• Non ci sono risultati.

IPOTESI SPERIMENTALE: I FEROMONI SESSUALI DI B.oleae COME CAIROMONI PER P concolor

Foto 1 Una femmina di P concolor nell’atto d

6. IPOTESI SPERIMENTALE: I FEROMONI SESSUALI DI B.oleae COME CAIROMONI PER P concolor

Tutte le creature che vivono come predatori, parassiti o parassitoidi vedono la loro

esistenza legata alla presenza di altre specie e, dunque, per sopravvivere devono essere

in grado di rintracciare tali specie. Nel corso dell’evoluzione questi animali hanno

imparato a sfruttare a proprio vantaggio ogni tipo di segnale rilasciato nell’ambiente

dalle proprie prede. Spesso parassitoidi e predatori hanno imparato a riconoscere ed

utilizzare, per la propria ricerca, tutti quei particolari segnali emessi dai loro ospiti o

prede durante il periodo dell’accoppiamento (Zuk e Kolluru 1998; Bruce et al. 2001).

Esistono molte prove dello sfruttamento dei comportamenti sessuali di natura acustica.

Ad esempio le melodie emesse durante il corteggiamento da gryllidi e gryllotalpidi

attraggono alcuni ditteri tachinidi (Mangold 1978; Allen 1995), come anche il canto di

corteggiamento dei cicadidi è utilizzato per la localizzazione da ditteri sarcophagidi

(Soper et al. 1976). Più rari sono i casi in cui predatori e parassitoidi si servono di

segnali visivi d’accoppiamento, come la luminescenza emessa dai maschi di lucciola

Photinus sp. durante il corteggiamento seguita dalle femmine del suo predatore Photuris sp. (Lloyd e Wing 1983; Lloyd 1997), o ad esempio la colorazione del

maschio del pesce tropicale d’acqua dolce, detto guppy, Poecilia reticolata che attrae

molti predatori oltre al gambero Macrobrachium crenulatum (Endler 1978, 1991). Si

può comunque dire, soprattutto per gli insetti entomofagi, che il tipo di stimolo di

natura sessuale più utilizzato sia quello olfattivo (Zuk e Kolluru 1998). Da questo punto

di vista sono molto interessanti le vespe parassite che ricercano i loro ospiti

riconoscendo sia stimoli olfattivi prodotti dall’ospite allo stadio in cui esso viene

52

pianta ospite (Fatouros et al. 2008). Ad esempio, i parassitoidi che depongono

all’interno di uova di altre specie hanno sviluppato la capacità di servirsi dei feromoni

dell’ospite adulto come cairomoni di ricerca per compensare la loro scarsa abilità nel

rintracciare le uova stesse. In altre parole, questi animali cercano la presenza dell’ospite

allo stadio adulto per identificare un’area in cui molto probabilmente, essendoci

l’adulto, ci siano anche uova (Huigens e Fatouros 2013 e loro referenze). Più in

generale i parassitoidi sono spesso in grado di distinguere diversi tipi di feromoni

emessi dal proprio ospite allo stadio adulto come feromoni d’allarme (ne sono esempi

quelli di formiche ed afidi) (Feener et al. 1996; Micha e Wyss 1996; Beale et al. 2006),

d’aggregazione (Aldrich et al. 1984; Bruni et al. 2000), anti-sessuali (o anti-afrodisiaci)

(Fatouros et al. 2005; Huigens et al. 2009, 2010) e, ovviamente, sessuali. In particolare

i feromoni sessuali degli ospiti adulti suscitano attrazione in molte specie di imenotteri

parassiti, compresi afelinidi (Sternlicht 1973; Kyparissoudas 1987; Samways 1988;

McClain et al. 1990), encyrtidi (Leale et al. 1995; Mizutani 2006), eucolidi (Hedlund et

al. 1996), eulofidi (Hilker et al. 2000), eupelmidi (Powell 1999), pteromalidi (Steidle et

al. 2001, 2003; Mbata 2004), scelionidi (Arakaki et al. 1996, 1997; Colazza et al. 1997,

1999; Borges et al. 1999; Arakaki e Wakamura 2000; Conti et al. 2003; Fiaboe et al.

