Allelochimici, la nuova frontiera nella lotta agli insetti

L'effetto dei cairomoni. L’afide predato emette feromoni di allarme a cui rispondono gli individui della stessa specie e le formiche che li “allevano”
Non solo i feromoni tra le sostanze biottive per il controllo degli insetti: le conoscenze sull’ampia categoria dei “messaggeri chimici” stanno aprendo interessanti prospettive per la difesa integrata delle colture. Il resoconto del webinar “Semiochimici in agricoltura” organizzato da Aipp

Si sono rapidamente esauriti i 100 posti disponibili per partecipare all’ultimo webinar che l’AIPP (Associazione Italiana Protezione delle Piante) ha organizzato a fine agosto sui “semiochimici in agricoltura”, a conferma del grande interesse dei tecnici per le applicazioni attuali e potenziali della variegata classe di “messaggeri chimici” a cui appartengono i più noti feromoni sessuali degli insetti.

Processo di ricerca per l’identificazione e la caratterizzazione di semiochimici.

L’ampia classe dei semiochimici

In effetti, l’attenzione ai mezzi di difesa alternativi agli insetticidi chimici e di minore impatto ambientale è in forte aumento. Tra questi mezzi, l’uso dei feromoni sessuali ha incontrato una crescente applicazione anche in Italia, in particolare per il controllo di lepidotteri. Ma, oltre ai feromoni, la più ampia classe dei “semiochimici” (letteralmente sostanze chimiche “segnale”, dal greco semeion) offre nuovi ed efficaci strumenti che potrebbero rivoluzionare le attuali strategie di controllo integrato degli insetti.

 

 

Giacinto Salvatore Germinara, professore dell’Università degli Studi di Foggia con una lunga esperienza scientifica nel settore dei semiochimici, ha affrontato l’argomento con una dettagliata relazione e ha risposto alle diverse domande e sollecitazioni di alcuni dei partecipanti al seminario.

Feromoni e allelochimici

Negli insetti, tra le diverse modalità di comunicazione, spesso quella “chimica” assume un ruolo di primaria importanza sia a livello intraspecifico che interspecifico. I semiochimici degli insetti, normalmente bioattivi a concentrazioni molto basse, sono distinti in “feromoni” ed “allelochimici”.

I feromoni agiscono a livello intraspecifico e favoriscono la comunicazione tra individui della stessa specie. I più conosciuti sono i “feromoni sessuali”, noti da tempo ed utilizzati quali mezzi selettivi e a basso impatto ambientale per il monitoraggio e il controllo diretto di numerose specie di insetti fitofagi. Tra i feromoni degli insetti, oltre ai sessuali, esistono quelli di “allarme”, emessi ad esempio dagli afidi disturbati o attaccati per allertare la colonia; i “feromoni traccia” come quelli utilizzati da alcuni ditteri carpofagi per marcare i frutti su cui hanno deposto le uova al fine di scoraggiare altre femmine ad ovideporre; i “feromoni di aggregazione” emessi da alcune specie di coleotteri e di blatte per richiamare altri individui vicino fonti alimentari.

Esempi di trappole e dispenser di feromoni

Gli allelochimici, al contrario dei feromoni, hanno azione interspecifica e possono mediare la comunicazione tra specie appartenenti anche a regni diversi (es. fitofago attratto da sostanze emesse da piante ospiti). Come i feromoni, gli allelochimici modificano il comportamento della specie bersaglio e sono quindi potenziali strumenti di strategie di controllo ecocompatibili.

L’odore della melata degli afidi attira le crisope

 Tabella - I messaggeri chimici negli insetti (semiochimici)

Semiochimici
Feromoni

(effetto intraspecifico)

Allelochimici

(effetto interspecifico)

Sessuale Allomoni: di tipo difensivo, sollecitano l’allontanamento di altre specie a vantaggio di quella emittente come i secreti delle cimici o l’acido formico delle formiche
Aggregazione Cairomoni: composti favorevoli all’organismo che riceve il segnale, come ad esempio quelli emessi dalle piante e che risultano attrattivi per i fitofagi, la melata degli afidi che attira le crisope, gli odori delle uova che richiamano i parassitoidi.
Dispersione Sinomone: sostanze utili sia all’organismo emittente che al ricevente; esempi sono l’odore emesso dai fiori che attira insetti pronubi ed i composti volatili rilasciati da piante infestate che attirano i nemici naturali dei fitofagi.
Aggressione o allarme Apneumone: sostanze utili all’organismo ricevente emesse da materiale non vivente come per esempio odori emessi da escrementi animali in cui alcuni coleotteri depongono le proprie uova per assicurare un nutrimento adeguato alle larve.
Traccia  

 

Le prime applicazioni di cairomoni

L’uso di allelochimici in agricoltura è ancora in una fase iniziale e molto rimane da fare non solo in termini di identificazione di nuove molecole ma anche relativamente al dosaggio ed al rilascio in campo di sostanze di cui è già nota l’attività biologica.

