Interevnto dott. M. Riccucci - Società Italiana di Medicina Veterinaria
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Interevnto dott. M. Riccucci - Società Italiana di Medicina Veterinaria
Biologia dei chirotteri e controllo degli insetti vettori foto F. Grazioli foto J. Gathany, CDC Marco Riccucci Gruppo Italiano Ricerca Chirotteri (GIRC) Corso della Società Italiana di Medicina Veterinaria Preventiva (SIMeVeP) Roma – 22 novembre 2013 Più di 1300 specie di pipistrelli in tutto il mondo 52 in Europa (Eurobats) 35 in Italia foto F.Grazioli Dopo i Roditori, i Chirotteri raggruppano il maggior numero di specie nella classe dei Mammiferi - Solitari - Coloniali: fino a 1.3 milioni (Tadarida brasiliensis - USA); tra 5 e 10 milioni (Eidolon helvum -Zambia, Kasanka National Park) (Richter & Cumming 2006; Betke et al. 2008; Dietz et al.2009; Meyer et al.2011; BCI 2013) Nyctalus noctula Kerivoula papuensis Ectophylla alba (Rodríguez-Herrera et al. 2007) Tadarida brasiliensis (la più grande colonia urbana del mondo, fino a 1.500.000 individui Austin, Texas) (Kunz & Lumsden 2003) Tippy Dam (Michigan, USA): hibernaculum di una colonia di circa 20,000 pipistrelli photo © Consumer’s Energy (Kurta et al. 1997) Lophostoma silvicolum (America Centrale e Meridionale) utilizza nidi della termite Nasutitermes corniger (Dechmann et al. 2004; Kalko et al. 2006) Kerivoula hardwickii hardwickii: ascidi della pianta carnivora Nepenthes rafflesiana var. elongata (Brunei) (Grafe et al. 2011) Chirotteri - notevole longevità - basso tasso riproduttivo - basso tasso di carcinogenesi Partendo da una coppia di Pteropus sp. e una coppia di Rattus sp. e ipotizzando una mortalità zero,alla fine di un anno ci sarebbero 3/4 pipistrelli e 4.000 ratti (Pierson & Rainey 1992; Wang et al. 2011) Che cosa mangiano i pipistrelli? - Insetti ed altri artropodi (scorpioni, ragni, centopiedi, crostacei) - uccelli - rettili (lucertole) - anfibi (rane) - pesci - piccoli mammiferi (topi, pipistrelli) - sangue (3 specie di vampiri – Centro e Sud America) - frutta - fiori - nettare - polline - semi - foglie Chirotteri italiani: insettivori - due specie anche piscivore : Myotis M.daubentonii) capaccinii e - almeno una specie anche ornitofaga : Nyctalus lasiopterus - una specie (Myotis daubentonii) si ciba anche di piccoli crostacei (Ostracodi e Cladoceri) (Brosset & Delamare Deboutteville 1966; Lanza 2012) Perché i pipistrelli stanno appesi a testa in giù? Adattamento evolutivo - fuori dalla portata dei predatori - posizione ideale per il decollo - struttura anatomica particolare che non richiede dispendio di energia (Hill & Smith 1984) Quanto tempo vivono i pipistrelli? • Considerata la loro dimensione corporea, i pipistrelli vivono 3,5 volte più di qualsiasi altro ordine di mammiferi (Wilkinson e Sud 2002) • Record di longevità : Myotis brandtii (Siberia, inanellato), 41 anni (Podlutsky et al 2005). Perché? • Ibernazione? (Turbill 2011) [Frequenza cardiaca: da 4/min durante l'ibernazione fino a 1100/min durante il volo (Neuweiler 2000)] • Resistenza alla ossidazione delle proteine? (Salmon et al. 2009) Nocturnality Nel corso dell’evoluzione ricerca di una propria nicchia ecologica all’interno dell’habitat. Tre potenziali conseguenze negative della vita diurna: a) Predazione b) Competizione con uccelli insettivori e frugivori c) Rischio di ipertermia (ali scure e prive dei peli/penne) Mystacina tubercolata Ecolocalizzazione I pipistrelli non sono ciechi - emettono ultrasuoni (oltre 20KHz) con la laringe e attraverso la bocca aperta o il naso (es.Rhinolophidae) L'ecolocalizzazione è utilizzata per orientarsi e per la caccia, anche nel buio totale. Ciclo vitale annuale • Ibernazione (letargo) Inverno DICEMBRE Autunno • Involo dei piccoli • Accoppiamenti • Risveglio e trasferimento ai rifugi estivi (nursery) M A R Z O Primavera S E T T E M B R E GIUGNO Estate • Parto e allattamento IBERNAZIONE disponibilità alimentare stagionale