Come tutti gli organismi viventi anche gli insetti possono ammalarsi. Il vantaggio è che alcune di queste malattie possono essere sfruttate dall'uomo per il controllo biologico degli insetti dannosi delle colture agrarie.
Al corso di alta formazione "Biosolution Academy" dell'Università Cattolica del Sacro Cuore di Piacenza si è parlato di virus, batteri e funghi entomopatogeni, microrganismi utilizzabili per il biocontrollo dei fitofagi. Le lezioni in merito sono state tenute da Luca Ruiu professore di Entomologia Generale presso l'Università degli Studi di Sassari.
Alcuni agenti patogeni possono entrare nel corpo dell'insetto passivamente (per esempio ingerendo del cibo infetto), attivamente (penetrando la cuticola dell'esoscheletro dell'insetto, come fanno i funghi) o attraverso le aperture naturali (bocca, ano e stigmi). Nell'insetto il patogeno si moltiplica rapidamente uccidendo l'ospite con varie modalità.
Batteri entomopatogeni
Bacillus thuringiensis
Il Bt è un batterio sporigeno che vive nel terreno. Sporula per resistere a fattori ambientali avversi come, per esempio, l'assenza di nutrimento e durante la sporulazione produce l'endotossina Bt che se ingerita risulta tossica per molti insetti ma è innocua per i vertebrati.
La modalità d'azione è quindi questa: l'insetto che mangia una foglia contaminata dal batterio ingerisce la tossina, questa per esplicare la sua azione deve raggiungere l'intestino con pH alcalino, in questo modo l'endotossina si discioglie e causa la malattia. L'intestino e l'apparato boccale dell'ospite sono di conseguenza paralizzati e questo cessa di alimentarsi, deperisce e muore nel giro di 3-5 giorni inseguito all'invasione batterica nel resto del corpo. L'insetto morto cade nel terreno liberando le spore del batterio.
I prodotti a base di Bacillus thuringiensis sono quindi ammessi in agricoltura biologica. Venduti in varie formulazioni come emulsioni oleose o sospensioni acquose che contengono le spore, sono distribuiti per irrorazione. L'esposizione ai raggi ultravioletti li rende inattivi: per questo motivo sono consigliati trattamenti nel tardo pomeriggio o di sera.
Il Bacillus thuringiensis si usa generalmente contro lepidotteri, ditteri e coleotteri. Esistono diverse varietà sierotipiche di B. thuringiensis come ad esempio kurstaki, aizawai, israelensis e tenebrionis. Kurstaki è la sottospecie più impiegata nel mondo soprattutto in frutticoltura contro i tortricidi, in viticoltura contro le tignole, in coltivazioni erbacee sui nottuidi e in selvicoltura contro la processionaria e l'Ifantria agendo solo sulle larve e non sulle uova o sugli adulti.
Saccharopolyspora spinosa
Lo Spinosad è un insetticida naturale ad ampio spettro d'azione ottenuto dalla miscela di due tossine prodotte dal metabolismo dell'attinomicete tellurico Saccharopolyspora spinosa. L'insetticida danneggia il sistema nervoso degli insetti causando iperattività dei neuroni e contrazioni muscolari involontarie fino alla paralisi finale. Agisce per ingestione e contatto su tisanotteri, coleotteri, lepidotteri e ditteri.
Chromobacterium subtsugae sp. nov.
È un batterio entomopatogeno ad ampio spettro di azione, infatti trova utilizzo per il controllo di lepidotteri, coleotteri, tisanotteri, eterotteri e acari. Agisce tramite dei metaboliti che hanno un'azione diretta sugli insetti sia per ingestione che per contatto.
Burkholderia rinojensis sp. nov.
Batterio entomopatogeno attivo contro afidi, cimici, acari, larve di lepidotteri, tripidi e tisanotteri. Ha un meccanismo di azione multiplo caratterizzato da repellenza, tossicità orale, riduzione della schiusura delle uova e riduzione della fecondità.
