Appunti di Entomologia

Prof. Mannu per esercitazioni

Parte approfondita sui principali insetti della vite

Morfologia - riconoscimento. Biologia - cosa fa nell’anno. Dinamica di popolazione.

Entomologia generale

Gli insetti diventano dannosi solo se raggiungono determinati livelli quantitativi e si studiano i fattori che regolano queste variazioni, perché se conosci i motivi puoi sfruttarli per combattere insetti dannosi o favorire quelli utili.

Lotta agli insetti dannosi (5 h)

Tutti i mezzi di lotta, fisici, chimici, biologici. Poi faremo anche strategie di lotta, cioè come i mezzi vengono impiegati. Prima la lotta chimica si faceva a calendari, e nel calendario c’era scritto quando fare il trattamento. Questa strategia ha creato problemi e si è arrivati alla lotta integrata, anche perché lo chiede a tutti la definizione! Perché è molto importante.

14 h di entomologia speciale

Una parte di sistematica, come sono organizzati tutti gli ordini della classe degli insetti (lepidotteri, coleotteri): descrizione di questi ordini principali, quali sono i caratteri distintivi ed entomofauna della vite cioè biologia dinamica e strategia di lotta degli insetti della vite.

Esercitazioni (22h)

• Seminari di ripasso = 2 o 3 prove in itinere e l’ultima parte dell’entomofauna vite come esame orale. Le prove in itinere sono test a risposta multipla, qualche domanda aperta e prima di fare test in itinere facciamo ripasso del test. Questa parte la facciamo noi, perché tra gli obiettivi è anche presentare le cose, quindi decidiamo quale parte esporre ai colleghi (il giorno prima della prova in itinere), quindi otteniamo ripasso generale prova in itinere. (Le persone che lo fanno hanno 2 punti in più di media).
• Esercitazioni di laboratorio -> parti morfologiche che vedremo al biloculare: smontiamo insetti e riconosciamo quelle parti in un insetto reale.
• Portare un piccolo insettario per l’esame: difficile poi riconoscere gli insetti se non si fa (imparare a riconoscere principali gruppi) -> 50 insetti. Può essere fatto da 2 persone insieme in maniera che c’è vantaggio di avere abbastanza insetti ma lavoro più veloce. Ci sarà una lezione per capire come allestire insettario. Si farà insieme raccolta insetti e si vedrà come si preparano.
• Esercitazioni di campo che consisteranno nell’applicare tecniche di monitoraggio dei principali fitofagi. Tecniche di rilevamento. È importante raccogliere l’insetto cioè stimare densità attraverso tecniche di monitoraggio, cioè tecniche visive, oppure si usano trappole attivate con feromoni specifiche, così pure applicheremo lotta biologica come confusione sessuale. Per fare confusione sessuale a tignoletta vite si mettono due applicatori riempiti di ferormone sessuale, e se ne mettono 200 per ha.

(Slide condivise per posta elettronica - cartella drive)

Testi di riferimento

• Entomologia applicata - Tremblay (parte generale)
• Lineamenti di entomologia in agricoltura biologica - Colazza (disponibile anche in pdf che ci allega nella cartella condivisa)
• Note di entomologia viticola (Andrea Lucchi - Pisa)
• Fitofagi della vite in Sardegna (prof. Lentini) -> nome degli insetticidi può variare. Per il resto cicli biologici, problematiche sono gli stessi.

Prerequisiti

Conoscenza della biologia della vite.

Modalità esame

2-3 prove in itinere (1 morfologia, 2 anatomia, 3 biologia) + ultima parte come esame orale. Bisogna presentare collezione di almeno 50 insetti.

Principali regni della vita

• Regno Monera -> batteri e alghe azzurre sono procarioti (organismi unicellulari).
• Protisti = protozoi e alghe unicellulari (in passato facevano parte del regno animali): eucarioti unicellulari, hanno nucleo ben definito con membrana cellulare che li separa dal resto del citoplasma.
• Funghi = eucarioti pluricellulari. Hanno rivestimento cellulare coperto dalla chitina, che troviamo nei funghi e negli insetti. Gli insetticidi funzionano inibendo formazione di chitina che hanno azione anche contro i funghi.
• Piante = eucarioti pluricellulari organismi autotrofi.
• Animali = eucarioti pluricellulari eterotrofi, sono mobili e privi di parete cellulare.

Quante specie animali ci sono? 1 milione 700k sono state descritte, solo gli insetti sono 1 milione descritti, si stima che siano 10 milioni. Definizione di specie = insieme di individui che per ragioni biologiche e condizioni naturali è isolato riproduttivamente da altri gruppi similari. Prima si parlava di individui morfologicamente simili che si possono accoppiare e dare prole fertile. Descrizione molto più intuitiva però ci sono animali che non si accoppiano.