risparmio energetico orologio biologico temperature alle quali i pipistrelli vanno in letargo: da -10 ° C a +21°C (Webb et al 1995), fino a +28°C (Brosset 1962) risveglio: ogni una o due settimane (per bere, per alimentarsi, accoppiamenti, per cambiare sito ibernazione). Ogni risveglio = consumo di riserve di grasso pari a due/quattro settimane di letargo Disturbo antropico di pipistrelli in letargo: una seria minaccia per le popolazioni! (Speakman & Thomas 2003; Altringham 2011) Un evento critico: la nascita • Alla nascita (il parto è generalmente podalico) i pipistrelli sono già molto grossi, circa 20-30% del peso della madre (ma fino al 43% !!); negli altri mammiferi (inclusi gli esseri umani) è circa il 5-10%. (Kurta & Kunz 1987; Kunz et al. 1994) Parto Specie minacciate o in via di estinzione • perdita degli habitat • basso tasso riproduttivo • pesticidi ed altri prodotti chimici tossici (Clark & Shore 2001, O’Shea & Johnston 2009; Carravieri & Scheifler 2012) • malattie: WNS in USA (Frick et al. 2010), Lloviu virus-LLOV in Spagna - Miniopterus schreibersii (Negredo et al. 2011) • cambiamenti climatici (Rebelo et al. 2009; Sherwin et al. 2013) • persecuzione (pregiudizi, superstizioni, vandalismo) • caccia per fini alimentari (Mickleburgh et al. 2009) White-Nose Syndrome – USA Pseudogymnoascus destructans (ex Geomyces d.) - più di 5,7 milioni di pipistrelli morti dal 2006 - 7 specie di pipistrelli in 22 stati americani e 5 province canadesi White-Nose Syndrome - Europa - Presenza del fungo Pseudogymnoascus destructans in 17 stati europei (compreso il Regno Unito, 2013) su 10 specie di Myotis - Nessun fenomeno di mortalità di massa Come proteggere i pipistrelli? - habitat e rifugi (roost): edifici, alberi morti, grotte, ... (EUROBATS, GIRC) - rifugi artificiali * Bat Box (Museo di Storia Naturale Università di Firenze) - valutazione rigorosa sull’impatto degli impianti eolici: negli USA circa 600.000 pipistrelli uccisi dagli impianti eolici nel 2012 (Hayes 2013) - divulgazione e didattica (scuole, riunioni, articoli divulgativi …) - recupero degli individui orfani e fisicamente compromessi Ditteri:il più importante ordine di insetti nocivi per la salute umana Flebotomi (leishmaniosi), Ceratopogonidi (morbo lingua blu), Culicidi Sola attività ectoparassitaria (fastidio) Potenzialità come vettori di agenti patogeni Culicidi (Zanzare): principali vettori di malattie Zanzara – Ciclo vitale Culicidae come vettori (Italia) Malaria: Anopheles spp. (Di Luca et al. 2009; Romi et al. 2012); 1997,Grosseto (Baldari et al. 1998); 2009, FondiLatina Chikungunya, 2007 - Aedes albopictus (Rezza et al. 2007; Angelini et al. 2007) West-Nile Fever, 1998, 2008-2011, 2013 - Culex pipiens (Barzon et al. 2011) Dengue, Febbre gialla – d’importazione ma possibili epidemie in Italia – Aedes aegypti e Ae. albopictus (Toma et al. 2011) Dirofilariasi, Ae.albopictus (Pampiglione et al.2001) Encefalite da virus Usutu, 2009 – Culex spp. (Pecorari et al. 2009; Savini et al. 2011) Zanzare: problema sanitario emergente in Italia? -3530 specie di zanzare nel mondo (Mosquito Taxonomy Inventory) -105 specie in Europa (Fauna Europaea) -64 specie in Italia (Romi et al. 1997), una decina di interesse sanitario Aedes albopictus - una delle 100 specie aliene più dannose del mondo (IUCN/SSC Invasive Species Specialist Group) - vettore di almeno 26 arbovirus (Gratz 2004; Paupy et al. 2009) Una nuova zanzara esotica Aedes koreicus originaria della Korea, già presente in Europa (Belgio) dal 2008 segnalata in Veneto (provincia di Belluno) nel maggio 2011, veicolata da gomme usate o più probabilmente da piante importate dal Belgio vettore di West Nile Fever, encefalite giapponese, può trasmettere Dirofilaria immitis gli adulti pungono l’uomo sia di giorno che di notte (Knight 1947; Cameron et al. 2010; Capelli et al. 2011; Montarsi et al.2013) Emergenze (e Riemergenze) di Zoonosi Adattamento e resistenza degli agenti patogeni ai