L'entomologia agraria ci insegna che un insetto può lesionare o alterare una pianta. La conoscenza della biologia di questi insetti ha dei riscontri pratici e può dare delle risposte tecniche quando tutta la coltura è attaccata e subisce di conseguenza un danno produttivo ed economico.
È di questo che si è parlato durante la seconda lezione del corso di alta formazione "Biosolution Academy": interazione tra fitofagi e pianta. La lezione è stata tenuta da Alberto Alma, professore di Entomologia generale e applicata all'Università di Torino.
Chi sono i fitofagi? Sono insetti che si nutrono a spese di un vegetale: possono nutrirsi di porzioni dei tessuti vegetali, del contenuto cellulare o dei liquidi interni alla pianta. L'interazione tra pianta e fitofago quindi nasce attraverso l'apparato boccale dell'insetto.
Esistono tanti tipi di apparato boccale che variano a seconda della dieta dell'insetto, la loro morfologia determinerà il problema in campo. Qui viene spiegato come funzionano l'apparato boccale masticatore e quello pungente succhiante, i più importanti in campo agrario.
Insetti con apparato boccale masticatore
La maggior parte degli insetti che provocano alterazioni vistose alle piante possiedono un apparato boccale di tipo masticatore e sono per questo detti anche fitofagi veri e propri. È l'apparato boccale più primitivo dal quale si sono evoluti tutti gli altri tipi. Per esempio, gli ortotteri (grilli e cavallette) e i coleotteri possiedono un apparato boccale di tipo masticatore.
È formato da varie appendici o pezzi boccali più o meno fusi insieme a formare un canale per l'emissione della saliva e per l'ingestione del cibo. Ci sono un paio di mandibole che sono la parte più importante, sono appendici sclerificate molto mobili in grado di lacerare diversi substrati.
(Fonte foto: Biosolution Academy)
Grazie a queste mandibole, gli insetti sono in grado di creare tutte le varie alterazioni dividendosi in: fillofagi, carpofagi, spermofagi, antofagi, xilofagi e radicicoli a seconda che si nutrano di foglie, frutti, semi, fiori, legno e radici.
Una singola specie può cambiare il modo di relazionarsi con la pianta nell'arco della sua vita: potrà nutrirsi di parti diverse della pianta a seconda della generazione, oppure a seconda dello stadio di sviluppo (giovanile o adulto). Ad esempio le larve di Diabrotica virgifera che vivono nel terreno si nutrono delle radici del mais, gli adulti invece si spostano sulle parti epigee della pianta e hanno un comportamento fillofago e antofago.
Insetti con apparato pungente succhiante
L'apparato boccale in questo caso è estremamente modificato: tutte le appendici sono sottili e allungate. La struttura principale è anche detta rostro. Non serve a pungere ma ospita il fascio stilettale (stiletti) cioè la struttura utilizzata per pungere. Ditteri e Rincoti sono due esempi di ordini di insetti con apparato boccale pungente succhiante.
(Fonte foto: Biosolution Academy)
Il fascio è formato da due coppie di stiletti che sono il risultato della profonda evoluzione delle mascelle dell'apparato masticatore. Questi due stiletti per funzionare devono procedere sempre affiancati l'uno all'altro. Unendosi formano due canali: il canale alimentare di suzione per ingerire i liquidi e l'altro canale per iniettare saliva nel vegetale.
Le due azioni, quella trofica e quella di rilascio della saliva vengono fatte insieme e servono per ridurre o addirittura evitare le reazioni di difesa della pianta. Attraverso la saliva il fitofago può anche inoculazione dei microrganismi patogeni nella pianta.
A seconda del loro regime dietetico gli insetti con apparato boccale pungente succhiante si dividono in: fitomizi, che succhiano i liquidi interni della pianta e a loro volta si dividono in xilemonizi e floemomizi a seconda che raggiungano i vasi xilematici o floematici della pianta; e mesofillomizi, che si alimentano raggiungendo solo il mesofillo fogliare della pianta.
Tutti questi insetti sono capaci di indurre sia alterazioni dirette che indirette attraverso, per esempio, abbondanti produzioni di melata o di cera.
