Biblioteca Istituto Zooprofilattico Sperimentale dell'Umbria e delle Marche
Sanità Pubblica Veterinaria: Numero 118, Febbraio 2020 [http://www.spvet.it/] ISSN 1592-1581
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Il Progetto APIMARCHE 2020. Una rete collaborativa di stazioni di monitoraggio e sorveglianza:
Open data per l'apicoltura della Regione Marche

The APIMARCHE 2020 Project. A collaborative network for monitoring and surveillance.
Open data for beekeeping of the Marche Region (Italy)

[Ver. 1.0]

Stefano Gavaudan, Alessandra Di Donato, Elisa Antognini, Silvia Crotti, Francesco Agnetti,
Rosa Ciavarella,Sara Ruschioni, Sara Spina, Francesca Barchiesi, Raoul Ciappelloni

Istituto Zooprofilattico Sperimentale dell'Umbria e delle Marche "Togo Rosati"


Abstract.
Bees have taken on the role as a worthwhile bioindicator to describe the healthiness of the agricultural or urban ecosystem in which they live. An health and environmental monitoring experiment has started since 2019, collecting a wide range of data on beekeeping farms in the Marche Region (Italy). The project has the aim to organize a collaborative monitoring network, to detect the seasonal health trend of the main adversities of the hive, represented by pathogens but also exotic insects dangerous for bee colonies. The extension of the monitoring network includes the entire territory of the Marche Region (Italy). The network stations, managed by the same beekeeper that participate in the survey, are made up by "smart hives", equipped for automatic measurements and accessible for conventional surveys by the scientific personnel. Each node provides real-time data on production and health trends in the current season such as: Varroa rate, colony and brood strength, growth of honey harvest, pollen and others. The stations will also be able to provide data on the diffusion in the environment of polluting molecules such as persistent organic compounds, biocides used in agriculture, in the health sector and for the control of flies and mosquitoes, which have an impact on pollinating insects. The hives health surveillance, can thus provide useful data to promptly manage health interventions and reduce the chemical and pharmacological impact in productive beekeeping plants. The ApiMarche 2020 project will have a significant economic value. Beekeeping is a breeding of excellence of the Marche Region and represents a relevant market for the products excellence (honey, pollen, royal jelly, propolis), deriving from a well preserved environment. However, this characteristic must be made a certified value, through the dissemination of correct practices and objective checks, in order the final product will be recognizable. The collaborative activity of the network has the value of incentivizing beekeepers to resort to laboratory diagnosis through qualified intermediaries such as: beekeeping technicians, public health system veterinarians and those enrolled in the professional association. This is for the benefit of the beekeeping operators themselves, the civil society and the local area

Riassunto.
Le api hanno assunto il ruolo di bioindicatore utile per descrivere la salubrità dell'ecosistema agricolo o urbano in cui vivono. Dal 2019 ha preso il via un esperimento di monitoraggio sanitario ed ambientale effettuato rilevando un'ampia tipologia di dati sugli allevamenti apistici nella Regione Marche. Il progetto intende organizzare una rete di monitoraggio collaborativo per rilevare l’andamento sanitario stagionale delle principali avversità dell'alveare rappresentate da agenti patogeni ma anche insetti esotici pericolosi per le colonie di api. L'estensione della rete di monitoraggio esplora tutto il territorio della Regione Marche (Italy). Le stazioni, gestite dagli stessi produttori che partecipano al rilevamento, sono costituite da "smart arnie", equipaggiate per effettuare misurazioni automatiche e gestite da rilevatori convenzionali. Ogni nodo fornisce in tempo reale dati sull'andamento produttivo e sanitario nella stagione in corso quali: tasso di Varroa, forza della famiglia e della covata, crescita delle scorte in miele e polline ed altri. Le stazioni potranno anche fornire dati sulla diffusione nell’ambiente di molecole inquinanti come i composti organici persistenti, la presenza di biocidi utilizzati in agricoltura, in campo sanitario e per il controllo delle zanzare, che hanno un impatto sugli insetti impollinatori. La sorveglianza sanitaria potrà così fornire dati utili per gestire tempestivamente gli interventi sanitari e ridurre l’impatto chimico e farmacologico negli impianti di apicoltura produttivi. Il progetto potrà avere una notevole valenza economica. L'apicoltura è un segmento zootecnico di eccellenza della Regione Marche rappresentando un mercato rilevante per l'eccellenza dei prodotti (miele, polline, pappa reale, propoli), derivanti da un ambiente ancora ben conservato. Tale caratteristica deve essere però resa un valore accertato, attraverso la diffusione di pratiche corrette e verifiche oggettive, al fine di rendere riconoscibile il prodotto finale. L'attività di collaborazione informativa della rete ha il valore di incentivare gli apicoltori al ricorso alla diagnosi di laboratorio tramite intermediari qualificati come i tecnici apistici, i Veterinari ASUR e quelli iscritti all’ordine professionale. Ciò a vantaggio degli Operatori stessi, della Società civile e del territorio