2003; Silva et al. 2006; Arakaki et al. 2011), trichogrammatidi (Noldus 1988; Frenoy et

al. 1991; Noldus et al. 1991; Frenoy et al. 1992; McGregor e Henderson 1998; Reddy et

al. 2002; Schöller et al. 2002; Fiaboe et al. 2003; Milonas et al. 2009a, b) e braconidi (Hardie et al. 1991; Powell et al. 1993, 1998, 1999; Hedlund et al. 1996; Glinwood et

al. 1999; Reddy et al. 2002; Dweck et al. 2010). Andando più nello specifico gli

esemplari femmina di P. concolor ricercano le larve di tefritidi sulla base di segnali

olfattivi. È stato dimostrato come in una situazione in cui all’animale siano forniti

53

non infestati (Benelli et al. 2013c), infatti miscele sintetiche composte dalle sostanze

emesse da pesche e mele attaccate da C. capitata danno luogo ad una forte attrazione

nei confronti di questi insetti. Sia nel caso della pesca che della mela l’effetto attrattivo

è dovuto in buona parte alle sostanze emesse tipicamente dai frutti soltanto se attaccati

da tephritidi (TIFVs – Tephritid Induced Fruit Volatiles): etil octanoato, decanale e 4-

decanolide riguardo la pesca, 1-butil butirrato e 1-butil esanoato per la mela (Benelli et

al. 2013c). Anche i maschi vergini di P. concolor sono attratti da diversi TIFVs della

mela (1-butil butirrato, 1-butil esanoato e 1-esil etil-2-metilbutanoato) e della pesca (etil

octanoato, acido nonanoico, acido decanoico e acido dodecanoico). Alcuni di questi (1-

butil butirrato, 1-butil esanoato e l’acido dodecanoico), inoltre, prolungano il tempo che

il maschio trascorre sulla superficie trattata con il TIFV durante i test. Considerato che

le femmine si accoppiano solo una volta, la percezione dei TIFVs diventa cruciale per i

maschi poiché li guida alla ricerca di frutti infestati dai quali possono sfarfallare delle

femmine, in questo modo i maschi incrementano le loro probabilità di incontrare

femmine recettive; è per questo che i TIFVs sono stati proposti come cairomoni

(Benelli e Canale 2013b). P. concolor può svilupparsi anche su B. oleae che ha, nella

fase di corteggiamento, un peculiare profilo chemio-ecologico. Benché nella maggior

parte dei tefritidi sia la femmina che attrae il maschio, in B. oleae entrambi i sessi

producono feromoni sessuali. Il feromone sessuale prodotto dalle femmine vergini è, in

realtà, un blend di quattro componenti ad azione sinergica: 1,7dioxaspiro[5.5]undecano

(DSU, conosciuto come olean), metil dodecanoato, α-pinene e nonanale (Baker et al.

1980; Mazomenos e Haniotakis 1981, 1985). Tra tutti il DSU è il componente più

abbondante e anche quello che mostra la più alta attività biologica nei confronti dei

maschi (Mazomenos e Haniotakis 1981, 1985). È interessante notare come anche i

54

inizio dal primo giorno dopo lo sfarfallamento raggiunge il suo picco quando la

maturazione delle gonadi è completa per poi decrescere fino a zero all’undicesimo

giorno (Canale et al. 2012; Levi-Zada et al. 2012). Una volta raggiunta la maturità

sessuale i maschi di B. oleae iniziano a produrre (Z)-9-tricosene (ZU o muscalure),

sintetizzato solo dal maschio ha lo scopo di attrarre la femmina nella fase del

corteggiamento che si svolge a distanza ravvicinata (Carpita et al. 2012; Canale et al.

2013c). Le femmine di P. concolor vanno alla ricerca delle larve della mosca delle

olive sulla scia di stimoli olfattivi provenienti dalla larva stessa, da ciò che mangia e da

tutti quei metaboliti prodotti dall’interazione larva-substrato (come escrementi o residui

di polpa di oliva masticata) (Canale e Benelli 2012). È comunque possibile che siano in

grado di sfruttare anche i segnali olfattivi rilasciati da esemplari adulti dei loro ospiti,

come è stato notato nel caso di altri parassitoidi larvali (Hedlund et al. 1996; Powell

