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Alberto Pozzebon, Davide Scaccini, Paola Tirello, Carlo DusoDAFNAE -Università di Padova

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Academic year: 2022

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Effetti di fattori abiotici sulla biologia della cimice asiatica Alberto Pozzebon, Davide Scaccini, Paola Tirello, Carlo Duso

DAFNAE - Università di Padova

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Effetti di fattori abiotici sulla biologia della cimice asiatica – Alberto Pozzebon

• Tra i fattori abiotici, le condizioni ambientali giocano un ruolo fondamentale nel determinare la distribuzione e le performance di organismi ectotermi quali gli insetti.

• La temperatura e la disponibilità di acqua giocano un ruolo chiave nel metabolismo degli insetti (Harrison et al., 2012).

• Il fotoperiodo ha profondi effetti sulla fisiologia e sul ciclo di sviluppo degli insetti inducendo l’entrata e l’uscita dalla diapausa e favorendo la sincronizzazione con la stagionalità degli eventi climatico-ambientali (Koštál 2011).

• Lo sviluppo degli insetti e la loro fenologia sono influenzati dalla temperatura e dal fotoperiodo e la caratterizzazione di queste relazioni permette di sviluppare modelli previsionali sulla fenologia degli insetti (Damos and Savopoulou-Soultani, 2012).

• I parametri bioclimatici (ad es. T°, fotoperiodo, radiazione luminosa, umidità, ecc.),

possono essere utilizzati per la stima di indici ecoclimatici e definizione di mappe di

idoneità climatica delle specie (es. modello CLIMEX).

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Svernamento Uscita dai siti di

svernamento - con T° > 11°C

(Lee et al., 2015; Bergh et al., 2017)

Ricerca dei siti di svernamento

- 28 uova ca. per ovatura

- 20 settembre ca.

- Induzione con fotoperiodo

< 13 h di luce

(Watanabe, 1979; Lee et al., 2013; Nielsen et al., 2017)

T° critica per

sopravvivenza: -14°C x 6h

(Cira et al., 2016; Lowenstein & Walton, 2018)

fine inverno-primavera

autunno In campo

Inverno - 2 generazioni

(1

a

: da metà maggio;

2

a

: da metà luglio ca.) - 2–15 ovature/femmina - T° attività: 13–37°C - T° ottimale: 30–32°C

(Haye et al., 2014; Costi et al., 2017)

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Effetti di fattori abiotici sulla biologia della cimice asiatica – Alberto Pozzebon

L’attività della cimice è influenzata dalla temperatura

• Soglia per inizio dell’attività di volo: > 15°C (Lee et al., 2013; Lee e Leskey, 2015;

Bergh et al., 2017).

• All’aumentare della temperature aumenta anche la dispersione dell’insetto.

• Diminuzione dei tassi di crescita se più di 30°C (es. a 35°C) (Haye et al., 2014).

Modelli bioclimatici permettono di stimare l’idoneità climatica e la potenziale distribuzione della cimice asiatica sulla base degli andamenti climatici storici… andamenti climatici e futuri….dalle 2 generazioni attuali a…(Kirstner, 2017)

3.06 gen./anno 4.01 gen./anno

3.17 gen./anno 4.35 gen./anno

Anno 2050 Anno 2100

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FOCUS CIMICE ASIATICA : Risultati di ricerche nazionali e internazionali - 3 marzo 2021

Effetti di fattori abiotici sulla biologia della cimice asiatica – Alberto Pozzebon

• Gli insetti possiedono dei meccanismi atti a permettere la sopravvivenza in climi caratterizzati da forti variazioni nel corso dell’anno e superare periodi avversi (Lees, 1955, Saunders, 2002, Tauber et al., 1986).

• La quiescenza è una momentanea interruzione di attività dovuta al clima sfavorevole facilmente reversibile:

• Quiescenza invernale

• Quiescenza estiva

• La quiescenza può anche non presentarsi nel caso del perdurare del clima favorevole

• La diapausa rappresenta un automatismo fisiologico/ormonale indotto dall’azione combinata di temperatura e dal fotoperiodo:

• Diapausa invernale

• Diapausa estiva

• La diapausa può essere facoltativa o obbligatoria

• L’interruzione della diapausa invernale può richiedere un fabbisogno di freddo e

l’allungamento del fotoperiodo

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Effetti di fattori abiotici sulla biologia della cimice asiatica – Alberto Pozzebon

• L’entrata nella fase di svernamento della cimice asiatica è fenomeno chiaramente identificabile.

• Il fotoperiodo gioca un ruolo chiave nell’induzione della fase di svernamento ore di luce < 12 h 42’ (Nielsen et al., 2017).

• Tipicamente questo avviene da metà settembre.

• Non è chiaro il meccanismo che induce l’uscita dallo svernamento.

• Nelle aree tropicali del sud della Cina sono segnalate fino a 6 generazioni annuali

(Lee et al., 2013).

