Xylella fastidiosa: ragni e vibrazioni contro la sputacchina

Le strategie di manipolazione comportamentale basate su segnali vibrazionali rappresentano un approccio innovativo per la gestione degli insetti vettori di patogeni vegetali, in particolare di quelli che utilizzano la comunicazione vibrazionale per percepire l'ambiente.

Obiettivo della tesi è stato quello di valutare il ruolo delle vibrazioni nella percezione di organismi antagonisti in Philaenus spumarius (nota come sputacchina), il principale vettore del batterio Xylella fastidiosa nei diversi focolai europei descritti ad oggi, al fine di sviluppare strategie di manipolazione comportamentale basate su stimoli vibrazionali che evochino la presenza di una minaccia ed interferiscano con l'interazione insetto-pianta.

Come antagonisti per lo studio sono state selezionate alcune specie di ragni erratici che, muovendosi alla ricerca attiva delle prede, generano vibrazioni incidentali sul substrato, potenzialmente percepibili dalle prede. 

Si sono condotti due test: nel primo test, si è osservata l'interazione ragno-sputacchina e registrato le vibrazioni prodotte dai diversi comportamenti di preda e predatore tramite un laser vibrometro. Nel secondo test, si è osservata la risposta di P. spumarius alle sole vibrazioni e la correlazione con le risposte osservate nel primo test (presenza all'interno dell'arena del ragno).

Il primo test ha messo in luce come solo le attività del ragno associate all'emissione di vibrazioni, come ad esempio il camminamento e la ricerca attiva della preda (foraging) inducano delle risposte comportamentali in P. spumarius. La risposta più comune ai movimenti del ragno è stata la cessazione dell'attività da parte della preda, definita "freezing", un comportamento comune nel regno animale finalizzato a ridurre il rischio di localizzazione da parte del predatore. Nello specifico, il freezing della preda in risposta al foraging del predatore è stato osservato nel 100% degli individui.

Risposta comportamentale di P. spumarius al ragno Xysticus cristatus, riportata come percentuale di insetti che hanno mostrato un determinato comportamento in risposta a una specifica attività del ragno

(Fonte: Erica Tinelli)

Nel secondo test, si è valutata la risposta dell'insetto alle sole vibrazioni prodotte dall'antagonista, riprodotte su piante di pervinca tramite mini shaker sulle piante. Come trattamento vibrazionale è stato scelto un segnale di foraging del ragno Xysticus cristatus, ovvero il camminamento del ragno alla ricerca attiva della preda sulla pianta, poiché ci ha permesso di isolare una chiara vibrazione escludendo rumori di fondo. La riproduzione della sola vibrazione del ragno ha innescato una risposta di freezing del 63% degli insetti testati e per un intervallo temporale ridotto se comparato al freezing mostrato dai P. spumarius in presenza del ragno.

Confronto della risposta di freezing da parte di P. spumarius in presenza del ragno sulla pianta e con la sola vibrazione: A) percentuale di insetti che mostrano un comportamento di freezing; B) durata del comportamento di freezing espressa come percentuale del tempo totale della prova trascorso manifestando tale comportamento

(Fonte: Erica Tinelli)

Successivamente, si è studiato l'effetto del segnale vibrazionale sul comportamento alimentare dell'insetto tramite registrazioni Electrical Penetration Graph (Epg). La vibrazione di foraging ha influenzano significativamente l'interazione del vettore con la pianta, determinando una riduzione del numero degli insetti che si alimenta sulle piante trattate con vibrazione e della durata totale dell'ingestione rispetto alle piante controllo.

Risultati degli esperimenti di Epg: A) Percentuale di insetti che si sono alimentati; B) durata del comportamento di ingestione relativa al tempo totale di residenza sulla pianta

(Fonte: Erica Tinelli)

I risultati indicano quindi che le vibrazioni sono una componente rilevante nell'individuazione delle minacce per P. spumarius, ma al contempo che il rilevamento sia multimodale ed integrato da altri stimoli (ad esempio visivi e chimici).
Questi risultati aprono nuove prospettive per lo sviluppo di strategie di controllo comportamentale basate sull'impiego di segnali vibrazionali associati a predatori allo scopo di interferire con l'interazione insetto vettore-pianta ospite e limitare la trasmissione di X. fastidiosa.

Erica Tinelli, categoria "Difesa delle colture"

(Fonte: Erica Tinelli)

Per eventuali contatti e.tinelli6@phd.uniba.it; daniele.cornara@uniba.it

A cura di Erica Tinelli

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