La teoria della TROFOBIOSI nella gestione degli agroecosistemi

di Silverio Pachioli

La teoria della TROFOBIOSI
Gli insetti, esseri eterotrofi, consumano composti organici ed inorganici per procurarsi energia, carbonio, azoto e sali minerali. La loro alimentazione deve necessariamente fornire alcuni amminoacidi, vitamine, steroli ed acidi grassi indispensabili al loro sviluppo (crescita e riproduzione) e che sono incapaci di sintetizzare ex novo.
Lo studio dei fabbisogni nutritivi risulta complesso in ragione della presenza di eventuali simbionti capaci di produrre elementi essenziali (es. Buchnera aphidicola).
Dei 20 amminoacidi conosciuti 10 sono ritenuti necessari per la maggior parte degli insetti e devono trovarsi nell’alimentazione; gli altri sono considerati non indispensabili e facilmente sintetizzati per interconversione.
Come riportato da Polito (2006), l’idea base della relazione fra lo stato nutrizionale della pianta e la sua resistenza ai patogeni fu formulata inizialmente dal fitopatologo francese Dufrénoy, nel 1936, e ripresa, successivamente, da Chaboussou (1999).
Secondo questa teoria “una pianta nutrizionalmente equilibrata produce sufficienti molecole complesse, come amido e proteine, che le conferiscono resistenza  e capacità per mantenere un metabolismo armonico dove sintesi (anabolismo) e lisi (catabolismo) sono in equilibrio dinamico”. (Chaboussou, 1999)
Chaboussou individua nelle piante due fasi fondamentali: SINTESI e LISI. Lo stadio di SINTESI  ottimale si ha quando una pianta, nel suo ecosistema, utilizza in maniera efficiente tutti i  nutrienti che assorbe; risultano fondamentali la disponibilità di microelementi (quantità e diversità) e composti organici che permettono un’ottimizzazione delle attività enzimatiche e, pertanto, della sintesi proteica e della crescita. Una pianta che si sviluppa in queste condizioni ha un tasso ottimale di assimilazione del carbonio, che viene integralmente utilizzato, poi, nel sistema vitale della pianta.
Tutti i fattori che alterano l’equilibrio interno e il funzionamento di una pianta possono diminuire o accrescere la sua sensibilità agli attacchi di insetti e malattie. Questi possono essere legati alla pianta stessa  (adattamento al clima locale, età della pianta, tipologia di innesto, ecc.) o all’ambiente circostante (luce, temperatura, umidità, ecc.) o alle pratiche di gestione colturale (fertilità del suolo, momento del trapianto, lavorazioni, concimazioni, trattamenti fitosanitari, ecc.).
Sintetizzando, molti insetti ed acari parassiti delle piante (es. afidi, tripidi, aleurodidi, cocciniglie) proliferano a seguito di squilibri metabolici che portano a livelli esagerati gli amminoacidi liberi e gli zuccheri solubili nella linfa. Normalmente questi valori sono bassi, visto che la sintesi delle proteine (proteosintesi) e la loro degradazione (proteolisi) sono in equilibrio. Livelli esagerati di amminoacidi liberi si possono avere per inibizione della proteosintesi o per accelerazione della proteolisi a causa di errori di coltivazione, stress, nutrizione non corretta, interferenze metaboliche di alcuni prodotti fitosanitari.
Molti studi dimostrano la stretta relazione fra la nutrizione minerale e la resistenza delle piante ai patogeni, evidenziando come alcuni nutrienti aumentano la severità e l’incidenza, mentre altri comportano una riduzione (Siquera, 19988; Primavesi, 1994; Zamolim, 1996).
Nel 1968 il Prof. Pierre Grison, dell’INRA, in una sua relazione all’Accademia Nazionale dei Lincei,  così si esprimeva: “In un programma di controllo integrato i fattori trofici devono essere ampiamente considerati: non si devono mai selezionare insetticidi e fungicidi unicamente secondo la loro innocuità per i nemici naturali degli insetti, ma in funzione anche della loro azione sulle piante e considerando le eventuali ripercussioni per trofobiosi sopra la dinamica della popolazione dei parassiti” (Acc. Nazionale dei Lincei, Quaderno n°128, p.211-230. Roma, 1968).

Stress climatici, TROFOBIOSI  e recrudescenza delle malattie virali. Un possibile legame
In questa ultima annata sono state frequenti le problematiche virali su pomodoro e peperone, in particolare quelle legate al TSWV (Tomato spotted wilt virus). Contemporaneamente si è rilevata un’anomala infestazione di alcuni tisanotteri vettori (Frankliniella occidentalis). Koricheva et al. (1998) hanno realizzato, su più di 70 studi scientifici, una metanalisi dell’influenza di stress abiotici (alte temperature, luminosità e siccità) sulle performance  biologiche (sviluppo, fecondità, sopravvivenza, ecc.) degli insetti. Mattosn et Hack (1987) propongono sei principali meccanismi che potrebbero giustificare l’aumento delle popolazioni di insetti su piante stressate. Fra questi l’aumentata produzione, a seguito di LISI cellulari indotte da stress,  di amminoacidi e zuccheri solubili, sali minerali e sostanze secondarie.  
Lavori sperimentali (Chee et. al, 2004) hanno verificato aumenti di amminoacidi liberi nei fiori, in particolare di fenilalanina, durante il periodo di picco delle popolazioni di Frankliniella occidentalis. I  risultati sono coerenti con gli effetti benefici dell'alto contenuto di azoto alimentare sulle popolazioni di tripidi e supportano anche l'ipotesi che gli amminoacidi aromatici (ad es. fenilalanina) giochino un ruolo centrale nell'ecologia nutrizionale di F. occidentalis.
In conclusione, le modificazioni biochimiche della pianta a seguito dei cambiamenti climatici e/o di fertilizzazioni non equilibrate rappresentano interessanti fenomeni biecologici sui quali sarà necessario, in futuro, tornare ad indagare per ridurre l’uso di agrochimici negli agroecosistemi.