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Una storia di Sim85

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Impollinazione artificiale per mezzo di Droni

L' Istituto Nazionale di Scienze e Tecnologie Industriali Giapponese costruisce i primi prototipi di droni impollinatori

Pubblicato il 08 giugno 2017

Gli insetti, sopratutto le api, giocano un ruolo essenziale negli ecosistemi globali. Questi, infatti, sono insetti impollinatori e dalla loro opera dipende circa un terzo del nostro cibo. Se questi animali scomparissero, chi impollinerebbe colture alimentari e piante selvatiche?

Già dalla fine degli anni '90, molti apicoltori, soprattutto in Europa e Nord America, hanno iniziato a segnalare il calo costante delle colonie di api e insetti a causa di pesticidi, perdita di habitat, parassiti, malattie varie e cambiamenti climatici.

Il problema è molto serio. Solo in Europa oltre 4.000 piante di frutta e verdura dipendono dall’impollinazione di api e insetti, ad esempio zucchine, albicocche, mandorle, e molti altri. Forse ancor più importante, questi animali sono cruciali per mantenere e salvaguardare la biodiversità del pianeta.

Albert Einstein: “Se le api scomparissero dalla terra, per l’uomo non resterebbero che 4 anni di vita”.

Gli insetti impollinatori: Api e Bombi.

Le api non sono solo dei piccoli insetti che producono miele, ma hanno un ruolo essenziale nella riproduzione delle piante. Questi insetti sono fondamentali in agricoltura per impollinare alberi e piante da frutto. L'impollinazione è il trasporto di polline dalla parte maschile a quella femminile dell'apparato riproduttivo, contenuto nei coni o nei fiori, della stessa pianta o di piante diverse. Tra le più importanti forme d' impollinazione naturale vi sono: l' impollinazione anemofila, per mezzo del vento e l' impollinazione entomofila attraverso il lavoro svolto dagli insetti impollinatori.

Solo attraverso una buona impollinazione entomofila si può avere una fecondazione ottimale, a sua volta, condizione base per produrre frutta e verdura di altissima qualità in termini di dimensioni, vitamine e conservabilità. Il risultato di questa forma di impollinazione naturale è l'aumento della resa delle piante. La frutta assume dimensioni e forme migliori ed anche una maturazione più uniforme ed accelerata, con una conseguente riduzione dei tempi di raccolto.

Oltre alla famosa ape, ci sono centinaia di specie di insetti più utili per l'uomo. Tra questi vi sono i Bombi, noti anche come imenotteri appartenenti alla famiglia delle Apidae. Caratterizzati da una livrea gialla e nera a bande, sono generalmente più grossi e pelosi delle comuni api ed hanno le bande di colore più larghe. Ciò che contraddistingue questi imenotteri è la soffice peluria che ricopre tutto il loro corpo.

I bombi sono sempre più utilizzati in agricoltura per l'impollinazione di molte piante da frutto e ortaggi. Molto spesso, solo questi insetti sono in grado di impollinare efficacemente alcune piante, come il pomodoro. Nel 1987 è stato scoperto che i bombi, attraverso l' impollinazione per ronzio, che consiste nel far vibrare il fiore con i muscoli delle ali, sono i migliori impollinatori di pomodori, e sostituiscono perfettamente il lavoro di impollinazione artificiale effettuato dall'uomo. Sempre più produttori si attrezzano creando appositi spazi nelle serre per ospitare delle arnie in modo da aumentare la resa della coltivazione. Questi insetti, però, sono molto sensibili ai fitofarmaci ed agli insetticidi, e quindi il loro utilizzo deve essere programmato nell'ambito di una coltura a basso uso di sostanze chimiche.

insetti impollinatori foto

Come avviene l'impollinazione entomofila

Più dell'80% delle 250.000 specie di piante fiorite del pianeta sono impollinate dagli animali.

I fiori della maggior parte delle colture di frutta producono nettare e polline.