Le specie vengono descritte con denominazione binomiale: Apis mellifera = genere con epiteto specifico che descrive quel genere. Animali descritti in categorie tassonomiche, categoria più comprensiva è regno animale, diviso in più gruppi = phylum, diviso in più classi, le classi in più ordini, gli ordini in più famiglie e le famiglie in generi e i generi in specie.

In realtà in natura unico genere definito è specie, perché classificazioni cambiano in funzione delle conoscenze scientifiche. Prima classificazione era studiata su base somiglianze morfologiche. Ci sono oltre 1 milione 700k specie descritte, suddivise in 34 phyla diversi, la maggior parte ricade all’interno di 9 phyla principali.

• Poriferi: sono gli animali più semplici, le c.d. spugne = ammassi cellulari non organizzati in tessuti, non in organi, l’acqua filtra attraverso il loro corpo poroso e le cellule trattengono particelle organiche disciolte in acqua. Non hanno sistema nervoso. Se le dividiamo si forma una spugna nuova perché non hanno organizzazione in tessuti.
• Cnidaria: meduse, coralli, madrepore, attinie e idre. Il corpo è abbastanza semplice, non ci sono organi però un po’ di tessuti sì, tipo epidermide esterna, endoderma interno, ci sono tentacoli e c’è anche sorta di apparato digerente incompleto: c’è unica apertura che funziona sia da apertura boccale che da apertura anale. C’è anche un sistema nervoso, non è centralizzato, è rete neurale che funziona perché si spostano. Le meduse mangiano altri animaletti, altri pesci, quindi devono essere in grado di cacciarli. Si chiamano cnidari perché nei tentacoli hanno i c.d. cnidociti (tra cnidari troviamo anemoni di mare e anche i coralli che in realtà sono dei cnidari, solo che hanno capacità di secernere gusci di corallo che formano grossi ammassi di barriere coralline) cioè cellule particolari = cellule all’interno della quale c’è specie di arpione che fuoriesce e va a colpire la preda che si deve mangiare o se l’animale si ritiene in pericolo, perché iniettano sostanza irritante.
• Platyhelmintes = vermi piatti o platelminti: hanno sorta di cefalizzazione cioè capo, il sistema nervoso si è polarizzato ed è andato in parte anteriore del corpo. In questi vermi piatti manca ancora sistema digerente completo, hanno sempre cavità gastro-vascolare, unica apertura anale e boccale. Turbellari con vita libera e vivono catturando altri animaletti. Quelli più conosciuti sono i dannosi e possono avere impatto su salute uomo: fascicola epatica vive dentro il fegato degli animali, come pure le tenie che sono vermi intestinali che possono essere molto lunghe.
• Nematodi = vermi cilindrici. Per muoversi hanno bisogno di un film di acqua, non hanno una vita libera. Ci sono anche numerosi nematodi nel terreno ma è necessario che il terreno sia bagnato per muoversi e spostarsi. I nematodi sembrano piccoli vermetti o anguille. I nematodi possono essere dannosi anche alle piante, tipo le Meloidogyne che formano galle nel pomodoro ma anche nella vite e possono compromettere funzionalità apparato radicale. C’è altra specie che è il Xiphinema index che è importante perché trasmette virosi. In molte nazioni, tipo Olanda, prima di impiantare terreno si fa analisi nematologica perché è importantissimo tipo in viticoltura. Ci sono altri nematodi pericolosi per uomo tipo Ascaris lumbricoidis. Altri nematodi sono Ancylostoma duodenale che si trova nell’intestino. L’apparato boccale serve solo per agganciarsi all’intestino. Le sostanze alimentari che ruba all’uomo trasudano attraverso le pareti. Altri nematodi che causano patologie dette elefantiasi -> se i liquidi stazionano nei vasi e questo è causato da Wuchereria. Trichinellosi -> nematode che si sviluppa nei muscoli e l’uomo lo sviluppa mangiando carne di maiale o di cinghiale che è affetta da Trichinella. Ce ne sono alcuni che si sviluppano nell’occhio ecc.
• Molluschi = calamari, polpi, bivalvi, lumache. Hanno tutti 1 piede per muoversi, 1 mantello che avvolge tutto il corpo e nella cavità del mantello si trovano organi respiratori che possono essere branchie o polmoni. I principali sono gastropodi, bivalvi e cefalopodi.
• Metameria: si è sviluppata una nuova forma, cioè la ripetizione di parti che comprende unità funzionale di più sistemi organici. I lombrichi sono metamerici formati da più anelli: in ogni anello ci sono un paio di reni ecc (sistemi che si ripetono). Li troviamo nei gruppi animali più evoluti. Ci sono 2 gruppi di metameria (riguarda anche insetti) -> omonoma quando i metameri cioè tutti tranne 1 e ultimo sono uguali tra loro (anellidi); eteronoma in stadio evolutivo maggiore -> si riuniscono a formare regioni morfologiche. Es. negli insetti i primi 6 metameri si sono uniti e hanno formato il capo, altri 3 hanno formato il torace e ultimi 3 a formare addome. Sono animali più evoluti dove formano diverse regioni morfologiche. Anellidi di acqua con metameria omonoma: ai lati del corpo hanno strutture che servono per far muovere l’acqua che si muove in tunnel e questi anellidi trattengono le particelle organiche nel muco e poi ingeriscono (policheti). Gli oligocheti sono anellidi terrestri come il lombrico. C’è altro anellide che è la sanguisuga che succhiano il sangue dagli animali.
• Artropodi presentano caratteristiche comuni. Zampe articolate -> caratteristica principale è che hanno corpo ricoperto da scheletro duro. Tutti gli artropodi per poter aumentare dimensioni volumetriche devono cambiare esoscheletro. Questa è la caratteristica che unisce tutti gli artropodi. Artropodi suddivisi in vari gruppi. I chelicerati hanno dei cheliceri, cioè il primo paio di appendici che sono cheliceri = zampe con pinze, poi nei ragni sono diventati uncini. Hanno poi corpo suddiviso in cefalotorace e poi c’è addome che si chiama opisostoma (es. ragni) -> classe aracnidi suddivisa in diversi ordini tra cui anche acari, poi scorpioni, pseudoscorpioni, araneidi, opilionidi. Acari tra cui le zecche, poi ce ne sono alcuni molto importanti tra cui ragnetti rossi molto pericolosi in viticoltura. Un periodo nel dopoguerra sono diventati importantissimi poi si è scoperto che i trattamenti generalizzati uccidevano tutti gli acari utili ed uccidevano solo quelli dannosi. Ci sono poi i crostacei (hanno molte zampe, e poi la parte terminale è divisa sempre in 2 sono biramosi). Gruppo più importante = Esapodi: sono artropodi con sole 6 zampe. Hanno solo zampe toraciche, quindi hanno 3 paia di zampe, le altre zampette delle aragoste si sono trasformate in apparato boccale più o meno complesso, mentre nell’addome non ci sono più zampette ma ce ne sono alcune nella parte terminale che non hanno funzione di locomozione ma per deporre le uova nei substrati. Miriapodi: millepiedi e centopiedi (diplopodi e chilopodi rispettivamente) nei diplopodi in ogni metamero ci sono 2 paia di zampe, mentre nei chilopodi ci sono solo 1 paio di zampe. I chilopodi sono predatori hanno uncini boccali con i quali afferrano le specie, le avvelenano e se le mangiano. Nei deserti africani ci sono grandi specie con capacità di aggrappare piccoli mammiferi.
• Echinodermi: stelle marine e ricci marini. La metameria è nei primi stadi larvali, che poi viene persa man mano che si sviluppano questi animali.
• Chordata: condividono 4 caratteristiche. Una corda dorsale che serve come sostegno o notocorda (noi abbiamo spina dorsale), un cordone nervoso tubolare dorsale, poi nella parte inferiore del tubo digerente abbiamo tasche che servono per respirare. Le tasche da noi sono i polmoni, nei pesci sono le branchie. Nei cordati ci sono code postanali, ma nei primi stadi dello sviluppo embrionale l’embrione dell’uomo assomiglia a quello di un maiale.

