Gli insetticidi a basso dosaggio possono modificare il comportamento delle colonie di formiche

Le formiche argentine (Linepithema humile) sono una specie invasiva diffusa in tutto il mondo e la loro capacità di adattamento, l’aggressività e e la tendenza a formare supercolonie possono portare alla sostituzione delle specie di insetti autoctone e quindi al declino della biodiversità e allo sconvolgimento degli ecosistemi naturali negli habitat invasi. Per cercare di tenere sotto controllo le formiche argentine vengono utilizzate esche tossiche  distribuite nelle colonie dalle formiche operaie attraverso la trofallassi, il meccanismo con il quale o i singoli insetti effettuano uno scambio di fluidi/cibo, così il principio attivo si diffonde in tutta la colonia. Ma l'esca si diluisce man mano che viene condivisa e molte formiche potrebbero essere esposte a quantità che non le uccidono immediatamente, ma che possono comunque influenzarne il comportamento. Comprendere questi effetti subletali potrebbe aiutare a spiegare come cambia l'attività delle formiche dopo l'utilizzo dell'esca e potrebbe influenzare il modo in cui i produttori formulano le esche per formiche.

E quello che ha cercato di fare lo studio “Behavioral Effects of Low Concentrations of Boric Acid and Thiamethoxam Baits on the Laboratory Colonies of the Argentine Ant”, pubblicato recentemente su Insects da un team di biologi, microbiologi ed entomologhi dell’università della California – Riverside, che ha analizzato gli effetti a basse concentrazioni di due sostanze tossiche utilizzate comunemente nelle esche anti-formiche argentine: l'acido borico e il tiametoxam.  Hanno scoperto che «I due composti producono risposte comportamentali molto diverse. L'acido borico induce le formiche a raggrupparsi all'interno dei nidi e a ridurre la loro attività all'esterno, mentre il tiametoxam le spinge ad abbandonare il nido e a diventare più attive nell'area di foraggiamento».

Dong-Hwan Choe, autore corrispondente dello studio, sottolinea che «Sebbene questi trattamenti non siano immediati, è possibile notare gli effetti sul comportamento delle formiche».

Le esche liquide vengono comunemente utilizzate per controllare le popolazioni di formiche argentine perché questi insetti consumano volentieri soluzioni zuccherine, ma perché un'esca sia efficace, la sostanza tossica deve rimanere solubile in acqua e agire abbastanza lentamente da permettere alle formiche di trasportarla al formicaio e condividerla con la colonia. La maggior parte degli studi precedenti  aveva valutato l'efficacia delle esche misurando la mortalità o le variazioni nell'attività di foraggiamento, ma gli autori del nuovo studio fanno notare che «La presenza di un minor numero di formiche all'esterno del nido non è necessariamente correlata a un maggior numero di decessi e potrebbe riflettere un cambiamento nel comportamento degli insetti».

Hanno quindi esposto colonie di formiche argentine in laboratorio ad acqua con saccarosio contenente acido borico allo 0,2% o tiametoxam allo 0,00005%, concentrazioni scelte per produrre effetti comportamentali c on una mortalità minima delle formiche  durante l'esperimento.

Il team ha monitorato per tre giorni il numero di formiche presenti all'interno del nido e quelle presenti nell'area di foraggiamento e ha anche  testato singole formiche in un'arena con zone illuminate e zone d'ombra per verificare se i trattamenti influenzassero i loro movimenti o le loro reazioni alla luce.

Dopo l'esposizione all'acido borico, le formiche si sono concentrate sempre più all'interno del loro nido. Entro il secondo e il terzo giorno, la densità di formiche all'interno del nido era significativamente più alta rispetto a prima del trattamento. Allo stesso tempo, è stata riscontrata una minore presenza di formiche nell'area di foraggiamento.  Dallo studio è emerso che «Complessivamente, l'acido borico ha aumentato la densità delle formiche all'interno del nido del 25,6% e ridotto l'attività all'esterno del nido del 56,3%; questo dato è stato confrontato con il gruppo di controllo, in cui non è stata osservata alcuna variazione nella densità delle formiche».

I ricercatori ipotizzano che «Questo comportamento possa essere correlato agli effetti fisiologici dell'acido borico. Questo composto può danneggiare parti dell'apparato digerente ed escretore degli insetti e interferire con la regolazione idrica , incoraggiando potenzialmente le formiche a rimanere vicine al nido per conservare l'acqua al suo interno. Tuttavia, lo studio non ha verificato direttamente se la regolazione idrica fosse la causa del comportamento osservato, pertanto potrebbero essere coinvolti anche altri effetti dell'acido borico».

Il tiametoxam ha avuto l'effetto opposto: Invece di raggrupparsi all'interno del nido, le formiche trattate si sono concentrate sempre più all'esterno. Il numero e la densità delle formiche all'interno del nido sono diminuiti, mentre il numero nell'area di foraggiamento è aumentato.

I ricercatori dell’UC riverside scrivono che «Complessivamente, il tiametoxam ha ridotto la densità all'interno dei nidi del 36,5% e ha aumentato l'attività all'esterno dei nidi dell'862,3%».

Il tiametoxam è un insetticida neonicotinoide che agisce sui recettori del sistema nervoso degli insetti. Precedenti ricerche hanno collegato i neonicotinoidi a cambiamenti nell'attività e in altri comportamenti delle formiche e di altri insetti, compresa la sovrastimolazione neuronale.

