CLASSIFICAZIONE SUBPHYLUM Proturi Collemboli Entognati Esapodi Dipluri Come si classifica una specie Phylum Sub-phylum Classe Artropodi Esapodi Insetti Ordine Lepidotteri Sottordine Superfamiglia Heteroneura Gelechioidea Famiglia Genere Specie Gelechidae Tuta absoluta categorie subspecifiche (biotipi, razze, etc.) Collemboli Specie molto piccole (pochi mm) privi di ali Occhi ridotti Antenne di 4-6 segmenti Apparato boccale entognato C F T Tubo ventrale o colloforo (C) al I urosternite Organo di salto posteriore biforcuto (furcula) (F) che si aggancia ad una sorta di pinzetta al III urosternite, detta tenacolo (T) (assente nelle forme ipogee 6 segmenti addominali (talvolta fusi) Sviluppo ametabolo con mute anche allo stadio di adulto Frequenti nei terreni umidi e ricchi di humus. Alcune specie, comuni nei semenzai o negli orti (pulci di terra) praticando erosioni sui vegetali possono risultare dannose alle plantule emergenti dal terreno. La specie più comune e più frequentemente dannosa è Sminthurus viridis Sottordine Artropleoni (Uriti distinti) Isotomurus palustris Sottordine Sinfipleoni (Primi 4 uriti fusi) Sminthurus viridis THYSANOPTERA THYSANOPTERA Insetti di piccole dimensioni (ca 2 mm) corpo allungato e depresso capo ipognato Antenne brevi (4-9 articoli) Ali strettissime (trasparenti o colorate) e munite di una frangia di lunghe setole. I Tisanotteri sono ripartiti nei due sottordini dei Terebranti, con femmine munite di ovopositore simile a una terebra e capaci di ovideporre nei tessuti vegetali, e Tubuliferi, con femmine prive di ovipositore di tipo terebra e deponenti le uova in superficie per mezzo di un prolungamento tubulare degli ultimi uriti Terebranti: ovIpositore Tubuliferi: tubo terminale con 2 paia di valve formato dal X urite. APPARATO BOCCALE L'apparato boccale è di tipo pungente, costituito di un numero impari di pezzi stiliformi (lobi interni delle mascelle associati alla mandibola sinistra). La mandibola ha un’azione raspante, mentre gli altri stiletti sono usati per aspirare il contenuto cellulare (alimentazione parenchimatica) anche di granuli pollinici. I danni sono di tipo rugginosità, argentature e deformazioni delle parti attaccate (possono essere confusi con danni da Acari, freddo, danni meccanici). SVILUPPO POST-EMBRIONALE Insetti ovipari Si riproducono per partenogenesi arrenotoca (maschi aploidi) Alcune specie presentano partenogenesi telitoca Sviluppo neometabolico: 2 stadi neanidali attivi seguiti da 2 o 3 stadi di tipo pupale (subpupe), quiescenti, che cercano riparo sulla pianta, nel terreno, talvolta al riparo di un bozzoletto HEMIPTERA HEMIPTERA Vasto gruppo di insetti (ca. 50.000 specie), eterogeneo per forme e dimensioni, succhiatori di liquidi vegetali ed animali prelevati da un caratteristico apparato boccale di tipo Heteroptera pungente- succhiatore. Hanno enorme importanza in agricoltura. Homoptera Auchenorrhyncha afide Homoptera Sternorrhyncha APPARATO BOCCALE Caratteristica comune è PUNGENTE SUCCHIATORE, derivato dal masticatore per trasformazione in stiletti delle mandibole e delle mascelle. Scomparsa dei palpi e lobi sia mascellari che labiali. Mandibole e mascelle stilettiformi, accolte dal labbro inferiore più o meno cilindrico, (da 1 a 4 articoli) (rostro o rhyncho). Le mascelle, che occupano una posizione interna, accostandosi l’una all’altra formano 2 canali: uno dorsale (di suzione o alimentare) ed uno ventrale (salivare). L’inserzione degli stiletti può essere facilitata dalla presenza di una pinza all’estremità del rostro. L’inoculazione della saliva (spesso tossica e plasmolitica) e l’aspirazione dell’alimento avvengono rispettivamente grazie all’azione della pompetta salivare e la pompa faringeale. RIPRODUZIONE E SVILUPPO POST-EMBRIONALE La riproduzione è normalmente anfigonica, con due sessi separati. Comune è la riproduzione partenogenetica Presente l’Ermafroditismo autosufficiente (i due organi sessuali presenti nel medesimo individuo) Sviluppo eterometabolo Neometabolia (stadi intermedi