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1 GIORNATA DI APPROFONDIMENTO 1 dicembre 2004 LE ATTIVITA DEL CENTRO AGRICOLTURA AMBIENTE G.NICOLI NELL ENTOMOLOGIA MEDICA E VETERINARIA Stagione 2004 Con l'intento di stimolare un più ampio confronto e richiamare l'attenzione sulle problematiche più scottanti dell'entomologia medica, quest'anno CAA G.Nicoli e Dipartimento di Scienze e Tecnologie Agroambientali della Facoltà di Agraria di Bologna hanno organizzato un incontro di carattere spiccatamente tecnico rivolto agli addetti ai lavori. Crediamo utile e interessante presentare una estrema sintesi delle relazioni che si sono succedute. Il Prof. Stefano Maini ha coordinato i lavori mentre il Prof. Giorgio Celli ha chiuso l incontro con un commento conclusivo. PROGRAMMA Possibili applicazioni del concetto di soglia alla lotta alle zanzare (Dott.. Marco Carrieri - mcarrieri@caa.it) Linee di intervento attuali nella gestione del problema zanzare a Milano (Dott. Luciano Donati - ldonati@caa.it) GIS/GPS nella gestione dei dati di campo (Dott. Alessandro Albieri - aalbieri@caa.it) Ruolo di Gambusia e Aphanius nella lotta biologica ai culicidi (Dott. Rodolfo Veronesi - rveronesi@caa.it) Metodi molecolari per il controllo ECO-COMPATIBILE di ditteri culicidi (Dott.ssa Sandra Urbanelli - sandra.urbanelli@uniromal.it) DIP. GENETICA E BIOLOGIA MOLECOLARE UNIV. LA SAPIENZA ROMA Monitoraggio di ceratopogonidi, flebotomi, simulidi mediante trappole a CO2 nel Nord Italia (Dott. Roberto Pilani - rpilani@caa.it) Biosaggi nel controllo di qualità (Dott.ssa Anna Medici - amedici@caa.it) Strategie di contenimento di Aedes albopictus in Italia (Dott.ssa Roberta Colonna - rcolonna@caa.it) Il metodo del maschio sterile applicato ad Aedes albopictus in Italia (Dott. Romeo Bellini - rbellini@caa.it) Pagina 1 di 10

2 Possibili applicazioni del concetto di soglia alla lotta alle zanzare (Dott. Marco Carrieri - mcarrieri@caa.it) In Italia le zanzare non rivestono un ruolo vettore importante e la lotta è condotta principalmente per ridurre il fastidio legato alla loro attività trofica. L approccio attuale nel campo della lotta integrata contro le zanzare prevede interventi di lotta diretti principalmente alle forme larvali ed al ricorso ad interventi per il contenimento degli adulti solo nel caso in cui venga superata una soglia di tolleranza predeterminata e definita in base all esperienza di chi conduce le attività di lotta. La soglia di tolleranza è definita come il più alto numero di zanzare che una comunità è in grado di sopportare. D altra parte la sensibilità dei cittadini varia in funzione della specie di zanzara e in base a fattori socio-economici, psicologici e fisiologici. CAA ha condotto diversi studi per la definizione della soglia di tolleranza. Dal 1993 al 1996 in 2 aree rurali e in 3 aree urbane della pianura bolognese e modenese caratterizzate dalla presenza di elevate densità di Culex pipiens, nel 1993 e nel 1999 a Comacchio in 8 aree turistiche, nel 2002 e nel 2004 a Rovigo in due aree caratterizzate dalla presenza di Aedes caspius (Villadose) ed Aedes albopictus (Rovigo e Villadose). Nell ambito dello studio è stato messo in relazione il disagio provocato dalle zanzare e le catture di Cx.pipiens e Ae.caspius realizzate con trappole a CO2 e il numero di uova/settimanali di Ae.albopictus raccolte con le ovitrappole. Dalle equazioni ricavate è stato possibile definire la densità di zanzare sopportabile sotto la quale non è necessario intensificare le attività di lotta e la densità di zanzare per la quale è assolutamente indispensabile intervenire in quanto il disagio è forte. La soglia di tolleranza adottabile per lo svolgimento di interventi adulticidi nell ambito di Piani di Lotta Integrata contro le zanzare ricade all interno di questo intervallo (sopportabile-forte) e può essere definita attraverso una valutazione di natura economica. Relazione tra la sensibilità di intervistati e il numero di femmine/notte di Ae.caspius e Cx.pipiens catturate con trappole CO2 (modello CAA2003) e il numero di uova/sett di Ae.albopictus raccolte con ovitrappole (modello CAA 500 ml). Pagina 2 di 10