1999; Reddy et al. 2002). Effettivamente il lek d’accoppiamento di B. oleae si trova

tipicamente sulle piante di olivo (Benelli 2013) e, senza dubbio, intorno a quest’area

possono essere rintracciate molte olive infestate; inoltre non essendo lo ZT molto

volatile quest’area ne rimane pervasa a lungo. Su queste basi si può ipotizzare che i

feromoni sessuali sia maschili che femminili di B. oleae possano essere sfruttatti dalle

femmine di P.concolor come cairomoni di ricerca (Ruther et al. 2002), in modo da

incrementare le chances che ha il parassitoide di localizzare frutti infestati. Inoltre, i

feromoni sessuali di B. oleae potrebbero attrarre anche i maschi di P. concolor in

maniera da aumentare le loro probabilità di trovare femmine recettive, o che stanno

sfarfallando da pupe parassitizzate di B. oleae. Tenendo in considerazione tutto ciò

siamo andati a misurare la risposta comportamentale di esemplari sia maschi che

femmine, vergini e accoppiati, di P. concolor nei confronti dei differenti dosaggi dei

55

6.1. Allevamento massale di P. concolor

L'allevamento massale di P. concolor viene, di solito, praticato utilizzando come ospite

di sostituzione la mosca della frutta, C. capitata. L’allevamento dell’Università di Pisa

ha preso il via nel 1990 partendo da un nucleo di femmine di P. concolor ottenute da

olive infestate raccolte in Sicilia. Nei successivi 23 anni il ceppo originario è stato

rinvigorito tre volte con esemplari selvatici nati da olive infestate raccolte in Toscana

(1995 e 1998) e in Calabria (2004). Al fine di ottenere esemplari adulti di P. concolor

un allevamento deve contemplare tre linee di produzione: le larve della C. capitata, gli

adulti della C. capitata e gli adulti di P. concolor.

6.2. Allevamento delle larve di C. capitata

Le larve di C. capitata vengono allevate senza grossi problemi su un substrato

costituito essenzialmente di erba medica macerata. Oltre all’erba medica in pellets la

miscela comprende anche zucchero e lievito che formano la base alimentare, inoltre

vengono aggiunti acido citrico e benzoato di sodio diluiti in acqua al fine di contrastare

l’insediarsi di muffe e batteri. Una volta preparato il composto questo viene lasciato a

riposare per 2-3 giorni. Quando il substrato è pronto viene distribuito in vaschette di

plastica rettangolari (50 x 15 x 2 cm) all’interno delle quali vengono anche “seminate”

le uova di C. capitata raccolte ogni due giorni. Fatto ciò su ogni cassetta viene apposta

la data di semina e poi le vaschette passano in una gabbia a più livelli con fondo

estraibile. Su ciascun livello si troveranno vaschette tutte con la stessa data; queste

verranno scalate verso il basso di un livello ad ogni nuova semina; dopo circa 10 giorni

saranno sul livello più basso della gabbia. Quando le vaschette vengono mosse, oltre a

56

l’esposizione alla luce di tutte le larve. Questo sistema risulta molto funzionale poiché

una volta raggiunto l’ultimo stadio di maturazione le larve cadono sul fondo estraibile

della gabbia da dove possono essere facilmente raccolte. In questo modo mi assicuro di

prelevare soltanto larve che abbiano raggiunto un adeguato livello di sviluppo. Le larve

ottenute possono essere sfruttate per la parassitizzazione, e quindi la produzione di P.

concolor, oppure per il mantenimento della linea di C. capitata adulta.

6.3. Allevamento degli adulti di C. capitata

Una percentuale delle larve raccolte viene lasciata impupare e poi raccolta in piccoli

contenitori, ognuno dei quali servirà per la costituzione di una gabbia di adulti di mosca

della frutta. Le gabbie sono ottenute da dei cilindri in PVC del diametro di 30 cm e

lunghi 30 cm. Ciascuna gabbia contiene circa 2000 esemplari adulti (maschi:femmine

1:1). Una delle due estremità è sigillata da una rete metallica, l’altra viene chiusa con

un sacco scuro. All’interno della gabbia viene inserita una vaschetta con un adeguato

numero di pupe, due beverini con acqua ed un contenitore con il nutrimento. Il

nutrimento artificiale per gli adulti della mosca mediterranea della frutta avviene

mediante la somministrazione di una dieta secca composta da zucchero a velo ed

estratto di lievito in rapporto 10:1. In condizioni sperimentali è stato notato che

aumentando leggermente la dose dell’estratto di lievito si assiste ad un aumento del

numero di uova prodotte. Una volta che tutti gli elementi sono stati posti all’interno

della gabbia viene chiuso anche il sacco all’estremità e la gabbia è posta su un idoneo

supporto in maniera che venga illuminato il lato chiuso con la rete. Sfruttando

l’attrazione di questi insetti verso la luce si fa in modo che le femmine ovidepongano

proprio sulla rete metallica così che le uova fuoriescano e cadano in apposite canaline