quiescenti) Aleirodidi Catametabolia (metamorfosi involutiva perdita di antenne e zampe) Femmina di cocciniglie Sottordine Eterotteri La caratteristica del gruppo sono le ali anteriori trasformate in emielitre, mentre quelle posteriori sono membranose. Hanno in genere il corpo alquanto depresso. Includono le comuni cimici (Pentatomidi)) e cimicette (Miridi) I Pentatomidi (es. Nezara viridula), noti per lo sgradevole odore emesso dalle loro ghiandole repugnatorie. Hanno corpo a contorno subpentagonale e livree frequentemente vistose. Nezara Depongono uova a forma di barilotto in ovature con forma e numero di elementi abbastanza costante per la specie I Miridi (es. Calocoris, Halticus) comprendono specie di piccole dimensioni, abbastanza veloci, talvolta a regime alimentare misto. Calocoris Halticus DANNI Sui frutti in corrispondenza delle punture di alimentazione dei Pentatomidi si formano aree di ingiallimento e necrosi. Agli stessi viene trasmesso un odore sgradevole (cimiciato) e possono instaurasi marciumi da batteri I Miridi causano necrosi e di foglie e germogli, caduta di fiori e deformazioni dei frutti Sottordine Omotteri Ali anteriori e posteriori simili, di tipo membranoso; le ali anteriori possono essere uniformemente sclerificate (tegmine) (es. Cercopoidea e Jassoidea) e sono quasi sempre tenute a tetto allo stato di riposo. Esistono molte forme attere per effetto del polimorfismo stagionale (afidi) o di tipo involutivo (cocciniglie) Vi appartengono specie fitomize per eccellenza, che sottraggono grandi quantità di linfa vegetale, producendo notevoli quantità di melata con conseguente sviluppo di fumaggini. Importanti agenti vettori di virus. Presenza di endosimbionti e camere filtranti Gli Homoptera sono divisi, soprattutto sulla base della posizione del rostro, in due grandi gruppi: Auchenorrhyncha e Sternorrhyncha. In quest’ultima sezione il rostro è molto spostato all'indietro e negli adulti di alcuni gruppi o negli stadi giovanili di altri finisce incassato nel . torace emergendo da esso a livello del prosterno Auchenorrhyncha Le specie di maggior interesse agrario si ritrovano in alcune famiglie (es. Cercopidae, Cicadellidae, Membracidae) che comprendono specie di piccole o medie dimensioni, con zampe posteriori saltatorie. L’almentazione è prevalentemente di tipo floematica, con danni che si manifestano a distanza dalle punture (ingiallimenti o arrossamenti, deformazioni), ma talvolta è parenchimatica (picchiettature e necrosi localizzate). Danni indiretti sono causati dalla trasmissione di virus e fitoplasmi e dall’imbrattamento da melata o dalla schiuma di alcuni stadi giovanili. Danni sono arrecati anche con le ferite di ovideposizione Cercopidae Cicadellidae Empoasca Membracidae Sternorrhyncha Insetti fitomizi di notevole importanza agraria che manifestano un elevato adattamento alla fitofagia: spiccata sedentarietà degli stadi giovanili (psille, aleirodi) o degli adulti (femmine di cocciniglie), con conseguente involuzione morfologica. Posizione del rostro che può essere incassato nel prosterno (Psille, Cocciniglie). Enorme sviluppo degli stiletti, che in posizione di riposo, possono essere alloggiati in una tasca interna (crumena). Sviluppo di camere filtranti. Psille Afidi Aleirodidi Cocciniglie PSYLLOIDEA (Psille) Insetti di piccole dimensioni. Gli adulti, capaci di compiere salti, sono caratterizzati da due processi cefalici più o meno sviluppati (coni), ali con nervature ridotte, tenute a tetto allo stato di riposo. Le uova sono deposte sui tessuti vegetali grazie ad un peduncolo attraverso il quale assorbono umidità. Gli stadi giovanili, fortemente appiattiti, mostrano per trasparenza un unico grosso micetoma di color arancione che ospita i simbionti del genere Carsonella. I danni sono diretti (sottrazione di linfa, immissione di saliva tossica con formazione di galle e deformazioni). La melata prodotta è in genere abbondante con formazione di fumaggine e causticazione delle foglie. ALEYEROIDEA (Aleirodidi) Gli Aleirodoidei, noti come "mosche bianche" per la candida cera che riveste le loro ali, sono più piccoli (mm 1-3) delle Psille. Le uova sono deposte spesso in cerchio, normalmente alla pagina inferiore delle foglie. Gli Aleirodidi possono emettere abbondante cera soprattutto allo stato giovanile e, come gran parte degli Sternorrinchi, emettono abbondante melata. Importante il ruolo svolto da microrganismi del genere Portiera che pemettono di integrare il regime dietetico sbilanciato. Tali microrganismi sono alloggiati in grossi micetomi pari arancioni ed il trasferimento alla discendenza avviene per il passaggio di intere cellule infette (micetociti) nell’uovo L’intestino va incontro ad un notevole adattamento alla fitofagia, sviluppando le camere filtranti che hanno lo scopo di avviare gran parte della linfa e sostanze zuccherine in essa contenuta direttamente all’intestino posteriore, dal quale poi verrà espulsa sotto forma di melata attraverso la depressione vasiforme. Nell’intestino medio sono invece trattenute e digerite le molecole proteiche. depressione vasiforme Sulla melata si stratificano fumaggini contribuendo così ad aggravare il danno diretto costituito dalla sottrazione di linfa La riproduzione è normalmente biparentale, ma sono spesso presenti razze partenogenetiche (arrenotoche o telitoche). Lo sviluppo è neometabolico: dall’uovo fuoriescono le neanidi che rapidamente si fissano e dopo altri due stadi neanidali produconouna sorta di involucro (pupario) in cui si forma una subpupa. Questa darà l'adulto che fuoriuscirà attraverso una fenditura a T. Il pupario, a forma di scatoletta più o meno rilevata, è utile, più degli stessi adulti, per il riconoscimento delle specie. APHIDOIDEA (Afidi) Gli Afidoidei, noti come "afidi o pidocchi delle piante", sono piccoli insetti dal tegumento delicato, ma spesso ricoperto di cera. Le ali, se presenti, sono membranose e con nervatura molto ridotta. L’addome è caratterizzato dalla presenza di un processo caudale (codicola) che permette l’allontanamento della melata, ed in moltissime specie di due processi addominali laterali (sifoni), dai quali viene emessa, come difesa, una sostanza cerosa sotto forma di sferule liquide che passa rapidamente allo sato solido. Molte specie secernono dai sifoni feromoni di allarme (trans-ß farnesene). ALIMENTAZIONE E SIMBIOSI Gli afidi hanno una nutrizione sia parenchimatica che, più spesso, floematica. In genere mancano di una vera e propra camera filtrante, ma sono comunque dei grandi produttori di melata. Gli Afidi accolgono il loro simbionte specifico (Buchnera aphidicola) in un grosso micetoma a V. Tale simbionte è implicato anche nella detossificazione dell’ammoniaca, derivante dalla digestione proteica, che non può essere escreta per mancanza dei tubi malpighiani. L’ammoniaca viene utilizzata dal batterio per produrre glutammina e da questa Aminoacidi essenziali per l’Afide RIPRODUZIONE Negli Afidi la partenogenesi telitoca è frequentemente associata in alternanza alla riproduzione sessuata in cicli eterogonici. In aggiunta, molti gruppi di Afidi comprendono specie che alternano viviparità ed oviparità. La partenogenesi abbinata alla viviparità è alla base del fenomeno dell’inscatolamento delle generazioni. Il numero di generazioni annue può quindi essere elevato (30), grazie anche alla brevità del ciclo (7-10 gg). Gli afidi presentano un notevole polimorfismo, in quanto, come adattamento a cicli biologici complessi, spesso compiuti su piante diverse, si alterna la presenza di individui alati ed atteri (o neotenici) per la superproduzione di ormone giovanile. Tanto le alate quanto le attere possono presentare varie forme CICLI I cicli degli afidi vengono definiti: Olociclo (completo) quando ad una serie di generazioni partenogenetiche (primaverili-estive), portate avanti dalle cosiddette virginopare, succede una generazione anfigonica (autunnale) con diapausa invernale sotto forma di uovo durevole Anolociclo costitutita da sole generazioni partenogenetiche con scomparsa della generazione