Entomologia alimentare ed animali infestanti

Modulo entomologia alimentare e animali infestanti

Derrate alimentare

Derrate alimentare è ogni sostanza o prodotto trasformato, parzialmente trasformato o non trasformato che è destinato ad essere ingerito dall'uomo. Sono comprese le bevande, le gomme da masticare o qualsiasi sostanza, compresa l'acqua, che si trova nell'alimento. Non sono comprese invece i vegetali prima della raccolta, i mangimi, gli animali vivi a meno che non siano preparati per l'immissione sul mercato ai fini del consumo umano, i cosmetici, i medicinali, ecc.

Le derrate alimentari spesso subiscono l'attacco di diversi infestanti che possono causare:

• Danni diretti: sono dovuti al consumo diretto degli infestanti come ad esempio insetti che si nutrono di cereali o topi che mangiano gli alimenti, quindi i prodotti non possono essere commercializzati provocando così una grossa perdita economica. Cariossidi: semi del grano detto anche chicco.
• Danni indiretti: sono dovuti al rilascio di inquinanti dagli infestanti come feci, urine, saliva e parti del corpo, con conseguente:
  • Riduzione della capacità nutritiva della derrata; perché ad esempio la larva si nutre del prodotto all'interno del seme.
  • Alterazione delle capacità reologiche degli impasti; ad esempio alterano la capacità di lievitare e l'elasticità.
  • Contaminazione con agenti patogeni nocivi all'uomo e agli animali.
  • Trasmissione di spore fungine contaminate o creazione delle condizioni idonee come temperatura e umidità per il loro sviluppo ed eventualmente produzione di aflatossine che possono essere tossiche e cancerogene e vengono prodotte da funghi.

Le derrate non sono più idonee al consumo poiché sono state attaccate da agenti. Le perdite sono valutate dalla FAO nell'ordine del 9% nei paesi occidentali ma toccano il 30-35% in quelli meno sviluppati.

Infestanti delle derrate

Gli infestanti delle derrate si suddividono in:

• Infestanti primari: si nutrono direttamente della derrata.
• Infestanti secondari: si nutrono dei residui lasciati dagli infestanti primari perché non sono in grado di attaccare da subito la derrata, si nutrono anche delle spore funginee che si nutrono della derrata.
• Infestanti terziari: si nutrono degli infestanti primari e secondari già morti. Un problema è appunto che se si eliminano gli infestanti sulla pianta, quando moriranno, saranno fonte di nutrimento di altri infestanti, percui bisogna eliminarli subito dopo l'uccisione.

Aspetti normativi

Legge 283/1962: è vietato impiegare nella preparazione di alimenti e bevande, vendere, detenere o comunque distribuire al consumo alimenti che...

Principali infestanti delle derrate

I principali infestanti delle derrate sono insetti, roditori, acari. Hanno delle caratteristiche in comune che sono:

• Ciclo vitale dipendente da temperatura e umidità.
• Elevata capacità di adattamento all'ambiente.
• Forte istinto di sopravvivenza.
• Elevata capacità di proliferazione.
• Emanazione di feromoni (mediatori chimici): servono per la comunicazione di individui della stessa specie.

Classificazione

Classe Insecta: si divide in due sottoclassi:

• Apterigota: sono insetti senza ali, sono i più primitivi.
• Pterigota: sono alati ma nell'evoluzione possono avere perso le ali. Nascono come alati ma possono perderle.

Solo gli adulti degli insetti possono avere le ali; i più giovani no, compaiono le ali solo allo stadio di adulto.

La classe Insecta si divide in: Exopterygota e Endopterygota. Gli insetti sono:

• Invertebrati, hanno un esoscheletro che racchiude il corpo dell'insetto ma dentro non hanno niente.
• Sono caratterizzati dalla Metameria ovvero il corpo è formato da tanti segmenti detti somiti.
• Hanno appendici articolate come zampe, ali e antenne.
• Doppia catena ganglionale ventrale.
• Sistema circolatorio aperto; non c'è un fluido che scorre in canali come nelle vene ma circola all'interno del corpo dell'insetto.
• Hanno simmetria bilaterale quindi se hanno 3 zampe a destra le hanno anche a sinistra, sono equamente distribuite come le ali.
• Fanno riproduzione sessuata.

Il corpo

Capo: non si distinguono molto i somiti. Ha due aperture; apertura boccale dove entra il cibo (legata al danno) e una apertura posteriore che è detta foro occipitale. È costituita da somiti. Rostro: allungamento del capo che serve per scavare.

