La vita di un parassitoide


Ciao a tutti della community,

oggi si ritorna a parlare di insetti e di entomologia. Il gruppo di insetti di cui oggi parliamo sono i parassitoidi. Parleremo nello specifico di parassitoidi pupali di Musca domestica, argomento di tesi del mio dottorato.

Procediamo con ordine. Premetto che qualche definizione è doverosa e, per quanto possano risultare noiose, in questo caso utile per introdurre e presentarvi gli insetti in questione.

Un parassita è un organismo che  vive a spese di un altro organismo chiamato ospite. Il parassitismo prevede che solo il parassita tragga vantaggio a livello trofico dall’ospite, arrecando danni al corpo (dell’ospite) ma non provocandone la morte (Crofton, 1971).

 Un parassitoide, invece, è un organismo che depone le sue uova all’interno di un ospite (sia esso uova, stadio giovanile) nutrendosene dall’interno, quindi uccidendolo. In altri termini il parassitoismo può essere ascritto alla predazione ed è per lo più presente negli insetti. A differenza della predazione gli stadi giovanili del parassitoide sono completamente dipendenti dagli ospiti per il loro sviluppo (H.C.J. Godfray,2001).
La natura può essere subdola quanto brutale ma a mio avviso alquanto affascinante e questo è uno dei casi!

I parassitoidi appartengono all’ordine dei Ditteri (mosche e zanzare) e a quello degli Imenotteri (api, vespe, bombi etc..). Sono “specie – specifici”, cioè ognuno di loro ha un ospite specifico con cui si è coevoluto o comunque in alcuni casi, il livello di trofìa (rapporto di alimentazione) è esteso alla stessa famiglia di ospiti. Si differenziano in parassitoidi ectofagi (le femmine possono iniettare tossine all’atto dell’ovideposizione uccidendo l’ospite per poi permettere alle future larve di nutrirsene dall’interno) e parassitoidi endofagi (si nutrono dell’ospite direttamente dall’interno) (H.C.J. Godfray,2001).

[Figura 1 Stadi di sviluppo di un parassitoide. 1: femmina in deposizione, 2: larva di parassitoide in una pupa di mosca domestica, 3: pupe di parassitoide al microscopio, 4: pupe di mosca con foro di uscita di un adulto di un parassitoide. (Tutte foto dell’autrice)]

La mia ricerca di dottorato è principalmente incentrata sullo studio di parassitoidi pupali di Musca domestica. I parassitoidi pupali sono immenotteri che depongono le uova all’interno delle pupe di un ospite. La pupa dei ditteri è lo stadio di sviluppo successivo alla larva (per intenderci, quelle che vengono usate per pescare) che precede l’adulto (Tucker e Kaufman, 2017). (Fig.1 )

Ma osserviamoli da vicino…Le due specie più commercializzate al momento sono: Spalangia cameroni e Muscidifurax raptor.

[Esemplare di Muscidifurax sp. (foto dell’autrice)]

Le femmine di M. raptor sono attratte dall’odore emesso dai pupari dell’ospite che permette loro di localizzarle. Preferiscono parassitare pupe mature e localizzate sulla superficie del substrato, a non più di 3 cm di profondità (Machtinger et al., 2015).  La femmina per verificarne l’idoneità tamburella con le antenne tutta la superficie del pupario. Qualora il pupario fosse già parassitizzato o la mosca al suo interno fosse morta, la femmina si sposterà altrove  fintanto non trovi un pupario sano adatto alla parassitizzazione (Tucker e Kaufman, 2017).

Nel caso in cui la femmina non riconosca la marcatura di un pupario già parassitato e depositi l’uovo, M. raptor prende il sopravvento sulle altre specie di parassitoidi (Morgan, 1981). Trovato l’ospite adatto, la femmina inserisce il suo ovopositore perforando il pupario e pungendo la mosca all’interno, uccidendola. Prima di deporre l’uovo, la femmina può utilizzare il suo ovopositore per aspirare l’emolinfa della mosca alla superficie del pupario e nutrirsene. (v. Fig.2)

[Femmina di Spalangia cameroni (foto dell’autrice)]

Le femmine di S.cameroni sono attratte dall’odore del substrato (fonte alimentare dove si sono nutrite le mosche) contenente le larve dell’ospite, più che da quello delle pupe. Prediligono ospiti giovani e freschi (Machtinger et al., 2015). S. cameroni possiede una grande capacità di ricerca dei pupari nel substrato e per questo il tasso di parassitizzazione è generalmente più elevato rispetto a M. raptor (Legner, 1967) .

Per scegliere la pupa adatta per l’ovodeposizione, la femmina tamburella con le antenne la superficie della pupa, lo batte con la punta dell’addome e infine inserisce l’ovopositore. Le femmine talvolta, si nutrono dell’ospite per ottenere le proteine necessarie per la produzione di uova. Come dimostrato da alcune osservazioni, le femmine inseriscono l’ovopositore nel pupario e poi lo ritirano parzialmente per poi reinserirlo (Gerling & Legner, 1968).

