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Lotta biologica: principi, metodi ed esempi

Il controllo biologico degli insetti per prevenire o curare le malattie delle piante

Nel corso della seconda metà del XX secolo, l’intensivazione degli agroecosistemi e l’utilizzo improprio dei prodotti chimici ha portato ad una notevole semplificazione della loro composizione riducendo così la biodiversità, alterando gli equilibri biologici tra le specie e impoverendo gli ecosistemi degli organismi antagonisti utili. Di conseguenza, la lotta biologica può essere considerata come un approccio alternativo per prevenire, mitigare e controllare i fitofagi dannosi. In questo articolo ci limiteremo a trattare le malattie delle piante causate da insetti e di conseguenza del controllo biologico di questi ultimi.

Principi di base

L’idea del controllo biologico è molto semplice: gestire un parassita della pianta usando deliberatamente gli organismi viventi, sfruttando perciò i fenomeni di antagonismo tra le specie, per contenere la popolazione degli organismi dannosi. In un ecosistema naturale tali eventi si verificano innumerevoli volte e sono una componente importante che permette di regolare le popolazioni di un organismo. Nell’applicare questi principi in agricoltura, l’obiettivo diventa quello di gestire in maniera efficace le popolazioni di organismi benefici e la loro capacità di ridurre le attività dei fitofagi dannosi entro limiti ambientali, legali ed economici.

Lotta biologica classica

A partire dalla metà del XIX secolo i primi studi sulla lotta biologica si orientarono verso il principio di introdurre uno o più nemici naturali contro specifici fitofagi esotici (arrivati accidentalmente in un nuovo paese e qui privi di antagonisti specifici), dallo stesso luogo di origine. È il principio della cosiddetta lotta biologica classica, in cui un organismo vivente viene introdotto come nemico naturale in un’area in cui non esisteva precedentemente, al fine di fornire un controllo a lungo termine del parassita.

Nel 1888, in USA ebbe luogo uno dei più grandi successi della lotta biologica: negli agrumeti della California era diventata particolarmente dannosa e di difficile controllo la cocciniglia Icerya purchasi proveniente dall’Australia. Nell’habitat di origine quella cocciniglia non causava alcun danno, mentre in California comprometteva la futura sopravvivenza dell’agrumicoltura. Charles Valentine Riley, capo del Several Entomological Service, propose di raccogliere in Australia gli antagonisti naturali della cocciniglia. Fu perciò introdotto il predatore Rodolia cardinalis, coccinellide che debellò completamente I. purchasi in California.

Fu un così grande successo che nei decenni successivi il coleottero fu introdotto progressivamente in tutte le regioni agrumicole del pianeta. In Italia fu liberata per la prima volta a Portici nel 1901 a cura di A. Berlese e passò alla storia come il primo insetto utile introdotto in Italia. Oggi la cocciniglia è una specie cosmopolita, comunemente presente negli agrumeti, ma non rappresenta più un grosso problema perché efficientemente controllata da Rodolia cardinalis.

Negli anni Novanta del XIX secolo comparve negli agrumeti californiani un altro temibile fitofago, la cocciniglia Pseudococcus calceolariae. Per il suo controllo fu introdotto in California il nemico naturale Cryptolaemus montrouzieri. Questo era efficace solo nelle aree costiere perché non sopportava i rigori invernali. In quel momento nacque l’idea di avviare allevamenti massivi di questo coccinellide e di distribuirlo periodicamente negli agrumeti più interni. Dal 1916 al 1930 furono realizzati in USA 16 allevamenti massali di C. montrouzieri allo scopo di lanciarlo ad ogni stagione nelle regioni in cui non si acclimatava autonomamente.

Gli allevamenti massali permisero di controllare efficacemente il problema e da questa esperienza si concretizzò il concetto di biofabbrica, struttura finalizzata a riprodurre in massa organismi ausiliari da impiegare nella lotta biologica.

I limiti dell’approccio

La lotta biologica classica, nonostante gli innumerevoli successi ottenuti, ha dimostrato negli stessi anni di possedere dei limiti. L’introduzione di una specie in un nuovo areale non può infatti essere presa sotto gamba. Perché ciò possa essere messo in atto è necessario effettuare le giuste analisi di impatto ambientale. È possibile infatti che una specie benefica utilizzata per il controllo biologico possa diventare essa stessa dannosa trovandosi in un areale con equilibri biologici differenti da quelli dell’areale di origine. È il caso della coccinella allerchino, Harmonia axyridis. Questa, originaria dell’Asia, è oggi presente in tutto il mondo.

