Entomologia applicata

INTERAZIONI INSETTI-ALTRI ORGANISMI: ECOLOGIA DEGLI INDIVIDUI, DELLE POPOLAZIONI E DELLE COMUNITÀ

[1] INTRODUZIONE AL CORSO DI ENTOMOLOGIA APPLICATA

- Con circa un milione di specie ufficialmente descritte, e molte di più ancora da descrivere, gli insetti

rappresentano il gruppo più abbondante e diversificato di esseri viventi sul nostro pianeta e costituiscano una

componente fondamentale in tutti gli ecosistemi interferendo, positivamente o negativamente, con moltissime

attività umane. La loro conoscenza ha un notevole impatto sia sulle nostre attività che sulla nostra salute.

- Durante la loro lunghissima storia evolutiva, essi stono stati capaci di adattarsi praticamente a tutti gli

ecosistemi disponibili. Tradizionalmente si riconoscono quattro principali gruppi di artropodi: i chelicerati (acari,

ragni e scorpioni), i mirapodi (centopiedi e millepiedi), i crostacei (granchi e gamberi) e gli insetti.

- Gli insetti sono gli Artropodi che hanno avuto il maggior successo evolutivo. Essi dominano la Terra da quando

nel basso Paleozoico comparvero i primi ecosistemi terrestri. Questa precoce comparsa deve aver permesso

loro di beneficiare di tutte opportunità derivanti dalla presenza di piante vascolari ed angiosperme, anche

utilizzando le numerose innovazioni del loro piano organizzativo di base:

o L’acquisizione di due paia di ali per il volo (ripiegate lungo il corpo per facilitare i movimenti a terra) e di un

efficiente sistema di osmoregolazione fornì loro notevoli capacità di colonizzazione e di espansione in nuovi

ambienti e di proteggersi più efficacemente dai predatori.

o La presenza di uno sviluppo post-embrionale durante il quale, nel caso della metamorfosi completa

(olometabolia), le forme immature si trasformano in adulti con aspetto assai diverso dal giovane, ha

permesso loro di sfruttare una dieta differenziata negli stadi immaturi rispetto agli adulti.

o L’impressionante capacità riproduttiva, spesso accompagnata da partenogenesi, l’alto tasso di speciazione

e l’elevato numero di generazioni che spesso molti di essi manifestano (che consente l’accumulo di

mutazioni e la rapida divergenza genetica) ha portato gli insetti a essere i veri padroni della terra.

[2] STUDIO DELL’ECOLOGIA DEGLI INSETTI

- L’obiettivo principale dello studio dell’ecologia degli insetti è l’inquadramento di questi organismi nel

funzionamento dell’ecosistema, al fine di comprendere i meccanismi di interazione con le componenti biotiche

ed abiotiche, a partire dai quali possono essere svolte previsioni sull’impatto degli insetti nei sistemi naturali e

produttivi creati dall’uomo ai fini della propria organizzazione sociale ed economica.

- Nell’ambito degli ecosistemi terrestri, gli insetti sono rappresentati in tutti i livelli trofici dei consumatori, con un

numero di specie diviso a metà tra i fitofagi e altri consumatori. Hanno colonizzato un enorme numero di

nicchie ecologiche, sviluppando una serie di adattamenti ed associazioni simbiotiche che hanno consentito loro

di utilizzare i più svariati substrati alimentari e di superare condizioni ambientali estreme, grazie all’ausilio di

microrganismi in grado di completare quadri nutrizionali molto carenti.

- Essi sono aggressori inesorabili di innumerevoli esseri viventi e allo stesso tempo bersaglio di una folta schiera di

nemici naturali e di patogeni, con i quali stabiliscono associazioni estremamente diversificate, spesso di grande

significato economico, sanitario e sociale, oggetto di numerosi studi finalizzati alla loro intima comprensione ed

eventuale manipolazione a vantaggio dell’uomo e delle sue attività.

- Gli insetti sono caratterizzati da cicli di sviluppo particolarmente rapidi rispetto a specie del regno animale, che

consentono loro un particolare vantaggio nello sfruttare le risorse alimentari, pur nelle limitazioni imposte dalle

condizioni climatiche. 9

- Il ciclo di sviluppo o generazione di solito comprende varie fasi o stadi ed è consuetudine farlo iniziare con

l’uovo (o con lo stadio giovanile in caso di assenza di uova) e terminare con l’adulto.

o In molte specie delle zone temperate il ciclo di sviluppo coincide con il decorso stagionale annuale e quindi

si avrà una generazione per anno (ciclo univoltino).

o Esistono tuttavia molte specie che possono compiere più generazioni nello stesso anno (ciclo polivoltino),

in relazione a condizioni climatiche più o meno favorevoli.

- Il ciclo di sviluppo di un insetto può essere visto come un adattamento alla stagionalità e quindi come risposta

alle variazioni di lunghezza del giorno e della temperatura. Oltre agli aspetti stagionali esistono altri ritmi di

attività che sono regolati dall’attività metabolica e sono spesso sotto stretto controllo genetico.

[2] AUTOECOLOGIA

- Capitolo dell’ecologia animale o vegetale che, in opposizione alla sinecologia, indaga i rapporti tra l’ambiente e

una specie, una razza o altra categoria sistematica; oppure tra l’ambiente e singoli individui, prescindendo, nei

limiti del possibile, dai rapporti che si stabiliscono tra i gruppi indagati e altri gruppi sistematici e individui.

- Il soggetto sono gli individui della specie, che hanno un range di tolleranza nei confronti di fattori abiotici (in

particolare temperatura ed irraggiamento ma anche il bilancio idrico e O2) che influenzano le capacità di

dispersione degli individui.

