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mercoledì, 22 Maggio 2024

Xylella: l’impegno della ricerca CREA/4

Della stessa Rubrica

Che ruolo possono giocare struttura del paesaggio e attività dell’uomo nella diffusione della Xylella fastidiosa? Ed è possibile ipotizzarne la traiettoria? Lo studio del CREA Agricoltura e Ambiente  

L’introduzione di agenti patogeni in nuovi ambienti rappresenta una seria minaccia per la salute umana e l’agricoltura. La comprensione dei fattori che favoriscono questa vera e propria emergenza è essenziale per sviluppare strategie di protezione efficaci. Tra i fattori chiave, l’espansione della popolazione umana e la globalizzazione del commercio sono considerati determinanti.  

Tuttavia, il ruolo delle attività umane sulla distribuzione delle specie aliene, come la Xylella fastidiosa (Xf), è stato trascurato, in quanto la maggior parte degli studi finora condotti ha riguardato soprattutto la genomica e le dinamiche insetto-batterio.  

Per colmare questo gap, nell’ambito dei progetti “PNRR Agritech” e “DIACOX” – che coinvolgono i centri CREA Agricoltura e Ambiente (AA), Difesa e Certificazione (DC), Olivicoltura, Frutticoltura e Agrumicultura (OFA) e Ingegneria e Trasformazioni Agroalimentari (IT) – è stato realizzato uno studio pubblicato sulla prestigiosa rivista scientifica “Science of The Total Environment” (impact factor 9,8), in cui vengono quantificati gli effetti della pressione antropica sulla distribuzione spaziale del patogeno Xf in Puglia. La Xf dal 2013 – anno del suo primo rinvenimento – si è propagata su 54.000 ettari di uliveti pugliesi, provocando la “olive quick decline syndrome” (OQDS) e la morte di milioni di piante. 

L’area di studio 

L’area di indagine in Puglia ha incluso principalmente le province Salentine, a sud della regione, come Bari, Taranto, Brindisi e Lecce. Questa zona è stata gravemente colpita dalla diffusione della Xf e presenza del batterio è stata segnalata per la prima volta nella provincia di Lecce nel 2013. 

La situazione è in continua evoluzione: le attività di monitoraggio e gestione della Xf in Puglia sono focalizzate sulla delineazione di aree di contenimento e aree tampone per limitare la ulteriore diffusione del patogeno, con aggiornamenti periodici sulle aree colpite e sulle misure adottate per attenuare l’impatto della malattia sulla coltivazione degli ulivi nella regione. 

Le analisi condotte  

Sulla base della documentazione disponibile sul sito della regione Puglia, è stato creato un database digitale con la geolocalizzazione delle piante risultate infette dal 2015 al 2021 (disponibile al link https://doi.org/10.6084/m9.figshare.22220872.v2). Su tale dataset, sono state condotte analisi sulle dinamiche spaziali e temporali dell’epidemia, con l’obiettivo di comprendere come la struttura del paesaggio abbia influenzato la distribuzione della Xf e di identificare zone propense alla sua diffusione, in funzione delle diverse tipologie di uso del suolo.  

Le classi di uso del suolo utilizzate sono state derivate dalla mappa Corine Land Cover (CLC) del 2018 (https://land.copernicus.eu/pan-european/corine-land-cover/clc2018). Oltre agli uliveti (CLC 223), sono state mantenute quattro classi di uso del suolo per valutare l’impatto della componente antropica sullo sviluppo dell’epidemia: il tessuto urbano (CLC 11), espressione della elevata pressione antropica con insediamenti più o meno compatti; le reti stradali e ferroviarie (CLC 122), espressione della mobilità umana attraverso il traffico veicolare; i terreni coltivabili (CLC 21), espressione della gestione agricola del territorio; le aree naturali e seminaturali (CLC 3), espressione di una bassa presenza antropica sul territorio. 

Per esplorare il ruolo della presenza e delle attività dell’uomo sulla distribuzione dell’epidemia di OQDS in Puglia, è stata confrontata la posizione degli olivi infetti da Xf con la distribuzione dei diversi usi del suolo nella regione, utilizzando l’analisi della nicchia ecologica. Si tratta di una tecnica nata per identificare le variabili ambientali che caratterizzano l’habitat di una specie, in termini di marginalità (per esempio, quanto differisce l’habitat della specie dalle condizioni ambientali disponibili) e specializzazione (per esempio, quanto una specie è selettiva riguardo alle condizioni ambientali disponibili). In questo studio, la “specie” è rappresentata dalle piante infette, e le “variabili ambientali” dai diversi usi del suolo.  

La metodologia proposta necessita di dati quantitativi, sono state quindi derivate mappe raster (pixel di 1 km) della distanza di ciascuna cella dai diversi usi del suolo, e su queste è stata poi sovrapposta la griglia delle osservazioni relative alla presenza dell’infezione da Xf durante il periodo 2015-2020. I dati del 2021 sono stati utilizzati per validare la mappa della propensione all’infezione derivata dall’analisi (suitability map). In questo modo è stato possibile indentificare le zone in cui l’infezione tende a verificarsi con maggiore probabilità. 

