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Aug 21, 2023

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 11506 (2023) Citare questo articolo

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La rapida naturalizzazione del Bombus terrestris nella penisola di Nemuro ha portato al declino di due specie autoctone giapponesi strettamente imparentate, vale a dire Bombus Hypocrita sapporensis e Bombus cryptarum florilegus, entrambe appartenenti al comune sottogenere Bombus. Sebbene sia opinione diffusa che l'accoppiamento incrociato di specie autoctone e non autoctone sia influenzato dal feromone sessuale maschile comune in questa regione, non è stato condotto alcuno studio per dimostrare questa affermazione. Pertanto, abbiamo studiato le attività incrociate dei feromoni sessuali maschili tra bombi nativi e non nativi, nonché le frequenze degli accoppiamenti incrociati, utilizzando test chimici e del DNA. Le nostre analisi gascromatografiche-rivelatore elettroantennografico e i test comportamentali hanno rivelato la presenza di attività crociate dei feromoni sessuali tra B. terrestris e le due specie di bombi giapponesi. Inoltre, le analisi del DNA hanno rivelato la presenza di accoppiamenti incrociati tra specie autoctone e non autoctone nella penisola di Nemuro. Nel complesso, questi risultati indicano la necessità immediata di misure di conservazione per salvaguardare le popolazioni di bombi giapponesi nella penisola di Nemuro.

Sin dalla sua designazione come specie aliena in Giappone nel 2006, il calabrone importato Bombus terrestris L. ha posto sfide significative. Sebbene B. terrestris sia un importante impollinatore in serra, le regine e i maschi fuggiti hanno stabilito popolazioni selvatiche a Hokkaido, in Giappone. Questo processo di naturalizzazione ha portato alla competizione tra B. terrestris e le specie autoctone di bombi giapponesi, all’interruzione delle relazioni simbiotiche tra piante autoctone e bombi e all’introduzione di nuovi parassiti e agenti patogeni1,2,3,4,5,6,7,8 .

In condizioni di laboratorio, l'ibridazione tra B. terrestris e specie di calabroni giapponesi strettamente imparentate, come B. Hypocrita Hypocrita, B. h. saporensis e B. ignitus si verificano facilmente9. Tuttavia, quando le regine autoctone si accoppiano con maschi di B. terrestris non vengono prodotti ibridi vitali, poiché le uova deposte cessano lo sviluppo embrionale10,11. Tuttavia, gli accoppiamenti incrociati tra queste specie hanno effetti dannosi sulla riproduzione dei bombi autoctoni, poiché le regine di Bombus in genere si accoppiano solo una o due volte12. Inoltre, precedenti analisi del DNA hanno rivelato la presenza di spermatozoi di B. terrestris nelle spermateche di regine selvatiche di B. h. ipocrita, B. h. sapporensis e B. ignitus, indicando che l'accoppiamento incrociato tra i maschi di B. terrestris e le regine autoctone avviene sul campo11. Il nostro studio precedente ha anche suggerito che l'accoppiamento incrociato è facilitato dalle somiglianze nella produzione di feromoni sessuali maschili nella ghiandola labiale (LG)13.

La penisola di Nemuro, situata nell'Hokkaido orientale, rappresenta un habitat prezioso per i bombi autoctoni, con 10 specie giapponesi su 15, inclusa la rara specie di calabrone, B. cryptarum florilegus, che prospera in questa regione14. Infatti, a.C. florilegus mostra una distribuzione ristretta, presente solo nelle penisole di Nemuro e Notsuke in Giappone, ed è elencato come specie quasi a rischio nella Lista Rossa del Giappone14. Dato che B. terrestris si è naturalizzato in questa regione, le popolazioni di B. h. sapporensis e B. c. florilegus sono in costante calo15. Sebbene sia opinione diffusa che l'accoppiamento incrociato tra specie autoctone e non autoctone sia influenzato dal feromone sessuale maschile comune nella regione, non ci sono prove empiriche a sostegno di questa ipotesi. Pertanto, utilizzando analisi chimiche e del DNA, abbiamo studiato le frequenze degli accoppiamenti incrociati e le attività incrociate dei feromoni sessuali maschili tra bombi nativi e non nativi.

Precedenti analisi gascromatografiche-rivelatore elettroantennografico (GC-EAD) hanno confermato la presenza di etil dodecanoato, 2,3-diidrofarnesal e 2,3-diidrofarnesolo emessi dal maschio LG in B. terrestris16. Inoltre, l'etil dodecanoato è stato rilevato nel LG maschile di B. h. sapporensis13. Le nostre analisi GC-EAD hanno confermato che il LG maschile di B. c. florilegus emette etil dodecanoato. Inoltre, l'etil dodecanoato e il 2,3-diidrofarnesolo hanno suscitato chiare risposte elettrofisiologiche antennali nelle regine vergini di B. terrestris (Fig. 1Aa). Tuttavia, solo l'etil dodecanoato ha evocato chiare risposte elettrofisiologiche antennali in B. h. sapporensis e B. c. regine vergini florilegus (Fig. 1Ab,Ac,Ba,Bb,Bc,Ca,Cb,Cc).