Biological and genetic variability of Brazilian populations of Telenomus podisi (Hymenoptera: Scelionidae) their implications for biological control of stink bugs

Nelle vaste campagne del Brasile, una piccola guerra viene combattuta quotidianamente tra colture e parassiti. La cimice verde, un piccolo insetto che si nutre di soia, può devastare i raccolti se lasciata senza controllo. Per decenni, gli agricoltori si sono affidati a spray chimici per fermare questi insetti, ma è emersa una soluzione più naturale: l'uso di altri insetti per combatterli. Nello specifico, gli scienziati si sono rivolti a una minuscola vespa chiamata Telenomus podisi. Questa vespa è un predatore specializzato che depone le uova all'interno delle uova della cimice. Quando le larve della vespa si schiudono, consumano le uova della cimice dall'interno, fermando il parassita prima ancora che possa nascere. Questo metodo, noto come controllo biologico, è ora una parte importante dell'agricoltura in Brasile, con circa 60.000 ettari di soia destinati al rilascio di queste vespe utili. Tuttavia, la natura è raramente uniforme. Proprio come gli esseri umani di diverse regioni possono avere tratti differenti, gli insetti di luoghi diversi possono variare nel modo in cui si comportano, in quanto vivono e in quanto riescono a riprodursi. Comprendere queste differenze è cruciale perché, se un agricoltore rilascia una vespa che non è ben adatta alle sue specifiche condizioni locali, l'intero sforzo per proteggere le colture potrebbe fallire.

Un team di ricercatori ha deciso di indagare se le vespe utilizzate in questi programmi siano tutte uguali o se siano in realtà un mix di tipi diversi che si somigliano ma agiscono diversamente. Hanno raccolto vespe da quattro regioni distinte in tutto il Brasile: il Distretto Federale al centro, San Paolo nel sud-est, Paraná nel sud e Mato Grosso nell'ovest. Questi insetti vivevano in colonie di laboratorio da molte generazioni, ma gli scienziati volevano vedere se le loro origini lasciassero ancora un segno sulla loro biologia. Li hanno allevati in condizioni identiche, nutrendoli con lo stesso cibo e mantenendoli alla stessa temperatura, per vedere se le differenze sarebbero apparse comunque. Hanno osservato attentamente per misurare quante uova le femmine di vespa potessero parassitare, quanto tempo impiegassero i giovani esemplari per crescere e quanti sopravvivessero fino all'età adulta. Hanno anche testato se le vespe di una regione potessero accoppiarsi con successo con le vespe di un'altra regione, un test chiave per capire se appartengano alla stessa specie. Infine, hanno esaminato il DNA delle vespe per cercare differenze genetiche nascoste che potrebbero non essere visibili a occhio nudo.

I risultati hanno rivelato che queste vespe sono tutt'altro che identiche. Le vespe del Distretto Federale si comportavano diversamente rispetto a quelle delle altre tre regioni. Mentre le vespe di San Paolo, Paraná e Mato Grosso erano piuttosto simili tra loro, il gruppo del Distretto Federale si distingueva. Impiegavano più tempo per svilupparsi dall'uovo all'adulto, ma avevano un tasso di sopravvivenza più elevato come giovani insetti. Anche le femmine di questa regione vivevano più a lungo, il che permetteva loro di deporre uova per un periodo più esteso. Al contrario, le vespe di San Paolo e Paraná crescevano più velocemente e si riproducevano più rapidamente, ma le loro femmine non vivevano così a lungo. Queste differenze sono importanti perché cambiano il modo in cui la popolazione di vespe cresce. Le vespi a crescita rapida potrebbero essere migliori nel aumentare velocemente il proprio numero per far fronte a un improvviso aumento delle cimici, mentre le vespe a vita più lunga potrebbero essere più stabili nel tempo.

La scoperta più sorprendente è avvenuta quando i ricercatori hanno provato a mescolare le popolazioni. Quando hanno accoppiato una femmina del Distretto Federale con un maschio di una qualsiasi delle altre tre regioni, l'accoppiamento non ha prodotto alcuna prole femmina. Nel mondo di queste vespe, le femmine derivano da uova fecondate e i maschi da uova non fecondate. Il fatto che non siano nate femmine significava che l'accoppiamento era fallito. Tuttavia, quando i ricercatori hanno incrociato le vespe di San Paolo, Paraná e Mato Grosso tra loro, hanno prodotto sane prole femmina proprio come accadeva quando si accoppiavano all'interno dei propri gruppi. Questa barriera riproduttiva suggerisce che le vespe del Distretto Federale non siano solo una versione leggermente diversa delle altre; potrebbero essere una specie completamente diversa che per caso appare uguale. Questa idea è stata supportata dal loro DNA. Quando gli scienziati hanno sequenziato un gene specifico, le vespe del Distretto Federale hanno formato un gruppo genetico distinto, separato dalle altre tre regioni da un divario significativo nel loro codice genetico. Le vespe delle altre tre regioni erano così geneticamente simili da apparire come la stessa specie, ma il gruppo del Distretto Federale era chiaramente distinto. Tuttavia, i ricercatori avvertono che, sebbene questi risultati suggeriscano che T. podisi possa essere un complesso di specie diverse, sono necessari ulteriori studi tassonomici e genetici per confermarlo, poiché esiste ancora la possibilità di una vasta variazione genetica e morfologica all'interno dei gruppi.

Queste scoperte suggeriscono che ciò che gli agricoltori e gli scienziati hanno chiamato una singola specie, Telenomus podisi, potrebbe in realtà essere un complesso di due o più specie diverse. Un gruppo, presente nel Distretto Federale, è geneticamente isolato e riproduttivamente incompatibile con gli altri. L'altro gruppo, presente a San Paolo, Paraná e Mato Grosso, si comporta come una singola specie coesa. Questa distinzione è vitale per il futuro del controllo dei parassiti. Se un agricoltore nel sud rilascia vespe del Distretto Federale, potrebbe non solo non riuscire a controllare efficacementamente le cimici locali a causa delle differenze biologiche, ma potrebbe anche introdurre un organismo geneticamente distinto che non appartiene a quel luogo. Lo studio evidenzia che la selezione del giusto agente di controllo biologico richiede più del semplice esame dell'insetto; richiede la conoscenza esatta della sua provenienza e la comprensione dei suoi tratti genetici e biologici unici. Riconoscendo queste differenze nascoste, gli scienziati possono garantire che la vespa giusta sia abbinata al campo giusto, rendendo la lotta contro i parassiti delle colture più precisa ed efficace.