anfigonica I cicli inoltre sono definiti : monoici se svolti sulla stessa specie vegetale eteroici se svolti su due o più specie di piante. Tipicamente le maggiori pullulazioni afidiche si hanno precocemente nel periodo primaverile, per poi declinare durante l’estate per fattori climatici (eccesso di temperatura e scarsa umidità) e biologici (sovraffollameto, azione dei nemici naturali) Olociclo fondatrigenie virginopare fondatrice uovo durevole anfigonici sessupare Anolociclo virginopare virginopare virginopare virginopare FATTORI AMBIENTALI INFLUENZANTI IL CICLO Comparsa delle virginogenie alate: L’affollamento della colonia e la riduzione della qualità nutritiva del germoglio (riduzione in contenuto aminoacidico, lignificazione), induce la comparsa di alate che contribuiscono alla diffusione dell’infestazione sugli ospiti secondari. Le formiche che accudiscono la colonia ritarda la comparsa delle alate, forse per un meccanismo di stimolo ormonale che conduce alla persistenza della neotenina. Comparsa dei sessuali o anfigonici: La riduzione del fotoperiodo in associazione all’abbassamento delle temperature induce la comparsa della generazione delle sessupare. Esiste un effetto fondatrice per cui la comparsa di tale generazione non può essere indotta sperimentalmente nella generazione della fondatrice e nelle 3-4 successive. DANNI Danni diretti: forte sottrazione di linfa, con riduzione del peso fresco e secco tanto della parte aerea che radicale, accorciamento degli internodi e riduzione della superficie fogliare: le interferenze fisiologiche con la pianta riguardano immissione di saliva che determina un aumento della respirazione della pianta, nonché interferenza con l’Acido Indolacetico endogeno, con conseguente deformazioni più o meno intense. Danni Indiretti: Produzione di abbondante melata e trasmissioni di virosi. La melata attira le formiche che con molte specie afidiche instaurano un rapporto simbiotico molto intenso (trasporto su germogli più teneri, rallentamento della comparsa delle alate, protezione da nemici naturali), che possono aggravare l’infestazione afidica Rapporto mutualistico afidi - virus L’infezione virale determina un aumento di amminoacidi liberi nella pianta, con conseguente aumento della fecondità della popolazione afidica e di conseguenza della densità della colonia. Il numero delle alate quindi aumenta e con la loro migrazione il virus può essere ulteriormente diffuso. Il fenomeno è influenzato anche dalla tendenza a formare aggregati molto densi (Aphis fabe) o più radi (Myzus persicae). Va inoltre ricordato che le alate nel volo di discesa sono attirate dalle lunghezze d’onda intorno al gialloverde tipiche di piante virosate COCCOIDEA (Cocciniglie) Forte dimorfismo sessuale; neotenia e/o catametabolia nella linea femminile; corpo protetto da secreti vari (lacca, cera, follicoli sericei); Caratteri morfologici Riduzione progressiva lungo la linea evolutiva di numerose strutture quali occhi, antenne, zampe, stigmi e segmentazione addominale. Icerya I maschi mantengono i caratteri dell’insetto tipico, tuttavia presentano le sole ali anteriori e mancano di apparato boccale. Orthezoidi Lecanoidi Dispidioidi Grandi produttori di melata, eccetto i diaspini. Presenza di camere filtranti ed endosimbionti. Particolarmente sviluppati sono i rapporti con le formiche. Pseudococcidae Planococcus cocciniglie farinose o cotonelli ovisacco Specie dal corpo molle e globoso, ricoperto da una polvere cerosa e circondato da raggi cerosi. A maturità le femmine producono ovisacchi cerosi in cui sono protette le uova. Grandi produttori di melata. Occasionalmente colonie di questa cocciniglia possono svilupparsi nella zona di contatto fra le bacche di solanacee formando vistosi ammassi fioccosi FITOMIZI E TRASMISSIONE DI VIRUS VEGETALI I Fitomizi (Rincoti e Tisanotteri), insieme ai Coleotteri, sono gli unici fra gli insetti fitofagi a trasmettere Virus alle piante Gli Afidi e gli Aleirodidi sono gli agenti vettori più efficienti TRASMISSIONE NON