I risultati  

Dallo studio è emerso che la presenza umana nel territorio, in termini di suo uso e intensità di gestione, ha giocato un ruolo significativo nell’epidemia di Xf.  

Lo spostamento anno dopo anno dei focolai di Xf in Puglia, da Lecce verso Bari, ha rivelato un chiaro gradiente da sud a nord. La diffusione dell’epidemia ha coperto circa 65 km, attraversando la zona infetta e quasi raggiungendo la zona di contenimento. Il maggior avanzamento, di quasi 40 km, è avvenuto nel 2017, anno con il maggior numero di alberi infetti registrati. È da notare che, negli ultimi quattro anni, una tendenza all’aumento del numero di piante infette è stata bilanciata da una tendenza crescente al raggruppamento dei focolai, indicando che c’è una tendenza ad un maggiore controllo a livello locale dell’infezione. D’altro canto, il rapido movimento verso nord delle infezioni da Xf in tutta la Puglia ha chiaramente evidenziato le difficoltà di contenimento dell’OQDS nell’intera regione per distanze medie o lunghe. 

L’analisi della nicchia ha infine mostrato che le aree con la più alta probabilità di infezione da Xf sono raggruppate strettamente lungo le principali infrastrutture stradali, con una maggiore incidenza nelle coste meridionali della Puglia e nelle parti settentrionali e centrali della regione. Al contrario, le zone con la più bassa probabilità di occorrenza di Xf sono principalmente situate nelle regioni interne della parte più meridionale della Puglia, dove la pressione antropica è più bassa e le principali reti stradali sono più distanti. I risultati hanno indicato infatti una chiara correlazione tra il livello di antropizzazione e la densità degli alberi infetti da Xf nell’epidemia di OQDS. 

Le conclusioni 

La rapida diffusione di Xf in Italia sta causando danni significativi all’economia locale e alla produzione di olive, suscitando preoccupazioni in tutte le regioni nel bacino del Mediterraneo. Attraverso la ricerca effettuata, sono state individuate zone con maggiore probabilità di diffusione dell’infezione. Si tratta di un approccio che può rappresentare un supporto alle attività di prevenzione ed alla identificazione di interventi maggiormente mirati. 

Questo studio integrato sottolinea l’importanza di considerare la componente antropica nelle ricerche e nella elaborazione delle strategie di prevenzione e controllo dei focolai di Xf, consentendo di predisporre meccanismi di sorveglianza nelle aree a rischio, considerando ad esempio con particolare attenzione le principali strade con elevato traffico veicolare e le direttrici turistiche. 

In sintesi viene evidenziata l’importanza, fino ad oggi solo marginalmente considerata, della struttura del paesaggio (paesaggio aperto di campagna vs. città) unitamente ad altre variabili, quali la distribuzione delle piante ospiti, dei patogeni e i flussi di mezzi e persone, ai fini di una più precisa elaborazione dei modelli previsionali.

La distribuzione delle piante ospiti svolge un ruolo cruciale nella diffusione di Xylella fastidiosa, le diverse ragioni per cui la distribuzione delle piante ospiti influenza la propagazione di Xylella fastidiosa sono: 

  • Mezzo di Trasmissione: Xf viene principalmente trasmessa attraverso insetti vettori, come cicale o afidi. Questi insetti si nutrono della linfa delle piante ospiti infette e, nel processo, possono acquisire il batterio. Quando l’insetto si sposta su altre piante ospiti per alimentarsi, può trasmettere il batterio, contribuendo alla diffusione dell’agente patogeno. 
  • Gamma di Piante Ospiti: Xf è polifago, il che significa che può infettare diverse specie di piante. La sua capacità di infettare una vasta gamma di piante rende più difficile contenere la sua diffusione, in quanto può trasferirsi da una specie ospite all’altra attraverso gli insetti vettori. 
  • Diversità di Habitat: La presenza di diverse piante ospiti in un dato habitat fornisce un ambiente favorevole per la sopravvivenza e la propagazione di Xf. La disponibilità di piante ospiti può influenzare la densità degli insetti vettori, fornendo più opportunità di trasmissione del batterio. 
  • Resilienza dell’Agente Patogeno: La presenza di numerose piante ospiti può contribuire alla resistenza e alla persistenza di Xf in un’area. La diversità delle piante ospiti può garantire una continua fonte di batteri, anche se alcune specie ospiti vengono controllate o rimosse.