Funzioni:

• Entra il cibo quindi ingestione.
• Coordinazione delle attività del corpo e protezione del cervello.
• Acquisizione di stimoli dall'esterno.

Morfologicamente

• Occhi composti o semplici che servono per la vista.
• Antenne che portano dei sensori che permettono all'insetto di sentire.
• Apparato boccale.

Modificazione del capo

• Cranio prolungato in rostro per scavare: sono insetti che con questo allungamento forano delle strutture come delle nocciole o cariossidi, depongono l'uovo in questi fori, lo richiudono facendo così sviluppare la progenia all'interno.
• Cranio ristretto ed allungato per raggiungere la vittima entro la chiocciola: insetti che si nutrono delle chiocciole.
• Cranio appiattito per chiudere aperture: astucci formati da escrementi della larva stessa, esce con questa protezione e si richiude.

Posizione del capo rispetto al torace

• Capo prognato: tipico degli insetti predatori, l'asse del capo è orizzontale.
• Capo ipognato: asse del capo è verticale e perpendicolare rispetto al corpo dell'insetto ed è tipico di diversi insetti come le larve.
• Capo metagnanto: insetti che pungono le foglie e succhiano il nutrimento.
• Capo edignato: forma un angolo ottuso, prendono la preda mentre è in aria.
• Capo libero dal torace
• Capo immerso nel torace

Antenne

Sono appendici del capo articolate, gli articoli prendono il nome di "antennomeri". È molto importante poiché distinguono le specie. Lo scapo si inserisce in delle conche che prendono il nome di torulo, successivamente si trova il pedicello e il resto si chiama flagello.

I vari antennomeri sono caratterizzati dalla presenza di peli e setole che fanno sì che l'antenna sia un potente organo recettivo, ad esempio per riconoscere la presenza di predatori, substrati e insetti della stessa specie.

Tipi di antenne

• Filiformi: sono sottili e sembrano dei fili, uniti tra loro, spesso la suddivisione in articoli è difficile da vedere perché sembra un filo unico ed è tipico degli scarafaggi.
• Moniliformi: sembrano una collana di perle perché sono formate da articoli tondeggianti lineari disposti uno dietro l'altro.
• Clavate: ricordano una clava, gli antennomeri iniziali sono lineari, poi si ingrandiscono formando una clava, tipiche di farfalle che volano di giorno e in alcuni coleotteri e imenotteri.
• Serrate o serrulate: hanno un aspetto seghettato per la forma cuspidata degli antennomeri.
• Genicolate: hanno una piegatura a ginocchio.
• Clavate genicolate: hanno una piega al ginocchio e formano una clava sulla parte superiore.
• Flabellate o lamellari: sono antenne dall'aspetto a ventaglio, tipiche dei coleotteri scarabeidi.
• Pettinate: ricordano un pettine, tipiche dei lepidotteri notturni.
• Piumose o verticillate: ricordano una piuma, tipica dei ditteri nematoceri.
• Aristate: portano una robusta setola sul terzo segmento, tipica dei Ditteri brachiceri.

Le antenne hanno: segmenti simili tra loro, altri li hanno diversi come quella a ventaglio o clavata e altre hanno varie appendici. Le antenne alle volte permettono di distinguere il sesso.

L'apparato boccale

L'apparato boccale degli insetti è un insieme di appendici articolate e associate all'apertura boccale. Ci sono diversi tipi di apparato boccale che sono quelle che causano il danno.

Appendici boccale di tipo masticatore (più primitive)

È formato da diversi pezzi che insieme formano l'apparato boccale di tipo masticatore:

• Labbro superiore: ce n'è solo uno.
• 2 mandibole: sono più o meno dentellate nel lato più interno perché lo scopo primario è afferrare il substrato e triturarlo prima di farlo entrare nella cavità orale.
• Mascelle: formazione complessa, una a destra una a sinistra ed è formata da 3 parti; Galea, Lacinia e Palpo mascellare (ruolo sensoriale che fa riconoscere il substrato).
• Labbro inferiore: aiuta a convogliare il cibo verso l'interno, chiude la cavità orale nella parte inferiore, ha una struttura chiamata ipofaringe (o chiamata anche pre faringe) che prosegue verso l'interno nella cavità orale dividendola in due porzioni (la cavità orale); quella superiore dove entra il cibo e quella inferiore dove viene prodotta la saliva. È formata anche da palpi labiali, con delle setole che svolgono il ruolo di recettore per il riconoscimento.

Tutte queste parti sono all'interno del capo di tutti gli insetti primitivi.

