Appunti Entomologia

Introduzione

L'attività e lo sviluppo degli insetti varia in base agli aspetti pedoclimatici, al sistema di allevamento, al sesto d'impianto, all'esposizione, all'altitudine, ecc. a cui la vite è soggetta. A differenza di altre colture arboree, la vite è caratterizzata da una crescita indeterminata, che significa disponibilità di tessuti teneri per tutta la stagione produttiva, favorevole all'attività trofica di particolari insetti. Della vite possono essere danneggiate le radici, il tronco, i germogli, le gemme, le foglie, gli acini. Circa 150 specie di Artropodi sono considerati dannosi alla vite, con danni reversibili (la maggior parte, gestibili con opportune strategie di controllo) o irreversibili (fitoplasmosi).

Nel caso di problemi fitosanitari, il Manager deve sapere:

• Se
• Quando
• In che modo
• Con che cosa
• Quante volte intervenire sul suddetto problema

Tutti questi punti sono fondamentali per adottare le strategie di lotta integrata, prendendo in considerazione le diverse suscettibilità varietali (selezione cultivar) e, a seconda delle aree, considerare quali sono le specie chiave che si adattano meglio a tale ambiente.

Insetti

Corpo suddiviso in pezzi o setti. Circa 1 milione di specie conosciute. Presenti in qualsiasi posto purché vi sia sostanza organica di cui possano nutrirsi. La scienza che studia gli insetti è chiamata Entomologia. L'entomologia generale studia gli insetti in senso lato nei vari aspetti scientifici: morfologia, anatomia, fisiologia, comportamento, ecologia, ecc. L'entomologia applicata studia gli insetti nell'ambito di contesti operativi o applicativi specifici.

Organismi viventi e classificazione

Gli organismi viventi possono essere suddivisi in 5 Regni:

• Monera (batteri e alghe azzurre): procarioti, privi di nucleo
• Protista (protozoi e alghe unicellulari): eucarioti unicellulari
• Fungi (funghi): eucarioti, pluricellulari eterotrofi, pareti cellulari con chitina
• Plantae (piante e alghe pluricellulari): eucarioti, pluricellulari autotrofi, pareti cellulari con cellulosa
• Animalia (animali): eucarioti, pluricellulari eterotrofi, privi di pareti cellulari

Classificazione

Primo tentativo (Aristotele, 3° secolo a.C.): animali senza sangue (attuali invertebrati) e animali con sangue (attuali vertebrati). Linneo (sec. XVIII) definisce il concetto di specie e adotta la nomenclatura binaria.

Il Phylum ARTHROPODA comprende diversi Subphyla:

• TRILOBITA (Isotelus spp.) estinti: distinti in 3 parti
• CHELICERATA
  • Merostomata (Limulus polyphemus)
  • Arachnida (scorpioni, ragni, acari)
• CRUSTACEA
  • Malacostraca
  • Isopoda porcellini di terra
  • Anfipoda pulci d'acqua
  • Decapoda granchi, gamberi, aragoste
• UNIRAMIA
  • Chilopoda (centopiedi)
  • Diplopoda (millepiedi)
  • Insecta

Chelicerata

Circa 65.000 specie viventi. Caratteristiche delle prime due paia di appendici: I° paio (+ interno) cheliceri (x alimentazione), II° paio (+ esterno) pedipalpi (x alimentaz. e ricez. sensoriale) – Assenza di antenne. Corpo comprendente un cefalotorace (prosoma), che porta esternamente - i cheliceri, i pedipalpi e le zampe, e un addome (opistosoma).

Classe Merostomata

Solo 4 specie viventi, le altre estinte 300 milioni di anni fa. Uno tra i più grandi artropodi è Limulus polyphemus.

Classe Arachnida

Acarina: Infraclasse comprendente zecche e acari. Zecche: ectoparassiti ematofagi di molti vertebrati terrestri; vettori di microrganismi patogeni. Cheliceri e pedipalpi trasformati, a costituire un apparato boccale pungente succhiante. Acari: più piccoli di 1 mm. Possono occupare una grande varietà di microhabitat. Alcune specie attaccano l’uomo (Trombiculidi). Le loro larve iniettano enzimi digestivi nella cute e succhiano le cellule digerite, provocando intenso prurito e irritazioni fastidiose.

Classe Malacostraca

Grande importanza negli ambienti acquatici. Poche specie terrestri, appendici biramose (pulci d'acqua), ordine Amphipoda, ordine Decapoda (granchi, gamberi, aragoste), ordine Isopoda (Oniscus) unici terrestri.