3 Linee di intervento attuali nella gestione del problema zanzare a Milano (Dott. Luciano Donati - ldonati@caa.it) CAA opera a Milano dal Nella stagione 2004 è stato impegnato in differenti ambiti operativi con funzioni di supporto tecnico scientifico al programma di lotta alle zanzare. La presentazione è stata incentrata essenzialmente su 3 di questi ambiti. Monitoraggio delle zanzare mediante trappole a CO2. Sono stati presentati i dati conclusivi ricavati da 30 stazioni di monitoraggio. Ae.caspius, numericamente meno rappresentata rispetto a Cx.pipiens, per la sua aggressività si riconferma come la principale sorgente di disagio a Milano. Nel 2004 il picco di infestazione si è verificato in luglio. Un confronto dei dati relativi alla sequenza di soglie di tolleranza superate suggerisce come le informazioni disponibili oggi non si discostano troppo da quelle che avremmo ricavato nel 2002, quando si utilizzavano solo 20 stazioni di cattura. Lotta in risaia. Sono stati presentati i dati relativi al numero di trattamenti larvicidi condotti con l elicottero presso le diverse piane a riso in Comune di Milano. Tra i fattori condizionanti il diverso andamento dell infestazione è stato approfondito l aspetto della tipologia di semina adottata. Si è visto come la semina in asciutta contribuisca efficacemente a ridurre il periodo di proliferazione larvale in risaia (figura). Lotta contro Ae.albopictus. I dati conclusivi del terzo anno di monitoraggio confermano un evidente trend di espansione della specie in tutte le zone di decentramento della città. Il numero medio di uova raccolte è invece ancora basso ed indica che la specie non è ancora causa di nocività per la cittadinanza. Pagina 3 di 10

4 GIS/GPS nella gestione dei dati di campo (Dott. Alessandro Albieri - aalbieri@caa.it) Il rapido evolvere delle nuove tecnologie quali GIS (Geographic Information System) e GPS (Global Positioning System) le rende un potente mezzo nel controllo e gestione dei sistemi ambientali e anche nel campo dell entomologia medica e veterinaria. Nella presentazione è stata esposta una carrellata di possibilità applicative GIS e GPS rivolte alla lotta ai Culicidi. I punti presi in considerazione sono stati l utilizzo dei GPS nel controllo dei trattamenti adulticidi e larvicidi svolti dai mezzi di disinfestazione, la descrizione dell applicativo WAR TO ZZZ messo a punto da CSI Regione Piemonte per la gestione della L.R. 75/95, l utilizzo di metodi di analisi geostatistica (IDW, Kernel, Kriging) per la determinazione della distribuzione spaziale delle popolazioni di Culicidi e l utilizzo di Tools costruiti ad hoc in Avenue (linguaggio di programmazione Arcview) per la semplificazione della gestione di grossi progetti di lotta in ambiente Arcview. Presenza di risaie e distribuzione spaziale delle catture medie stagionali di zanzare a Milano Pagina 4 di 10

5 Ruolo di Gambusia e Aphanius nella lotta biologica ai culicidi (Dott. Rodolfo Veronesi - rveronesi@caa.it) Nel contesto della lotta integrata ai Culicidi Gambusia holbrooki (fam. Poeciliidae) in alcuni ambienti artificiali e Aphanius fasciatus (Fam. Ciprynodontidae) in aree paludose salmastre costiere, possono essere utili agenti di lotta biologica. G. holbrooki, seppure naturalizzata e largamente presente nelle acque italiane ferme o a scorrimento lento, per la polifagia a carico di invertebrati, uova e larve di anfibi e avannotti di altri pesci, è certamente una specie impattante se immessa in biocenosi naturali mature e stabili ove non presente. La rusticità, la voracità e la prolificità rendono però Gambusia adatta a biocenosi assai semplificate selezionate dalla qualità scadente dell acqua o perchè immature, come le vasche di decantazione degli stabilimenti saccariferi, le risaie e le scoline agricole. Studi iniziati nel 1996 nell ambiente della risaia emiliana hanno messo in evidenza che Gambusia è una specie stabilmente presente assieme a diverse specie ittiche autoctone e alloctone. L introduzione nell ambiente della risaia ad allagamento definitivo potenzia le popolazioni ittiche selvatiche e anticipa nella stagione l effetto di controllo completo e permanente su Culex pipiens, Cx. modestus, Anopheles maculipennis s.l. Il suo impiego deve essere sempre valutato in riferimento alla normativa vigente in materia di tutela degli habitat e della fauna ittica e va sempre comunque mantenuto sotto monitoraggio per valutare l impatto sulla fauna ittica e anfibia (vedi DGR E.-R. n.2451/1995). A. fasciatus, conosciuto dagli abitanti del delta del Po come nono, è per l Italia specie autoctona legata all ambiente costiero salmastro. In una esperienza pilota in corso nell ambito del progetto regionale di lotta alle zanzare nel Delta del Po dell Emilia-Romagna (L.R. 15/91), si sta dimostrando essere un efficace ausiliario per il controllo di Aedes (Ochlerotatus) caspius e Ae. detritus nei salicornieti retrodunali allagati occasionalmente dalle piogge e dai picchi di marea. La sua azione viene potenziata attraverso la creazione e il mantenimento di un reticolo di canalini di collegamento tra le aree depresse isolate (focolai larvali) e i corpi idrici permanenti dai quali il pesce può muoversi seguendo il libero flusso dell acqua. Oltre all effetto diretto dovuto alla predazione larvale, il metodo, nel medio-lungo periodo, renderebbe l area meno attrattiva per l ovideposizione da parte di Aedes (Ochlerotatus) spp., perchè frequentata dal pesce A. fasciatus in fase di predazione Pagina 5 di 10

