Come comunicano gli insetti tra di loro e il mondo che li circonda? Sicuramente non parlano come in "Zeta la formica" ma possono comunque scambiarsi informazioni attraverso segnali acustici, come suoni e vibrazioni, segnali visivi, come l'emissione di luce e la colorazione, segnali tattici e chimici. Per non parlare dei casi particolari come le api che riescono a comunicare in maniera ancora più complessa attraverso un linguaggio simbolico e delle danze.
Tra questi metodi di comunicazione, quello chimico risulta particolarmente interessate in campo agricolo perché può essere utilizzato a vantaggio dell'uomo per manipolare il comportamento di alcuni insetti, in particolare quelli dannosi per le colture agricole.
I semiochimici sono sostanze chimiche naturali alla base della comunicazione chimica interspecifica (allelochimici) ed intraspecifica (feromoni) e questi possono essere utilizzati in campo agricolo per la difesa dai fitofagi dannosi delle piante. I semiochimici, infatti, possono essere impiegati sia come mezzi indiretti (monitoraggio) che diretti (cattura massale, lotta attratticida, disorientamento, confusione sessuale) di controllo sostenibile. La comprensione del meccanismo di azione è importante per poterli utilizzare in modo efficiente. Sono conosciuti come mezzi biotecnici perché, pur rispettando i criteri per essere inclusi tra i mezzi biologici, richiedono l'uso di mezzi tecnici (trappole, erogatori, impianti di emissione ecc.).
La tecnica della confusione sessuale si basa sul rilascio in campo di feromoni sessuali sintetici che interferiscono con la riproduzione di un parassita. Una tecnica ampiamente utilizzata, per esempio, per il controllo della tignoletta della vite, Lobesia botrana.
Questo mezzo di controllo sostenibile è altamente selettivo e permette di ridurre l'input chimico. Se ne è parlato durante una lezione del corso di alta formazione Biosolution Academy durante la quale sono intervenuti Antonio De Cristofaro dell'Università degli Studi del Molise, Claudio Ioriatti dirigente del Centro Trasferimento Tecnologico Fem, Salvatore Germinara dell'Università degli Studi di Foggia e Andrea Lucchi dell'Università degli Studi di Pisa.
Che cosa sono i semiochimici e a cosa servono?
Semeion in greco vuol dire segnale, infatti i semiochimici non sono altro che delle sostanze chimiche segnale che trasmettono informazioni tra individui della stessa specie, e in questo caso si chiamano feromoni oppure tra individui di specie diverse ed è il caso degli allelochimici.
Allelochimici
Questo gruppo di segnali chimici si divide in cairomoni quando agiscono a favore di chi li percepisce (ad esempio odori della preda o dell'ospite che attirano nemici, sostanze attrattive prodotte dalle piante per gli insetti), allomoni che agiscono a favore della specie che li produce (ad esempio secrezioni repellenti), sinomoni che agiscono a favore sia della specie che li produce che di quella che li riceve (ad esempio quelli emessi dalla pianta attaccata per attirare i nemici naturali del fitofago o dalle piante per gli impollinatori) e apneumoni utili solo all'organismo che riceve (ad esempio sostanze emesse da materiale non vivente).
Feromoni
I feromoni sono prodotti nella maggior parte dei casi dalle femmine attraverso ghiandole esocrine (secrezione esterna) e vengono percepiti da chemiorecettori situati sulle antenne degli insetti, per questo motivo molto spesso i maschi hanno le antenne più sviluppate. Una volta rilasciate, questo gruppo di sostanze chimiche evoca risposte fisiologiche o comportamentali nell'individuo che riceve il segnale.
Anche in questo caso ci sono diversi tipi di feromoni: di allarme (indicano un pericolo), traccia (indicano una pista da seguire), di aggregazione (inducono effetto centripeto), feromoni sessuali (regolano il comportamento riproduttivo), ecc.