57

6.4. Allevamento di P. concolor

Parte delle larve raccolte viene posta all’interno di sacchetti chiamati manicotti,

all’interno di ogni manicotto sono raccolte qualcosa come 600-800 larve di C. capitata

al terzo stadio. Le larve che finiscono all’interno dei manicotti sono quelle destinate

alla parassitizzazione. Ogni manicotto, infatti, viene fissato ad un supporto e inserito in

una gabbia contenente adulti di P. concolor. Giunto all’interno della gabbia il

manicotto viene aggredito dalle femmine del parassitoide che ovideporranno nelle

larve. Importante prestare attenzione sia all’inserimento che all’estrazione del

manicotto poiché in questi momenti la gabbia rimane aperta e, dunque, esposta alla

fuga degli insetti. Al fine di evitare fenomeni di superparassitismo, che impedirebbero

un corretto sviluppo della larva di P. concolor, deve essere ben ponderato il tempo di

permanenza del manicotto nella gabbia. Questo si valuta sulla base del numero di

femmine presenti nella gabbia stessa, di solito un tempo di 15-20 minuti risulta ideale.

A questo punto, a seconda di quanti esemplari desideriamo per la nuova gabbia, si

riuniscono le larve parassitizzate di più manicotti e le si dispongono in sacchi di rete

chiusi. Tale passaggio è reso necessario dal fatto che non tutte le larve saranno state

parassitizzate e, dunque, dalle pupe sfarfallerà anche qualche esemplare di C. capitata.

Grazie all’assenza di nutrimento e sfruttando i diversi tempi di sviluppo delle forme

giovanili di queste due specie si riesce a far si che all’interno dei sacchi gli esemplari di

mosca della frutta sfarfallino e muoiano prima che sfarfalli il primo esemplare di P.

concolor. Quando nel sacco tutte le mosche saranno morte è possibile mettere le

rimanenti pupe all’interno della gabbia con acqua e del nutrimento costituito da una

miscela di miele e polline. La gabbia per P. concolor ha dimensioni leggermente

58

lunghezza, sono in Plexiglas e quindi trasparenti. Ogni gabbia contiene al suo interno

1500 adulti (maschi:femmine 3:5). Anche in questo caso le due estremità sono chiuse

da una parte con della rete e dall’altra con un sacco scuro, in più questo tipo di gabbia

(se da allevamento e non da lancio) ha un foro per permettere l’immissione del

manicotto. Le gabbie di P. concolor utilizzate per l’allevamento sono mantenute fino a

quando ci sia al suo interno un numero sufficiente di femmine, se in una gabbia ce ne

sono troppo poche vengono prelevate e poste in una gabbia più ricca e giovane.

6.5. Biosaggi comportamentali

I parassitoidi, dal momento dello sfarfallamento vengono separati in base al sesso e poi

mantenuti individualmente in provette e alimentati con una dieta semisolida costituita

da miele e polline, somministrata tramite tamponcini di cotone. Anche i parametri

ambientali sono controllati in modo che la temperatura sia 21 ± 1°C, l’umidità relativa

50 ± 5% e il fotoperiodo 16:8 (luce:buio). L’attrattività dei feromoni sessuali di B.

oleae, DSU e ZT, è stata testata su esemplari di P. concolor sia maschi che femmine,

vergini e accoppiati. Per ottenere gli esemplari accoppiati singole coppie di P. concolor

sono state osservate fino all’avvenuto accoppiamento. Per ciascuno dei due composti

sono stati effettuati test a tre diversi dosaggi: 1, 5 e 10 mosche equivalenti (ovviamente,

femmine equivalenti per il DSU, maschi equivalenti per lo ZT). Da studi precedenti

sappiamo che 1, 5 e 10 femmine equivalenti corrispondono rispettivamente a 300 ng,

1500 ng e 3000 ng di DSU. 1, 5 e 10 maschi equivalenti corrispondono rispettivamente

a 0.62 µg, 3.1 µ g e 6.2 µ g di ZT (Canale et al. 2013c). Riguardo al reperimento dei due

composti il DSU è stato acquistato dalla Sigma Aldrich, lo ZT è stato sintetizzato

secondo la procedura di Fisher e Tyman (1998) (chimicamente e stereoisomericamente

59

scelte sono stati condotti utilizzando un’arena in Plexiglaschiusa delle dimensioni di 15

Documenti correlati