6 Metodi molecolari per il controllo ECO-COMPATIBILE di ditteri culicidi (Dott.ssa Sandra Urbanelli - sandra.urbanelli@uniromal.it) Dip. Genetica e Biologia Molecolare Univ. La Sapienza Roma Le metodologie molecolari sono oggi strumenti comunemente utilizzati nel campo del controllo di vettori e insetti dannosi, poiché consentono studi sulla genetica ed ecologia delle popolazioni delle specie da combattere i cui risultati sono fondamentali per la pianificazione di strategie di lotta efficaci. Gli studi di genetica di popolazioni forniscono informazioni importanti in relazione alla diversità tra ed all interno delle popolazioni, al livello di flusso genico tra le stesse ed alla loro stabilità. La quantificazione della diversità genetica consente di chiarire l appartenenza o no di due popolazioni a specie diverse, e l identificazione e la caratterizzazione genetica delle popolazioni è un punto critico per ogni programma di controllo che voglia essere efficace. La seconda informazione è utile per stimare i pattern di dispersione delle specie. I livelli di flusso genico osservati tra le popolazioni in differenti aree geografiche sono, infatti, indicativi dello scambio e della diffusione dei geni tra le popolazioni. Tali valutazioni consentono, così, di effettuare previsioni sulla diffusione di eventuali geni legati alla resistenza, stimando non solo quanto lontano ma anche quanto velocemente si diffonderanno tra le popolazioni. La valutazione della stabilità delle popolazioni consente invece di evidenziare eventi di riduzione nella grandezza delle popolazioni, colli di bottiglia, molto frequenti nelle popolazioni di zanzare oggetto di forti trattamenti con insetticidi. Attraverso l analisi dei colli di bottiglia si può così valutare sia l impatto che i programmi di controllo hanno sulla grandezza della popolazione che la scala temporale di scambio genico all interno della popolazione e la probabilità di insorgenza di mutazioni che conferiscano la resistenza a particolari insetticidi. Inoltre l uso di specifiche metodiche molecolari permette di individuare e mappare i geni coinvolti nella resistenza a determinati insetticidi nelle specie di zanzare dove è insorta e di studiarne il meccanismo coinvolto, come anche di sviluppare nuove ricerche finalizzate ad individuare strategie nuove per un uso più razionale degli insetticidi. Principali risultati relativi a ricerche su specie di zanzare, presenti nell Italia peninsulare, appartenenti ai generi Anopheles, Ochlerotatus, Aedes e Culex INDICATORI Marcatori molecolari Diversità di popolazione Pattern di dispersione Stabilità delle popolazioni Sensibilità/ resistenza Meccanismi di difesa cellulare RISULTATI - Scoperte di microsatelliti in Ochlerotatus caspius ed Aedes albopictus per ricerche di diversità genetica di popolazioni - Costruzione di primer per l isolamento in specie di zanzare di trasportatori di membrana coinvolti nella - Monitoraggio delle specie del complesso Anopheles maculipennis in ambiente risicolo - Provenienza geografica delle popolazioni italiane di Ae. albopictus - Dinamica della colonizzazione di Ae. albopictus. - Caratterizzazione delle popolazioni di Oc. caspius - Quantificazione del flusso genico in popolazioni di Oc. caspius ed Ae. albopictus. - Previsione della diffusione della resistenza in previsione di una eventuale insorgenza in popolazioni di Oc. caspius ed Ae.albopictus. - Valutazione dell efficacia dei trattamenti in popolazioni molto grandi e con elevata vagilità - Individuazione di alleli per la resistenza agli organofosfati in popolazioni di Culex pipiens - Monitoraggio delle popolazioni di C. pipiens, Ae. albopictus e Oc. caspius per la valutazione dei livelli di sensibilità - Ricerche su meccanismi di resistenza ai piretroidi - Identificazione e caratterizzazione di 8 sequenze genomiche codificanti per trasportatori di membrana in Oc. caspius. INDICATORI MOLECOLARI - Costruzione di librerie genomiche - RFLP -Elettroforesi multilocus - Sequenziamento regioni mtdna -Elettroforesi multilocus - Sequenziamento regioni mtdna - microsatelliti - Elettroforesi: locus Esterasi - PCR - Costruzione di librerie genomiche - Clonaggio in vivo Pagina 6 di 10