L’origine della sua diffusione risale al 1916 quando venne introdotta negli USA come agente di controllo biologico. A partire dalla fine degli anni Ottanta ha cominciato a diffondersi in tutti gli Stati Uniti in maniera incontrollata, per poi colonizzare il Sud America, l’Egitto, il Sudafrica e l’Europa. La coccinella infatti, oltre ad essere un predatore molto attivo di afidi, cocciniglie, neurotteri, sirfidi e numerosi altri insetti, riesce facilmente a debellare i nemici naturali autoctoni e in parte a sostituirsi ad essi. È qui che la lotta biologica classica creò un danno a sua volta. In campo agrario H. axyridis è particolarmente dannosa per i vitigni in quanto in prossimità della vendemmia gli adulti tendono ad aggregarsi sui grappoli e ad imbrattarli di sostanze aromatiche dall’odore sgradevole che possono alterare definitivamente il sapore del vino.

Lotta biologica integrata

Questo esempio dimostra come la lotta biologica classica sia difficile da controllare senza dei precisi piani sperimentali e delle ricche conoscenze sulla biologia della specie utilizzata. Negli ultimi decenni molta strada è stata fatta e la lotta biologica si è evoluta notevolmente. Oggi è ben inquadrata come mezzo di controllo utile in un contesto più ampio di lotta integrata (Integrated Pest Management). L’IPM non è altro che un sistema di controllo degli organismi dannosi che utilizza tutti i fattori e le tecniche disponibili per mantenere la popolazione al di sotto di una densità economicamente dannosa nel rispetto dei principi ecologici, economici e tossicologici.

In questo caso si attribuisce particolare importanza alle buone pratiche agricole per cercare di proteggere e accrescere la popolazione degli organismi utili già presenti in campo; inoltre si dà gran risalto all’applicazione di tecniche di prevenzione e monitoraggio delle malattie, in modo da consentire una diagnosi precoce e di conseguenza una più accurata e razionale gestione della malattia preferendo i metodi biologici e fisici a quelli chimici.

Metodi di lotta biologica

La lotta biologica può essere condotta con differenti strategie a seconda della biologia della specie utilizzata e delle caratteristiche climatiche e ambientali in cui si opera.

Metodo propagativo

E’ quello utilizzato dalla lotto biologica classica e perciò prevede l’introduzione dalle aree di origine della specie dannosa di uno o più nemici naturali nel tentativo di ottenerne il controllo biologico. In questo caso l’obiettivo è quello di far acclimatare nel nuovo ambiente gli organismi ausiliari introdotti e riprodurre così le condizioni che nell’areale di origine consentono una regolazione naturale della dinamica di popolazione del fitofago.

Metodo inondativo

Prevede la distribuzione di un numero elevato di un nemico naturale per ottenere un rapido decremento del fitofago (in modo simile all’impiego di un insetticida). Questo metodo presuppone la possibilità che l’antagonista sia allevato e moltiplicato in una biofabbrica.

Metodo inoculativo

Prevede una periodica reintroduzione di specie utili. Questa specie può essere autoctona, e in questo caso la reintroduzione periodica è necessaria se la specie scarseggia in campo, o alloctona (proviene da un’altro areale di origine), che fatica ad acclimatarsi stabilmente al nuovo ambiente.

Metodo protettivo

Prevedere la messa in atto di una serie di accorgimenti atti a preservare e/o a potenziare l’azione svolta dai nemici naturali già presenti, attraverso per esempio le buone pratiche di gestione delle colture e dei parassiti o attraverso la manipolazione dell’ambiente.

Lotta biologica agli insetti: predatori, parassitoidi e patogeni

Un insetto dannoso può essere controllato con l’utilizzo di predatori, parassitoidi e organismi patogeni specifici (entomopatogeni). Un insetto predatore si nutre dell’insetto fitofago, è il caso della Rodolia cardinalis, le cui larve e gli adulti possono entrambi nutrirsi di Icerya purchasi.

Un insetto definito parassitoide, invece, vive a spese di un altro insetto deponendo uno o più uova nel o sul suo corpo. La larva si svilupperà a spese dell’ospite portandolo lentamente alla morte che avviene quando la larva stessa ha raggiunto la maturità. Un esempio attualmente rilevante è quello della famigerata cimice asiatica, Halyomorpha halys, controllata dal parassitoide Trissolcus japonicus. H. halys è un esempio di insetto esotico originario della Cina e del Giappone e che al di fuori del suo areale di origine causa estremi danni agli alberi da frutti e alle piante orticole. Il T. japonicus  è il suo parassitoide originario: la femmina depone le sue uova all’interno delle uova dell’ospite (parassitoide oofago), la larva si sviluppa all’interno dell’uovo della cimice e lo consuma prima di emergere.

Oltre agli insetti predatori e parassitoidi, esistono varie patologie che possono colpire i fitofagi e che possono essere sfruttate efficacemente nella lotta biologica. Sono organismi entomopatogeni alcuni virus, batteri, funghi e nematodi. I virus sono parassiti obbligati e oltre 450 virus sono stati isolati da insetti e acari; tra questi soltanto i Baculoviridae sono utilizzati in lotta biologica. Il più utilizzato è il virus che infetta il tortricide Cydia pomonella (carpocapsa del melo). Il virus, una volta ingerito dalle larve di carpocapsa raggiunge l’intestino caratterizzato da pH alcalino, ciò consente al virus di riprodursi e diffondersi in tutto il corpo. La larva muore entro 5 giorni dall’ingerimento del virus diventando flaccida e biancastra.

