[20/05/2013] News
La Guerra biologica europea delle coccinelle? Stanno vincendo quelle Arlecchino (asiatiche)
Ma le sostanze letali per le coccinelle autoctone potrebbero servire a produrre nuovi antibiotici
Science ha pubblicato lo studio Invasive Harlequin Ladybird Carries Biological Weapons Against Native Competitors, nel quale un team di ricercatori dell'Università di Giessen e del Max Planck Institute for Chemical Ecology di Jena, in Germania, sottolineano che « Le specie invasive che proliferano dopo aver colonizzato nuovi habitat hanno un impatto ambientale ed economico negativo. Il motivo per cui alcune specie diventano invasori di successo, mentre altre, anche specie strettamente correlate, rimangono non invasive è spesso poco chiaro. La coccinella Arlecchino asiatica Harmonia axyridis, introdotta per il controllo biologico dei parassiti, è diventata un invasore che compete con le specie di coccinelle indigene in molti Paesi», e dalla fine degli anni '90 le loro popolazioni sono aumentate in maniera incontrollata in Europa e negli Usa.
La specie è proliferata rapidamente in Germania, dove gli ambientalisti temono che la coccinella arlecchino asiatica farà fuori le specie di coleotteri autoctone. Diversi studi negli ultimi anni hanno dimostrato che la coccinella Arlecchino sta spazzando via le altre coccinelle in tutta Europa. In Gran Bretagna 7 delle 8 specie autoctone sono diminuite. Problemi simili sono stati riscontrati in Belgio e in Svizzera. In Gran Bretagna i ricercatori hanno appena lanciato una applicazione per lo smartphone che permette ai cittadini di inviare dati sulla presenza di coccinelle "aliene" ed autoctone.
Gli scienziati tedeschi hanno ora trovato la ragione per cui questo insetto ha così tanto successo. Oltre ad utilizzare una sostanza fortemente antibiotica, un composto chiamato harmonine, e peptidi antimicrobici, il suo fluido corporeo, l'emolinfa, contiene microsporidia. Questi minuscoli fungi, come protozoi, parassitano le cellule del corpo e possono causare un danno immenso al loro ospite.
Dalla fine del ‘900, la coccinella Arlecchino, originaria della Cina e del Giappone, e per questo chiamata anche Asian lady beetle, viene utilizzata con successo nelle serre europee per tenere sotto controllo le popolazioni di afidi e molte specie di larve ed uova di insetti. Ma questo "killer bio" è sfuggito dalle serre e si sta diffondendo in maniera massiccia. Però, spiegano i ricercatori «Uuna propagazione rapida e positiva di una Neozoon - il termine biologico per una specie che sta invadendo nuovi habitat ed ecosistemi - non è solo una problema inevitabile in atto. Nella maggior parte dei casi, una specie Neozoon non sopravvive, altrimenti la sua densità di popolazione rimane molto bassa, perché la forma di vita originale e adattata solitamente prevale nella loro nicchia ecologica e vince le competizioni interspecifiche. Invece, non appena Harmonia axyridis viene rilasciata in natura, invade tutti gli habitat, soprattutto quelli occupati dalle specie di coleotteri che si nutrono di afidi. Nel giro di un breve periodo di tempo, i coleotteri nativi sono fuori competizione e gli intrusi hanno preso il sopravvento. Durante l'autunno, grandi congregazioni di Asian lady beetles possono essere osservate mentre sciamano alla ricerca di luoghi di ibernazione nelle case o altre aree di rifugio. Non sono solo un fastidio, ma possono anche causare gravi reazioni allergiche negli esseri umani».
Quando le prede diventano scarse le coccinelle Arlecchino possono nutrirsi di uva, per questo è facile trovarle sui vitigni e sulle mele durante l'autunno, ma le sostanze chimiche di difesa nella loro emolinfa, che finiscono negli acini, influenzano negativamente il gusto del vino. Come la maggior parte delle specie coccinella, la coccinella Arlecchino secerne automaticamente il liquido dalla sua emolinfa non appena viene attaccato da potenziali nemici. Questo fluido difensivo contiene tossine.
