di polline e nettare.... l' ape non ha come finalità la disseminazione del polline, né il polline di nutrire l' ape ... Ma, nel corso dell'evoluzione, il dispositivo di riproduzione di certe specie floreali a fecondazione entomofila si mostra sempre più attraente per le api e sempre più adeguato al loro bottinamento. Con molti disordini e sperperi, dato che la disseminazione del polline è un sottoprodotto dell'attività bottinatrice dell'ape ed il polline immagazzinato è una perdita per la disseminazione, emerge una finalità reciproca: le api fanno parte del processo di riproduzione di specie floreali che fanno parte del processo nutritivo delle api. L' ape è fatta per l'ape, il fiore per il fiore, il fiore e l'ape sono ormai fatti l' uno per l' altra. Ciascuno è il mezzo della finalità dell'altro, pur operando per il proprio fine. Così l' inanellamento che accoppia due processi vitali distinti produce immediatamente la propria finalità immanente, che è la continuazione, la riproduzione, la moltiplicazione di ogni elemento costitutivo dell'anello e dell'anello stesso. Ogni momento o sequenza – il volo dell'ape, il bottinamento, la trasformazione in miele, ecc. - diviene ad un tempo mezzo e fine del processo globale.” ( E. Morin )

Il cammino evolutivo del regno vegetale, guidato da eventi geologici e climatici, portò nel Silurico, periodo dell'era paleozoica (circa 400 milioni di anni fa), alla comparsa delle prime piante terrestri, derivate probabilmente da forme acquatiche già presenti in epoche precedenti, come le alghe che dominarono il Cambrico (Cianoficee, Cloroficee, Feoficee, Rodoficee). Dalle prime piante terrestri del Silurico, un'evoluzione durata 100 milioni di anni, si arrivò nel Carbonifero alla comparsa delle Gimnosperme, originatesi presumibilmente dalla differenziazione di specie di felci a semi (Pteridosperme: anello di congiunzione tra Pteridofite e Gimnosperme, Cappelleti C.,1965) che, insieme a licopodi ed equiseti giganti, popolavano la scena vegetale del periodo precedente (Devonico: 350 milioni di anni fa). 27

Le prime piante a seme della linea pterofitica (vario gruppo delle Gimnosperme) erano impollinate passivamente ad opera del vento, gli ovuli trasudavano gocce di liquido viscoso che catturavano i granuli di polline e li attiravano verso il micropilo. Gli insetti, probabilmente Coleotteri, che si nutrivano della resina e della linfa dei fusti, una volta scoperta questa nuova fonte di cibo, cominciarono a tornarvi regolarmente trasportando così il polline fino agli ovuli (F.Intoppa, M.G., 2007).

Il predominio delle Gimnosperme terminò con l'avvento delle Angiosperme che, apparse nel Giurassico superiore, si affermarono definitivamente nel Cretacico.

Tab.1 - Quadro cronologico sintetico dell'evoluzione delle piante e degli insetti pronubi

Per quanto riguarda la comparsa degli insetti pronubi, il ritrovamento e l'analisi dei fossili hanno permesso di risalire al periodo Devonico dell'era primaria. Studi paleontologici hanno permesso di collocare il tempo della comparsa degli Apoidei, solitari e sociali, attorno a 135 milioni di anni fa (metà del Cretaceo), quando le Angiosperme si differenziarono e divennero dominanti tra le specie botaniche presenti. L'era terziaria fu caratterizzata dall'abbondanza e dall'ulteriore evoluzione delle Angiosperme, in un primo momento soltanto arboree e successivamente anche erbacee.

Gli Apoidei, solitari e sociali derivarono probabilmente da antenati predatori come le vespe solitarie (Batra S.W.,1994): le vespe appartenenti alla sottofamiglia dei penfredonini, piccole predatrici, costruiscono i favi con la seta ed è possibile che gli Apoidei si siano evoluti da questo gruppo attraverso forme primitive come Hyaleus dal momento che la secrezione di seta da parte degli insetti adulti è molto rara (Batra S.W.T.,1994).

Con la comparsa delle Angiosperme, piante superiori, iniziò lo sviluppo di una serie di meccanismi messi in atto per attirare gli insetti (Imenotteri, Ditteri, Lepidotteri e Coleotteri) e realizzare l'impollinazione incrociata: nel tempo gli insetti hanno instaurato con le piante un positivo reciproco rapporto che ha condotto da un lato ad una notevole disponibilità di nutrimento per l'insetto e dall'altro alla possibilità di riprodursi per l'organismo vegetale, così che gli insetti influenzarono notevolmente l'evoluzione delle Angiosperme contribuendo alla loro diversificazione. Infatti ritrovamenti paleontologici inducono nel complesso a pensare che l'origine del fiore e la sua evoluzione nel tempo sia strettamente correlata alla comparsa di alcuni gruppi di insetti. Ad esempio, fiori come quelli delle nostre attuali Magnoliacee (impollinate dai Coleotteri) potrebbero essere comparsi nel Giurassico superiore. Al contrario, le famiglie a fiori altamente specializzati come le Labiate o le Composite dovrebbero essersi presentate sul nostro pianeta solo dal terziario in poi, cioè all'epoca in cui gli Imenotteri si sono differenziati e modificati con i loro apparati boccali (Pinzauti M.,1991).