Introduzione
Le Api (Apis mellifera L.), siano esse allevate che allo stato selvatico, hanno assunto un ruolo significativo per determinare, in modo oggettivo anche attraverso analisi di laboratorio, la qualità dell'ecosistema (naturale o antropizzato) in cui vivono. Dal 2019 ha preso il via un interessante esperimento di monitoraggio sanitario ed ambientale effettuato rilevando un'ampia tipologia di dati sugli allevamenti apistici nella Regione Marche. L'attività è condotta dal Centro Riferimento biregionale Entomologico delle malattie da Vettore dell'Istituto Zooprofilattico Sperimentale dell’Umbria e delle Marche, in collaborazione con i Consorzi Apistici regionali, l’Assessorato all’Agricoltura della Regione Marche, l’ASSAM, l’Associazione PROPOLIS, L’Università Politecnica delle Marche e gli Apicoltori Marchigiani che sono i destinatari finali del progetto.


Figura 1. Apis mellifera.
by Mark Chinnick (2020). Creative Commons.
Attribution 2.0 Generic (CC BY 2.0). https://flic.kr/p/2ixAQof


Il progetto ha strutturato una rete di monitoraggio collaborativo volto a rilevare l’andamento sanitario stagionale delle principali avversità dell'alveare rappresentate da agenti patogeni (Varroa e Nosema) ma anche insetti esotici ed invasivi a rischio di introduzione (Aethina e Vespa velutina). La Rete di monitoraggio comprende tutto il territorio della Regione Marche e le diverse stazioni sono gestite dagli stessi produttori che partecipano al rilevamento dei dataset. La sorveglianza sanitaria prevede come obiettivo la rilevazione precoce delle problematiche al fine di razionalizzare gli interventi e ridurre l’impatto chimico e farmacologico negli apiari. Con lo stesso obiettivo saranno effettuati campionamenti di metalli pesanti, pesticidi e nuovi contaminanti persistenti validando la capacità delle api come indicatori della qualità dell’ambiente. L’apicoltura regionale è infatti un’attività redditizia che produce un alimento di qualità derivante da un ambiente ancora ben conservato, tale caratteristica deve essere però confermata attraverso la diffusione di pratiche corrette e verifiche oggettive al fine di rendere riconoscibile il prodotto finale. I dataset forniti dagli apicoltori delle Marche che aderiscono al progetto, saranno utilizzabili per una effettiva valutazione sanitaria ed ecotossicologica dell’ambiente regionale secondo una logica di trasparenza nei confronti dei cittadini consumatori.

Figura 2.  Progetto ApiMarche 2020. Stazioni di monitoraggio nel territorio marchigiano

Figura 2. Progetto ApiMarche 2020. Stazioni di monitoraggio nel territorio marchigiano .
by SPVet.it (2020). Elaborazione su grafica ASSAM. Creative Commons. Attribution 4.0 (CC BY 4.0).





