Diel patterns of behaviour of fruit flies (Diptera: Tephritidae) in cucurbit cropping systems in Morogoro, Tanzania

Nei campi umidi dell'Africa orientale, una guerra silenziosa viene combattuta per il raccolto. I combattenti non sono eserciti, ma minuscole mosche della frutta, insetti che depongono le uova all'interno della polpa di verdure come angurie, zucche e cetrioli. Quando le uova si schiudono, le larve si nutrono del frutto dall'interno verso l'esterno, distruggendo la coltura prima che possa essere venduta o mangiata. Per gli agricoltori, questo danno rappresenta una perdita diretta di reddito e di sicurezza alimentare. Per combattere, gli scienziati si sono a lungo affidati all'idea che, se si sa quando e dove questi insetti sono più attivi, è possibile catturarli o avvelenarli in modo più efficace. Questo concetto si basa sulla comprensione del ritmo quotidiano dell'insetto. Proprio come gli esseri umani hanno i loro momenti per dormire, mangiare e lavorare, anche queste mosche hanno il proprio programma, dettato dal sorgere e dal tramontare del sole. Questo ciclo giornaliero, noto come schema diurno, determina quando una mosca riposa, quando cerca cibo e quando si accoppia o depone le uova. Se gli agricoltori riescono ad allineare le loro misure di controllo con questi ritmi naturali, potrebbero essere in grado di utilizzare meno prodotti chimici e proteggere le loro colture in modo più efficiente.

Nella regione di Morogoro, in Tanzania, un team di ricercatori si è posto l'obiettivo di mappare questo programma giornaliero per tre tipi specifici di mosche della frutta che infestano le colture locali di cucurbitacee. Si sono concentrati sulla mosca del melone, sulla mosca della zucca e sulla mosca minore della zucca, osservandoli in veri campi agricoli durante quattro diverse stagioni di crescita. Gli scienziati non si sono limitati a contare quante mosche fossero presenti; hanno osservato cosa le mosche stessero effettivamente facendo in momenti specifici della giornata. Hanno registrato i momenti in cui gli insetti riposavano sulle foglie, si nutrivano di nettare o altre sostanze, deponevano le uova o si accoppiavano. Per rendere significative le loro osservazioni, hanno allestito parcelle sperimentali contenenti le tre principali colture orticole — cetriolo, zucca e anguria — circondate da un bordo di mais, una coltura che le mosche non mangiano ma che potrebbero usare come rifugio. Il team ha osservato queste parcelle cinque volte a settimana, controllando gli insetti in cinque diversi intervalli, dalla mattina presto alla sera, annotando la specie, il comportamento e la posizione di ogni mosca vista.

I risultati hanno rivelato un modello chiaro e dominante: per tutte e tre le specie, l'attività più comune in assoluto era semplicemente il riposo. Le mosche trascorrevano la stragrande maggioranza del tempo appollaiate tranquillamente sulle piante, un comportamento che i ricercatori chiamano stazionamento. Questo comportamento di riposo non era casuale; le mosche mostravano una forte preferenza per il bordo di mais. Infatti, le piante di mais fungevano da principale luogo di riposo per le mosche, rappresentando più del 60 percento di tutti gli eventi di riposo registrati, nonostante le mosche non mangino il mais. Questo risultato suggerisce che la coltura non alimentare agisce come un importante luogo di ritrovo per gli insetti, offrendo un posto sicuro dove stare durante il giorno. Tuttavia, i ricercatori hanno anche scoperto che le mosche non trattano tutte le colture allo stesso modo. Mentre la mosca del melone preferiva riposare sul mais, trascorreva anche un tempo significativo sulle piante di cetriolo. La mosca della zucca e la mosca minore della zucca favorivano anch'esse il mais per il riposo, ma distribuivano il loro tempo diversamente tra le varie colture orticole, con la mosca minore della zucca che mostrava una particolare predilezione per le piante di zucca.

