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I termini «controllo biologico» e il suo sinonimo abbreviato «biocontrollo» sono stati utilizzati in diversi campi della biologia, in particolare l'entomologia e la patologia vegetale. In entomologia, è stato utilizzato per descrivere l'uso di insetti predatori vivi, nematodi entomopatogeni o patogeni microbici per sopprimere popolazioni di diversi insetti parassiti. Nella patologia vegetale, il termine si applica all'uso di antagonisti microbici per sopprimere le malattie e all'uso di agenti patogeni specifici dell'ospite per controllare le popolazioni di erbacce. In entrambi i campi, l'organismo che sopprime il parassita o l'agente patogeno è indicato come agente di controllo biologico (BCA).

Nemici naturali dei parassiti

Parassiti, agenti patogeni e predatori sono i gruppi primari utilizzati nel controllo biologico di insetti e acari. La maggior parte dei parassiti e degli agenti patogeni, e molti predatori, sono altamente specializzati e attaccano un numero limitato di specie parassitarie strettamente correlate.

Parassiti

Un parassita è un organismo che vive e si nutre in o su un ospite. I parassiti degli insetti possono svilupparsi all'interno o all'esterno del corpo dell'ospite. Spesso solo lo stadio immaturo del parassita si nutre dell'ospite. Tuttavia, le femmine adulte di alcuni parassiti (come molte vespe che attaccano insetti e pesci bianchi) si nutrono e uccidono i loro ospiti. Anche se qui viene usato il termine «parassita», i veri parassiti (ad esempio pulci e zecche) non uccidono in genere i loro ospiti. Specie utili nel controllo biologico, e discusse qui, uccidono i loro ospiti; sono più precisamente chiamati «parassitoidi». La maggior parte degli insetti parassiti sono mosche (ordine Ditteri) o vespe (ordine Imenotteri). È importante notare che queste vespe di piccole e medie dimensioni non sono in grado di pungere le persone. Le mosche parassitarie più comuni sono i tipicamente pelosi Tachinidae. I tachinidi adulti spesso assomigliano a mosche. Le loro larve sono vermi che si nutrono all'interno dell'ospite.

Patogeni

Gli agenti patogeni naturali sono microrganismi tra cui alcuni batteri, funghi, nematodi, protozoi e virus che possono infettare e uccidere l'ospite. Le popolazioni di alcuni afidi, bruchi, acari e altri invertebrati sono talvolta drasticamente ridotte da agenti patogeni presenti in natura, di solito in condizioni come prolungata umidità elevata o densa popolazioni di parassiti. Alcuni agenti patogeni benefici sono disponibili in commercio come pesticidi biologici o microbici. Questi includono Bacillus thuringiensis, nematodi entomopatogeni e virus della granulosi. Inoltre, alcuni sottoprodotti di microrganismi, come le avermectine e le spinosyns, sono utilizzati in alcuni insetticidi; tuttavia, l'applicazione di questi prodotti non è considerata un controllo biologico.

Predatori

I predatori uccidono e si nutrono di diverse prede individuali durante la loro vita. Molte specie di anfibi, uccelli, mammiferi e rettili predono ampiamente gli insetti. Scarafaggi predatori, mosche, lacewings, veri insetti (ordine emipteri) e vespe si nutrono di vari insetti parassiti o acari. La maggior parte dei ragni si nutrono interamente di insetti. Gli acari predatori si nutrono principalmente di acari.

Distinguere i parassiti dai nemici naturali

Una corretta identificazione dei parassiti e la distinzione dei parassiti dai nemici naturali è essenziale per un efficace controllo biologico. Osservare attentamente gli acari e gli insetti sulle vostre piante per aiutare a discernere la loro attività. Ad esempio, alcune persone potrebbero scambiare le larve di mosca sirfida per i bruchi. Tuttavia, le larve mosche sirfide si trovano nutrendosi di afidi e non masticano la pianta stessa. Se trovi acari sulle tue piante, osservali con una buona lente mano. Gli acari predatori appaiono più attivi delle specie che alimentano le piante. Rispetto agli acari dei parassiti, gli acari predatori sono spesso più grandi e non si verificano in grandi gruppi.