Attualmente, la sperimentazione di tecniche di difesa basate sui cairomoni di origine vegetale ha raggiunto risultati d'interesse. Queste sostanze, essendo in grado di attrarre entrambi i sessi di specie fitofaghe, sono potenzialmente utili quali strumenti di monitoraggio e di cattura massale. L’etil-(E,Z)-2,4-decadienoato, ad esempio, è una sostanza emessa da frutti di pero maturi che ha un forte potere attrattivo verso vari lepidotteri tra cui Cydia pomonella e alcuni tortricidi delle castagne. Trappole attivate con questa sostanza consentono di estendere la cattura anche alle femmine, migliorando il monitoraggio o aumentando gli effetti della cattura massale.

Le strategie “push and pull”

Diversi sono i repellenti (allomoni) individuati e caratterizzati che possono trovare utile applicazione in strategie di controllo degli insetti. La produzione di imballaggi contenenti repellenti (es. acido propionico) può ridurre il rischio di contaminazione delle derrate e l’uso di erogatori di aerosol repellenti per le mosche domestiche o delle stalle è già una realtà. Gli allomoni possono sinergizzare gli effetti della cattura massale: nella così detta strategia “push and pull” repellenti vengono distribuiti nell’appezzamento da difendere in abbinamento a trappole sessuali poste lungo i bordi.

L'attivazione di meccanismi di difesa nelle piante può indurre il rilascio di composti che possono renderle meno accessibili a determinate specie fitofaghe (allomoni) oppure richiamare nemici naturali di specie dannose verso la pianta attaccata (sinomoni). I sinomoni, opportunamente distribuiti, possono incoraggiare gli insetti utili a permanere nei siti di rilascio, migliorare la capacità di ricerca dei predatori e dei parassitoidi e, come conseguenza, esaltarne le prestazioni biologiche.

Alla ricerca di nuove sostanze bioattive

Molte sostanze allelochimiche non sono ancora state individuate e, comunque, la loro caratterizzazione e purificazione non è un lavoro né semplice né economico su cui però la ricerca privata e pubblica sta investendo risorse importanti.

Di recente il gruppo di ricerca del prof. Germinara si è dotato di uno strumento innovativo di analisi (Gascromatografia abbinata spettrometria di massa ed a elettroantennografia) che consente contemporaneamente di individuare le specifiche sostanze biottive a cui risponde fisiologicamente l’insetto bersaglio. Per lo sviluppo di prodotti commerciali basati sugli allelochimici attualmente noti è importante la messa a punto di tecnologie per la stabilizzazione e l'ottimizzazione del rilascio dei composti attivi in pieno campo. Sebbene nell'ultimo decennio siano stati ottenuti risultati incoraggianti, siamo ancora in una fase iniziale e sarà necessario dedicare a questi temi programmi di ricerca a lungo termine.

Moderna strumentazione per l’individuazione e caratterizzazione chimica di semiochimici

Un ruolo determinante nelle strategie di lotta integrata

In conclusione, secondo Germinara, i semiochimici, insieme agli agenti di controllo biologico e ai prodotti di origine vegetale, sono candidati promettenti per giocare un ruolo efficace nel controllo dei fitofagi mediante la lotta integrata. Grazie alle loro bassa tossicità sull'uomo e sull'ambiente, i feromoni e gli allelochimici potranno, in linea con le politiche di sostenibilità ambientale dell'Unione Europea, contribuire concretamente alla tutela della biodiversità degli ecosistemi e alla sicurezza alimentare.

L’intera registrazione del webinar, che oltre alla relazione del prof. Germinara contiene i diversi interventi, interessanti del pubblico e del moderatore, è disponibile sul canale youtube dell’AIPP.

Il prossimo appuntamento webinar dell’Associazione sarà il 17 settembre 2020 e si parlerà delle recenti acquisizioni sulla flavescenza dorata e sul suo specifico insetto vettore. I dettagli dell’evento saranno pubblicati sulla pagina facebook dell’Associazione (“AIPP Associazione Italiana Protezione Piante”).

Allelochimici, la nuova frontiera nella lotta agli insetti - Ultima modifica: 2020-09-08T19:29:09+02:00 da Lorenzo Tosi

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