Virus entomopatogeni
I virus entomopatogeni si comportano da patogeni endocellulari obbligati che hanno sviluppato specifiche strategie per muoversi e svilupparsi all'interno del corpo dell'insetto. Questo perché quando il virus entra a contatto con l'ospite deve riprodursi sfruttando il sistema di trascrizione dell'insetto e per farlo ha bisogno di superare una serie complessa di barriere.
Quando un insetto è colpito dal virus inizia a cambiare il suo comportamento e a modificare la sua mobilità finché non muore per setticemia. Si liquefà ma resta attaccato alla foglia e le particelle virali cadono e si disperdono per cui possono essere mangiate da altri insetti. L'ingestione deve avvenire nel corso della stessa stagione, in caso contrario le particelle virali vanno incontro a degradazione.
Esistono diversi virus noti per essere entomopatogeni ma la produzione di questi ai fini della difesa risulta complessa, dal momento che è quasi sempre necessario allevare anche l'ospite. Ma uno dei maggiori vantaggi nell'utilizzare i virus come agenti di biocontrollo dei fitofagi è il fatto che possono trasmettersi verticalmente e cioè da una generazione all'altra per via transovarica.
Famiglia Baculoviridae
La famiglia dei Baculoviridae contiene oltre seicento specie descritte e comprende generi come Alphabaculovirus e Betabaculovirus, entomopatogeni nei confronti dei lepidotteri, Gammabaculovirus attivo contro imenotteri, e il genere Deltabaculovirus che controlla i ditteri. Da questi generi sono stati ottenuti oltre cinquanta prodotti fitosanitari ad elevata specificità con maggiore suscettibilità nei confronti di giovani larve.
I baculovirus infettano l'insetto penetrando generalmente attraverso l'apertura boccale e l'epitelio intestinale. Il fitofago in seguito all'ingestione cessa di alimentarsi, l'emolinfa diviene bianca e lattiginosa e il corpo diventa flaccido fino al disfacimento.
I baculovirus non sono nocivi per l'uomo, conservano la loro virulenza per molto tempo restando inalterati anche ai processi putrefattivi dell'ospite e si accumulano negli strati superficiali del terreno.
Funghi entomopatogeni
Come accennato precedentemente, il fungo può penetrare attivamente nel corpo dell'insetto attraverso l'esoscheletro. In particolare, il fungo è in grado di invadere l'ospite nella sua forma conidica. Il conidio si disperde per via aerea e, una volta raggiunto l'ospite, se ci sono le condizioni ottimali, produce un tubetto germinativo che penetra nel corpo del fitofago. I conidi presentano proteine idrofobiche in superficie, analogamente al corpo dell’insetto. Il fungo utilizzerà particolari enzimi per rompere la cuticola fino a raggiungere l'emocele. Qui il fungo produrrà delle tossine e altri fattori di virulenza nonché un secondo tipo di spore dette blastospore che causeranno la morte per setticemia.
Quindi il ciclo di infezione di un insetto ad opera di un fungo entomopatogeno è composto da cinque fasi: adesione, germinazione, penetrazione, sviluppo dell'infezione e diffusione esterna.
La ricerca per le formulazioni migliori sta lavorando molto sulle caratteristiche dei conidi cercando di potenziare l'idrofobicità del fungo così che abbia più affinità con la superficie del corpo dell'insetto.
Beauveria bassiana
È il fungo entomopatogeno più utilizzato per il biocontrollo e causa la malattia del calcino bianco o calcinosi. Agisce per contatto: quando le spore del fungo cioè i conidi entrano in contatto con il corpo dell'insetto, si introducono nel corpo, germinano e vi si sviluppano, uccidendo l'insetto ed utilizzandolo come fonte di nutrimento.
Dopo la morte dell'insetto il micelio (dall'aspetto di una schiuma bianca) si sviluppa sul cadavere producendo nuove spore. L'insetto parassitato ma non ancora morto diffonde il fungo ad altri individui durante i suoi spostamenti.
Il fungo non infetta l'uomo né altri mammiferi. In commercio si trova sotto forma di spore vitali ma il suo utilizzo è reso difficile dal fatto che necessita di alta umidità relativa (maggiore di 90%) e temperature molto alte. È molto attivo contro tripidi, aleurodidi, afidi e ragnetto rosso.
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