Tabella 3: Alcuni parassiti e i loro nemici naturali comuni

Nemici naturali Parassiti Alidi pizzo Scarafaggida donna Moscheparassitarie Vespeparassitarie Acaripredatori Altri gruppi ed esempi Afidi X X X Funghi entomopatogeni, coleotteri soldati, flylarve sirfide Bruchi X X X Bacillus thuringiensis, uccelli, funghi e virus entomopatogeni, insetti predatori e vespe,Trichogramma spp. (vespe d'uovo parassitarie), ragni Mosca bianca gigante X X X Encarsia hispida, E. noyesi, Entedononecremnus krauteri,Idioporus affinis(parassiticwasps), larve di mosca sirfida Insetti di pizzo X X X Insetti assassini e insetti pirati, ragni Cocciniglie X X X Distruttore cocciniglia, coccinella Psyllidi X X X Insetti dei pirati Bilance X X X X Aphytis, Coccofago, EncarsiaeMetafhycusspp., vespe parassitarie Lumache, lumache X Rumina decollata (lumaca predatrice), coleotteri predatori, uccelli, serpenti, rospi e altri vertebrati Acari X X X Insetti dagli occhi grandi e minuscoli insetti pirati, Feltiella spp. (larve di mosca predatori), sei tripidi maculati, Stethorus picipes (cacciatorpediniere acari, coccinella) Tripidi X X X Minuti insetti pirati, predatori tripidi Weevils, radici o terreni X Steinernema carpocapsa, Heterorhabditis bacteriophora (entomopatogenicnematodi) Whiteflies X X X Big-eyed bug pirata minuto, Cales, Encarsia, ed Eretmocerus spp., parassiticwasps, ragni

Esempi di agenti biologici

La tabella 4 mostra alcuni agenti biologici di controllo (BCA) disponibili sul mercato contro gli agenti patogeni vegetali. Diversi paesi hanno normative diverse su chi è autorizzato a utilizzare questi prodotti. Potrebbe essere necessario sostenere un esame per poter acquistare questi prodotti. Inoltre, non tutti questi prodotti potrebbero essere disponibili in tutti i paesi.

Tabella 4: Agenti biologici di controllo (BCA) selezionati

Malattie vegetaliBCAColtivazioniOdioAmpelomyces quisqualisFragola, pomodoro, pepe, cucurbitsPolverosa muffa, muffa grigia, muffa bianca (Sclerotinia)Bacillus amyloliquefaciensSSP.plantarum ceppo D747,Bacillus subtilisceppo QST 713Fragola, pomodoro, cetriolo, pepe, cucurbites, crescione, lattuga, spinaci, erbe aromaticheStampo bianco ( Sclerotinia)Coniothyrium minitansQualsiasi colturamuffa grigia, peronospora, appassimento di Fusarium, smorzamentoGliocladium catenulatumFragola, pomodoro, cucurbits, pepe, crescione, lattuga, spinaci, erbe aromatiche Terreno cryptogamStreptomyces K61Qualsiasi colturaSmorzamento fuoriTrichoderma asperellum, Trichoderma harzianum Qualsiasi coltura

Stringature verdi comuni (Chrysoperla carnea)

