Identification and evaluation of attractiveness of lactic acid bacteria as a bait for Drosophila suzukii Matsumura

Il rapido incremento delle attività commerciali, il perpetuarsi delle migrazioni umane, il turismo, i trasporti e i viaggi sempre più celeri, nel corso dell’ultimo secolo hanno notevolmente favorito la diffusione di numerose specie invasive, che hanno superato barriere geografiche, anche considerevoli, in un ristretto arco temporale. Questa tendenza è destinata ad aumentare ulteriormente, e le specie invasive provenienti da altri Paesi, prima sconosciute, sono da annoverare tre le principali minacce per la biodiversità e la produzione alimentare in tutto il mondo. Gli insetti rappresentano la maggioranza degli organismi viventi e, quindi, costituiscono larga parte del problema delle specie invasive, tanto che in molte aree, come Nord America, Australia, Asia e Sud Africa, gli insetti dannosi alloctoni sono considerati importanti quanto, e forse più, di quelli autoctoni. Tradizionalmente l’Europa ha subito danni meno ingenti da parte di insetti di provenienza esterna, tendenza che è notevolmente cambiata in anni recenti e che ha portato ad un interesse sempre maggiore nei confronti degli insetti alieni che hanno colonizzato il territorio comunitario. Drosophila suzukii Matsumura (Diptera: Drosophilidae), nota anche come moscerino dei piccoli frutti o spotted-wing drosophila (SWD), originaria del sud-est asiatico, è un fitofago di recente introduzione in Europa, Stati Uniti e Canada, ove i danni sono stati rinvenuti su numerose colture come ciliegio, vite, uva spina, lampone e frutti di bosco in genere, pesco, susino, cachi, pomodoro, olivo, gelso e nespolo, di cui attacca i frutti. Gli adulti di D. suzukii sono moscerini lunghi 2-3 mm, con occhi rossi, torace marrone chiaro o giallastro e strisce nere sull'addome. Sono caratterizzati da uno spiccato dimorfismo sessuale; i maschi mostrano, infatti, una macchia scura al margine anteriore di ogni ala, le femmine un grande ovipositore seghettato. Le uova sono bianco latte, oblunghe (0,5-0,7 x 0,2 mm) e con due filamenti ad un’estremità; dell’uovo, deposto sotto l’epicarpo, sono visibili dall’esterno solo i due filamenti sporgenti (ca. 0,4 mm) dalla cicatrice di ovideposizione. Le larve si sviluppano attraverso tre età, sono di colore bianco traslucido e vivono all’interno del frutto ospite, nutrendosi della polpa e dei microrganismi naturalmente presenti, causandone il deterioramento; le cicatrici di ovideposizione, infatti, consentono l’ingresso di patogeni, come batteri e funghi, che comportano la cascola precoce dei frutti danneggiati. I danni economici causati da D. suzukii sono stati stimati in circa 2 miliardi di dollari in America, oltre 4 miliardi in Europa e 500 milioni in Asia. Appare scontato pensare che gli insetticidi di sintesi possano rappresentare il mezzo principale per il controllo e la gestione di D. suzukii ma, data la novità rappresentata da questo fitofago, deve essere individuata, intanto, una soglia economica di danno. Insetticidi di sintesi quali organofosfati, piretroidi e spinosad, hanno dimostrato una certa efficacia contro D. suzukii; l’altra faccia della medaglia mostra come questi principi attivi ad ampio spettro di azione siano tossici per gli insetti utili, oltre che essere responsabili dell’aumento dei residui presenti nei frutti, con tutti i rischi conseguenti per la salute umana. Risultati incoraggianti sono attesi dall’uso di agenti di biocontrollo come funghi, batteri, virus e altri nemici naturali del carpofago, ovvero predatori e parassitoidi, che potrebbero essere usati per limitarne le popolazioni. Il metodo attualmente più utilizzato per il monitoraggio di D. suzukii è basato sull’impiego di trappole costituite da un bicchiere di plastica forato contenente aceto di sidro di mele, un tensioattivo e un pannello adesivo di colore giallo. Tali