I flussi di mezzi e persone sono essenziali per un monitoraggio più preciso della diffusione di Xylella fastidiosa (Xf) per diverse ragioni

Trasporto degli Insetti Vettori: 

  • Gli insetti vettori di Xf, come cicale e afidi, possono viaggiare su mezzi di trasporto, come automobili, camion o treni. I flussi di mezzi di trasporto possono facilitare il movimento degli insetti da un’area infetta a una non infetta, contribuendo così alla diffusione del patogeno. 
  • Mobilità delle Piante Ospiti: le piante ospiti infette da Xf possono essere trasportate su mezzi di trasporto. la mobilità delle piante infette è un modo attraverso il quale il batterio può essere introdotto in nuove aree geografiche, soprattutto se queste piante vengono spostate da un luogo a un altro. 
  • Corridoi di Diffusione: le infrastrutture di trasporto, come autostrade, strade principali o linee ferroviarie, possono fungere da corridoi di diffusione per Xylella fastidiosa. Gli insetti vettori possono seguire tali corridoi, facilitando la loro dispersione e la trasmissione del batterio lungo le rotte di trasporto. 
  • Interconnessione tra Regioni: la mobilità delle persone e dei mezzi di trasporto può collegare diverse regioni, favorendo la connessione di aree geografiche precedentemente isolate. Questa interconnessione può influenzare la diffusione di Xf, specialmente se l’insetto vettore o le piante ospiti infette vengono trasportati tra regioni.  
  • Elaborazione dei Modelli di Diffusione: per elaborare modelli di diffusione accurati, è essenziale considerare i flussi di mezzi e persone. L’integrazione di dati sui movimenti delle persone e dei veicoli nei modelli predittivi consente di valutare in modo più preciso come il patogeno potrebbe diffondersi in base ai modelli di mobilità umana e al trasporto di merci. 

Piano Nazionale di Ripresa e Resilenza – Centro Nazionale per le Tecnologie dell’Agricoltura (PNRR Agritech); finanziato dalla Comunità Europea; proponente Università degli Studi di Napoli Federico II; Soggetti partecipanti: 51 di cui 28 Università; 3 Enti pubblici di ricerca; 5 Enti privati; 15 Imprese.  

Obiettivi: attraverso le attività di ricerca promuovere lo sviluppo di tecnologie innovative nel settore agricolo per migliorare quantità e qualità delle produzioni, garantendo l’adattamento sostenibile ai cambiamenti climatici anche attraverso la prevenzione, la resistenza e la resilienza rispetto ai rischi (siccità, emergenze sanitarie, impoverimento dei suoli)”  

La diagnosi come strumento di prevenzione per il contenimento Xylella fastidiosa: sviluppo ed ottimizzazione – DIACOX” (Decreto MUR n. 664531 del 28/12/2022), data inizio 11/01/2023 data fine 10/01/2023, finanziato dal MASAF. ordinatore CREA DC (Difesa e Certificazione. Partecipanti: Agricoltura e ambiente – Roma (RM), Difesa e certificazione – Roma (RM), Ingegneria e trasformazioni agroalimentari – Monterotondo (RM), MiPAAF – Ministero delle politiche agricole alimentari e forestali, Olivicoltura, Frutticoltura e Agrumicoltura – Rende (CS), Università del Salento Centro Ecotekne, Universita La Sapienza.  

Si occuperà dello studio di nuovi metodi diagnostici come strumento di prevenzione del batterio Xylella fastidiosa. 

Elisabetta Raparelli
Collaboratore Tecnico di Ricerca
CREA Centro Agricoltura Ambiente

Tecnico di ricerca presso il CREA Agricoltura e Ambiente. Laureata in Scienze Agrarie con specializzazione sullo studio dello stress idrico delle piante arboree e Dottore di Ricerca nelle biotecnologie applicate ai prodotti agroforestali. Ha sempre lavorato sulla gestione dell’irrigazione, concimazione e inerbimento delle colture permanenti. Attualmente si sta interessando della diffusione dei patogeni sulle piante arboree, approfondendo tali tematiche integrando dati di campo e da remoto, attraverso sistemi informativi geografici e modellistica ambientale

#lafrase Lo scopo della scienza non è tanto quello di aprire la porta all’infinito sapere, quanto di porre una barriera all’infinita ignoranza (Bertold Brecth)

Sofia Bajocco
Ricercatrice, CREA Centro Agricoltura Ambiente

Ecologia del paesaggio e dinamiche vegetazionali da telerilevamento satellitare

#lafrase Eadem mutata resurgo (Jakob Bernoulli)

Simone Ugo Maria Bregaglio
Ricercatore, CREA Centro Agricoltura Ambiente

Laureata in economia e commercio e abilitata alla professione di consulente tecnico del tribunale per il quale ha svolto numerose perizie agricole. Dal 2007 svolge attività di ricerca per il CREA Politiche e Bioeconomia (ex INEA). Ha sviluppato i propri interessi e le proprie competenze nei seguenti filoni di ricerca: Politiche Agricole, analisi micro e macroeconomiche del mercato agroalimentare, Biotecnologie in agricoltura

#lafrase Fedele alla linea 

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