Chiamato come lacewings dopo la delicata venazione dell'ala degli adulti, o il leone afide dopo l'appetito vorace delle sue larve, Chrysoperla carnea è un predatore attivo di molti artropodi dal corpo morbido e le loro uova. Varie specie del genere Chrysoperla sono prodotte in serie in diversi paesi per essere utilizzate sia su colture esterne che protette. Il terzo instar larva è estremamente vorace e può consumare un afide o una pupa di mosca bianca in meno di un minuto. Le larve sono cannibali e quando giovani possono mangiare uova non schiuse, altre larve, e anche adulti se il cibo diventa scarso. In presenza di prede miste, i lacewings verdi attaccano prima gli afidi, seguiti da tripidi e acari. Sono anche noti per nutrirsi di giovani bruchi e uova di falena, cocciniglie, insetti squamosi, larve di mosca bianca e pupe. Le piante con fogliame denso sono più adatte a questi predatori, in particolare quando c'è una diffusione uniforme della preda attraverso il baldacchino. Le larve lacewing sono utili sulle colture biologiche dove le restrizioni dei pesticidi richiedono un predatore più generalista per controllare molte specie di parassiti. C. carnea sono più tolleranti di bassa umidità rispetto ad altre specie allacciate.

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Figura 20: Larva predatrice piacciata (sinistra) e adulta (destra)

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Figura 21: Ciclo di vita del merletto (K. Kos, con autorizzazione del copyright)

Il parassitoide della mosca bianca Encarsia formosa

Encarsia formosa è stato scoperto in Inghilterra e utilizzato con successo per la prima volta nel 1926. Nel giro di due anni, 250.000 parassiti erano stati allevati per l'uso nei vivai intorno all'Inghilterra, alla Francia e successivamente al Canada. Questa specie è ora disponibile in commercio in molti paesi. Le femmine adulte sono lunghe 0,6 mm con testa nera e torace, addome giallo e ali traslucide. Il segno più evidente dell'attività di Encarsia spp.* è la presenza di «squame» nere sulle foglie. Questi sono gli stadi pupi del parassitoide e si formano all'interno delle pupe della mosca bianca. Le vespe adulte sono attratte dalla «scala» della mosca bianca ospite (cosiddetta perché lo stadio larvale della mosca bianca è per lo più immobile e assomiglia agli insetti in miniatura) da composti volatili emessi dalla melata di mosca bianca. Gli adulti si nutrono della melata. Di solito, viene deposto un singolo uovo che passa attraverso tre stadi larvali, durante i quali la scala della mosca bianca rimane bianca e si sviluppa normalmente. Una volta completamente sviluppata, la scala delle mosche bianche diventa nera quando il parassitoide pupa. Le pupe rimangono attaccate alla foglia e l'adulto emerge circa 10 giorni dopo da un foro tagliato attraverso il puparium con uno speciale «dente». E. formosa viene introdotto nelle colture come scaglie nere attaccate a carte da cui gli adulti emergono pochi giorni dopo.

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Figura 22: Encarsia formosa che depone un uovo sulla mosca bianca (a sinistra) e presenza di 'squame' nere (a destra)

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Figura 23: Ciclo di vita sincronizzato di Encarsia formosa con il ciclo di vita della mosca bianca (K. Kos, con autorizzazione del copyright)

Nematodi entomopatogeni

I nematodi entomopatogeni sono anche chiamati anguille o nematodi. Questi piccoli organismi sono relativamente semplici — bilateralmente simmetrici, allungati e rastremati ad entrambe le estremità. Le specie qui descritte sono parassitoidi facoltativi (cioè, possono vivere come saprofiti e parassiti). Pur essendo presenti in natura, possono essere prodotti in massa su diete artificiali utilizzando un processo di fermentazione a mezzo liquido e sono utilizzati commercialmente come agenti di controllo biologici. A differenza dei nematodi patogeni vegetali, queste specie entomopatogene hanno batteri simbiotici nel loro tratto alimentare. Questi producono una tossina ed è questo che è l'agente letale. Una volta che il nematode è entrato nell'ospite e si nutre del suo emolinfa (il fluido, analogo al sangue nei vertebrati, che circola all'interno del corpo artropode), defeca un piccolo pellet contenente i batteri patogeni che, alle giuste condizioni di temperatura, uccideranno l'ospite dopo solo 2-3 giorni. I nematodi poi si riproducono nella zuppa di batteri e emolinfa, lasciando il cadavere come larve infettive di terzo stadio. Questi sono insolitamente resistenti alle condizioni ambientali avverse e possono sopravvivere per diversi mesi.