Subph. Uniramia

Classe chilopoda, diplopoda e insecta. Gli insetti sono gli Artropodi che hanno avuto il maggior successo evolutivo. La presenza di ali ha consentito la colonizzazione di nuovi ambienti e protezione dai predatori. Capacità di ripiegare le ali lungo il corpo: possibilità di muoversi con agilità a terra. Presenza di sviluppo post-embrionale: ha permesso di sfruttare diete diverse. Impressionante capacità riproduttiva. Elevato numero di generazioni annue. Il tratto distintivo degli insetti nell’ambito del Phylum è la presenza di tre paia di zampe (Hexapoda). Le ali sono infatti assenti negli Apterigota (esapodi primitivamente atteri) e in alcuni Pterigota (esapodi secondariamente atteri).

→ Hexapoda Apterigota: Proturi, Collemboli, Dipluri e Tisanuri (caratteristiche morfologiche ambigue antenato insetto e crostaceo. I primi 3 sono Entognatha (appendici boccali nascoste all’interno della cavità boccale), il quarto appartiene agli Ectognatha (appendici boccali all’esterno della cavità boccale). Esapodi con caratteristiche morfologiche tali da far pensare che non condividano un antenato comune con gli insetti (per certi aspetti sono più simili ai Crostacei.

Proturi

Esapodi di dimensioni ridotte (≤ 2mm), forma allungata, cuticola morbida, vivono nei primi strati del terreno. Privi di antenne e di occhi, addome di 12 segmenti.

Collemboli

Esapodi di 1-2 mm. Vivono prevalentemente nel suolo, ben sopportano situazioni ambientali estreme, si nutrono di sostanza organica, ottimi indicatori della qualità dei suoli.

Dipluri

Piccoli esapodi. Presenza nei terreni umidi, si nutrono di minuscoli detriti, alghe e miceli.

Tisanuri

Apparato boccale masticatore ectognato. Vivono in luoghi oscuri e umidi. Thermobia domestica vive nelle case (pesciolini d’argento), nutrendosi di carta, zucchero, stoffe ecc.

Nutrizione

Diversi regimi alimentari:

• Fitofagia
• Ematofagia
• Micofagia
• Saprofagia
• Coprofagia
• Entomofagia

500 mila specie fitofaghe conosciute; solo il 5% vive a spese di piante coltivate ma distrugge il 13% della produzione agraria mondiale. Sono utilizzati in molti paesi come animali da compagnia; negli ultimi anni ci sono state molte ricerche riguardanti il loro utilizzo come alimento del bestiame e umano.

Specie

Indigena: Le specie native sono quelle che normalmente vivono in una particolare comunità biotica. Esse occupano habitat e nicchie ecologiche specifiche nel loro ambiente nativo. Hanno predatori e parassiti naturali che ne mantengono in equilibrio le popolazioni.

Aliena: Una specie che vive fuori dell’area di distribuzione originaria, in cui può essere arrivata a causa dell’attività umana, deliberatamente o accidentalmente. Specie aliene non sono necessariamente invasive specie che al di fuori del proprio areale originario hanno stabilito popolazioni che si autosostengono e che nel nuovo ambiente spesso causano danni all’ambiente, all’economia e/o alla salute umana.

12 Miliardi: Costo stimato annuale UE di impatto economico. 76%: Incremento di specie aliene negli ultimi 30 anni. 3000: Specie aliene in Italia. 500: Specie aliene invasive. Caratteristiche comuni delle specie invasive.

Specie invasive in generale:

• Hanno pochi nemici naturali (competitori, predatori, parassiti)
• Hanno elevati tassi riproduttivi (alta fecondità e breve ciclo di sviluppo)
• Sono generalisti (abilità di occupare una grande varietà di ambienti e di nutrirsi di substrati diversi)
• Sono specie pioniere
• Elevata variabilità genetica

Le rotte di invasione sono derivate da movimenti di persone o di cose:

• Aerei, treni, macchine, camion, autobus
• Oggetti usati nei processi di spedizione (containers, acque di zavorra, imballaggi, bagagli, viaggiatori)
• Viaggi/turismo/traslochi
• Rilasci volontari

EPPO

Cooperazione per la protezione delle piante che agisce sulla base di una convenzione internazionale della FAO. In Europa attualmente sono ufficialmente registrate 364 specie aliene invasive (batteri, funghi, insetti, acari, piante, nematodi, virus). Questi organismi sono inclusi nella Lista delle specie dannose regolate come specie da quarantena. Gruppi di laboratori che gestiscono e controllano la diffusione e l’impatto delle specie invasive sulle piante. In Italia la lotta all’introduzione e diffusione delle specie dannose alle piante e loro prodotti è affidata al Servizio Fitosanitario Nazionale con uffici centrali:

• Organizzato in 21 servizi fitosanitari regionali

Provvedono al controllo della merce importata, è un organo poco finanziato. Esempi di specie invasive:

• Drosophila suzukii (piccoli frutti)
• Diabrotica virgifera (mais)
• Tuta absoluta (pomodoro)

Cimice asiatica (Haliomorpha halys)

Diffusione, ciclo e danni

Si è diffusa in Est Asia, ben controllata dai predatori naturali, il suo ciclo prevede 4 generazioni in 1 anno, colpisce principalmente mele, pere, soia. Diffusione odierna (invasione) in Nord America (1996) e Europa (in Italia 2010 circa), il suo ciclo prevede 2 generazioni in un anno e colpisce molte colture agricole come vite, pomodoro ecc. procurando anche fastidi a livello urbano.

