Guerra e Pace nell’Orto: Le Scelte Segrete di Tignola e Vespe Parassite tra le Brassicacee

Ciao a tutti, appassionati di natura e misteri del mondo vegetale e animale! Oggi voglio portarvi con me in un’avventura affascinante, quasi un thriller, che si svolge ogni giorno nei nostri campi coltivati, in particolare tra le piante della famiglia delle Brassicacee, come cavoli, broccoli e rape. Parleremo di come questi ortaggi “comunicano” con gli insetti, attirando sia i “cattivi” che i “buoni”. E come noi scienziati cerchiamo di decifrare questi messaggi per rendere l’agricoltura più sostenibile.

Il “Cattivo” della Storia: Plutella xylostella

Avete mai sentito parlare della tignola del cavolo, scientificamente nota come Plutella xylostella? È una piccola farfallina, ma non lasciatevi ingannare dalle dimensioni: è uno degli insetti più dannosi al mondo per le coltivazioni di crucifere. Le sue larve sono voracissime e, come se non bastasse, questa furbetta ha sviluppato resistenze a un sacco di pesticidi. Un vero rompicapo per gli agricoltori! Ecco perché studiare metodi di controllo biologico è diventato cruciale.

L’Eroe Inaspettato: Diadegma semiclausum

Ma in ogni storia che si rispetti, c’è anche un eroe. Nel nostro caso, si tratta di una piccola vespa parassitoide, la Diadegma semiclausum. Questa vespina è una specialista: depone le sue uova all’interno delle larve di Plutella xylostella. Le larve della vespa, crescendo, si nutrono dall’interno dell’ospite, uccidendolo prima che possa trasformarsi in farfalla e fare altri danni. Un vero e proprio agente di biocontrollo naturale! Il problema è: come fa questa vespa a trovare le sue vittime? E come sceglie la tignola dove deporre le sue, di uova?

La Nostra Missione: Capire le Preferenze

Ed è qui che entriamo in gioco noi ricercatori. Ci siamo chiesti: le diverse piante di Brassicacee sono tutte uguali per la tignola e per la sua vespa nemica? O ci sono delle preferenze? Capirlo potrebbe aiutarci a sviluppare strategie di “colture trappola” (trap crops), cioè piantare delle specie vegetali super attraenti per il parassita ai bordi del campo, così da allontanarlo dalla coltura principale che vogliamo proteggere.

Per scoprirlo, abbiamo condotto una serie di esperimenti in laboratorio. Abbiamo selezionato alcune piante: il cavolo cappuccio (Brassica oleracea var. capitata), il broccolo (Brassica oleracea var. italica), la rapa (Brassica rapa var. rapa) e una specie selvatica chiamata Barbarea stricta (razzolina comune). Queste piante sono state scelte anche in base a precedenti esperimenti in campo e all’analisi dei loro “profumi”, i composti organici volatili (VOCs) che emettono, sia quando sono integre sia quando vengono “attaccate” dalle larve della tignola.

I Profumi delle Piante: Un Linguaggio Chimico

Sì, avete capito bene, le piante “parlano” attraverso i profumi! Questi VOCs sono un po’ come dei messaggi in codice. Quando una pianta viene danneggiata da un erbivoro, spesso rilascia VOCs specifici, chiamati HIPVs (Herbivore-Induced Plant Volatiles), che possono attirare i nemici naturali dell’erbivoro, come la nostra Diadegma semiclausum. Un sistema di difesa incredibilmente sofisticato!
Abbiamo analizzato i VOCs emessi da otto diverse Brassicacee, sia integre che danneggiate da P. xylostella. E indovinate un po’? I profili aromatici della rapa e della B. stricta erano piuttosto diversi tra loro e anche rispetto alle altre piante. Cavolo e broccolo, invece, avevano emissioni più simili, sia da sani che da “feriti”.

Le Scelte della Tignola: Dove Deporre le Uova?

Nei nostri test di ovideposizione, abbiamo messo le femmine di P. xylostella in gabbie con diverse combinazioni di piante e abbiamo contato quante uova deponevano su ciascuna. I risultati sono stati chiari: la tignola ha mostrato una netta preferenza per la rapa e per la Barbarea stricta rispetto al cavolo e al broccolo. Addirittura, sulla B. stricta ha deposto nove volte più uova che sul cavolo o sul broccolo! Quando c’era anche la rapa, sia questa che la B. stricta hanno ricevuto significativamente più uova. Sembra che queste due piante siano irresistibili per le mamme tignole in cerca di una culla per la loro prole.

Ma perché questa preferenza? Non è solo una questione di odore. Anche le caratteristiche fisiche della foglia giocano un ruolo: la presenza di cere sulla superficie, la densità dei peli (tricomi), il colore. Per esempio, le foglie di B. stricta, cavolo e broccolo sono glabre, mentre quelle della rapa sono pubescenti (pelose). E poi ci sono i glucosinolati, composti chimici tipici delle Brassicacee. Alcuni loro prodotti di degradazione, come gli isotiocianati (che danno quel sapore piccantino a senape e rafano), sono noti per attrarre P. xylostella. La rapa, nel nostro studio, emetteva le maggiori quantità di questi composti.