7 Monitoraggio di ceratopogonidi, flebotomi, simulidi mediante trappole a CO2 nel Nord Italia (Dott. Roberto Pilani - rpilani@caa.it) Nei programmi di lotta nei confronti delle zanzare autoctone il monitoraggio eseguito con trappole innescate a CO2 solida costituisce una fase basilare poiché permette, attraverso stime circa l entità dell infestazione da Culicidi in un dato territorio, di indirizzare in maniera più efficace la fase operativa. In sede di analisi dei campioni ottenuti dalle trappole viene di frequente rilevata, accanto agli esemplari adulti di Culicidi, la presenza di altri Ditteri ematofagi degni di nota: Flebotomi (Famiglia Psychodidae; Sottofamiglia Phlebotominae), Ceratopogonidi (Famiglia Ceratopogonidae) e Simulidi (Famiglia Simuliidae). Si è pertanto ritenuto utile fornire un quadro aggiornato qualiquantitativo sulla distribuzione degli ematofagi non Culicidi nei territori del Nord Italia ove è attiva una rete di monitoraggio, nell intento sia di ottemperare ad esigenze conoscitive squisitamente faunistiche sia di valutare i possibili rischi connessi al ruolo che alcune specie assumono come vettori di patologie in ambito medico e veterinario. I risultati, riferiti al periodo , mostrano un quadro nel complesso variegato, che indica una specifica attitudine dei territori monitorati nel fornire ambienti idonei ad una o più delle tre famiglie ematofaghe considerate. Vengono infine formulate alcune considerazioni in merito a possibili ambiti di intervento futuri, con particolare riferimento a quelle specie importanti per il loro ruolo vettore o per la nocività derivante dalla loro attività trofica. Pagina 7 di 10

8 Biosaggi nel controllo di qualità (Dott.ssa Anna Medici - amedici@caa.it) Attualmente la lotta larvicida nei programmi di lotta alle zanzare coordinati da C.A.A. Giorgio Nicoli si basa principalmente sull utilizzo di prodotti microbiologici a base di Bacillus thuringiensis israelensis (Bti) e, in ambiente urbano di formulati a base di Temephos. L utilizzo nel tempo di questi prodotti, in particolare l impiego di insetticidi di sintesi, può però dar luogo a fenomeni di resistenza. Per questo C.A.A. effettua un continuo monitoraggio sulle popolazioni di Culicidi trattate al fine di rilevare precocemente l eventuale perdita di sensibilità. Nel 2004 sono stati eseguiti test su ceppi di Ae.albopictus provenienti da Milano e da Rimini e su ceppi di Cx.pipiens provenienti da Milano e Bologna. Per valutare la sensibilità si utilizzano saggi biologici basati sul confronto delle popolazioni di campo con ceppi sensibili, mai soggetti a pressione selettiva da parte di insetticidi, allevati in condizioni controllate per questo scopo. Biosaggi in laboratorio sono inoltre utilizzati per verificare la potenza dei vari lotti di formulati microbiologici utilizzati nei territori di progetto. I diversi formulati vengono valutati in termini di efficacia mediante test comparativi con prodotti standard di riferimento messi a punto e siglati presso i laboratori dell Istituto Pasteur di Parigi. Nel 2004 sono stati testati lotti di prodotto commerciale impiegati in vari comuni del bolognese, a Comacchio, Biella, Alessandria e Casale Monferrato. Pagina 8 di 10