Apparato masticatore classico

Si trova in diversi insetti; esopterigoti (mostrano gli abbozzi alari nella età giovanile) e endopterigoti. Negli dermatteri l'apparato boccale lo hanno sia i giovani che gli adulti, nelle farfalle solo nei giovani.

Apparato boccale succhiante

Tipico degli adulti dei Lepidotteri (farfalle). È legato al tipo di alimentazione di questo insetto, si nutrono di sostanze zuccherine come il nettare o i liquidi che fuoriescono dai materiali in decomposizione come la frutta. Una eccezione è una farfalla tropicale che succhia il sangue degli animali.

• Labbro superiore: è molto ridotto.
• Mandibole: non si vedono.
• Mascelle: sono modificate e hanno anche le galee che sono molto sviluppate, formeranno la spirotromba. La spirotromba si allunga. Le galee presentano un solco nella faccia interna, unendosi tutte e due formano un canale chiamato canale di suzione. Sono completamente diverse da quelle che abbiamo visto nell'apparato precedente.
• Labbro inferiore: molto sviluppati i palpi labiali.

Nella galee ci sono dei fasci muscolari che aiutano la spirotromba ad allungarsi e riarrotolarsi. Gli adulti direttamente non causano danni alle derrate; però le femmine gravide depositano le uova quindi causano danno.

Apparato lambente succhiante

Tipico di tutte le mosche adulte (Ditteri brachiceri). È molto particolare, causa problemi.

• Mandibole e mascelle: sono scomparse non c'è attività di triturazione del cibo.
• Labbro superiore: è stiliforme e convesso e il suo lato interno forma il tetto del canale alimentare.
• Labbro inferiore: si è formato per sviluppare una proboscide che ha una scanalatura interna e termina con il labello che è una sorta di ventosa. Sulla parte estrema del labello c'è una serie molto fitta di microtubuli detta pseudotrachee attraverso i quali vengono assorbiti per capillarità i fluidi zuccherini. La saliva scioglie le sostanze zuccherine oppure vengono ingerite così come sono.

Causa molti problemi perché rilasciando saliva rilasciano eventuali patogeni che hanno nel loro interno, contaminano in modo indiretto. Sono insetti che si spostano molto per cui se prima ad esempio sono stati su un substrato molto sporco e dopo vanno sulla frutta, vanno a contaminare. Si trova solo nei ditteri adulti.

Apparato boccale pungente succhiante

Pungono e succhiano il substrato. È formato da porzioni molto allungate:

• Labbro superiore
• Mandibole e mascelle: si sono tutte e 4 allungate, prendono il nome di stiletti che nel loro complesso formano il fascio stilettare. Gli stiletti mandibolari sono quelli più esterni mentre quelli mascellari sono quelli più interni. Gli stiletti mascellari si uniscono e formano due canali, uno per l'emissione della saliva e uno per l'immissione dell'alimento. Succhiano i succhi nutritivi ed emettono saliva.
• Labbro inferiore: l'allungamento si chiama rostro, che è diverso dal rostro dell'altro apparato.

Si trova in modo molto raro negli insetti che attaccano le derrate.

Apparato boccale dilaniante cefalo-faringeo

È importante perché si trova in parecchi insetti che alterano le derrate e in particolare nelle larve di Ditteri Brachiceri (mosche), quindi si trova nelle larve.

• Hanno due uncini che dilaniano l'alimento.
• Due scleriti intercalari a forma di H.
• Due scleriti verticali: più vistosi, ventralmente si collegano insieme.

Gli scleriti sono delle strutture rigide. Sono pericolosi perché consumano la derrata e perché, se c'è una digestione della larva, possono sopravvivere ai succhi gastrici dello stomaco provocando delle lesioni (sono i gianin per la pesca). Attraverso l'apparato boccale, guardando una confezione consumata da degli insetti, si riesce a capire quale insetto è stato.

I fotorecettori

Sono gli occhi che servono all'insetto per orientarsi, percepire e vedere. Gli occhi sono molto sviluppati e si possono distinguere in:

• Occhi composti: si trovano in posizione frontale, sono composti da tante strutture singole che prendono il nome di ommatidi. Ogni ommatide è formato da una cornea, un cristallino e una retina. Ogni ommatide percepisce una porzione di immagine e mettendole tutte insieme vedono un'immagine intera.
• Ocelli: piccoli occhi in posizione frontale o sopra il capo in mezzo agli occhi composti, possono essere 2 o 3. Possono anche non esserci, sono formati da cornea nella parte più esterna e dalla retinula che è formata da 2-4 cellule. Gli ocelli non percepiscono le immagini ma percepiscono la luminosità e la luce polarizzata (luce che viene riflessa o deviata dall'atmosfera che noi non percepiamo ma gli insetti sì) permettendo agli insetti di orientarsi e di percepire la posizione del sole anche se è tutto nuvoloso. Servono per il volo e per la ricerca di un substrato.