È un insetto ETEROMETABOLO: cambia solo la grandezza e la presenza di ali dallo stadio giovanile a quello adulto, sviluppo senza mutazione completa. Ha 6 stadi di sviluppo: i primi 5 sono stati giovanili dove l’insetto viene chiamato NEANIDE, successivamente diventa adulto. Le ovature di questo insetto sono 28: inizialmente sono bianche, maturando diventano giallastre. Gli stadi giovanili presentano delle spine all’altezza del capo e del pronoto. La forma del capo è rettangolare, non presenta spine nella parte ventrale.

Differenze tra Hapiomorpha halys e Raphigaster nebulosa: Questa specie ha numerosi ospiti (circa 300 specie). Possiede un apparato pungente succhiante: lo stiletto appuntito viene utilizzato dalla cimice per prelevare i succhi all’interno della polpa della pianta e allo stesso tempo rilascia saliva da pompe salivari presenti nella bocca. La saliva contiene enzimi (predigeriscono il contenuto) che provvedono al deperimento delle cellule del frutto colpite, con cambiamenti nella morfologia (zone suberificate) e alterazione degli aspetti qualitativi di esso. È un animale polifago in quanto si nutre e quindi provoca danni a molti frutti: Pera, Pesca, Mela, Nocciole, uva ecc.

Solitamente i danni da cimice si riscontrano nei frutti per l’area sugherosa che si diffonde in profondità o area suberosa nello strato della polpa sotto la buccia. Nella vite causa parecchi danni in quanto nel frutto rilascia all’interno composti altamente disgustosi all’olfatto e gusto: Trans-2-decenale (sentore di coriandolo) e tridecano.

Feromoni di aggregazione

Feromoni utilizzati per capire la tipologia di insetti presenti in una determinata area, non usati per una cattura massale. Cattura di una piccola percentuale (4-5%). Per la cimice vengono utilizzati:

• MTD (Plautia stali): attivo a fine stagione, sinomone nelle aree in cui sono simpatriche
• Murgantiolo (maschi Halyomorpha halis)

Insieme svolgono un’attività sinergica.

Ciclo biologico e feromoni di allarme

Ghiandole repugnatorie (E)-2-decenale Tridecano. Hanno proprietà antifungine ed antibatteriche, riducono la produzione dei feromoni di aggregazione, utilizzati come cairomoni da predatori e parassitoidi.

Effetti:

• Danni maggiori su bio, effetto bordo, diversa suscettibilità varietale (varietà tardive)
• Pratiche agronomiche (sfalci, diserbo, lavorazioni) sfavoriscono l’insediamento della cimice
• Altre strategie integrate: trattamenti a file alterne, ristrutturazione del perimetro, piante-trappola
• Lotta chimica non risolutiva a causa della biologia dell’insetto (polifago, mobile: adulti 2 Km al giorno in media, generazioni scalari). Rischio residui, resistenze, impatto su antagonisti (prove selettività)
• Protezione fisica

Monitoraggio

Individuazione dei fattori di rischio per la messa a punto delle strategie integrate di difesa territoriali. Sviluppo di trappole innovative per monitoraggio precoce e cattura massale. Trappole commerciali poco efficaci: feromoni sessuali e feromoni di aggregazione portano alla cattura di basse quantità di insetti.

Trappole vibrazionali: l’insetto comunica e si accoppia tramite vibrazioni, il maschio fa vibrare l’addome e emette piccoli segnali di chiamata verso la femmina che risponde con segnali di attrazione in modo tale che il maschio sia in grado di raggiungerla. Da ciò l’utilizzo di trappole di vibrazione che permettono la cattura massale di maschi di cimici dovute a emissioni artificiali di vibrazioni superficiali (calcolo lunghezza d’onda del segnale emesso dalla femmina).

Trappole a imbuto: raccolta massale di insetti tramite effetto tunnel del vento che li porta a entrare all’interno dell’imbuto.

Strategia attract-and-kill: presente una rete insetticida su cui sono posti i feromoni di aggregazione che permette la cattura e l’eliminazione delle cimici con raccolta dei corpi nel pannello sottostante.

