Agricoltura: ENEA nel progetto per difendere il cappero IGP di Pantelleria dai parassiti

Tutelare il cappero IGP di Pantelleria dalla cimice Bagrada hilaris[1], un insetto altamente distruttivo capace di provocare gravi danni anche a molte altre colture alimentari (grano, legumi, broccoli, cavolfiori), con pesanti ricadute economiche per gli agricoltori. È questo l’obiettivo di un progetto di ricerca finanziato dallo European Biological Control Laboratory (EBCL)[2] e coordinato dalla BBCA (Biotechnology and Biological Control Agency), che si è occupata delle indagini in loco, dell’allevamento e dei test biologici e comportamentali degli insetti, con il coinvolgimento di ENEA per l’irraggiamento degli insetti e la validazione e l'analisi dei dati raccolti. I primi risultati, pubblicati sulla rivista Insects, aprono la strada all’adozione della Tecnica dell’Insetto Sterile (SIT, Sterile Insect Technique) per il controllo di specie dannose in agricoltura in alternativa ai pesticidi, soprattutto in aree di particolare valore ambientale o produttivo.

“L'emittero Bagrada hilaris è un insetto infestante che negli ultimi anni si è diffuso sull’isola di Pantelleria diventando un’emergenza fitosanitaria che sta causando ingenti danni alla produzione del cappero IGP, un ingrediente tipico della cucina siciliana”, spiega Sergio Musmeci, biologo specializzato nel settore dell’entomologia agraria del Laboratorio ENEA Agricoltura 4.0 e coautore dello studio insieme, tra gli altri, ad Alessia Cemmi e Ilaria Di Sarcina del Laboratorio ENEA facility irraggiamento GAMma.

“In questo studio abbiamo testato per la prima volta gli effetti dei raggi gamma sulle diverse forme vitali di questo insetto, e non solo sui maschi adulti come prevede la tecnica classica, per adattarla quanto più possibile alle caratteristiche della specie e al contesto di area protetta”, osserva Alessandra Paolini, ricercatrice della BBCA che ha curato i biosaggi di laboratorio.

In particolare, i ricercatori hanno testato l’effetto dei raggi gamma su fecondità (numero di uova prodotte e deposte), fertilità (capacità delle uova di svilupparsi e schiudersi) e longevità dell’insetto in due stadi del suo ciclo vitale: da giovane, quando non è ancora in grado di riprodursi (ninfa), e da adulto di due settimane. L’irraggiamento ha ridotto drasticamente la fecondità femminile, portando il numero di uova quasi a zero. Allo stesso modo, la fertilità femminile è stata completamente soppressa quando le femmine non trattate si sono accoppiate con maschi irraggiati. In generale, l’irraggiamento ha comportato la quasi completa sterilità (oltre il 95%) su tutte le forme vitali dell’insetto[3].

Per quanto riguarda la longevità dopo l’irraggiamento, tutte le fasi vitali hanno mostrato una durata della vita adulta ben superiore al minimo di una settimana richiesto per le applicazioni della tecnica dell’insetto sterile. A una dose totale accumulata di 80 Gy, le femmine adulte sono vissute in media 36,7 giorni e i maschi 22,8 giorni. I maschi irraggiati allo stadio di ninfa sono risultati un po’ più sensibili, con una longevità media di circa 22,1 giorni (15 giorni nella fase adulta), comunque oltre il valore minimo richiesto.

“Nell’ambito del progetto abbiamo verificato anche un altro requisito fondamentale: i maschi adulti irraggiati riescono a competere con quelli selvatici, mostrando anzi una maggiore efficacia nella fase di accoppiamento[4]”, prosegue Sergio Musmeci di ENEA.

“Questo aspetto potrebbe riflettere un meccanismo di ormesi, ovvero una risposta iper-compensatoria di tipo adattativo presente in diverse specie di insetti, che viene innescata da lievi stress”, spiega la ricercatrice Chiara Elvira Mainardi, esecutrice dei test comportamentali per la BBCA e titolare di una borsa di studio presso il Laboratorio ENEA Facility Irraggiamento GAMma.

Finora il progetto per la tutela del cappero IGP di Pantelleria ha previsto sia indagini in campo sia sperimentazioni di laboratorio. Queste attività, nel prossimo futuro, permetteranno di testare una variante della tecnica dell’insetto sterile che non richiede l’allevamento degli insetti in biofabbriche per il successivo rilascio in campo (quest’ultima è una pratica non consentita nelle aree protette), con un notevole risparmio economico. Come proposto dall'entomologo Massimo Cristofaro, che è stato responsabile del progetto, questa nuova soluzione prevede la raccolta massiva degli insetti dalla popolazione selvatica[5], la loro sterilizzazione in laboratorio e la successiva re-immissione in campo degli individui trattati per contribuire a rendere sterile la parte residua della popolazione naturale. “Questa strategia si adatta bene alla biologia dell’insetto Bagrada hilaris, poiché il suo marcato comportamento gregario facilita la raccolta di migliaia di individui selvatici in autunno nelle zone hot-spot dove si radunano per lo svernamento. Inoltre, poiché in quel periodo la pianta del cappero è in fase di riposo vegetativo, la presenza dell’insetto non comporterebbe un danno per la coltura”, conclude Musmeci.

Per validare i risultati ottenuti nelle precedenti sperimentazioni di laboratorio, è prevista una seconda fase che coinvolgerà il Parco Nazionale di Pantelleria: elemento chiave sarà la stima del rapporto tra i maschi sterili rilasciati e i maschi fertili presenti sull’isola.

A cura di: Stefania Marconi – Ufficio Stampa e Relazione con i Media –

[1] Bagrada hilaris è una specie invasiva di cimice considerata dannosa per le colture di Brassicacee in Africa, India e Medio Oriente fin dai primi anni del 1900. Ma è infestante anche per un gran numero di specie vegetali, comprese altre colture e piante ornamentali, appartenenti a 23 famiglie. È diffusa anche nel Sud-Est asiatico e nel Sud Europa, comprese le isole del Mediterraneo di Malta e Pantelleria (Italia). Nel 2008 è stata segnalata per la prima volta nella California meridionale e da allora sta espandendo rapidamente il suo areale in diversi stati del Sud-Ovest degli Stati Uniti, alle Hawaii e in Messico. Più recentemente, la specie è stata registrata anche a Quilicura, in Cile.

[2] Gestito dal Dipartimento dell’Agricoltura degli Stati Uniti.

[3] A partire da una dose di 80 Gy (Gray), mentre nel caso di insetti allo stadio di ninfa la sterilità è stata ottenuta con metà dose (50 Gy).

[4] Sterile but Sexy: Assessing the Mating Competitiveness of Irradiated Bagrada hilaris Males for the Development of a Sterile Insect Technique (autori: Chiara Elvira Mainardi1,2,*, Chiara Peccerillo3,*, Sergio Musmeci4, Alessandra Paolini1, René F. H. Sforza5, Alessia Cemmi6, Ilaria Di Sarcina6, Gianfranco Anfora3, Daniele Porretta2, Francesca Marini1  e Massimo Cristofaro1).

[5] La comprensione degli effetti dei raggi gamma su tutte le forme vitali si è resa necessaria proprio in vista di un prelevamento degli insetti dal campo. Infatti, una successiva cernita in laboratorio dei soli maschi adulti da sterilizzare come previsto dal SIT classico, sarebbe eccessivamente lunga e costosa in termini di manodopera.