Figura 3. Scheda che riporta i dati di stazione per ogni singolo impianto .
by SPVet.it (2020). Creative Commons.
Attribution 4.0 Generic (CC BY 4.0). https://flic.kr/p/2ixAQof


Una rete di stazioni di rilevamento
La Rete Apistica della Regione Marche, a regime, potrà essere potenziata e diventare uno strumento essenziale per successive indagini di monitoraggio ambientale in altri settori di interesse. Oggi la Rete consta di diciassette stazioni di monitoraggio, distribuite nel territorio marchigiano nelle cinque province e nelle diverse fasce meteoclimatiche.
I nodi della rete sono costituiti da "smart arnie", equipaggiate per effettuare misurazioni automatiche e gestite da rilevatori convenzionali, che forniscono dati in tempo reale sull'andamento produttivo e sanitario (tasso di Varroa, forza della famiglia e della covata, crescita delle scorte in miele e polline ed altri.) nella stagione in corso. I dati riferiti alle aree meteo-climatiche della Regione Marche saranno messi a disposizione, tramite Open Access repository, dei Tecnici apistici, degli apicoltori e degli studiosi.

Una componente chiave del progetto,ma in sviluppo, è rappresentata dal sistema integrato di bio monitoraggio ambientale rappresentato dalle stesse arnie. In accordo con gli apicoltori, questa potrà fornire dati sulla diffusione nell’ambiente di molecole inquinanti come quelle dei composti organici persistenti (es. PFAS, PBDE, HBCD) e sulla presenza di biocidi utilizzati in agricoltura, in campo sanitario e per il controllo delle zanzare, che hanno un impatto sugli insetti impollinatori (es. neonicotinoidi, piretroidi ed altri).

Tutorial Nosema Tutorial Varroa
Figura 4. Tutorial per gli apicoltori nel canale YouTube di SPVet.it .


Focus sulle minacce dell'alveare: Varroa destructor e Nosema ceranae
Un argomento specifico del progetto ApiMarche, è quello del monitoraggio finalizzato al contrasto della varroasi, patologia sostenuta dall'acaro Varroa destructor, che colpisce Apis mellifera e Apis cerana. L'acaro, sin dalla sua comparsa in Italia nel 1981, rappresenta il principale problema allo sviluppo dell’apicoltura determinando una continua perdita economica.
Nel progetto una valutazione quantitativa della Varroa sarà effettuata dall'apicoltore ogni 15 giorni, mentre ogni 30 giorni dovrà essere valutata la forza della famiglia e la consistenza delle scorte. Tale azione permette di valutare la dinamica di popolazione dell’acaro intervenendo a seconda dell’andamento della stazione nei momenti più opportuni, in assenza di produzione, con trattamenti biologici o convenzionali.


Figura 5. Varroa sul capo di una ninfa di Apis mellifera

by Gilles San Martin. Female Varroa destructor on the head of a bee nymph (2010).
Creative Commons. Attribution-ShareAlike 2.0 Generic (CC BY-SA 2.0). https://flic.kr/p/8G93FU


Anche la Nosema ceranae, un micete che di recente ha iniziato a colpire le api europee deve essere controllato accuratamente. Il patogeno sembra significativamente più aggressivo di N. apis, attacca le cellule dell'intestino in maggior numero e uccide le api più velocemente. Si tratta di una patologia estremamente dannosa perché nelle api adulte causa difficoltà a digerire il cibo.
Le api vivono meno, sono maggiormente soggette ad attacchi virali e spesso non producono pappa reale e saltano la fase di allevamento della covata, diventando api foraggiere in giovane età. Se si infettano api regine cessano di deporre le uova. Nei casi peggiori si può arrivare alla morte della colonia.


Figura 6. Ossevazione al microscopio elettronico a scansione di spore di Nosema ceranae .
by U.S. Department of Agriculture d2483-5 (2011). Attribution 2.0 Generic (CC BY 2.0). https://flic.kr/p/dPqyEy


In relazione a queste ed altre patologie, i parametri registrati dalla stessa smart arnia in continuo (peso dell’arnia, temperatura e umidità interna all'alveare), forniscono dati indispensabili agli apicoltori della regione. Questi, uniti alle osservazioni qualitative sullo stato degli individui e della colonia, consentono di analizzare oggettivamente l’andamento degli impianti. I risultati forniranno la base per un Report mensile contenente i risultati delle rilevazioni condotte secondo metodiche standard.