Prima i protozoi: alcuni molto importanti dal punto di vista sanitario. Vengono suddivisi in 3 phyla principali:

• Sarcomastigofori divisi in:
  • Flagellati (comprendono una specie Trypanosoma che causa la malattia del sonno).
  • Amebe si muovono perché emettono dei pseudopodi cioè estroflessioni di una parte della cellula, però non tutte le amebe sono nude, ce ne sono alcune con guscio calcareo e sono talmente numerosi in ambiente acquatico che man mano che muoiono formano strati di gusci molto spessi, che poi possono emergere in ere geologiche -> scogliere di gusci di protozoi.
• Phylum di Apicomplessi tra cui sporozoi tra cui il Plasmodio causa la malaria (ha cicli molto complessi tra uomo e zanzara) -> è stata eradicata in Sardegna dopo la II guerra mondiale da fondazione Rockefeller che aveva pagato questo progetto sperimentale = riuscire a eradicare una specie di zanzara da un’isola molto grande. Avevano usato DDT e irrorando di DDT tutte le pozze d’acqua che c’erano in Sardegna, non sono riuscite a eradicare Anofele ma ci sono talmente pochi individui che hanno spezzato il ciclo del plasmodio tra l’uomo e la zanzara.
• Ultimo gruppo sono Ciliofori, molto grossi, che si muovono con delle ciglia: Paramecium che è piuttosto grosso e si mangia i batteri, quindi non è dannoso.

