Una nuova ricerca confronta il danno degli insetti erbivori alle piante dell’era moderna con quello delle foglie antiche risalenti a circa 67 milioni di anni fa.
Livelli senza precedenti di insetti che danneggiano le piante
(Foto: Jake Gard/Unsplash)
Lo studio è il primo del suo genere, e confronta il danno degli insetti erbivori alle piante dell’era moderna con quello delle foglie conservate risalenti al tardo Cretaceo, circa 67 milioni di anni fa, secondo ScienceDaily.
La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Proceedings of National Academy of Sciences.
Secondo il ricercatore capo, UW Ph.D. laureata Lauren Azevedo-Schmidt, ora ricercatrice post-dottorato all’Università del Maine, il loro lavoro colma il divario tra coloro che usano i fossili per studiare le interazioni pianta-insetto nel tempo profondo e coloro che studiano tali interazioni in un contesto moderno con materiale di foglie fresche .
La disparità tra il danno presente e quello fossilizzato degli insetti è sorprendente.
Azevedo-Schmidt ha collaborato allo studio con il Dipartimento di Botanica e il Dipartimento di Geologia e Geofisica della UW, la professoressa Ellen Currano e la professoressa Emily Meineke dell’Università della California-Davis.
I ricercatori hanno confrontato le foglie fossilizzate con i danni causati dall’alimentazione degli insetti dal tardo Cretaceo al Pleistocene, circa 2 milioni di anni fa, con le foglie raccolte da Azevedo-Schmidt da tre tipi di legno attuali.
Lo studio approfondito ha esaminato molte forme di danno degli insetti, scoprendo aumenti significativi di tutti i danni contemporanei rispetto ai reperti fossili.
Secondo i ricercatori, i dati mostrano che le piante nell’era attuale stanno sperimentando livelli record di danni da insetti, nonostante la diminuzione globale degli insetti, e che il divario può essere spiegato dall’attività umana.
Sono necessari ulteriori studi per individuare le cause specifiche dell’aumento dei danni causati dagli insetti alle piante, sebbene gli esperti ritengano che l’aumento del clima, l’urbanizzazione e l’introduzione di specie esotiche abbiano avuto un ruolo.
“Ipotizziamo che gli esseri umani abbiano influenzato le frequenze e le diversità dei danni (insetti) all’interno delle foreste moderne”, hanno scritto i ricercatori, con l’impatto più umano che si è verificato dopo la rivoluzione industriale.
Secondo questa ipotesi, gli esemplari di erbario dei primi anni 2000 avevano il 23% in più di probabilità di avere infestazioni da parassiti rispetto ai campioni ottenuti all’inizio del 1900, un modello che è stato collegato al riscaldamento climatico.
Tuttavia, hanno affermato che il cambiamento climatico non spiega del tutto l’aumento dei danni causati dagli insetti.
Secondo i ricercatori, l’entità dell’effetto umano sulle interazioni pianta-insetto è determinata non solo dal cambiamento climatico, ma anche dal modo in cui gli esseri umani interagiscono con il paesaggio terrestre.
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Difesa delle piante contro i parassiti erbivori
Le interazioni pianta-insetto erbivoro sono i principali fattori di produzione vegetale sia nella vegetazione gestita che in quella selvaggia, secondo Frontiers.
Le piante hanno sviluppato una varietà di difese in risposta all’assalto per limitare il rischio di danni e perdita di produzione. Le perdite di raccolto dovute ai danni dei parassiti degli artropodi potrebbero superare il 15% all’anno.
L’addomesticamento e la selezione delle colture per aumentare la resa e la qualità possono modificare la capacità difensiva della coltura, aumentando la dipendenza dalla protezione sintetica delle colture.
L’agricoltura sostenibile, d’altra parte, dipende da input chimici inferiori.
Di conseguenza, è urgente scoprire le caratteristiche di difesa delle piante per il miglioramento delle colture. Le strategie di resistenza e tolleranza sono due tipi di difesa delle piante.
Le caratteristiche delle piante che conferiscono resistenza agli erbivori spesso prevengono o riducono al minimo i danni degli erbivori esprimendo tratti che scoraggiano i parassiti dal stabilirsi, aggrapparsi alle superfici, nutrirsi e riprodursi o diminuendo l’appetibilità.
La tolleranza agli erbivori delle piante comporta lo sviluppo di caratteristiche che riducono l’impatto dannoso dei danni degli erbivori sulla produttività e sulla produzione.
Comprendere i processi di difesa sottostanti e identificare le qualità difensive prodotte dalle piante per dissuadere gli erbivori o ridurre i danni degli erbivori è fondamentale per gli scienziati agrari per sfruttare i tratti difensivi delle piante nello sviluppo delle colture.
I ricercatori hanno analizzato le caratteristiche e i processi alla base della resistenza e della tolleranza agli erbivori in questa recensione e hanno scoperto che i tratti difensivi fisici, il vigore delle piante e le sostanze volatili delle piante indotte dagli erbivori, così come le colture di specie miste, hanno un uso significativo nella gestione dei parassiti.
Inoltre, hanno evidenziato lo sviluppo di modi per accelerare l’identificazione delle caratteristiche difensive delle piante e facilitarne l’attuazione per migliorare la futura sostenibilità della protezione delle colture.
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