Mesofillomizi
Sono quelli che pungono superficialmente e svuotano normalmente le cellule del contenuto citoplasmatico o svuotano i cloroplasti. Gli insetti appartenenti all'ordine dei Tisanotteri sono dei mesofillomizi e sono generalmente vettori di virus. La risposta della pianta ai mesofillomizi è la depigmentazione, cioè la comparsa di puntini bianchi che poi necrotizzano.
Xilemonizi
Sono i fitofagi più temuti perché causano le problematiche maggiori. L'ordine degli Emitteri, per esempio, è composta da insetti che pungono il legno fino a raggiungere il sistema di conduzione dello xilema dove sottraggono la linfa grezza costituita da acqua e sali minerali. È una dieta molto povera e inoltre fanno una gran fatica perché i vasi xilematici hanno una pressione negativa (trasportano i liquidi contro gravità). Le cicaline, per esempio, hanno un pronoto molto sviluppato perché dentro contengono la muscolatura adeguata per vincere la pressione del vaso. Questi insetti non producono melata ma rilasciano acqua sotto forma di goccioline e causano deperimento e scompenso delle piante.
Floemomizi
Sono gli insetti che succhiano la linfa elaborata (acqua e zuccheri) pungendo il floema. Fanno poca o nulla fatica perché la pressione in questo caso è positiva. Restano fermi e indisturbati e producono melata. La melata non è altro che l'eliminazione di liquidi indigeribili da parte del fitofago dovuta alla modificazione dell'intestino. Acqua e zuccheri, infatti, non vengono portati in digestione ma immediatamente espulsi sotto forma di goccioline. La melata può causare ustione o fumaggini. Dalle api ne traiamo un vantaggio in quanto capaci di produrre miele di melata.
Questi fitofagi sono anche pericolosissimi vettori di agenti fitopatogeni. Per esempio, gli pseudococcidi e gli afidi sono vettori di virus, le psille possono trasportare fitoplasmi.
Interazione tra microrganismi e artropodi: insetti vettori di agenti patogeni
Molti microrganismi non sono principalmente simbionti degli artropodi ma li utilizzano per essere dispersi sui loro ospiti principali (piante o animali) su cui gli artropodi si nutrono.
I microrganismi trasmessi dagli artropodi appartengono a diversi regni e phyla e possono essere: procarioti, fitoplasmi, liberibacter, funghi, protozoi e virus.
Il processo di trasmissione dall'insetto alla pianta può essere di due tipi: non persistente e persistente. Nel primo caso il processo è molto semplice e prevede l'acquisizione del patogeno da una pianta infetta e l'inoculazione di questo su una pianta sana.
Nella trasmissione persistente, c'è una terza fase intermedia detta di incubazione. Quando si parla di trasmissione persistente circolativa l'agente patogeno dopo l'acquisizione ci mette del tempo prima di circolare nel corpo dell'insetto e raggiungere le ghiandole salivari. In questo arco temporale il patogeno circola solo, non aumenta di titolo e non colonizza in maniera permanente il vettore. L'insetto, quindi, non viene utilizzato come elemento di crescita dell'agente patogeno ma solo come contenitore per la diffusione del patogeno.
La trasmissione persistente propagativa, invece, rappresenta il massimo grado di interazione. In questo caso c'è anche l'aumento del titolo all'interno del corpo dell'insetto. È da qui che nasce la differenza tra insetto infetto e infettivo.
Possono sembrare due sinonimi ma sono due termini che hanno significati profondamente diversi. Nella trasmissione non persistente l'insetto che acquisisce il patogeno è immediatamente infettivo e non sarà mai infetto. Un insetto che ha trasmissione persistente, invece, nella prima fase di acquisizione del patogeno sarà semplicemente infetto, al termine dell'incubazione e durante le fasi dell'inoculazione sarà infettivo.
È per questo motivo che durante un monitoraggio in campo della presenza di un patogeno non è sufficiente raccogliere l'insetto vettore, estrarne il Dna e fare una diagnosi molecolare. È opportuno osservare innanzitutto il titolo del patogeno e poi eventualmente fare altri esami per poter definire l'insetto un potenziale vettore a seconda che sia infetto o infettivo.