PERSISTENTE: VIROSI STILETTARI V S Tipica degli afidi, che sono sprovvisti di sensilli gustativi sugli apici delle appendici boccali ed effettuano punture di assaggio sulle potenziali piante ospiti. Il contenuto delle cellule epidermiche viene inviato in prossimità della pompetta salivare dove è analizzato dai sensilli. Se il succo non contiene i fagostimolanti adatti viene stravasato nelle cellule punte e l’afide riprende la ricerca di una pianta idonea. Nel caso in cui la pianta sia infettata da un virus a localizzazione epidermica, l’afide lo assume immediatamente in quanto i virioni aderiscono nella porzione distale degli stiletti. In questa fase alcuni virus (es. Potyvirus) aderiscono agli stiletti a mezzo di una proteina-colla (helper) che la pianta è indotta a produrre dall’RNA virale. Le particelle virali si distaccano grazie probabilmente all’azione di una proteasi. Il virus non ha periodo di incubazione, ma l’infettività viene presto perduta per disattivazione od in seguito alla muta ALCUNE VIROSI NON PERSISTENTI Virus Y della Patata Virus A della Patata TRASMISSIONE SEMI-PERSISTENTE Questo tipo di trasmissione è anche detta stomodeale, poiché i virioni aderiscono a mezzo della proteina helper all’intima dell’intestino anteriore (stomodeo). L’afide, dopo aver accettato la pianta come ospite, raggiunge con gli stiletti i fasci floematici dove il virus è localizzato e da qui successivamente acquisito. Anche in questo caso non c’è periodo di latenza, ma il periodo infettivo è superiore rispetto ai Virus non persistenti. Anche in questo caso con la muta le particelle virali sono allontanate insieme alla cuticola dello stomodeo. VIRUS PERSISTENTI I virus persistenti sono divisi in due categorie: i virus persistenti circolativi (che non si moltiplicano nel vettore) ed i virus persistenti propagativi (che si moltiplicano nel vettore e possono essere trasmessi alla discendenza). I virus si muovono all’interno del vettore dal lume intestinale all’emolinfa o ad altri tessuti, per giungere infine alle ghiandole salivari, da cui sono nuovamente inoculate nella pianta durante l’alimentazione dell’insetto vettore. I virus persistenti possono essere trasmessi alla pianta anche dopo essere stati inoculati sperimentalmente nell’emocele dell’insetto vettore. TRASMISSIONE PERSISTENTE DI VIRUS CIRCOLATIVI Il virus dopo essere stato assunto dal floema raggiunge l’intestino e da quest’ultimo (in particolare il medio) passa nell’emocele, raggiungendo infine le ghiandole salivari. All’adesione e veicolazione attraverso i tessuti dell’ospite partecipa il capside virale. Sebbene l’adattamento al vettore sia elevato, non vi è replicazione virale al suo interno. I tempi di latenza vanno da qualche ora a 1-2 giorni, ma l’infettività, una volta raggiunta, può durare molto a lungo Virus dell’accartocciamento VIRUS CIRCOLATIVI Luteoviridae, Geminiviridae e Nanoviridae sono le famiglie di virus trasmesse in maniera circolativa. Luteovirus e nanovirus sono tramessi esclusivamente da afidi, mentre i geminivirus sono trasmessi da aleirodidi e cicadellidi. TRASMISSIONE PERSISTENTE DI VIRUS PROPAGATIVI Queste virosi sono tipiche dei Cicadellidi ed altri Auchenorrinchi, Tripidi ed in misura minore Afidi. Il virus dopo l’acquisizione ed un lungo periodo di latenza (da qualche giorno a settimane) si moltiplica nel vettore e può essere trasmesso alla discendenza per via transovarica. Questi virus possono perpetuarsi nel vettore anche in assenza di piante ospiti per molte generazioni (fino a 40) conservando un’elevata infettività. In alcuni casi i virus propagativi possono essere dannosi anche ai loro vettori. TRIPIDI I tripidi trasmettono virus ad RNA (Tospovirus). Questa associazione è unica nel suo genere, perché i tripidi adulti possono trasmettere il virus solo se lo hanno acquisito durante gli stadi giovanili. Frankliniella occidentalis fra le specie di tripidi è il più efficiente vettore di virus, potendone trasmettere 5 delle 14 specie note. Tomato spotted wilt Frankliniella occidentalis