Con il progredire della giornata, il comportamento delle mosche cambiava in modi che dipendevano dalle specie. I ricercatori hanno osservato che le mosche si spostavano tra diverse colture con il passare delle ore. Ad esempio, il modo in cui le mosche utilizzavano le colture per il riposo cambiava dalla mattina alla sera, indicando che la loro routine quotidiana comportava il movimento attraverso il campo in una sequenza specifica. Per quanto riguarda l'alimentazione, i modelli erano complessi e variavano per specie e momento della giornata. La mosca del melone è stata vista nutrirsi più spesso sul bordo di mais durante tutto il giorno, mentre le altre due specie mostravano abitudini alimentari diverse che cambiavano con il movimento del sole nel cielo. Ciò suggerisce che il bordo di mais non è solo un posto per dormire, ma anche un luogo dove le mosche si radunano per nutrirsi di risorse trovate sulla superficie della pianta, come escrementi di uccelli o secrezioni zuccherine, anche se il mais stesso non è il loro cibo.

Il comportamento più critico per gli agricoltori, ovvero l'atto di deporre le uova, ha mostrato le differenze più marcate tra le specie. La mosca del melone ha mostrato un programma giornaliero molto distinto per questa attività. I ricercatori hanno scoperto che le femmine di mosca del melone avevano maggiori probabilità di deporre le uova intorno a mezzogiorno, con un picco evidente di attività tra la tarda mattinata e il primo pomeriggio. Al contrario, le altre due specie non hanno mostrato un picco così netto e prevedibile nella deposizione delle uova durante il giorno. Questa tempistica specifica della mosca del melone è un'informazione cruciale, poiché individua l'esatto intervallo in cui la coltura è più vulnerabile all'attacco. Lo studio ha inoltre notato che l'accoppiamento era un evento raro da osservare in campo aperto, con pochissimi casi registrati, rendendo difficile trarre conclusioni certe su quando questi insetti si riproducono.

I ricercatori hanno anche esaminato se il meteo, come la temperatura o l'umidità, guidasse questi comportamenti. Sebbene il tempo cambiasse durante il giorno e tra i due diversi siti di studio, i dati hanno mostrato che il momento della giornata stessa era il predittore più forte di ciò che le mosche stavano facendo. Una volta preso in considerazione l'orario, le variabili meteorologiche non aggiungevano molta spiegazione supplementare alle azioni delle mosche. Ciò significa che lo schema giornaliero delle mosche è un ritmo interno robusto che persiste indipendentemente dalle piccole fluttuazioni del clima locale. Lo studio ha anche rilevato che le due diverse località, una su un altopiano e una in un'area montuosa, avevano alcune piccole differenze nell'attività delle mosche, ma tali differenze non erano abbastanza forti da sovrastare i modelli generali osservati nella regione.

Le implicazioni di queste scoperte sono pratiche per gli agricoltori che coltivano queste verdure. La scoperta che il bordo di mais è un principale punto di ritrovo per il riposo e l'alimentazione delle mosche suggerisce che questa coltura non alimentare potrebbe essere usata come uno strumento strategico. Invece di spruzzare l'intero campo con pesticidi, gli agricoltori potrebbero essere in grado di colpire specificamente il bordo di mais con esche tossiche, catturando le mosche quando sono più concentrate. Inoltre, sapere che la mosca del melone depone le uova intorno a mezzogiorno consente agli agricoltori di programmare i loro interventi per coincidere con questo picco di vulnerabilità. Comprendendo esattamente quando e dove le mosche sono attive, la gestione agricola può diventare più precisa ed efficiente. Lo studio conferma che questi insetti non si muovono casualmente nel campo, ma seguono una routine quotidiana strutturata che varia per specie. Questa conoscenza fornisce una base per sviluppare modi migliori e più sostenibili per proteggere le colture orticole della Tanzania da questi persistenti parassiti.