Quando gli insetti impollinatori come bombi e api visitano i fiori, raccolgono il nettare ammassando il polline nella peluria presente sull'addome e sul torace, trasferendolo poi negli speciali cestelli situati sulle zampe posteriori. Il polline, raccolto viene utilizzato come nutrimento per le larve. Poggiandosi di fiore in fiore, però, una quantità elevata di polline rimane attaccata sulla peluria dell'insetto, che muovendosi lo rilascia sugli un altri fiori che visita. In questo modo, il polline viene trasferito da un fiore allo stigma dello stesso o di un altro fiore, consentendo un'impollinazione incrociata (il polline viene trasportato dall'antera di un fiore allo stigma del fiore di un individuo differente della stessa specie).

Nelle colture autoimpollinanti come mirtilli e pomodori, le visite dei bombi sono ancora più propizie perché il fiore viene fatto vibrare dalle api (impollinazione per ronzio).

Impollinazione entomofila e anemofila

I Droni in agricotura: api robot per l'impollizazione artificiale

L'agricoltura è il maggiore beneficiario del lavoro di questi insetti. Ma gli impollinatori stanno diminuendo in tutto il mondo a causa della perdita del loro habitat naturale, delle malattie e dell'esposizione ai pesticidi, al punto che gli scenziati parlano di "crisi di impollinazione" globale.

Una possibile soluzione al problema è stata avanzata da Miyako, chimico presso l'Istituto Nazionale di Scienze e Tecnologie Industriali avanzate di Tsukuba, in Giappone, che ha costruito il primo drone ape robot in grado di impollinare i fiori.

Lo scienziato, da sempre sensibile al problema della scomparsa delle api, ha cercato un modo per sostituire il lavoro svolto da questi insetti con la tecnologia e l'impollinazione artificiale. Compito dello scienziato è stato quello di trovare un modo per rendere i droni capaci di catturare e rilasciare pollini proprio come gli insetti.

La soluzione era già nel suo laboratorio, nata un pò per caso.

Lo stesso Miyako racconta che molti anni prima aveva lavorato alla creazione di un gel che trasmetteva elettricità. Il lavoro fu un totale fallimento, ma, presto si accorse che il gel era capace di catturare piccole particelle come polvere e pollini.

Da qui, i primi esperimenti di impollinazione artificiale sulle formiche, ed effettivamente il gel funzionava. Ma, tutti gli animali sono soggetti ad essere predati. Per questo lo scienziato decise, dapprima di rendere il gel trasparente alla luce del sole, e poi di comprare alcuni droni ed applicare su questi una sorta di spazzola formata da peli di crine di cavallo cosparsi di gel adesivo.

Prototipo di drone impollinatore

Con un po' di pratica Miyako, insieme al suo staff di ricercatori, è riuscito a telecomandare i droni in modo che sfregassero delicatamente le loro setole sullo stame di un giglio raccogliendo i granuli di polline, per poi volare su un altro fiore e rilasciarli.

Sempre durante i test si e' potuto osservare che il gel adesivo, colpito dalla luce, si mimetizzava con l'ambiente circostante, riducendo il rischio di attacchi da parte di eventuali predatori.

Questi droni impollinatori, hanno una struttura piuttosto grezza e sono ancora telecomandati dall'uomo, ma in futuro, grazie a Gps e intelligenza artificiale, potranno volare autonomamente, formando sciami capaci di rimpiazzare i veri insetti impollinatori sempre più a rischio estinzione.

Però, lo stesso Miyako avverte: "Spero che questo aiuterà a contrastare il problema della diminuzione delle api". "Ma soprattutto, le api e i droni in agricoltura dovranno essere usati insieme". A sottolineare che la tecnologia può aiutare, ma non sostituire completamente il lavoro di questi insetti.

Ad, oggi, infatti l'impollinazione artificiale, in qualunque modo essa venga svolta, è una pratica molto faticosa, lenta e costosa. Il lavoro offerto dalle api e dai bombi è, invece, del tutto gratuito. Quindi, forse dal punto di vista economico, converrebbe difendere e salvaguardare questi insetti, piuttosto che trovare un modo per sostituirli.

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