Mitogenomi multipli indicano ipotesi di Out of Africa o Asia per l'evoluzione filogeografica delle api mellifere (Apis mellifera)

Oct 19, 2023

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 9386 (2023) Citare questo articolo

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Precedenti studi morfo-molecolari sulle relazioni evolutive all'interno del genere economicamente importante delle api mellifere (Apis), inclusa l'ape mellifera occidentale (A. mellifera L.), hanno suggerito origini dall'Africa o dall'Asia e successiva diffusione in Europa. Metto alla prova queste ipotesi mediante una meta-analisi di regioni codificanti del DNA mitocondriale complete (11,0 kbp) da 22 sottospecie nominali rappresentate da 78 sequenze individuali in A. mellifera. Le analisi di parsimonia, distanza e probabilità identificano sei cladi nidificati: le cose cadono a pezzi con le ipotesi Out of Africa o Asia. L'analisi filogeografica calibrata sull'orologio molecolare mostra invece un'origine basale di A. m. mellifera in Europa ~ 780 Kya, ed espansione nell'Europa sud-orientale e in Asia Minore ~ ​​720 Kya. Le api eurasiatiche si diffondono verso sud attraverso un corridoio levantino/nilotico/arabo in Africa ~ 540 Kya. Un clade africano ristabilito in Iberia intorno ai 100 Kya si diffuse successivamente nelle isole del Mediterraneo occidentale e di nuovo nel Nord Africa. Le sottospecie nominali all'interno dei cladi dell'Asia Minore e del Mediterraneo sono meno differenziate rispetto agli individui all'interno di altre sottospecie. I nomi contano: le anomalie parafiletiche sono artefatti dovuti all'errato riferimento in GenBank di sequenze alla sottospecie sbagliata o all'uso di sequenze difettose, che vengono chiarite mediante l'inclusione di più sequenze dalle sottospecie disponibili.

Il genere Apis comprende almeno una dozzina di specie nominali di api mellifere presenti in Asia, Africa, Medio Oriente ed Europa, inclusa la specie tipo A. mellifera L., l'ape mellifera occidentale (Tabella 1)1,2. Sebbene diverse specie siano importanti come fonti tradizionali locali di miele, solo due specie che nidificano nelle cavità, A. cerana in India e A. mellifera, sono state storicamente addomesticate per questo scopo. L'apicoltura di A. mellifera è documentata in Egitto già nel 2600 a.C.3. (I riferimenti al Levante come "una terra di latte e miele" (Esodo 3:8) potrebbero invece riferirsi allo sciroppo ricavato dal vento e (o) datteri di oasi impollinati manualmente (Phoenix dactylifera) di un'antichità ancora maggiore3). L'A. mellifera è stata trasportata dagli esseri umani in tutto il mondo come principale fonte commerciale di miele e cera d'api, ed è anche di particolare importanza agricola nelle Americhe come impollinatore introdotto di alcune colture di frutta e verdura a loro volta introdotte4. La concorrenza tra le api generaliste introdotte e gli insetti impollinatori autoctoni specializzati (comprese altre api non apine) per il polline ("furto di polline") può essere dannoso per le specie vegetali autoctone5. È noto che la variazione geografica tra i diversi ceppi o sottospecie locali di A. mellifera contribuisce a questo impatto, così come la qualità e la quantità del miele e altri comportamenti6. In particolare, le cosiddette api “africanizzate” sono il risultato della fuga di sottospecie africane incrociate in alveari domestici sudamericani, dove gli ibridi combinano una maggiore resa di miele con una maggiore aggressività e rappresentano un pericolo per gli esseri umani7.

La tassonomia morfo-comportamentale ha riconosciuto tre gruppi di specie all'interno del genere: api mellifere nane (A. florea e A. andreniformis), api mellifere giganti (A. laboriosa, A. dorsata e A. breviligula) e api mellifere che nidificano in cavità. (A. mellifera insieme ad A. nuluensis, A. nigrocincta, A. cerana (inclusa A. indica) e A. koschevnikovi). A. mellifera è l'unica specie con areale nativo in Africa ed Europa e comprende più di 30 sottospecie nominali2. Questi sono stati storicamente raggruppati in quattro gruppi continentali, designati ACMO per le distribuzioni africana, continentale, mellifera e orientale8. L'origine geografica e la diffusione evolutiva di questi gruppi rimangono controverse, così come la loro risoluzione in lignaggi filogenetici antenati-discendenti. Studi molecolari basati sull'analisi di vari componenti del genoma nucleare (vedi Discussione) concordano ampiamente sulla riorganizzazione di questi come una spina dorsale MAOC, radicata in modo da offrire teorie alternative sull'origine, o "Tre volte dall'Africa"9 [radice all'interno di A] o "Tre volte dall'Asia"10 [radice tra A e O]. Questi studi si basano su meno di una dozzina delle sottospecie disponibili di A. mellifera. Altre conclusioni filogeografiche sono state raggiunte dall'analisi dei genomi completi del DNA mitocondriale (mtDNA) da singole sequenze per sottospecie11,12. In particolare, Tihelka e collaboratori di questa rivista12 hanno recentemente fornito una meta-analisi del mtDNA, basata su un corpo sostanziale di dati provenienti da Boardman et al.11 e su nuovi metodi di inferenza filogenetica. Sono giunti a un'altra ipotesi alternativa, un'origine mediorientale/nordafricana dell'A. mellifera.