Dopo aver ripetuto più volte questi step, sulla superficie della pupa appare una piccola goccia di liquido di cui successivamente la femmina si nutre. Al termine dell’alimentazione, la femmina cerca un altro pupario dove effettivamente deporrà  le sue uova.  Dopo due giorni dalla deposizione, l’uovo si schiude in larva che si accresce nutrendosi della mosca in via di sviluppo. L’individuo adulto emerge dalla pupa dopo 20-22 giorni e per le femmine lo stadio pupale ha una durata maggiore di tre o più giorni rispetto ai maschi (Gerling e Legner, 1968).

Dopo lo sfarfallamento, S. cameroni si disperde molto velocemente nell’ambiente andando a parassitare pupari in profondità nel substrato, anche fino a 10 cm. La durata media di vita va dai 18 ai 26 giorni e decresce all’aumentare della temperatura (Machtinger et al., 2015). (v. Fig. 3)

Ora la domanda da porsi! Perchè sono utili i parassitoidi e soprattutto dove vengono rilasciati?

C’è da fare una piccola premessa. La M. domestica è un’infestante ed è prevalentemente abbondante negli ambienti zootecnici.  Per moltissimi anni gli allevatori si sono avvalsi dell’uso di pesticidi  e insetticidi per poterle debellare, costringendo però le aziende produttrici ad immettere sul mercato sempre più pesticidi di ultima generazione per le resistenze che le mosche hanno sviluppato nel tempo.

[Vitello infestato da mosche domestiche (foto dell’autrice)]

È nata dunque,  l’esigenza di trovare una soluzione alternativa e green: il controllo biologico con gestione integrata. Per controllo biologico in questo caso si fa riferimento ad utilizzo di insetti antagonisti agli ospiti indesiderati. Da sola questa tipologia di lotta non ha dato ottimi risultati, da cui l’esigenza della gestione integrata. Questa tipologia di gestione, si basa sulla conoscenza del comportamento, delle attitudini e sul monitoraggio della presenza di infestanti con l’ausilio di trappole con attrattivo alimentare, luminose o adesive. La lotta integrata fa riferimento inoltre alla pulizia e alla sanificazione dei locali (D’Arco, 2020).

I pupari parassitizzati vengono rilasciati in ambienti confinati, dove l’ospite è particolarmente abbondante con rilasci settimanali o bisettimanali a seconda del grado di infestazione rivelato dai monitoraggi. Dopo 20-25 giorni i parassitoidi che emergeranno, saranno in grado di parassitizzare nuovi pupari, riducendo così le popolazioni di mosca fino al 50 %. (dati non ancora pubblicati, studi in corso).

Un saluto a tutti, da me e dalle mucche felici dove faccio questo tipo di ricerca!!!


Sara D’Arco

Da piccola sui diari di scuola, scrivevo che il mio sogno era diventare una scienziata! Non avevo la più pallida idea dell’ambito ma volevo a tutti costi diventare una ricercatrice. Al liceo scientifico della mia città e in particolare nella mia classe, ho avuto la fortuna di trovare una Prof di Biologia favolosa. Ho iniziato così il mio viaggio verso la Biologia. Ho iniziato a fare incroci mendeliani con Drosophila melanogaster, ho seguito per la prima volta da autodidatta l’intero ciclo vitale dell’insetto stecco Bacillus rossius. Al quinto anno, indecisa tra la facoltà di Matematica e Biologia, supero il test di ingresso e inizio a frequentare la facoltà di Scienze Biologiche. Dopo anni di studio, mi ritrovai a fare le valigie e partire verso l’ignoto, per un tirocinio post-laurea nel laboratorio di Entomologia applicata dell’Università di Modena e Reggio Emilia. Dopo 3 anni da quella partenza mi trovo ancora qui ma come Dottoranda! Al momento mi sto occupando di Mosche e parassitoidi!!!! Chissà il futuro che bestioline mi riserverà!

Riferimenti

  • Crofton, H. D. (1971). A quantitative approach to parasitism. Parasitology 62, 179–93.
  • H.C.J. Godfray (2001). Parasitoids. Encyclopedia of Biodiversity (Second Edition), p. 674-682. 
  • D’Arco, S. (2020). Un approccio sostenibile alla gestione di Musca domestica negli allevamenti: Il controllo biologico. Entomata, 13, 57–64.
  • Gerling, D., & Legner, E. F. (1968). Developmental history and reproduction of Spalangia cameroni, parasite of synanthropic flies. Annals of the Entomological Society of America, 61(6), 1436–1443. https://doi.org/10.1093/aesa/61.6.1436
  • Legner, E. F. (1967). Behavior changes the reproduction of Spalangia cameroni, S. endius, Muscidifurax raptor, and Nasonia vitripennis (Hymenoptera: Pteromalidae) at increasing fly host densities. Annals of the Entomological Society of America, 60(4), 819–826. https://doi.org/10.1093/aesa/60.4.819
  • Machtinger, E. T., Geden, C. J., Teal, P. E., & Leppla, N. C. (2015). Comparison of host-seeking behavior of the filth fly pupal parasitoids, Spalangia cameroni and Muscidifurax raptor (Hymenoptera: Pteromalidae). Environmental Entomology, 44(2), 330–337. https://doi.org/10.1093/ee/nvu063
  • Tucker, N. S. G., & Kaufman, P. E. (2017). A Parasitoid Muscidifurax raptor Girault & Sanders (Insecta: Hymenoptera: Pteromalidae). Department of Entomology and Nematology, UF/IFAS Extension, 2016(1), 5. https://doi.org/10.32473/edis-in1161-2016