Pollination Ecology in Human-Altered Landscapes: Exploring Nutritional Dynamics and Implications for Food Security

La comprensione delle relazioni tra gli ecosistemi, la biodiversità e il benessere umano risulta cruciale per il raggiungimento di uno sviluppo sostenibile. Tuttavia, il capitale naturale e i servizi ecosistemici che da questo dipendono sono minacciati dalle attività umane e persistono significative lacune nella conoscenza scientifica riguardo l’impatto di queste attività sulla biodiversità e sulle interazioni ecologiche. Gli impollinatori emergono come un obiettivo prioritario di indagine, data la loro importanza nel garantire la sicurezza alimentare e la conservazione della biodiversità. Questa tesi adotta un approccio integrato per esplorare aspetti finora trascurati dell’ecologia degli impollinatori. Nello specifico, sono stati esaminati: i) l’influenza dell’uso del suolo e della temperatura sulla chimica di polline e nettare; ii) le ripercussioni della frammentazione del paesaggio e della diversità locale di specie floreali sulla qualità e composizione della dieta di Bombus terrestris; iii) l’impatto dell’impollinazione mediata da insetti sulla qualità commerciale e sul valore nutraceutico di semi e frutti. Il primo capitolo introduce un innovativo strumento per il campionamento del polline e fornisce un’analisi comparativa di diverse tecniche di campionamento di polline e nettare. Il nuovo approccio presentato è risultato avere una maggiore efficienza e precisione nel campionamento. La comparazione condotta, ha sottolineato la necessità di standardizzare le tecniche di campionamento per produrre dati affidabili e condivisibili. L’ultima parte del capitolo esplora gli impatti di uso del suolo e temperatura sulla chimica delle risorse fiorali. Polline e nettare campionati da specie selvatiche in siti distribuiti lungo gradienti di urbanizzazione e intensificazione agricola, sono stati analizzati. Sono state osservate significative riduzioni del contenuto di zuccheri nel nettare in ambienti agricoli e variazioni nel profilo fitochimico del polline lungo
In the contemporary pursuit of sustainable development, understanding the relationship among ecosystems, biodiversity, and human well-being is crucial. Natural capital and ecosystem services are jeopardized by various human-induced pressures. However, significant scientific knowledge gaps persist, especially concerning the impact of human activities on biodiversity and ecological interactions. Animal-mediated pollination emerges a compelling investigation target, given its pivotal role in food security and biodiversity conservation. This thesis adopts a comprehensive multi-level integrative approach to explore neglected facets of pollination ecology. Specifically, we investigated i) the influence of land use and temperature on pollen and nectar chemistry; ii) the repercussion of landscape fragmentation and local flower richness on the quality and composition of a generalist pollinator diet; iii) the impact of insect mediated pollination on the commercial quality and nutraceutical value of two crops. The first chapter introduces an innovative tool for pollen sampling and provides a comparative analysis of multiple pollen and nectar sampling techniques. The comparative investigation conducted emphasized the need for standardization of the sampling techniques to produce reliable and shareable data. These methodological advances facilitated the investigation of the impacts of land use and temperature on pollen and nectar chemistry. Flower resources sampled from 7 different meadows species at 16 sites, distributed along gradients of urbanization and agricultural intensification, were analysed. Significant effects of land use and temperature on nectar sugar content were observed. Untargeted metabolomic analyses further revealed substantial variation in the phytochemical profiles of pollen along gradients of landscape anthropization. The second chapter shifts the focus from plants to insects, investigating the nutritional profile and composition of the diet of a generalist