Classificazione dei cordati

• Cephalocordati -> animali marini che avanzano filtrando l’acqua (anfiosso).
• Urocordati -> si muovono solamente quando sono allo stadio larvale, poi si fissano in una roccia e filtrano acqua.
• Vertebrati: hanno 1 colonna vertebrale con vertebre metameriche e 1 cranio. Vengono divisi in 2 gruppi, superclasse divisi in:
  • Agnati (senza mascelle) -> grosse anguille senza mascelle con cono boccale con cui si attaccano agli altri pesci e li mangiano in questo modo, e fanno buco nei pesci e gli succhiano il sangue. Sono pericolosi quando entrano in nuovi ambienti.
  • Gnastomati (provvisti di mascelle) -> pesci cartilaginei, pesci ossei, anfibi, pesci, uccelli, rettili, mammiferi.

Morfologia degli insetti

Gli insetti appartengono al phylum degli Artropodi che hanno il corpo ricoperto da un esoscheletro o tegumento = corazza che protegge l’insetto dall’esterno = organizzazione particolare, avendo scheletro esterno, i muscoli fanno a inserirsi nella faccia interna dell’esoscheletro -> numero di muscoli molto maggiore di un mammifero.

È molto importante perché protegge l’insetto -> quindi come è formato l’esoscheletro? È pluristratificato, il più esterno, a-cellulare (no cellule) = cuticola; sotto la cuticola troviamo strato vivo di cellule = epidermide e sotto ancora c’è membrana basale = lamina tessuto connettivo che tappezza cavità interna del corpo insetti.

La cuticola è a sua volta divisa in diversi strati: da quello più esterno: epicuticola, esocuticola ed endocuticola. Ogni strato ha caratteristiche funzionali diverse dovute a sostanze che lo compongono.

Epicuticola

Strato più esterno sottilissimo = 0.03-5 micron (microscopio elettronico) -> è composto da 3 strati, il più esterno è detto cemento, composto da lipoproteine; poi troviamo strato di cere e infine strato più interno è strato cuticolinico = lipoproteine fortemente tannizzate, cioè sono legate tra loro attraverso fenoli ossidati che diventano tannini/chinoni, quindi conferiscono una consistenza molto dura e colorata a questo strato. Tannizzazione è processo che lega tra loro queste proteine e rende strato estremamente rigido. È fondamentale, è strato impermeabile e determina che insetti non si disidratino, inoltre impedisce che arrivino nell’insetto sostanze nocive, come insetticidi.

Esocuticola

Strato rigido e colorato, formato da lipoproteine tannizzate anch’esso. Insieme a queste c’è anche molecola tipica degli insetti e dei funghi = chitina, cioè polimero di glucosio trasformato che forma filamenti e poi lamelle molto simili a cellulosa, solo che monomero della cellulosa è glucosio -> N-acetil-glucosammina = gruppo amminico + gruppo acetile + ammina (NH) -> è una molecola che si ripete, polimero come quella cellulosica.

Nell’esocuticola c’è poca chitina, mentre nello strato più interno endocuticola che è meno densamente colorato e più molle la chitina la fa da padrone, e questi filamenti sono organizzati a formare lamelle a strati e ciascuno strato ha disposizione con angolazione diversa -> va a formare rete intrecciata che rende stabile endocuticola.

Endocuticola

Molle ed elastico meno colorato rispetto altri strati, inoltre c’è resilina = a ogni deformazione perde solo il 3% di energia. È molto importante perché molte prestazioni insetti sono dovute a questa proteina. Il fatto che gli consente di saltare tantissimo è energia che si accumula nel femore -> il femore contiene muscoli elevatori della tibia, che se si contraggono la tibia si apre, mentre i flessori sono i muscoli che se contratti fanno chiudere la tibia.

La resilina si trova nella parte terminale del femore e la zampa non si apre ma si ha deformazione di parte posteriore come se fosse arco, quindi tutta energia accumulata nella resilina viene restituita aprendo la zampa e quindi possono fare grande salto. L’apertura di queste zampe è data dal fatto che energia accumulata in questa parte dell’energia viene restituita tutta di colpo.