Decodificare il segreto simbiotico della mosca dell'olivo

Le mosca di frutta d'oliva (Bactrocera oleae) è il parassita più significativo degli uliveti nella regione del Mediterraneo e nel mondo.

Il danno è causato dalle larve, che si nutrono dei frutti dell'olivo, provocando notevoli perdite quantitative e qualitative di frutti e olio.

Ogni anno questo parassita è responsabile di oltre il 30 percento della distruzione di tutte le colture di olivi del Mediterraneo, il che equivale a perdite annuali di quasi 3 miliardi di euro.

Gli insetticidi sono da tempo il principale rimedio contro l'infestazione della mosca dell'olivo, come nel caso di molti altri parassiti dell'olivo, come la falena dell'olivo.

Gli impatti ambientali, come la tossicità per gli organismi non bersaglio, l'inquinamento acquatico e la contaminazione della catena alimentare umana, hanno portato alla ritiro recente di un numero senza precedenti di componenti insetticidi attraverso l'attuazione delle normative dell'Unione Europea.

Inoltre, l'uso diffuso di pesticidi combinato con i brevi cicli di vita degli organismi nocivi ha portato a ceppi resistenti.

A differenza della maggior parte degli altri parassiti, tuttavia, la mosca dell'olivo si affida quasi interamente a un batterio simbiotico, vale a dire Candidatus Erwinia dacicola.

Le larve degli insetti hanno bisogno di questo simbionte per nutrirsi di olive verdi immature superando le difese chimiche naturali dell'oliva, come oleuropeinaed è un fattore importante nello sviluppo delle larve che si nutrono di olive nere.

Aumenta anche la produzione di uova nelle femmine adulte in condizioni di stress.

A causa di questa relazione unica tra insetto e batterio, Ca. E. dacicola è stata oggetto di recenti ricerche su nuovi metodi di controllo.

È stato dimostrato, ad esempio, che alcuni composti antimicrobici, come l'ossicloruro di rame e il viridiolo, possono interferire con la relazione simbiotica, causando un'interruzione dello sviluppo delle larve e una minore resistenza degli adulti.

Una nuova ricerca pubblicato su Nature si propone di fornire una base di conoscenze più completa su cui costruire, eseguendo lo studio genetico più dettagliato sulla mosca dell'olivo e sul suo simbionte.

Lo studio ha esaminato i modelli biogeografici e la diversità genetica di entrambi gli organismi in 54 popolazioni sparse nel Mediterraneo, in Africa, in Asia e nelle Americhe.

I ricercatori hanno identificato tre aplotipi batterici primari: htA, htB e htP.

Gli aplotipi htA e htB dominano la regione del Mediterraneo, con htA prevalente nelle popolazioni occidentali (ad esempio, Algeria, Marocco e penisola iberica) e htB nelle aree orientali (ad esempio, Israele, Turchia e Cipro).

Le popolazioni del Mediterraneo centrale presentavano una miscela di questi aplotipi, riflettendo una zona di confluenza influenzata dalla migrazione e dalla selezione delle cultivar di olivo.

Le prove archeologiche suggeriscono che le olive furono addomesticate nel Mediterraneo orientale e si diffusero verso ovest. I ricercatori notano che i modelli genetici della mosca dell'olivo e del suo simbionte si allineano con questi movimenti, indicando che la selezione umana delle cultivar di olivo ha probabilmente influenzato la distribuzione e l'adattamento del parassita e del suo simbionte.

Ad esempio, la mescolanza genetica delle popolazioni del Mediterraneo centrale è coerente con la fusione delle linee di olivo orientali e occidentali.

Anche l'aplotipo htP, esclusivo del Pakistan, evidenzia un'antica separazione geografica e una divergenza evolutiva, con una minore diversità genetica del simbionte rispetto alla mosca ospite, suggerendo un'associazione a lungo termine caratterizzata da pressioni selettive.

Anche le popolazioni sudafricane presentavano caratteristiche altrettanto distinte, riflettendo la storia evolutiva della mosca e del suo ospite.

Altre popolazioni geograficamente isolate, come quelle trovate a Creta, in California e in Iran, si sono rivelate particolarmente utili nella modellazione dei modelli di dispersione e di adattamento.

Creta, ad esempio, ospita prevalentemente htA nonostante la sua vicinanza alle regioni orientali, probabilmente a causa dell'isolamento storico e del flusso genico limitato.

Le popolazioni californiane condividono aplotipi simbionti e ospiti del Mediterraneo orientale, supportando l'ipotesi di un'introduzione mediata dall'uomo dalla Turchia.

Allo stesso modo, le popolazioni iraniane mostrano forti legami genetici con le popolazioni del Mediterraneo centrale, il che suggerisce introduzioni e diffusione recenti nella regione.

I ricercatori ritengono che questa comprensione più approfondita della struttura genetica delle popolazioni di mosca dell'olivo e dei loro simbionti possa fornire indicazioni per interventi mirati.

Ad esempio, i diversi profili genetici delle popolazioni pakistana e sudafricana potrebbero richiedere approcci specifici per ogni regione.

Lo studio ha anche sottolineato il potenziale di sfruttamento della biologia simbionte in gestione dei parassiti, ad esempio interrompendo il ruolo del batterio nel superare le difese dell'olivo.

• Biochimica degli insetti e biologia molecolare