Bugmap: Creazioni di app che permettono di riconoscere e segnalare agli enti appositi il luogo in cui è stato riscontrato l’insetto annotato.

Lotta biologica

La lotta prevede l’utilizzo di antagonisti (insetto vs insetto) in quanto molti prodotti sono risultati inutili come il piretro. Si sono ricercati quali insetti fossero parassiti delle cimici nel loro luogo di sviluppo (Oriente).

Il parassitoide più importante è una vespa che però è aspecifica (non ha come obiettivo solo e unico la cimice asiatica ma ha almeno altre 10-15 specie). Questa vespa è Anastatus bifasciatus. Negli ultimi anni si è scoperta una specie molto più efficiente e specifica rispetto a Anastastus: Trissolcus Mitsukurii. Questa vespa ha il vantaggio per parassitizzazione alternativa di Nezara viridula.

→ Questi insetti sono parassitoidi delle uova della cimice, depongono le loro uova all’interno delle uova della cimice. Si è notato che su 100 ovature naturalmente deposte, il 15% ha mostrato parassitizzazione. Tramite l’utilizzo di trappole per l’esposizione di ovature sentinella si è potuto constatare l’agente di biocontrollo più potente tra tutti: Trissolcus japonicus. La vespa samurai è altamente specifica, si è coevoluta con la cimice asiatica, è innocua all’uomo e insetti utili e gli adulti sono glicifagi (si nutrono di sostanze glucidiche).

Anastatus bifasciatus è un imenottero impiegato nella lotta biologica contro la cimice asiatica. La sua azione prevede l’attacco delle uova della cimice. Questa specie però è stata scartata in quanto richiede un controllo biologico inondativo, cioè il rilascio frazionato nel tempo della specie perché ha uno sviluppo lento e scarsa fertilità, è super generalista provvedendo a non concentrarsi più sulla cimice ma su altre specie presenti in vigneto col passare del tempo.

Normativa nazionale

• Superamento del DPR 357 del 1997 che bloccava la lotta biologica in Italia
• Nuovo quadro legislativo DPR 102 entrato in vigore il 20/09/2019
• Iter autorizzatorio per i rilasci in deroga: richiesta da parte di enti locali subordinata alla valutazione di uno specifico «studio del rischio». Approvazione Ministero dell’Ambiente e dell’Agricoltura
• Linee guida (DM) ancora non ufficialmente approvate ma alla firma del ministro dell’Ambiente
• Studio del rischio coordinato da CREA già pronto
• Dopo la firma del DM immediata richiesta di autorizzazione corredata da studio del rischio (5 regioni + 2 province)
• Possibile autorizzazione già a partire dal 2020

FEM gestisce allevamento e rilascio vespa samurai

Protocollo nazionale lotta biologica

• Metodi di moltiplicazione Trissolcus japonicus
• Controlli pre-lancio sulla qualità degli insetti e sull’idoneità dei siti (presenza e danni da cimice, corridoi ecologici)
• Lanci: almeno 100 femmine per sito + 10% maschi in almeno 2 periodi durante la stagione vegetativa
• Da metà giugno (1° picco ovideposizione)
• Dopo almeno 20 gg dal primo lancio
• Controlli post-lancio
• Il più grande piano di azione con lotta biologica mai programmato in Italia

Morfologia esterna

La prima differenza sostanziale riguarda la variabilità delle dimensioni: gli insetti vanno da pochi mm fino ad arrivare a parecchi cm. Hanno un grande adattamento alle nicchie ecologiche, grande capacità di potersi gestire la vita in qualsiasi condizione. Il corpo degli insetti è diviso in segmenti (metameria eteromorfa), questi segmenti nel tempo han subito modificazioni (fusione tra essi, cambiamento morfologico, ecc).

I principali ordini di insetti sono: coleotteri (scarabeo, + numerosi), rincoti (cimici), imenotteri (vespe), ortotteri (locusta), lepidotteri (farfalla), odonati (libellula), ditteri (mosca), ecc. La locusta è un insetto primitivo, presenta gli organi in maniera ben distribuita.

I 3 segmenti che costituiscono il corpo dell’insetto sono:

• Capo: formato da 3 strutture principali:
  • Occhi composti e ocelli: molto sviluppati soprattutto per insetti polifagi e predatori, la struttura fotorecettrice è il rabdoma (terminazioni nervose delle cellule sensoriali), formato da numerose cellule retiniche e microvilli contenenti il pigmento visivo. La luce provoca un cambiamento di potenziale elettrico attraverso la membrana cellulare. Il segnale viene trasmesso, attraverso le sinapsi chimiche, lungo i neuroni fino al cervello. Gli organi visivi più frequenti negli insetti sono gli occhi composti. Tutti gli eterometaboli possiedono un paio di occhi composti.