Le Scelte della Vespa Parassitoide: Dove Trovare le Vittime?

E la nostra eroina, Diadegma semiclausum? Anche lei ha le sue preferenze. Abbiamo usato un olfattometro a Y, uno strumento che permette all’insetto di scegliere tra due corridoi con odori diversi. Le vespe femmine, quando potevano scegliere tra l’odore di piante integre, erano significativamente più attratte dall’odore della rapa e del broccolo rispetto a quello del cavolo. Risultati simili li abbiamo ottenuti usando piante danneggiate dalle larve di tignola: rapa e broccolo battevano il cavolo.
Ma l’attrazione è una cosa, il successo riproduttivo un’altra. Nei test di ovideposizione per la vespa (dove mettevamo larve di tignola sulle diverse piante e poi liberavamo le vespe), abbiamo scoperto che il successo riproduttivo di D. semiclausum era maggiore sulle larve che si nutrivano di rapa rispetto a quelle su cavolo. Tra cavolo e broccolo, invece, non c’erano differenze significative nel successo riproduttivo della vespa. Forse le foglie di cavolo, leggermente più spesse, rendono più difficile per la vespa raggiungere le piccole larve minatrici? O forse la qualità della pianta ospite influisce sulla sopravvivenza delle larve di tignola? Tante domande ancora aperte!

I Sesquiterpeni: Molecole Chiave?

Un aspetto interessante che abbiamo investigato era il ruolo dei sesquiterpeni, una classe di VOCs. Alcuni studi precedenti avevano suggerito che composti come l'(E,E)-α-farnesene potessero stimolare l’ovideposizione in P. xylostella. Ebbene, la rapa è risultata essere la pianta con la più alta emissione di (E,E)-α-farnesene, sia da integra che da danneggiata. Questo potrebbe spiegare, almeno in parte, la sua grande attrattiva per la tignola. I sesquiterpeni potrebbero essere importanti soprattutto per piante con un contenuto relativamente basso di glucosinolati, come il cavolo, e meno per quelle che ne hanno di più, come B. stricta e rapa. Ma è un campo che merita ulteriori indagini.

Dal Laboratorio al Campo: Una Sfida Complessa

Certo, i risultati di laboratorio sono una cosa, la realtà del campo un’altra. In campo aperto, le interazioni sono molto più complesse. Ci sono altri insetti, altri odori, condizioni climatiche variabili. E poi, i nemici naturali come D. semiclausum possono “imparare” associando certi odori alla presenza delle loro prede, il che rende più difficile prevedere le loro decisioni basandosi solo su test di laboratorio.
Ad esempio, nel nostro studio in laboratorio, la D. semiclausum ha avuto più successo riproduttivo sulla rapa, ma in un precedente esperimento in campo, l’abbondanza di questa vespa era maggiore nelle parcelle con solo cavolo! E la Barbarea stricta, pur essendo super attraente per l’ovideposizione della tignola, non è stata testata per l’attrattività verso la vespa in questo specifico studio perché in campo avevamo trovato poche larve di tignola su di essa. Tuttavia, altre ricerche hanno mostrato che la Barbarea vulgaris fiorita può aumentare la presenza di vespe parassitoidi simili.

Cosa Abbiamo Imparato e Prospettive Future

Quindi, cosa ci portiamo a casa da questa ricerca? Beh, abbiamo confermato che sia la rapa che la Barbarea stricta sono più attraenti del cavolo per l’ovideposizione della tignola P. xylostella. E che la vespa D. semiclausum non solo è più attratta dall’odore della rapa rispetto al cavolo, ma ha anche un maggior successo riproduttivo sulle larve che si trovano sulla rapa.
Queste scoperte suggeriscono che entrambe queste piante hanno un potenziale come colture trappola nella coltivazione del cavolo. Immaginate file di rape o di B. stricta piantate strategicamente per attirare le tignole lontano dai cavoli e, nel caso della rapa, per favorire anche l’azione delle vespe parassitoidi!

Certo, la strada è ancora lunga. Dobbiamo capire meglio il ruolo esatto dei singoli composti chimici, come i sesquiterpeni, e come questi interagiscono con le altre caratteristiche della pianta. E soprattutto, dobbiamo continuare a testare queste strategie in campo, perché è lì che si gioca la vera partita.
Il mondo delle interazioni pianta-insetto è un universo di segnali chimici, preferenze e strategie di sopravvivenza. Decifrarlo non è solo affascinante, ma è fondamentale per sviluppare un’agricoltura che sia produttiva e allo stesso tempo rispettosa dell’ambiente. E chissà, magari la prossima volta che guarderete un campo di cavoli, penserete a tutte queste complesse dinamiche che si svolgono sotto i vostri occhi!

Fonte: Springer