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FOCUS CIMICE ASIATICA : Risultati di ricerche nazionali e internazionali - 3 marzo 2021

Effetti di fattori abiotici sulla biologia della cimice asiatica – Alberto Pozzebon

• Google trends per il termine «cimice asiatica» negli ultimi 5 anni: picco da metà a

fine ottobre

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2019 2017 2018

2020

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FOCUS CIMICE ASIATICA : Risultati di ricerche nazionali e internazionali - 3 marzo 2021

Effetti di fattori abiotici sulla biologia della cimice asiatica – Alberto Pozzebon

Alcuni aspetti meritano degli approfondimenti

• La fase di uscita dallo svernamento è caratterizzata da una elevata variabilità.

• Il destino e il fabbisogno degli individui fuoriusciti precocemente dallo

svernamento non sono definiti. Quali fattori influenzano la loro sopravvivenza?

• Uscite precoci espongono gli insetti al rischio di gelate tardive con potenziali

ripercussioni sulla popolazione primaverile. Qual è il livello di mortalità

attribuibile agli effetti di eventuali gelate tardive?

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Effetti di fattori abiotici sulla biologia della cimice asiatica – Alberto Pozzebon

Alcuni aspetti meritano degli approfondimenti

• In uno scenario di cambiamenti climatici, anche l’esposizione ad elevate

temperature può influenzare gli andamenti di popolazione della cimice asiatica.

• Un aumento della frequenza di fenomeni estremi, «ondate di calore», è attesa per il futuro.

• Qual è l’impatto dell’esposizione di temperature elevate sulla cimice asiatica?

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FOCUS CIMICE ASIATICA : Risultati di ricerche nazionali e internazionali - 3 marzo 2021

Effetti di fattori abiotici sulla biologia della cimice asiatica – Alberto Pozzebon

Effetti dell’esposizione a basse ed alte temperature sulla cimice asiatica

• Due gruppi di cimici testate:

• Adulti nella fase di ricerca dei siti di svernamento (ENA) – dalle pareti dei muri di edifici – settembre-ottobre;

• Adulti nella fase di uscita dai siti di svernamento (EXA) – da unità di svernamento – aprile-maggio.

• Adulti esposti individualmente alle temperature sperimentali mediante l’impiego di un termocriostato.

• Alla fine dell’esposizione le cimici sono state trasferite in contenitori di

allevamento contenenti acqua e cibo, e il controllo della mortalità è avvenuto

dopo 24 ore.

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Effetti di fattori abiotici sulla biologia della cimice asiatica – Alberto Pozzebon

https://www.mdpi.com/2075-4450/10/10/355

https://www.nature.com/articles/s41598-020-72120-5

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FOCUS CIMICE ASIATICA : Risultati di ricerche nazionali e internazionali - 3 marzo 2021

Effetti di fattori abiotici sulla biologia della cimice asiatica – Alberto Pozzebon

Conclusioni

• Lo svernamento della cimice asiatica sembra avvenire in diapausa facoltativa che può essere prontamente interrotta al manifestarsi delle condizioni ottimali.

• La durata dello svernamento ha un effetto sul tempo di pre-ovideposizione che varia da 45 giorni per gli individui che terminano lo svernamento a marzo a oltre 70 giorni per quelli che lo terminano in gennaio.

• Una durata dello svernamento più lungo sembra favorire la fertilità che è maggiore negli individui che terminano questa fase a marzo.

• Gli individui usciti dallo svernamento hanno la necessità di alimentarsi per iniziare la fase riproduttiva. Più ricca è la dieta e maggiore è la longevità delle femmine di cimice asiatica e la loro fecondità.

• Lo status nutrizionale ha un effetto sulla sopravvivenza alle basse temperature, individui con un basso indice nutrizionale sono più sensibili.

• Una esposizione a -5,7°C per 2 ore può determinare una mortalità del 50% degli

adulti usciti dallo svernamento. Una temperatura di 41,3°C per un’ora causa la

mortalità del 50% degli stessi individui.

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Effetti di fattori abiotici sulla biologia della cimice asiatica – Alberto Pozzebon

Conclusioni

• In primavera, temperature fino a -4°C possono determinare oltre il 30% di mortalità degli individui svernati.

• Nel 2020 vi sono state delle ripetute gelate notturne nella terza decade di Marzo (22–23) e nei primi giorni di Aprile (1–2) con temperature minime comprese tra - 1 e -4°C. Queste hanno seguito un periodo caratterizzato da temperature

superiori alle medie stagionali.

• Sulla base dei nostri risultati è plausibile stimare come ogni gelata abbia

determinato la mortalità di circa il 20% della popolazione presente al di fuori dei siti di svernamento, che secondo i dati raccolti in Veneto, risultava del 30–40%

della popolazione svernante.

• Ondate di calore con temperature comprese tra 35–40°C possono causare una mortalità del 10 al 30 % per ogni ora di esposizione. Questo fenomeno è

accentuato da bassi livelli di U.R. (Fisher et al., 2020).

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FOCUS CIMICE ASIATICA : Risultati di ricerche nazionali e internazionali - 3 marzo 2021

Effetti di fattori abiotici sulla biologia della cimice asiatica – Alberto Pozzebon

Grazie per l’attenzione

Attività realizzata con il contributo della Regione Veneto U.O. Fitosanitario

Hanno contribuito:

• Lucas Bonometti, Andrea Mingardo, Luka Vanishvili, Denis Zanin

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