- Le risorse sono assimilate dall’insetto principalmente attraverso la respirazione e la produzione di biomassa, e in

base al bisogno, utilizzate per favorire la crescita oppure la riproduzione.

- In base al regime alimentare degli insetti, possiamo distinguere tra:

o Saprofagia: nutrizione della materia organica vegetale/animale in decomposizione

o Zoofagia: nutrizione a spese di altri animali/tessuti. Riveste un ruolo importante nel controllo della

popolazione degli insetti.

o Fitofagia: nutrizione a spese di tessuti e organi vegetali. È stato uno dei motori evolutivi che ha portato ad

una considerevole diversificazione morfo-funzionale degli insetti e dei relativi meccanismi di difesa nei

vegetali, attraverso un intenso e continuo processo evolutivo. Diversi tipi:

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fillofagi (foglie) fitomizi blastofagi (apice

✓ carpofagi (frutti) (xylema+floema) vegetativo)

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xilofagi (legno) rizofagi (radici) antofagi (fiori)

- Fillofagi: la fillofagia (in senso stretto) implica l’erosione delle foglie che gli insetti praticano mediante l’apparato

boccale masticatore (coppia di mandibole e mascelle, un labbro superiore, uno inferiore e una lingua). È

comune nei Lepidotteri (larve) e Coleotteri (larve e adulti), ma anche Ortotteri e Imenotteri Sinfiti (larve).

o Le foglie possono essere penetrate da larve di fillominatori, che scavano una galleria tra i due strati

epidermici, alimentandosi del mesofillo. La zona attaccata (mina fogliare) evidenzia aree a chiazza,

serpentiformi, circolari,…

o Tale adattamento alimentare si rinviene soprattutto in Ditteri e Lepidotteri, in minor misura in Coleotteri e

Imenotteri

- Fitomizi: si alimentano di linfa (floemomizi), xilema (xilemomizi) e plasmomizi (contenuto della cellula).

o Arrecano danni diretti: sottrazione di linfa, induzione di deformazioni/disfunzioni (es: bollosità, clorosi,

accartocciamenti) e indiretti: produzione di melata con sviluppo di funghi epifiti (parte dei fitomizi),

trasmissione di patogeni (es: virus e fitoplasmi).

o In alcuni casi (es: Flavescenza dorata della vite causata da Scaphoideus titanus) la trasmissione di virus e

fitoplasmi può superare quella del danno diretto

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o La maggior parte dei fitomizi appartiene agli Omotteri, agli Eterotteri e ai Tisanotteri. Sono fitomizi anche

gli acari Tetranichidi ed Eriofidi.

- Blastofagi: si alimentano a spese di fusti verdi (germogli e rametti non ancora lignificati). Spesso appartengono

ai Lepidotteri (es: larve di tortricidi e di gelechidi) e ai Coleotteri (adulti che costruiscono “sigari” quale sito per

lo sviluppo giovanile). La loro importanza economica dipende da numerosi fattori (densità delle popolazioni,

innesco per infestazioni estive, sottrazione o meno di organi fiorali).

- Antofagi: si nutrono di fiori e sono comuni tra i Tisanotteri, i Lepidotteri, i Coleotteri, e gli Imenotteri, ma

esistono antofagi in vari ordini. La loro importanza economica è spesso trascurabile dal momento che operano

un diradamento dei fiori con effetti positivi sulla dimensione dei frutti rimanenti (“compensazione”).

- Carpofagi: si nutrono a spese di frutti arrecando danni direttamente correlabili con il valore economico della

produzione e possono favorire lo sviluppo dei patogeni. Sono comuni tra i Rincoti, i Lepidotteri, i Ditteri e i

Coleotteri, ma sono presenti anche in altri ordini.

- Xilofagi: si nutrono a spese di legno sia di piante arboree sia da legno in opera. Quando attaccano le piante

arboree, scavando gallerie all’interno di fusti e di rami, mettono a repentaglio la loro stabilità e creano

condizioni favorevoli per lo sviluppo di patogeni. Si riscontrano xilofagi tra gli Isotteri, i Lepidotteri e i Coleotteri.

[3] DEMOECOLOGIA

- Parte della sinecologia che si occupa dello studio delle popolazioni (Insieme di organismi della stessa specie che

interagiscono in quanto occupanti lo stesso spazio ed accomunati dallo stesso pool genico) valutandone i diversi

parametri (natalità, mortalità, densità, distribuzione delle età, curva di accrescimento, numero e biomassa degli

individui che le costituiscono).

- Proprietà di una popolazione: le popolazioni sono caratterizzate da proprietà

o Strutturali: descrivono le caratteristiche di una popolazione in un preciso momento (come una fotografia).

Sono densità (per unità di superficie), dimensione, distribuzione, età, sex ratio e variabilità genetica

o Funzionali: prevedono la tendenza evolutiva di una popolazione

▪ PROPRIETÀ STRUTTURALI DI UNA POPOLAZIONE

- Densità: numero di insetti /unità di territorio. Determinata con un opportuno metodo di campionamento.

- Dimensione: numero totale di insetti che compongono la popolazione. Di difficile individuazione per le piccole

dimensioni degli insetti e la loro notevole capacità di spostamento.

- Distribuzione: come i membri della popolazione occupano il proprio habitat. Esistono diverse

modalità di distribuzione:

o Casuale: gli insetti occupano in maniera casuale l'area occupata dalla popolazione

o Uniforme: gli insetti si dispongono uniformemente, equilibrato accesso alle risorse

o Aggregata: gli insetti sono uniti in aggregazioni di varia origine: gregarietà, socialità,

presocialità, alimentare o pedotrofica. Molecole volatili rilasciate per richiamare o allontanare

individui della stessa specie

- Struttura per età: proporzione di individui della popolazione nelle varie classi di et