Durante le glaciazioni del Pleistocene si è avuta la selezione definitiva delle diverse specie fino a giungere alla flora e fauna attuali.

Attualmente le api sono diffuse in tutte le zone della Terra tranne che ai Poli.

1.3.2 Il rapporto dell'uomo con gli Apoidei

“non dobbiamo cadere nel dualismo io e la natura, io e l’ambiente: noi siamo l’ambiente, nel vero senso della parola.”

Il rapporto tra l'uomo e gli insetti non è mai stato facile.

Tradizionalmente nella trattazione delle discipline entomologiche gli insetti sono stati catalogati, relativamente al loro rapporto con l’uomo, come utili, dannosi e indifferenti. Alla luce delle conoscenze scientifiche attuali sappiamo invece che non esistono insetti indifferenti.

Il ruolo ecologico di questo taxon animale, proprio grazie alla straordinaria diffusione in tutti gli habitat delle terre emerse, assume importanza fondamentale nei complessi e delicati

equilibri della natura.

Molti insetti hanno rappresentato per l'uomo una vera calamità, a volte per i danni provocati in agricoltura, a volte perché sono stati responsabili della trasmissione di terribili malattie come per esempio la peste e la malaria. Così, ancora oggi, tra l'uomo e gli insetti c'è una

guerra in corso.

Da una parte l'uomo si prodiga per trovare mezzi di lotta sempre più efficaci e dall'altra gli insetti sfruttano la loro grande capacità di adattamento per sopravvivere agli attacchi dell'uomo.

Le api sono però una rara eccezione. L'uomo ha sempre avuto un occhio di riguardo per loro e non solo perché producono il miele ma anche perché sono indispensabili per l’impollinazione delle piante, e a tal proposito è possibile utilizzare anche altri insetti pronubi (bombi, megachilidi, osmie, Heriades) che, per le loro specifiche peculiarità, ben si prestano a tale servizio.

Inoltre, oggi, le api, grazie ad una serie di fattori, vengono utilizzate anche come indicatori biologici nel monitoraggio ambientale, che utilizzato assieme al classico monitoraggio chimico rende più precise le valutazioni di impatto ambientale.

Le api quindi rappresentano una preziosa guida per apprendere, capire e divulgare una cultura importante non solo per conoscere meglio questi insetti ma anche per imparare di più dell’ambiente che ci circonda.

1.3.2.1 Cenni storici

L’uomo si inserisce nella storia dell’ape milioni di anni dopo la sua comparsa, raccoglitore e cacciatore imparò ben presto a sfruttare questi insetti od i loro prodotti (miele, cera, pappa reale, propoli) come alimento, tradizione ancora presente nelle popolazioni degli aborigeni d’Australia, dell’Africa occidentale e dell’America centrale.

I primi documenti di un effettivo rapporto fra l’uomo e l’insetto risalgono a circa 15.000 anni or sono (uomo di Cro Magnon), nel Paleolitico, nella cosiddetta “arte rupestre” (Crane, 2001);una scena rappresentante la raccolta del miele, risale a oltre 7000 anni fa (Mesolitico) è un graffito presente su una parete della grotta Cueva de la Araña (grotta del ragno), presso Bicorp (Valencia) nel levante spagnolo, ritrovata nel 1921.

Fig.3 - Disegno rupestre: scena di raccolta del miele, Grotta Cueva de la Arana (Spagna) (ca. 7000 a.C.).

E' raffigurata una persona (forse una donna) sospesa a liane con una bisaccia e numerose api che le ronzano attorno mentre sta raccogliendo alcuni favi di miele da un anfratto di roccia; più in basso si può notare una seconda figura (probabilmente un adolescente), anch’essa dotata di un idoneo contenitore (Crane, 1983; Marchenay, 1986; Garibaldi, 1997).

Normalmente le api in questi disegni sono rappresentate come piccole croci o punti, ma si riscontrano anche figure più complesse; esse vengono riprodotte in dimensioni maggiori rispetto a quelle proprie e sproporzionate rispetto alle figure umane a cui sono affiancate, probabilmente per ragioni propiziatorie o per le punture che provocano da sempre molto dolorose.

I primi raccoglitori di miele e di cera furono certamente uomini che andavano a caccia di api selvatiche (sfruttamento diretto degli sciami rinvenuti in natura), solo in seguito, pensarono di trasportarle, in tronchi d’albero, presso le loro case per raccoglierne comodamente i prodotti e per difenderle meglio dalle intemperie e dai nemici.

L’apicoltura vera e propria ebbe inizio quando l’uomo collocò le famiglie delle api in singole arnie raccolte in apiari. Le caratteristiche costruttive delle arnie, in questo caso, dipendevano dai materiali disponibili e dalle capacità delle comunità locali. L’arnia non ebbe un’unica origine e la sua evoluzione fu differente nelle varie zone di allevamento delle api.

Al 3000 a.C. risalgono le più antiche rappresentazioni di alveari con arnie in argilla o altro materiale di foggia primitiva (Rotter, 1920).