trappole sono inefficaci per un monitoraggio precoce di D. suzukii, le cui popolazioni raggiungono rapidamente densità tali da arrecare danni, in quanto progettate per catturare altri insetti, in particolare Drosophilidae. Al fine di mettere a punto strategie efficaci di cattura massale, sono necessari attrattivi altamente efficaci e selettivi. Per D. suzukii, osservazioni preliminari confermano che l’insetto adulto è richiamato dalla frutta lesionata e preferibilmente in stato di fermentazione, come suggerisce la naturale attrazione esercitata da una varietà di liquidi fermentati, tra cui vino, aceto, succhi di frutta e derivati, nonché dall’associazione, recentemente riportata, di questo insetto con una comunità di diverse specie di lieviti, come Hanseniaspora uvarum (Niehaus) Shehata et al. Allo stato attuale, le trappole più efficaci per catturare D. suzukii sono innescate con diversi tipi di aceto e vino, substrati entrambi derivanti dalla fermentazione mediata sia da lieviti che da batteri. Una delle esche liquide commerciali, il cosiddetto “Droskidrink”, ha fornito risultati promettenti sia nel monitoraggio di D. suzukii, condotto negli anni 2011-2013 in provincia di Trento, che in prove preliminari di cattura massale. L’obiettivo principale di questo lavoro, pertanto, è stato quello di studiare alcuni aspetti poco noti di D. suzukii, in particolare quelli inerenti la percezione di stimoli di varia natura e il riconoscimento di substrati di interesse per la messa a punto di esche innovative e altamente efficaci da utilizzare nel monitoraggio e in strategie di controllo del carpofago. In particolare, gli studi sono stati indirizzati alla caratterizzazione di parametri biologici, fisici e chimici utili per valutare l’efficacia in campo dell’attrattivo noto come “Droskidrink”, l’esca commerciale raccomandata contro D. suzukii anche in pieno campo. Le prove di campo sono state condotte nella regione Trentino-Alto Adige, dove il fitofago ha recentemente causato danni ingenti. La ricerca ha sviluppato un nuovo tipo di esca, in cui l’attrattivo commerciale “Droskidrink” è risultato fortemente potenziato nella sua azione grazie all’associazione con microrganismi in grado di rilasciare sostanze volatili biologicamente attive su D. suzukii. Gli studi sono proseguiti presso l’Oregon State University, dove è stata saggiata la funzionalità della trappola innescata con il nuovo attrattivo anche in ambienti ecologicamente diversi, con l’intento di accelerare la ricerca e il trasferimento tecnologico di nuovi metodi ecosostenibili di controllo di D. suzukii basati, ad esempio, su tecniche di cattura massale. Nel presente lavoro è stato possibile dimostrare l’importanza dei microrganismi, in particolare batteri lattici, e più propriamente ceppi appartenenti alla specie Oenococcus oeni (Garvie) Dicks et al., nel miglioramento della capacità di cattura del “Droskidrink”, dovuto a sostanze prodotte durante la fermentazione malolattica. Gli studi compiuti hanno anche condotto alla messa a punto di un nuovo modello di trappola che sembra agire in modo sinergico con la miscela attrattiva utilizzata e che, tra l’altro, è in grado di ridurre i tempi necessari per la quantificazione e la determinazione degli individui catturati. Interessante è risultata la capacità di questo nuovo modello di trappola di catturare un consistente numero di individui, specialmente di sesso femminile, in periodi caratterizzati da temperature al limite della sopravvivenza di D. suzukii, ovvero in presenza di basse densità di popolazione del carpofago. Questi risultati permettono di ipotizzare una buona efficacia dell’applicazione precoce delle tecniche di cattura massale o di lotta attratticida, che potrebbero condurre, come auspicato, ad una significativa riduzione del numero di individui presenti in campo al momento della comparsa dei frutti adatti all’ovideposizione.