Comparative Toxicological and biochemical Effects of Seed and Leaf extracts of Azadirachta indica and Jatropha curcas on the Fall armyworm (Spodoptera frugiperda) Under Laboratory Conditions

Nelle vaste campagne dell'Africa subsahariana, il mais rappresenta una pietra angolare per la sicurezza alimentare e la stabilità economica. Eppure, questo raccolto vitale affronta una minaccia incessante da parte della falena del mais, una falena le cui larve consumano le foglie con una voracità efficiente. Queste giovani bruchi iniziano nutrendosi in gruppo sulla superficie delle foglie, creando fori simili a finestre, prima di scavare nel cuore della pianta per distruggere il suo punto di crescita. Man mano che maturano, attaccano le parti riproduttive del mais, danneggiando le pannocchie e riducendo il raccolto. Per decenni, gli agricoltori si sono affidati a prodotti chimici sintetici per fermare questi parassiti, ma la falena sta imparando a resistere a questi veleni, e gli stessi prodotti chimici pongono rischi per l'ambiente e per le persone che dipendono dalla terra. Ciò ha spinto gli scienziati a guardare indietro alla natura per trovare soluzioni, indagando se gli estratti di piante comuni potessero offrire un modo più sicuro ed efficace per proteggere le colture senza il pesante costo dei pesticidi industriali.

Ricercatori in Nigeria si sono posti l'obiettivo di testare due di queste piante: l'albero di neem e il physic nut (pianta del fisco). Si sono concentrati sui semi e sulle foglie di entrambe le specie, ponendosi una domanda semplice ma critica: quale parte di quale pianta funziona meglio per fermare la falena del mais, e come uccide effettivamente il parassita? Per trovare la risposta, hanno raccolto semi e foglie fresche da un giardino botanico, li hanno essiccati e macinati in una polvere fine. Hanno poi immerso questa polvere in acqua per creare estratti liquidi, filtrando la materia vegetale per lasciare dietro di sé una soluzione ricca dei composti chimici naturali della pianta. Queste soluzioni sono state applicate su foglie di mais fresche, che sono state poi somministrate a larve di falena del mais al terzo stadio in un ambiente di laboratorio controllato. Il team ha osservato attentamente per vedere quante larve morivano, quanto tempo impiegava il veleno per agire e cosa accadeva all'interno dei corpi degli insetti sopravvissuti.

I risultati hanno rivelato che entrambe le piante contengono un complesso mix di composti naturali, tra cui fenoli, tannini e alcaloidi, che sono noti per interferire con la biologia degli insetti. Tuttavia, non tutti gli estratti erano uguali. I ricercatori hanno scoperto che l'estratto di semi di neem era l'arma più potente nel loro arsenale. Quando esposte a questo specifico estratto, le larve morivano più velocemente e in numero maggiore rispetto a qualsiasi altro trattamento. Infatti, una concentrazione di poco meno dell'otto per cento della soluzione di semi di neem era sufficiente per uccidere la metà delle larve entro un singolo giorno. L'estratto di semi di physic nut era altrettanto efficace, sebbene richiedesse una concentrazione leggermente superiore per ottenere lo stesso risultato. Gli estratti fogliari di entrambe le piante funzionavano altrettanto bene, ma erano meno potenti dei rispettivi analoghi dei semi, con l'estratto fogliare del physic nut che mostrava l'effetto più debole di tutti. Nel corso di quattro giorni, i trattamenti più efficaci hanno ucciso quasi ogni larva, eguagliando le prestazioni di un comune pesticida sintetico utilizzato come termine di paragone nello studio.

Oltre a contare semplicemente i morti, gli scienziati volevano comprendere il meccanismo della morte. Hanno esaminato le larve sopravvissute che erano state alimentate con foglie trattate con la concentrazione più efficace di ciascun estratto. Ciò che hanno trovato all'interno degli insetti raccontava una storia di collasso biologico. Le larve trattate mostravano una grave deplezione delle riserve energetiche. I loro corpi contenevano significativamente meno proteine, carboidrati e grassi rispetto alle larve sane e non trattate. È come se gli estratti vegetali avessero tagliato la fornitura di carburante dell'insetto, lasciandolo incapace di crescere o sostenersi. Inoltre, i processi chimici che gli insetti utilizzano per scomporre le tossine sono stati interrotti. L'attività di enzimi chiave, che normalmente aiutano l'insetto a sopravvivere neutralizzando le sostanze nocive, è stata drasticamente ridotta. Senza queste difese, le larve non potevano far fronte ai composti chimici della pianta, portando a un accumulo di effetti tossici che alla fine si sono rivelati fatali.

Lo studio ha anche osservato come gli estratti influenzassero la crescita e lo sviluppo delle larve. Quelle che sopravvivevano all'esposizione iniziale impiegavano molto più tempo per raggiungere la fase successiva del loro ciclo vitale. Mentre le larve non trattate completavano il loro sviluppo in circa tredici giorni, quelle esposte all'estratto di semi di neem impiegavano quasi diciassette giorni per finire. Questo ritardo suggerisce che i composti chimici della pianta agiscano come un regolatore della crescita, confondendo l'orologio interno dell'insetto e impedendogli di mutare la pelle e procedere. Questa interruzione del ciclo vitale è un vantaggio cruciale, poiché rallenta la capacità della popolazione di riprodursi e diffondersi. I ricercatori hanno concluso che questi estratti vegetali non si affidano a un singolo metodo di attacco; invece, colpiscono l'insetto da molteplici angolazioni, privandolo dell'energia, disabilitando i loro sistemi di disintossicazione e bloccandone la crescita.

Queste scoperte suggeriscono che i semi dell'albero di neem e del physic nut offrano un'alternativa promettente ed eco-compatibile ai pesticidi sintetici. Lo studio dimostra che questi botanici non sono solo lievi deterrenti, ma strumenti potenti capaci di uccidere la falena del mais e di interrompere il suo ciclo vitale attraverso percorsi biochimici naturali. Sebbene la ricerca sia stata condotta in un laboratorio, i risultati forniscono una solida base per sviluppare questi estratti vegetali in biopesticidi pratici che gli agricoltori possano utilizzare per proteggere il loro mais. Sfruttando la chimica delle piante già disponibili nella regione, esiste una via chiara verso la gestione di questo parassita distruttivo in un modo che sia più sicuro per l'ambiente e sostenibile per il futuro.