Sono percepiti anche a lunghe distanze (fino a 7,5 chilometri); l'insetto attratto varia la sua direzione di volo per andare verso zone dove la contrazione del feromone è maggiore, quindi verso la sorgente, ne risulta un tipico volo a zig zag con movimenti detti anemotattici.
I feromoni sessuali sono quelli che hanno la maggior utilità pratica perché regolano il comportamento riproduttivo della specie. Possono essere utilizzati per il monitoraggio, la cattura massale, il disorientamento, l'autoconfusione e la confusione sessuale.
Il monitoraggio di specie dannose serve per individuare tempestivamente l'inizio e la durata dell'attività di volo in un determinato ambiente. In questo caso, per definire la curva di volo di un fitofago, servono 2 o 3 trappole per il primo ettaro e 1 trappola per ogni ettaro aggiuntivo. Una tecnica, quindi, di grande importanza se inserita in una strategia di difesa di tipo integrata che permette di razionalizzare l'uso degli agrofarmaci attraverso l'ottimizzazione del "timing" di applicazione dei nuovi insetticidi. Il monitoraggio mediante attrattivi sessuali può avere anche altre finalità. Esso risulta un utile strumento per rilevare la presenza di specie aliene in nuovi areali, studiare la biodiversità di un luogo, delineare l'area in cui è presente una specie rara e rilevare la sua espansione o contrazione nel tempo, determinare le curve di volo di una specie dannosa in un determinato ambiente.
Quando, invece, si vuole catturare il maggior numero di insetti maschi si mette in atto la cattura massale per ottenere un abbassamento drastico della popolazione. Verranno quindi dislocate numerose trappole con un'elevata capacità di contenere gli insetti catturati.
Una variante della cattura massale è la lotta attratticida che consiste nell'attirare i maschi o entrambi i sessi, in funzione del tipo di attrattivo utilizzato, su un supporto trattato con un insetticida di contatto o che agisce per ingestione (esche avvelenate).
Il disorientamento sessuale viene anche definito "false tracce di volo" perché ha l'obiettivo di simulare la naturale emissione delle femmine. Per fare questo servono tanti erogatori, dai 2 ai 3mila ad ettaro che, però, diffondono una quantità di attrattivo sessuale in grado di competere con la naturale emissione dalla femmina per l'attrazione del maschio. In questo modo si distrae il maschio dalla ricerca della femmina.
L'obiettivo della confusione sessuale, infine, è quello di interferire su percezione e risposta comportamentale del maschio al feromone naturale delle femmine. Ci vogliono dai 250 ai 600 erogatori ad ettaro, da applicare prima dell'inizio del primo volo della specie dannosa. Gli erogatori, uniformemente distribuiti, rilasciano un'elevata quantità di feromone in grado di attivare uno o più meccanismi fisiologici che limitano o impediscono l'incontro tra i sessi.
La confusione sessuale
In Italia la confusione sessuale si applica principalmente per il controllo di lepidotteri carpofagi come la Lobesia botrana su vite, la Cydia pomonella su pomacee, la Cydia molesta e l'Anarsia lineatella su drupacee ma ci sono anche le cocciniglie come quella della vite Planococcus ficus.
I meccanismi di azione della confusione sessuale, definiti "non competitivi" con l'emissione naturale della femmina, sono:
- mascheramento del messaggio feromonico, vuol dire che il maschio non è capace di localizzare la femmina perché è confuso dalla presenza ubiquitaria del feromone sintetico;
- saturazione dei recettori antennali e assuefazione del sistema nervoso; il maschio, cioè, diventa meno sensibile e reattivo al segnale feromonico prodotto dalla femmina;
- sbilanciamento del messaggio feromonico. In questo caso il rilascio in campo di un'elevata quantità di uno dei componenti del blend feromonico altera il rapporto altamente specifico della femmina, quindi il maschio non percepisce più come normale il messaggio feromonico emesso dall'altro sesso.
