Abbiamo già riportato che le api reagiscono alla diminuzione della temperatura esterna restringendo il glomere. Uno studio di D. W. Severson e E. H. Erickson indaga più precisamente la relazione quantitativa tra temperatura esterna e dimensione del glomere (Quantification of cluster size and low ambient temperature relationships in the honey bee, Apidologie, 1990, 21 (2), pp.135-142).

Gli autori iniziano appunto rilevando che ricerche precedenti hanno mostrato che la produzione di CO2 e di consumo di ossigeno sono minimi con temperature attorno ai 10°, mentre crescono quando la temperatura è più alta o più bassa (v. Il metabolismo respiratorio delle api in inverno). Il glomere reagisce a cambiamenti nella temperatura esterna restringendosi o rilassandosi per affrontare temperature rispettivamente più o meno rigide. Questo lavoro cerca di quantificare la relazione tra temperatura ambiente e volume e superficie del glomere.

Lo studio in esame è stato effettuato su 3 colonie (una grande, una piccola e una media) a Madison, nel Wisconsin, nell’inverno 1984-85. La procedura consisteva nel misurare i glomeri al variare della temperatura esterna (misurata nelle vicinanze di ciascuna arnia). I ricercatori hanno praticato dei fori nelle pareti esterne delle arnie attraverso cui proiettavano una luce rossa (invisibile alle api, per minimizzare il disturbo alla colonia). I fori venivano richiusi al temine delle misurazioni.

A fine gennaio c’è stato un periodo eccezionalmente freddo, con minime scese quasi a -35°, che hanno determinato forti perdite di api in tutte le colonie. La famiglia più piccola è morta poco dopo il freddo per aver esaurito le scorte di miele raggiungibili.

I ricercatori hanno misurato una contrazione sia del volume che della superficie del glomere al diminuire delle temperature. I risultati sono riportati in una serie di tabelle, che rielaboriamo sotto in forma grafica.

Tra i risultati interessanti vi è che la contrazione del volume e della superficie del glomere, espressa in percentuale, è praticamente la stessa per ogni famiglia, indipendentemente dalla dimensione. Per esempio, passando da +4° a -8° (18 gennaio), tutte le famiglie hanno contratto il volume del glomere del 44-48%, e scendendo ulteriormente a -23° hanno contratto del 55-62% rispetto alla situazione a 4°.

La superficie del glomere si riduce meno del volume. Per esempio, mentre nel passaggio da +4° a -8° la contrazione del volume è stata del 45% circa, la riduzione della superficie è stata mediamente del 30%; scendendo a -23°, mentre il volume è sceso del 60% circa la superficie è scesa del 40% circa. Questo significa che più fa freddo, maggiore è la parte esposta all’aria fredda, e quindi più calore si disperde e più è difficile, ed energeticamente costoso, riscaldare. Le famiglie più grandi hanno un rapporto più favorevole, e possono sopravvivere. Le famiglie più piccole, invece, devono scaldare moltissimo, e rischiano (come in effetti è successo alla colonia più piccola) di esaurire le scorte.

Per rendere più evidente il fatto che le contrazioni del glomere sono indipendenti dal numero di api, il grafici seguenti mostrano volume e superficie del glomere, rappresentati come percentuale dei valori a 4°C, in corrispondenza delle varie temperature esterne, nelle tre famiglie, prima e dopo il grande freddo. I dati sono ripresi dalle tabelle nell’articolo; le interpolanti sono curve esponenziali.

Il grafico seguente, infine, mostra la relazione tra volume e superficie (sono usati tutti i dati di tutte le famiglie): man mano che il glomere si contrae e il volume diminuisce, diminuisce anche la superficie a contatto con l’aria fredda, ma diminuisce meno del volume: il numero di api che disperde calore a contatto col freddo diventa più grande relativamente alla massa di calore prodotta dal glomere.

L’interpolante ha equazione: superficie = 9.7034 * volume ^0.6066