9 Strategie di contenimento di Aedes albopictus in Italia (Dott.ssa Roberta Colonna - rcolonna@caa.it) Aedes albopictus, presente in Italia dal 1990 (Genova) ha progressivamente espanso il suo areale di diffusione interessando numerosi Comuni e Provincie dal nord al sud della penisola. Le fasi del controllo sono: monitoraggio, attività di lotta diretta (rimozione/disattivazione dei microfocolai, trattamento della tombinatura, trattamenti adulticidi), informazione-divulgazionedidattica, formazione degli operatori, risposta alle segnalazioni dei cittadini, emissione di ordinanza. Premesso che i trattamenti adulticidi devono essere contemplati solo in casi di estremo disagio, in aree ben delimitate le maggiori difficoltà nell applicazione del piano di lotta si incontrano nel dover necessariamente intervenire anche in ambito privato. Qui la rimozione dei focolai ed il trattamento larvicida possono essere affidati totalmente al cittadino o completamente a carico dell Amministrazione Pubblica. Se da una parte quest ultima scelta offre la garanzia di un trattamento condotto regolarmente e correttamente, dall altra è onerosa, non priva di difficoltà organizzative e rende il cittadino meno consapevole delle proprie responsabilità come produttore di focolai di sviluppo larvale. Una soluzione intermedia può essere quella di condurre un ciclo di intervento, il primo dei 4-5 che si possono prevedere impiegando il p.a temephos, da parte di operatori e tecnici specializzati che contemporaneamente all intervento, informano e rimuovono i focolai. Questa soluzione fornisce anche la possibilità di informare direttamente il cittadino con maggiore efficacia rispetto alle forme classiche di divulgazione. Anche la conduzione di sopralluoghi in risposta alle segnalazioni degli utenti rappresenta un buon metodo informativo. Completano il quadro delle attività di lotta la formazione degli operatori a tutti i livelli, compresi organismi volontari (ad esempio le Guardie Ecologiche Volontarie), telefonisti e tecnici Comunali che rispondono alle chiamate dei cittadini, l emissione di ordinanza del Sindaco. La valutazione quantitativa di efficacia complessiva può essere condotta con ovitrappole specifiche. Il costo delle campagne di lotta risulta estremamente variabile in funzione delle scelte, alcuni esempi: Rimini (bacino di 8 Comuni) 5.4 /abitante (lotta integrale su pubblico e privato, risposta alle segnalazioni, monitoraggio e divulgazione); Bologna 4 /abitante (solo intervento su suolo pubblico, escluso monitoraggio); Forlì 0.82 /abitante (intervento su suolo pubblico, risposta alle segnalazioni, monitoraggio, esclusa divulgazione); Reggio Emilia 0.62 /abitante (solo interventi su area pubblica, risposta alle segnalazioni una tantum ed in siti sensibili, escluso monitoraggio). Pagina 9 di 10

10 Il metodo del maschio sterile applicato ad Aedes albopictus in Italia (Dott. Romeo Bellini - rbellini@caa.it) Si tratta di una linea di ricerca in corso da 6 anni con l obiettivo di verificare le possibilità offerte dalla tecnica del maschio sterile nella lotta contro la Zanzara Tigre nel nostro Paese. Il lavoro fin qui svolto si è concentrato sulla messa a punto di un allevamento massale pilota standardizzato in grado di produrre al massimo delle possibilità maschi/settimana. I fattori considerati e definiti sono stati: l effetto del tipo di pasto di sangue sulla fecondità delle femmine, ll sistema di conservazione delle uova, i metodi per la induzione della schiusura delle uova, la densità ottimale di larve nelle vaschette di allevamento, la dieta ottimale e la somministrazione graduale, la separazione dei sessi allo stadio di pupa sfruttando la diversa dimensione di maschi e femmine la dose ottimale di irraggiamento delle pupe maschili alfine di ottenere maschi sterili (si irraggia presso l impianto ENEA Casaccia). Nel 2003 e 2004 sono state condotte le prime prove di lancio dei maschi sterili in ambienti urbani colonizzati dalla zanzara e si sono verificati gli effetti indotti nella popolazione naturale. Si è potuto constatare che i maschi sterili sono in grado di ridurre la fertilità delle uova selvatiche (il che dimostra che sono in grado di accoppiarsi con le femmine vergini selvatiche) e di incidere sulla dinamica di popolazione della specie. Ulteriori ricerche sono in programma per affinare il metodo e valutarne la praticabilità e il rapporto costo/beneficio. Pagina 10 di 10