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Figura 24: Ciclo di vita di un nematode steinernematid o eterorhabiditid (Disegno di A.E. Burke)

Acari predatori

Si tratta di piccoli acari in rapido movimento che possono essere predatori specifici, come Phytoseiulus persimilis, o più generalisti nella loro dieta, come molte delle specie Amblyseius. Tutte le uova depositano vicino alla preda che si schiudono come ninfe a sei zampe, passano attraverso due muta e poi si sviluppano come adulti a otto zampe. La posizione delle prede avviene solitamente dai kairomoni (semiochimici) rilasciati dalle feci della preda, dai danni alle piante o, nel caso degli acari, dalla loro fettuccia che produce uno stimolo attrattivo e di arresto nel predatore che li trattiene nelle immediate vicinanze della loro preda ospite. La maggior parte degli acari predatori è in grado di sopravvivere su un numero relativamente basso di prede e può aumentare rapidamente per fornire livelli adeguati di controllo prima che si verifichi un focolaio maggiore.

Gli acari predatori si trovano in tutto il mondo e molti sono in produzione commerciale per il rilascio di massa, in particolare per le colture protette. Tuttavia, il loro uso nelle colture all'aperto è in aumento, soprattutto nelle colture commestibili dove gli intervalli post-raccolta di molti pesticidi limitano o addirittura impediscono l'intervento chimico. Molte delle specie Amblyseius possono essere prodotte in massa con una dieta a base di branca che può essere confezionata insieme ad un acaro ospite fittizio in bustine di carta per facilitare la distribuzione e migliorare l'insediamento in un raccolto.

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Figura 25: Bustina di acari predatori adulti che mangiano acari fitofagi (a sinistra), sistema di rilascio controllato (CRS) posta in una coltura commerciale per introdurre acari predatori ambliseidi (a destra)

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Figura 26: Ciclo di vita degli acari predatori, famiglia Phytoseiidae (K. Kos, con autorizzazione del copyright)

Vespa parassitoide (Aphidius colemani)

Aphidius colemani è una piccola vespa nera, lunga 4-5 mm, che inserisce un solo uovo in un afide ospite. Tutte le altre fasi della vita si verificano all'interno dell'afide. L'aspetto di una mummia marrone dorato indica la presenza di questi parassiti su un raccolto. In generale, questo parassitoide attacca le specie più piccole di afidi. Questa specie è disponibile in commercio in molti paesi. Afidius spp. sono buoni nella posizione dell'ospite e possono fornire livelli ragionevoli di controllo se introdotti presto quando i numeri dei parassiti sono bassi. Tuttavia, se gli afidi sono stabiliti nelle colonie, A. colemani ci vorrà del tempo per avere un impatto sulla popolazione di parassiti, quindi dovrebbero essere presi in considerazione predatori o un pesticida selettivo. Lo stadio della mummia è tollerante alla maggior parte dei pesticidi a breve persistenza, ma quelli come i piretroidi sintetici hanno una lunga attività residua e possono uccidere l'adulto man mano che emerge dalla mummia afide. Le piante banchieri di cereali infestati da un afide specifico sono utili nelle colture dove è richiesta una fornitura continua di parassiti.

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Figura 27: Vespa parassitoide adulta (Afidius colemani) oviposta in un afide (a sinistra). Afidi parassitati da Afidius colemani: fase mummia (destra)

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Figura 28: Vespa parassitoide (Aphelinus mali) per il controllo biologico degli afidi (Eriosoma lanigerum) (K. Kos, con autorizzazione del copyright)

*Copyright © Partner del progetto Aqu @teach. Aqu @teach è un partenariato strategico Erasmus+ per l'istruzione superiore (2017-2020) guidato dall'Università di Greenwich, in collaborazione con l'Università di Scienze Applicate di Zurigo (Svizzera), l'Università Tecnica di Madrid (Spagna), l'Università di Lubiana e il Centro Biotecnico Naklo (Slovenia) . *

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