L’importanza dei microrganismi nello sviluppo del bostrico tipografo

Il bostrico tipografo rappresenta un parassita forestale di rilevanza economica ed ecologica in Europa, poiché può infestare e distruggere ampie superfici di foreste di abete rosso. Alla ricerca di un metodo efficace per combatterlo, l'attenzione si sta ora concentrando sui microrganismi con cui il coleottero convive.

L’abete rosso è sottoposto a una pressione enorme a causa del bostrico tipografo. Negli ultimi anni, diversi eventi di schianti e danni da neve hanno portato a un massiccio aumento della densità di popolazione di questo insetto nelle Alpi meridionali. Inoltre, la crescente siccità e l’aumento delle temperature dovuti al cambiamento climatico hanno indebolito gli alberi, riducendo la loro resistenza agli attacchi dei parassiti. Un altro effetto delle temperature più elevate consiste nell’accelerazione della riproduzione e dello sviluppo del bostrico, che ha portato alle attuali proliferazioni di massa. Finora non sono stati trovati rimedi efficaci contro il bostrico tipografo. Sebbene sia noto che i predatori naturali svolgano un ruolo importante nella riduzione delle infestazioni, negli ultimi decenni l’attenzione si è concentrata soprattutto sui macroorganismi, ovvero organismi visibili a occhio nudo, perlopiù invertebrati. Al contrario, il ruolo dei microrganismi nell’ecologia del coleottero è stato finora poco considerato.

I batteri svolgono un ruolo fondamentale nella biologia degli insetti, potendo avere sia effetti negativi che positivi. Alcuni batteri possono essere patogeni o mettere a rischio la sopravvivenza dell’insetto manipolandone il comportamento. Allo stesso tempo, soprattutto nell’apparato digerente, i batteri rappresentano simbionti indispensabili, poiché aiutano a digerire il materiale vegetale. Uno studio congiunto del nostro gruppo di ricerca presso la Libera Università di Bolzano, in collaborazione con colleghi della BOKU di Vienna e dell’Università di Padova, ha dimostrato che il microbioma del bostrico tipografo è molto variabile. Non solo popolazioni distanti, ma anche quelle geograficamente vicine presentano differenze. Tuttavia, siamo riusciti a identificare due gruppi batterici presenti in quasi tutti gli insetti esaminati. Questo suggerisce che si tratti di batteri essenziali per il bostrico tipografo. Inoltre, sono stati individuati alcuni batteri presenti in molte popolazioni, ma con frequenza variabile, il che lascia ipotizzare un loro ruolo durante le proliferazioni di massa.

L’effetto del microbioma sul bostrico tipografo non è ancora completamente chiarito. Alcuni gruppi batterici sono considerati potenzialmente dannosi per gli insetti. Tuttavia, il loro reale impatto sulla fitness del coleottero rimane da determinare. Un gruppo di ricerca dell’Università di Salamanca (Spagna) ha recentemente dimostrato un’importante funzione metabolica di questi batteri nell’intestino del coleottero. Tutti i batteri isolati dall’intestino erano in grado di scindere molecole complesse, rendendole accessibili al coleottero. In questo modo, l’insetto può disporre di una fonte supplementare di carbonio. Inoltre, molti dei batteri isolati mostravano effetti anti- fungini contro almeno una specie di fungo patogeno, dimostrando il loro ruolo nella protezione dell’insetto dai patogeni. La composizione del microbioma degli insetti è determinata in gran parte dall’ambiente. La comunità batterica del bostrico rifletteva quella della sua fonte di nutrimento, cioè la corteccia. Tuttavia, esistono i primi indizi di una trasmissione attiva del microbioma dalla madre alla prole. Ricercatori del Max Planck Institute di Jena hanno documentato come una femmina di bostrico ricopra le uova con corteccia masticata dopo la loro deposizione. In questo modo, le uova vengono a contatto con la saliva materna permettendo il trasferimento dei batteri alle larve. Ciò dimostra che la femmina trasmette attivamente i batteri alla prole, confermando la nostra ipotesi sull’importanza dei batteri nell’ecologia del bostrico tipografo. 

Il bostrico tipografo non è associato solo a batteri, ma anche a numerosi funghi della bluettatura, che alterano la colorazione del legno. In Europa sono state rilevate circa 40 specie diverse di questi funghi ophiostomatoidi. Insetto e fungo possono vivere anche separatamente, ma la loro associazione comporta vantaggi per entrambi. Poiché i funghi non riescono a penetrare autonomamente la corteccia, dipendono dal coleottero per raggiungere il floema della pianta. Alcune specie fungine hanno sviluppato spore appiccicose che aderiscono all’insetto e vengono così trasportate verso nuovi alberi durante il volo. Allo stesso tempo, il bostrico riesce ad attaccare più facilmente alberi sani se questi sono già infestati dai funghi. I funghi indeboliscono le difese degli alberi neutralizzando le sostanze di difesa, causando necrosi e consumando le riserve dell’albero. Alla fine, la pianta non dispone più di risorse sufficienti per difendersi da una doppia infestazione di funghi e coleotteri. Questo effetto è particolarmente marcato in condizioni di stress idrico, come hanno dimostrato studi condotti alla BOKU di Vienna. Dopo la colonizzazione, i funghi si sviluppano all’interno dell’albero, trasportando nutrienti verso il floema e rendendoli disponibili alle larve e agli adulti. Inoltre, i funghi potrebbero costituire una fonte supplementare di amminoacidi e vitamine per gli insetti.

Nel nostro progetto corrente stiamo studiando il ruolo dei funghi nell’attuale proliferazione di massa in Alto Adige.
Nelle nostre ricerche abbiamo inoltre trovato numerosi nematodi e acari associati al bostrico tipografo. Non è ancora chiaro se questa convivenza sia vantaggiosa o svantaggiosa per il coleottero. In futuro sarà necessario indagare meglio la composizione e l’interazione di questi organismi e il loro ruolo nello sviluppo del bostrico tipografo.

Sappiamo ancora poco sulle interazioni tra tutte queste specie, ma è chiaro che si influenzano fortemente a vicenda. Comprendere meglio queste relazioni potrebbe aprire nuove possibilità per la protezione forestale contro il bostrico tipografo.

di Prof. Hannes Schuler, Free University of Bozen