La diabrotica del mais occidentale continua ad essere in aumento in Europa. Perché i tentativi di colpire biologicamente questo parassita delle colture applicando nematodi entomopatogeni sono falliti, può ora essere spiegato dalla straordinaria strategia di difesa di questo insetto. Nel loro nuovo studio, scienziati dell'Università di Berna, Svizzera, e l'Istituto Max Planck per l'ecologia chimica di Jena, Germania, mostrano che le larve di diabrotica sono in grado di sequestrare composti di difesa delle piante dalle radici di mais in forma non tossica e possono attivare le tossine ogni volta che ne hanno bisogno per proteggersi dai propri nemici.

La diabrotica del mais occidentale ( Diabrotica virgifera virgifera ) è un devastante parassita delle piante di mais, che si è diffuso in tutta Europa. Il monitoraggio dei parassiti di quest'anno in Germania ha rivelato che il numero di coleotteri catturati nelle trappole si è nuovamente moltiplicato rispetto all'anno precedente. L'insetto è originario dell'America centrale, da dove si è diffuso in modo invasivo in tutto il Nord America a partire dagli anni '50. Le autorità agricole degli Stati Uniti stimano che la diabrotica del mais occidentale causi danni per miliardi di dollari ogni anno.

Le piante mettono in atto sofisticate strategie di difesa per respingere le numerose specie di insetti interessati a nutrirsi delle loro foglie o radici nutrienti. I ricercatori di Berna e Jena hanno ora studiato il caso di una larva di coleottero, che sfrutta le difese della pianta per il proprio uso. Le piante di mais immagazzinano composti di difesa noti come benzossazinoidi nelle loro radici in una forma non tossica. Se gli erbivori attaccano le piante, queste molecole si scompongono rapidamente in composti tossici per la maggior parte degli insetti. "Siamo stati in grado di dimostrare che la diabrotica del mais occidentale stabilizza un benzossazinoide tossico aggiungendo una molecola di zucchero. Questa molecola modificata viene utilizzata direttamente per mantenere i nematodi, utilizzato come controllo biologico, via. Inoltre, i vermi possono stabilizzare un secondo benzossazinoide di origine vegetale, sequestrare la sua forma non tossica nei loro corpi, e attivarlo all'attacco dei nematodi", spiega la prima e principale autrice Christelle Robert, che ha avviato questo progetto a Jena e l'ha proseguito all'Università di Berna. Quindi, il rootworm una volta usa una doppia strategia per utilizzare le difese delle piante per la propria protezione.

Il controllo biologico con i nematodi sembrava una volta un'alternativa promettente all'uso di pesticidi chimici. Precedenti studi che hanno coinvolto scienziati dell'Istituto Max Planck per l'ecologia chimica avevano scoperto che le radici del mais emettono (E)-beta-cariofillene per attirare i nematodi benefici. Nematodi entomopatogeni nel suolo, come l'organismo benefico Heterorhabditis batteriofora , hanno il potenziale per invadere gli insetti parassiti dove secernono batteri simbionti. I partner batterici uccidono l'insetto ospite ei nematodi proliferano nel cadavere. Questa sembrava una strategia ragionevole per combattere la diabrotica del mais occidentale.

"Sfortunatamente, i nematodi spesso non si riducevano Diabrotica popolazioni molto, ma non era chiaro perché questo fosse il caso. Grazie al presente lavoro, ora possiamo diagnosticare esattamente perché il controllo biologico è inefficiente. La diabrotica è troppo ben protetta con le difese proprie della pianta. Un altro approccio per controllare la diabrotica è quello di allevare il mais per maggiori difese benzossazinoidi. Secondo le nuove scoperte, anche questo non avrà molto effetto su Diabrotica a causa della loro resistenza a questi composti chimici, e persino peggiora le cose rendendo Diabrotica più resistente ai nematodi e possibilmente ad altri controlli biologici, "Riassume Jonathan Gershenzon del Max Planck Institute for Chemical Ecology.

Questi approcci infruttuosi con controlli biologici e piante con alte concentrazioni di benzossazinoidi hanno lasciato gli scienziati bloccati nel mezzo Scilla e Cariddi e mostra quanto sia difficile controllare il rootworm. Gli scienziati cercheranno ora di identificare i geni o gli enzimi che consentono ai vermi di radice di superare in astuzia le difese del mais al fine di garantire la propria sopravvivenza. Forse se questi geni possono essere messi a tacere, i vermi diventeranno suscettibili all'infezione da nematodi.

"Il nostro lavoro illustra come un parassita del mais specializzato e altamente distruttivo ha evoluto la capacità di utilizzare le principali tossine della sua pianta ospite per sfuggire alla predazione da parte dei nemici naturali del suolo. Questi risultati forniscono una spiegazione per il successo limitato dei programmi di controllo biologico mirati al diabrotica del mais occidentale", dice Christelle Robert. Lo studio è una base importante per ulteriori indagini con l'obiettivo di migliorare considerevolmente il controllo di questo importante parassita agricolo in futuro.