Mentre le popolazioni dell'invasiva lanterna maculata esplodono e l'area di quarantena imposta dallo stato nel sud-est della Pennsylvania si espande, i ricercatori del College of Agricultural Sciences di Penn State sono alla ricerca di soluzioni per aiutare a fermare la diffusione dell'insetto e salvare le colture agricole da gravi danni.

La lanterna maculata è stata trovata per la prima volta negli Stati Uniti nella contea di Berks nel settembre 2014. Più di tre anni dopo, la quarantena del Dipartimento dell'Agricoltura della Pennsylvania, che iniziò con cinque comuni nella contea orientale di Berks, ora copre tutta Berks, dollari, Chester, Lehigh, Montgomery, Northampton, Carbonio, Delaware, Lancaster, Libano, Monroe, contee di Filadelfia e Schuylkill. La quarantena regola o limita il movimento delle piante, materiali a base vegetale e articoli per la casa all'aperto fuori dall'area di quarantena, a meno che non siano soddisfatte determinate condizioni.

I funzionari sono preoccupati per la minaccia che la lanterna maculata rappresenta per l'agricoltura della Pennsylvania, compresa l'uva, albero da frutto, industrie del legno duro e vivai, che collettivamente valgono quasi 18 miliardi di dollari per l'economia dello stato. I proprietari di abitazione potrebbero anche subire danni a piante ornamentali di alto valore nel loro paesaggio.

Nativo della Cina, India, Giappone e Vietnam, la lanterna maculata non attacca frutti o fogliame. Piuttosto, usa il suo apparato boccale succhiatore penetrante per nutrirsi delle parti legnose delle piante, come tronchi d'albero o rami e viti, dove espelle una sostanza nota come melata e infligge ferite che piangono con la linfa. La melata e la linfa possono attirare altri insetti e fornire un mezzo per la crescita di funghi, come fuliggine, che copre le superfici fogliari e può arrestare la crescita. Le piante con forti infestazioni potrebbero non sopravvivere.

Ha detto Tom Baker, illustre professore di entomologia ed ecologia chimica, che ha 40 anni di esperienza nella ricerca entomologica, "La lanterna maculata è la più strana, l'insetto più pernicioso che abbia mai visto."

I ricercatori della Penn State stanno affrontando il problema su più fronti.

"Dopo che questo parassita è stato scoperto in Pennsylvania nel 2014, abbiamo iniziato la ricerca di base per capire da dove provenisse e per comprenderne meglio la biologia e il comportamento prima di poter iniziare a sviluppare tattiche per gestirlo, " ha detto Julie Urban, ricercatore senior presso il Dipartimento di Entomologia. "Di conseguenza, abbiamo diversi progetti in corso che speriamo portino a soluzioni pratiche nel prossimo futuro."

Ad esempio, con il sostegno del Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti, Urban sta studiando la genetica della popolazione della lanterna maculata in Pennsylvania. L'identificazione di nuovi marcatori genetici e la genotipizzazione dell'insetto può aiutare nello sforzo di individuare più precisamente l'origine asiatica dell'invasione delle lanterne e di restringere geograficamente la ricerca di predatori naturali e parassitoidi.

"Anche nuovi marcatori genetici variabili all'interno della popolazione della Pennsylvania ci aiuteranno a stimare la dimensione effettiva della popolazione attuale, consentirci di monitorare la crescita e il movimento della popolazione, e rilevare successive invasioni, " lei disse.

Un'altra linea di indagine, Urbano ha detto, sta caratterizzando batteri e funghi associati alla lanterna maculata. Utilizzando il sequenziamento del DNA di nuova generazione, il suo team ha testato la presenza di comunità batteriche e fungine nelle ghiandole salivari e nella proboscide (apparato boccale) della mosca lanterna e nel tessuto addominale.

"Abbiamo scoperto che la ghiandola salivare e il tessuto della proboscide non ospitavano livelli rilevabili di batteri o funghi. Ciò significa che è improbabile che la lanterna maculata trasmetta agenti patogeni batterici o fungini alle piante attraverso l'alimentazione, anche se stiamo continuando a studiare la potenziale trasmissione di altri agenti patogeni, " lei disse.

"Nel tessuto addominale, alcuni batteri presenti possono differire a seconda dell'area geografica. Il confronto del microbioma del tratto digestivo della popolazione della Pennsylvania con campioni provenienti dall'Asia può aiutarci a comprendere le differenze nelle preferenze della pianta ospite e nel comportamento alimentare, e potremmo scoprire che le popolazioni asiatiche ospitano batteri che sono patogeni naturali della lanterna maculata".

I ricercatori stanno anche monitorando le comunità microbiche su diverse piante ospiti economicamente importanti per valutare i cambiamenti nella composizione e nell'abbondanza di batteri e funghi dovuti all'alimentazione delle lanterne maculate e alla deposizione di melata. Inoltre, Il team di Urban sta esaminando le comunità microbiche presenti in una sostanza schiumosa trovata alla base delle piante di Ailanthus (albero del cielo) che mostrano danni pesanti all'alimentazione delle lanterne e la deposizione di melata.

L'albero del cielo è una delle piante ospiti altamente preferite della lanterna maculata, e Urban ha detto che la schiuma sarà analizzata per determinare se funge da attrattivo per il parassita. "Mireremo a determinare la fonte di eventuali composti potenzialmente attraenti, che può essere utile nello sviluppo di esche lanterna maculate, " lei disse.

Questo lavoro può anche aiutare gli scienziati a identificare i batteri benefici che potrebbero aiutare a gestire la muffa fuligginosa associata alla mosca delle lanterne uccidendo o superando il fungo, Urbano spiegato.

L'entomologo Baker ha utilizzato i finanziamenti del servizio di ispezione della salute delle piante e degli animali dell'USDA per studiare i comportamenti di accoppiamento e dispersione delle lanterne maculate. Ha notato che l'uso di feromoni di insetti per l'interruzione dell'accoppiamento è stato utilizzato con successo per altri insetti nocivi.

"Però, finora non abbiamo trovato prove che la lanterna maculata usi i feromoni per trovare compagni, quindi potrebbe non essere qualcosa che possiamo usare per interrompere l'accoppiamento o per sviluppare esche o trappole, " Egli ha detto.

Il laboratorio di Baker ha raccolto dati su come si disperdono le lanterne maculate:quanto lontano volano, a cosa si orientano, su cosa atterrano e così via. "Understanding the natural dispersal behavior could be helpful to state and federal agriculture officials and industry stakeholders in planning for where and in what direction the front edge of an infestation will spread, " Egli ha detto.

A breve termine, researchers are closing in on pesticide solutions that can help protect crops from spotted lanternfly damage. Erica Smyers, a doctoral candidate in entomology advised by Urban, has performed efficacy testing on several insecticides to gauge their potential for reducing populations of the pest. Dave Biddinger, research associate professor of entomology at Penn State's Fruit Research and Extension Center in Biglerville, is helping to analyze the results.

Once data analysis is complete, scientists will seek an emergency exemption from the U.S. Environmental Protection Agency under Section 18 of the Federal Insecticide, Fungicide, and Rodenticide Act to permit growers to use the most promising of these chemicals on certain crops.

Intanto, Penn State entomologists are collaborating with other university and government scientists and seeking additional USDA grants to continue research on spotted lanternfly host-plant requirements, the development of biocontrols such as natural enemies, host-plant effects of sooty mold, and other topics related to this exotic and unusual pest.