Tra i batteri, risultano efficaci in un contesto di lotta biologica quelli sporigeni che possono produrre forme di resistenza chiamate endospore grazie alle quali rimangono vitali per molto tempo anche se esposti all’azione degradativa dei fattori ambientali. Tra i batteri sporigeni, Bacillus thuringiensis è quello più importante e largamente prodotto su scala industriale. Per agire deve essere ingerito e una volta raggiunto l’intestino dell’insetto un’endotossina prodotta dal batterio si dissolve e causa la paralisi dell’intestino e dell’apparato boccale. L’insetto smette di alimentarsi, deperisce e muore nel giro di 3-5 giorni in seguito all’invasione batterica nel resto della cavità corporea (setticemia).

I funghi entomopatogeni possono penetrare attivamente nell’ospite penetrando la cuticola e sviluppandosi nell’emocele (cavità contenente l’emolinfa). Il micelio che ne deriva invade l’intero insetto alla morte rivestendone il corpo. La Beauveria bassiana causa la malattia nota come “calcino bianco”. È il fungo più usato e in commercio è possibile trovarlo sottoforma di spore vitali. Agisce per contatto: le spore aderiscono alla cuticola, germinano e penetrano attivamente diffondendo il micelio all’interno dell’ospite.

I nematodi parassiti di insetti vengono raggruppati tra gli agenti microbiologici perché provocano la morte dell’insetto principalmente mediante l’attività dei loro batteri simbionti. La specie maggiormente nota è Steinernema feltiae che penetra l’ospite passivamente attraverso aperture come l’apparato boccale, l’ano, gli spiracoli tracheali e le ferite. Ad un certo punto libera i propri batteri simbionti dell’intestino nell’emolinfa dell’ospite dove i batteri si moltiplicano. I batteri uccidono per setticemia l’insetto ma contemporaneamente ne impediscono la putrefazione mediante la produzione di sostanze antibiotiche. In questo modo il nematode può continuare a nutrirsi e a moltiplicarsi sulla vittima uccisa.

Conclusioni

Nel 1962 Rachel Carson introdusse il concetto di lotta biologica fornendo un’analogia molto efficace. In Silent Spring dice: 

Siamo ora davanti a due strade che divergono. La strada che percorriamo da tempo è ingannevolmente facile, un’autostrada senza pedaggio su cui avanziamo a grande velocità ma la sua fine è disastrosa. L’altro bivio, quello meno percorso, offre la nostra ultima, unica possibilità per raggiungere una destinazione che garantisca la conservazione della Terra.

La presa di coscienza della Carson in Silent Spring riguarda la perdita di biodiversità. Nel corso della seconda metà del XX secolo, l’intensivazione degli agroecosistemi ha portato ad una notevole semplificazione della loro composizione riducendo così la resistenza ambientale e di riflesso ha portato alla scomparsa e alla rarefazione dei vertebrati e degli artropodi utili. Dagli anni Ottanta si è assistito ad una inversione di tendenza che ha privilegiato, soprattutto nell’Unione Europea, la rinaturalizzazione degli ambienti rurali a favore di una maggior tutela della biodiversità.

In ogni caso, il tentativo dell’uomo di veicolare completamente l’eccedenza delle produzioni vegetali in una produzione economica rappresenta una forzatura delle leggi dell’ecologia che non può essere sostenuta integralmente con il ricorso a meccanismi di controllo esclusivamente biologici. Infatti, la lotta biologica non garantisce il controllo efficace di qualsiasi organismo dannoso ne il mantenimento delle infestazioni al di sotto di una soglia economica di danno: esisteranno sempre dei momenti in cui la popolazione degli antagonisti sarà troppo esigua per mantenere quella del fitofago sotto livelli economicamente sostenibili. Ragion per cui, la lotta biologica è insufficiente a garantire il raggiungimento di obiettivi economici paragonabili a quelli dell’agricoltura convenzionale, ma al contrario può fornire risultati duraturi nel tempo e permettere il ripristino degli equilibri ecologici naturali.

La lotta biologica è un mezzo di controllo delle malattie delle piante sicuro per l’ambiente, altamente selettivo e specifico nella sua azione. I cosiddetti biopesticidi sono facilmente biodegradabili, e possono essere utilizzati in combinazione con altre misure di controllo nei programmi integrati di gestione dei parassiti.

Referenze

  1. Viggiani G. (1977). Lotta biologica ed integrata, Liguori editore.
  2. Vincent C. et al. (2007). Biological control: a global perspective, cause studies from around the world, Cabi.
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