Ci sono insetti attivi durante il giorno e altri durante la notte. Gli occhi quindi si sono sviluppati in modo diverso allo scopo di avere una visione ottimale in entrambi le situazioni. Negli insetti diurni ogni ommatidio è perfettamente isolato da delle membrane rispetto agli altri mentre in quelli notturni non c'è questa suddivisione quindi quel poco di luce che viene percepito a uno viene dispersa anche all'altro in modo da permettere una visione notturna. Gli insetti notturni hanno una "superposizione".

Nelle larve ci sono degli organi morfologicamente simili agli ocelli ma in posizione laterale chiamati stemmata, la funzione è quella degli occhi composti quindi percepiscono le immagini. SOLO negli stadi giovanili degli insetti MAI negli adulti. Gli insetti percepiscono la radiazione ultravioletta quindi vedranno ad esempio un fiore diverso da come lo vediamo noi con colori diversi dovuto appunto alle radiazioni ultraviolette.

Torace

Troviamo zampe e ali solo sul torace, non sono presenti in altre parti del corpo (da ricordare). Nel torace ci sono 3 somiti:

• Protorace
• Mesotorace
• Metatorace

In ogni somito del torace c'è l'inserzione di un paio di zampe (importante):

• Protoraciche
• Mesotoraciche
• Metatoraciche

Sul mesotorace e sul metatorace sono presenti le ali. In ognuno dei segmenti si distingue una parte dorsale chiamata noto o tergo, due laterali chiamate pleure e una ventrale chiamata sterno. Sulle pleure si articolano le zampe (un paio per ogni segmento toracico), il noto invece può avere delle modificazioni per l'attaccatura alare solo per il meso e il metatorace. In diversi insetti il pro, il meso e il metatorace possono essere di dimensioni diverse come nella cimice. Nella cimice il protorace è più grosso.

Le zampe

Tutti gli insetti hanno 6 paia di zampe, alcune le perdono per adattarsi ad ambienti particolari. La zampa è un'appendice articolata quindi ha delle articolazioni che ne permettono il movimento e sono formate da:

• Coxa
• Trocantere
• Femore
• Tibia
• Tarso: si possono avere delle unghie più o meno sviluppate, dipende dagli insetti. Si possono avere delle formazioni particolari che aiutano l'insetto a muoversi su un substrato come: arolio (ventosa), empodio (ancoraggio sulle superfici scabre) e pulvilli. Le unghie sono sviluppate sugli insetti che si attaccano a superfici scabre. Le unghie sono sul pretarso.

Tipi di zampe

• Zampe deambulatore: classica della coccinella, sono zampe semplici che permettono all'insetto di camminare in modo semplice.
• Zampe cursorie: sono zampe snelle e allungate che servono all'insetto per correre, hanno solo un femore robusto, tutto il resto è leggero.
• Zampe fossoria con tibia modificata: si ha una tibia modificata con delle punte che permettono all'insetto di scavare nel terreno.
• Zampa fossoria con unghia adatta allo scavo: ha un'unghia adatta allo scavo, si trovano nelle larve che scavano dentro il legno.
• Zampa per pettinare sulla superficie dell'acqua: tibia e tarso sono ricoperti di peluria per aderire meglio all'acqua.
• Zampa prensile tipo ungui-tibiale: hanno una presa a pinza, esempio di pidocchi che tramite una pinza che si chiude ad uno sperone di una tibia si lega ai peli e ai capelli.
• Zampe raptatorie tipo femore-tibiale: tipiche dei predatori, servono per prendere le prede. Il tipo femore-tibiale ha una pinza dentellata per favorire una presa troppo stretta. Caso classico della mantide.
• Zampe raptatorie tipo ungui-tarsale: cambia la pinza, si crea tra l'unghia, che è sviluppata e dentellata, e si chiude sul tarsomero (ultimo segmento del tarso). Solo le femmine hanno le zampe così perché le aiutano a pinzare l'ospite per poi iniettare il loro uovo al suo interno.
• Zampe saltatorie: insetti che saltano, tipico della cavalletta, si crea una zampa a forma di leva che permette di dare la spinta per saltare.
• Zampe saltatorie di tipo coxo-trocanterica: la leva è tra il coxo e il trocantere, lo si trova negli insetti che attaccano le piante. Saltano anche se di meno rispetto alla zampa.