I fenomeni di globalizzazione con estesi spostamenti di organismi animali e vegetali da un'area all'altra del pianeta, anche molto distanti fra di loro, creano problemi di convivenza fra specie.
Gli Insetti esotici particolarmente aggressivi, come Vespa velutina (Asian hornet) e Aethina tumida(Small hive beetle), costituiscono una seria minacce per l'apicoltura regionale. Per questo una rete di 100 apiari sentinella verrà impegnata nella rilevazione della presenza di questi insetti esotici che si stanno diffondendo anche nei nostri ambienti. La sorveglianza è integrativa a quella effettuata dai servizi veterinari dell’ASUR.


Figura 8. Vespa velutina si avvicina a un'ape. Notevole differenza di dimensione e di forza degli insetti .

by Danel Solabarrieta. Vespa Velutina and bees III (2012). Attribution-ShareAlike 2.0 Generic (CC BY-SA 2.0). https://flic.kr/p/e9vasC



Figura 9. Favo con larve di Aethina tumida .

by Forest and Kim Starr (2018). Attribution 2.0 Generic (CC BY 2.0) https://flic.kr/p/NYAg8b





Conclusioni
L'apicoltura è un segmento zootecnico di eccellenza della Regione Marche rappresentando un mercato rilevante per la qualità e riconoscibilità dei prodotto

Prova ne è il fatto che questi prodotti raccolgono un consenso significativo attestato dai premi ai produttori e le qualifiche a livello nazionale. Questo salto di qualità è dovuto alla iniziativa degli imprenditori ma anche alla collaborazione fra Istituzioni di ricerca come l'Istituto Zooprofilattico Sperimentale e l'Università Politecnica delle Marche, con le Istituzioni di governo territoriale quali la Regione Marche, l'ASSAM e le Associazioni degli apicoltori (Consorzi apistici di Pesaro, Ancona, Macerata e Ascoli-Fermo).
Per mantenere e, se possibile, potenziare questa favorevole situazione, c'è però bisogno di potenziare il rapporto fra Istituzioni di ricerca e governo del territorio ed il tessuto di imprese ed operatori del settore apistico. Il progetto ApiMarche 2020 rappresenta un caso di studio di notevole importanza. Il rapporto fiduciario di scambio informativo e di collaborazione che si avvia ha, fra gli altri, il valore di incentivare gli apicoltori (anche per la gratuità del servizio), al ricorso alla diagnosi di laboratorio tramite intermediari qualificati come i tecnici apistici, i Veterinari ASUR e quelli iscritti all’ordine professionale.

Una diagnosi esatta è infatti di fondamentale importanza per attuare un controllo terapeutico efficace. Diagnosi corretta e trattamento appropriato sono le basi per risolvere le problematiche sanitarie in questo come in altri settori delle produzioni animali. Grazie a questo progetto sarà ora possibile creare dataset, liberamente accessibili tramite piattaforme open, utili per modelli e studi di settore finalizzati alla gestione degli aspetti sanitari. Ciò a vantaggio degli Operatori, della Società civile e del territorio.

Bibliografia

Porrini C., Sabatini A.G., Girotti S., Ghini S., Medrzycki P., Grillenzoni F., Bortolotti L., Gattavecchia E., Celli G. (2003) Honey Bees and Bee Products as Monitors of the Environmental Contamination. Apiacta, 38, 63-70.

Van der Steen J. M., de Kraker J., Grotenhuis T. (2012). Spatial and temporal variation of metal concentrations in adult honeybees (Apis mellifera L.). Environmental Monitoring and Assessment. 2012 Jul; 184(7): 4119-4126.

BeeAware. Nosema. https://beeaware.org.au/archive-pest/nosema/






OPEN REVIEW - Modulo per la "revisione aperta" di questo articolo, pubblicato sul numero 118/2020 di SPVet.it



Il Progetto APIMARCHE 2020. Una rete di stazioni di monitoraggio e sorveglianza in apicoltura nella Regione Marche (SPVet.it 118/2020)
Gavaudan et al., 2020 - Il Progetto APIMARCHE 2020. Una rete collaborativa di stazioni di monitoraggio e sorveglianza: Open data per l'apicoltura della Regione Marche (SPVet.it 118/2020)



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