Gli scienziati si sono chiesti se il segreto del successo dell' Asian lady beetle si trovasse nell'emolinfa ed hanno scoperto che . rispetto ad altre specie di coccinella, l'emolinfa di Harmonia axyridis contiene una vasta gamma di diversi peptidi antibatterici, piccole proteine che gli insetti utilizzano per respingere i patogeni. Studiando il complesso sistema immunitario degli insetti sono stati in grado di isolare i geni che codificano per l'enorme repertorio antimicrobico delle coccinelle Arlecchino ed hanno scoperto che «L'emolinfa contiene anche una sostanza speciale, l'harmonine, che ha un effetto fortemente antibatterico. L'harmonine si trova solo nella emolinfa di H. axyridis, dove è abbondante. Sia le proteine che l'harmonine sono di interesse per la ricerca medica per la quale offrono promettenti obiettivi per lo sviluppo di nuovi antibiotici, potenzialmente anche quelli contro la malaria».
Quando la coccinella Arlecchino e la nostra Coccinella septempunctata autoctona vengono infettate da batteri patogeni, entrambe le specie producono peptidi antibatterici. Ma le coccinelle asiatiche si "ripuliscono" utilizzando harmonine ad una strategia di difesa efficace, basata su decine di peptidi. Heiko Vogel, dl Max-Planck-Institute of Chemical Ecology sottolinea che «Questo da solo, tuttavia, non risponde alla nostra domanda principale: è un tale forte sistema immunitario, capace di difendersi da agenti patogeni, l'unica ragione per cui H. axyridis sta conquistando gli habitat di altre specie di coleotteri in tutto il mondo? Harmonia può entrare in competizione con altre specie, solo perché è più resistente agli agenti patogeni e, di conseguenza, ha una migliore possibilità di sopravvivere, o giocano un ruolo altri importanti fattori?».
Sebbene le coccinelle generalmente competono per la loro fonte di cibo comune, gli afidi, alcune coccinelle si mangiano a vicenda. Questo fenomeno, chiamato "intraguild predation", è un fattore importante nella competizione tra coccinelle, soprattutto se si trovano a competere con un invasore particolarmente aggressivo cone le Arlecchino. Le H. axyridis possono infatti nutrirsi delle coccinelle europee autoctone senza subire conseguenze dannose. Al contrario, le coccinelle europee e americane, che si nutrono di H. axyridis muoiono. I ricercatori hanno svelato anche questo mistero con un esperimento e spiegano che «L'emolinfa di H. axyridis contiene, oltre a peptidi, harmonine e antimicrobico, un terzo componente difensivo: minuscole armi biologiche chiamate microsporidi. Queste spore consentono all'invasore di infettare altre specie di coleotteri, soprattutto perché è comune tra le coccinelle predare le uova e le larve di altre specie».
Nel loro esperimento, i ricercatori hanno iniettato prima harmonine nelle Coccinella septempunctata, per stabilire se questa sostanza chimica danneggi gli insetti autoctoni ed hanno scoperto che l'iniezione di emolinfa o di microsporidia purificata da H.axyridis hanno conseguenze letali. «Un'occhiata attraverso un microscopio ad alta risoluzione rivela innumerevoli minuscole spore nell'emolinfa dell' Asian lady beetle, spore che sono ancora più piccole degli emociti - dicono i ricercatori tedeschi - Le spore microsporidiche "germinano" e attaccano le cellule di C. septempunctata , tuttavia, esse non germinano nell'H. axyridis. L'Asian lady beetle può disabilitare queste armi biologiche nella sua emolinfa, ma le spore diventano attive non appena raggiungono il fluido corporeo di altre specie di coleotteri. H.axyridis ha una immunità molto forte ai patogeni e l'effetto del microsporidia può spiegare il successo ecologico dell'invasore asiatico e perché continua a entrare in competizione con le specie autoctone in tutta Europa». Vogel evidenzia: «Possono mantenerli inattivi nel loro stesso sangue, non capiamo ancora come lo fanno, Ma quando le alte coccinelle cominciano ad attaccare le uova e le larve dell'invasore, diventano attivi e uccidono i nativi».
Helen Roy del britannico Centre for ecology & hydrology, ha detto alla Bbc che «La ricerca tedesca è affascinante. Tuttavia, le prospettive per le specie autoctone rimangono tristi. La two-spot ladybird, una specie storicamente comune e diffusa in Gran Bretagna, è quella che soffre di più e sperimenta drammatici e rapidi declini».
Anche Vogel ammette: «A mio parere, ora non vedo alcun quale modo per fermarle, prima che sia troppo tardi. La cosa affascinante è che possono sopravvivere in una vasta gamma di zone e di temperatura, e stanno iniziando a comparire in Sud Africa e Sud America». Anche per questo i ricercatori vogliono scoprire al più presto come le coccinelle Arlecchino possono disabilitare i microsporidi nella loro emolinfa.