Perché la confusione sia efficace è importante seguire alcune regole, regole che spesso possono diventare gli stessi limiti della tecnica di controllo. L'area di applicazione deve essere la più ampia possibile per facilitare la realizzazione di elevate concentrazioni di feromone in campo ed evitare l'eventuale effetto di riduzione del feromone causato dal vento. Il livello di popolazione deve essere basso; i diffusori vanno applicati prima dell'inizio del primo volo e la loro densità va raddoppiata lungo i bordi del campo per evitare interferenze esterne.
Formulazioni per la confusione sessuale
Come è possibile trovare in commercio e applicare in campo i feromoni? Oltre ai noti dispensatori a serbatoio manuali, sul mercato sono presenti varie formulazioni, come le microincapsulazioni, i diffusori temporizzati o aerosol e le formulazioni a matrice.
La microincaopsulazione permette l'applicazione del feromone sessuale come un normale insetticida. I diffusori temporizzati rilasciano il feromone in forma di aerosol con il controllo di un timer. In questo modo si ha la possibilità di sincronizzare il rilascio del feromone al periodo di richiamo sessuale naturale. Il principale vantaggio di tali diffusori è la riduzione dei tempi e dei costi di applicazione in quanto, in genere, sono sufficienti da 2 a 3 dispensatori ad ettaro. Le matrici sono biodegradabili e inerti, in grado di rilasciare gradualmente i semiochimici anche in abbinamento con agrofarmaci. Permettono, inoltre, di combinare semiochimici di specie diverse e hanno una persistenza maggiore di 6 mesi e resistenza al dilavamento.
La confusione sessuale nella pratica
La confusione sessuale è utile per il controllo della Cydia pomonella e viene ampiamente utilizzata in Trentino Alto Adige per affrontare lo sviluppo della resistenza del fitofago agli agrofarmaci ma anche per ridurne l'uso estensivo. La carpocapsa è uno degli insetti più dannosi per le pomacee perché le sue larve sono carpofaghe e danneggiano direttamente i frutti, provocando gravi perdite produttive.
Nonostante il Trentino sia una Regione caratterizzata da piccoli poderi, molto spesso situati su pendii montuosi, entrambe caratteristiche non idonee all'applicazione della confusione sessuale, la collaborazione delle cooperative che gestiscono l'84% dei meleti e il supporto dei servizi sul campo hanno permesso di superare egregiamente questi limiti. Questo approccio ha portato all'uso della confusione sessuale su centinaia di ettari e negli ultimi anni il numero dei trattamenti chimici per il controllo della Cydia pomonella è diminuito dal 50 al 90%.
Come accennato sopra, la Lobesia botrana è la specie per eccellenza su cui si può usare la confusione sessuale, infatti, l'applicazione dei feromoni per il controllo della tignola della vite nel mondo sfiora i 500mila ettari, circa il 10% dell'area vitata con presenza del fitofago. Il 70% della superficie in confusione è in Europa, principalmente in Germania, Francia e Spagna. La confusione sessuale applicata in vigna per il controllo della tignoletta porta ad una significativa riduzione dei grappoli infestati e del numero di nidi per grappolo.
È stato dimostrato che la confusione sessuale è un metodo di controllo affidabile per ridurre significativamente le popolazioni di Planococcus ficus, soprattutto dopo una stagione caratterizzata da bassa densità di popolazione. In presenza di popolazioni elevate, l'efficacia della confusione aumenta dopo almeno 2 anni di applicazione.
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L'applicazione della confusione sulle orticole ha attualmente minore applicazione perché i trattamenti sono limitati quasi esclusivamente alle colture in serra e per il controllo di lepidotteri. Si usa, per esempio, per il controllo della Tuta absoluta su pomodoro, applicando circa 100 dispenser per mille metri quadri, oppure su Helicoverpa armigera, un nottuide polifago molto dannoso al pomodoro.
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