Nel nuovo studio, le formiche trattate hanno continuato a muoversi nell'area di foraggiamento anziché tornare al nido e questa maggiore attività è stata osservata nonostante le formiche fossero esposte a una concentrazione che ha causato una mortalità minima durante il periodo sperimentale.

Dong-Hwan Choe spiega: «E’ come se [le formiche] fossero tutte sotto l'effetto della nicotina, il loro sistema nervoso è stato compromesso dall'insetticida. E’ importante notare che un aumento del numero di formiche al di fuori del nido potrebbe essere interpretato come un aumento dell'infestazione, anche se potrebbe invece riflettere una risposta comportamentale all'esca. Le variazioni nella risposta delle formiche alla luce potrebbero spiegare i cambiamenti nel loro comportamento».

Tre giorni dopo l'applicazione dell'insetticida, le singole formiche sono state collocate in un'arena comportamentale e i loro movimenti sono stati monitorati per 10 minuti. Sorprendentemente, né l'acido borico né il tiametoxam hanno modificato in modo significativo la distanza totale percorsa. Le formiche di tutti e tre i gruppi, incluso il gruppo di controllo, hanno percorso distanze simili, con una media compresa tra 819 e 848 cm. Questo suggerisce che le principali differenze osservate a livello di colonia non siano state causate semplicemente da una maggiore o minore capacità di movimento delle formiche. Ma,  valutando la risposta delle formiche alla luce, i due pesticidi hanno prodotto effetti diversi: quelle trattate con tiametoxam hanno trascorso molto più tempo nelle aree illuminate rispetto alle formiche del gruppo di controllo, con una media di 313,5 secondi contro 264,7 secondi.

I ricercatori ipotizzano che «Il tiametoxam possa alterare il normale comportamento di evitamento della luce osservato nelle formiche, in linea con precedenti studi condotti sulle api con lo stesso insetticida. Questo cambiamento comportamentale potrebbe contribuire al comportamento di vagabondaggio osservato nelle colonie trattate.

Questi risultati suggeriscono che gli effetti di un insetticida possono essere più complessi del uccidere semplicemente gli insetti che lo ingeriscono: «Nel caso dell'acido borico, una riduzione dell'attività di foraggiamento potrebbe far sembrare l'esca efficace subito dopo il trattamento, poiché si vedono meno formiche all'esterno del nido. Questa osservazione potrebbe aiutare a spiegare perché alcuni studi sul campo hanno osservato una breve ripresa della popolazione di formiche dopo l'utilizzo di esche a base di acido borico. La risposta comportamentale iniziale di raggruppamento all'interno del nido potrebbe indurre le formiche a evitare ulteriori esposizioni e a tornare successivamente al foraggiamento. Tuttavia, altri fattori, come l'arrivo di nuove colonie nella zona o la comparsa di nuove operaie, potrebbero contribuire a una ripresa dell'attività. D'altro canto, è stato osservato che l'utilizzo di esche a base di tiametoxam aumentava l'attività delle formiche nelle aree di foraggiamento. Questo cambiamento comportamentale delle formiche colpite significava che erano comunque in grado di consumare la soluzione dell'esca. Ciò solleva la possibilità che l'aumento dell'attività possa contribuire a un ulteriore consumo dell'esca e al trasferimento della sostanza tossica all'interno della colonia. Allo stesso tempo, un maggiore spostamento potrebbe potenzialmente trasportare le formiche infette in nuove aree. Nella gestione pratica dei parassiti, l'aumento dell'attività delle formiche infette in luoghi ben illuminati potrebbe portare a una diffusione indesiderata con la possibilità di infestazioni in siti diversi».

Informazioni che potrebbero essere utili ai professionisti della disinfestazione, aiutandoli a consigliare ai clienti di controllare e trattare i potenziali punti di ingresso intorno a porte e finestre per impedire che le formiche infestanti si diffondano in nuove aree.

I ricercatori concludono: «Questo studio evidenzia perché la mortalità da sola potrebbe non fornire un quadro completo di come le esche insetticide influenzino gli insetti sociali. Le colonie di formiche argentine sono sistemi organizzati in cui il comportamento individuale può influenzare il modo in cui cibo, acqua e sostanze tossiche si muovono all'interno della colonia. Un composto che induce le formiche a rimanere all'interno del nido potrebbe avere conseguenze molto diverse da uno che le spinge ad abbandonarlo, anche se entrambi risultano letali in ultima analisi. Questi effetti comportamentali potrebbero essere presi in considerazione nella valutazione dei prodotti insetticidi e nell'interpretazione dei cambiamenti nell'attività delle formiche a seguito del trattamento. Tuttavia, sono necessarie ulteriori ricerche: lo studio ha monitorato le colonie solo per tre giorni dopo l'esposizione, quindi non è ancora chiaro per quanto tempo persistano i cambiamenti comportamentali. Esperimenti futuri potrebbero determinare se gli effetti si intensificano, scompaiono nel tempo o se alcune formiche trattate si riprendono e tornano alla normale attività. Sarebbe inoltre utile indagare su come altri tossici per formiche comunemente utilizzati influenzino il comportamento, nonché se combinazioni di composti come l'acido borico e il tiametoxam producano effetti diversi. Analizzando i dati al di là della mortalità, i ricercatori potrebbero comprendere meglio come gli insetticidi alterano il comportamento e l'organizzazione delle colonie di parassiti. Nel caso delle formiche argentine, questo potrebbe contribuire a spiegare i cambiamenti di attività successivi all'utilizzo di esche e fornire informazioni utili per perfezionare le future strategie di gestione dei parassiti».