pesticidi Cambiamenti climatici: tropicalizzazione del clima e global warming Globalizzazione (commercio, viaggi, migrazioni, urbanizzazione) Trasformazioni delle attività agricole Importazione di animali e piante esotici Povertà, Carestie Terrorismo, Guerra batteriologica [epidemia malarica di Cassino ad opera dei nazisti – 1944/45] (Snowden 2006) Costruzione di dighe e sistemi di irrigazione Un mondo senza zanzare? A World without Mosquitoes (Fang 2010, Nature) Zanzare: più di 100 milioni di anni di evoluzione (Borkent & Grimaldi 2004) Dalle scoperte di Ross e di Grassi almeno 300 milioni di persone morte a causa della malaria ma nessuna delle oltre 3500 specie di zanzare eliminata dall’uomo (Tremblay 1994; Murray et al. 2012) Controllo Integrato delle Zanzare • Controllo chimico • Controllo fisico • Controllo genetico • Gestione ambientale • Protezione personale • Controllo degli spostamenti di persone e di merci • Controllo biologico non esistono soluzioni univoche ma solo strategie di azione combinate Controllo chimico IERI - DDT Sintetizzato nel 1873 Paul Hermann Müller • 1939: scopre l’azione insetticida del DDT • 1948: riceve premio Nobel in Fisiologia - Medicina "per la scoperta della grande efficacia del DDT come veleno da contatto contro molti artropodi". Vittime illustri della Malaria • • • • • • • • • • • • • Alessandro Magno (323 a.C.) l’imperatore Tito (81 d.C.) Alarico, re dei Visigoti (410 d.C.) Sant’Agostino (430 d.C.) Guido Cavalcanti (1300) Enrico VII di Lussemburgo (1313) Dante Alighieri (1321) Caravaggio (1610) (?) Oliver Cromwell (1658) Ferdinando III di Lorena (1824) Anita Garibaldi (1849) Fausto Coppi (1960) Enrico • Fu chiamata anche "febbre romana" : - morte di 21(!) papi: Gregorio V (999), Damaso II (1048), Innocenzo III (1216); Leone X (1521), Sisto V (1590); Urbano VII (1590) Malaria e DDT in Italia • • • • • • • • 1902 - 177.946 casi con 9.908 morti 1944 - 133.842 casi con 421 morti) 1946-47 - Piano di Risanamento dell’Italia dalla Malaria 1946 - 38.123 casi con 280 morti 1947 - 13.979 casi con 93 morti 1948 - 2.256 casi con 4 morti 1949 - 376 casi con 0 morti 1953 - 9 casi con 0 morti (Coluzzi in: Bruce-Chwatt & Zulueta 1980) Controllo chimico DDT - milioni di vite umane salvate; - eradicazione della malaria in Italia - vietato in USA nel 1972 a causa di errate valutazioni (Primavera silenziosa di Rachel Carson, 1962) - praticamente innocuo per l’uomo ai dosaggi antimalarici (24 volontari hanno ingerito 35 mg di DDT al giorno per quasi due anni senza conseguenze) (Hayes et al. 1971; Edwards 2004) - nel 2006 l’Organizzazione mondiale della Sanità (WHO) rilancia l’uso del DDT contro la malaria Controllo chimico OGGI • resistenza crescente ai pesticidi quantità massicce in agricoltura (National Academy of Sciences 1996; Krieger 2010) • riduzione numerica degli adulti compensata da maggiore capacità riproduttiva (Russel et al. 2011) • danni alla salute pubblica causati dai pesticidi “moderni” (Fontenille et al. 2009; Krieger 2010) • costi economici e danni ambientali (Pimentel 2009), ad es. impatto sugli «organismi non bersaglio» (api e altri insetti utili) Regolatori della Crescita (IGR) Pyriproxyfen • impediscono la trasformazione della larva in insetto adulto, impedendo la riproduzione • bassa tossicità verso gli organismi non bersaglio • non producono derivati tossici • rapidamente degradati nell'ambiente (Fontenille et al. 2009; Becker et al. 2010) Controllo fisico: soppressione di insetti con mezzi fisici o meccanici Controllo delle larve inibendo la respirazione -strati galleggianti di perle non biodegradabili di polistirene espanso (EPB) -strati superficiali monomolecolari Controllo degli adulti -mass trapping Metodi utilmente applicabili solo in situazioni particolari (Al-Kubati et al.2011) Controllo genetico Pubblicazione del genoma di Anopheles gambiae, principale vettore nella malaria in Africa (Holt et al. 2002; Sharakhova et al. 2007) e di Aedes aegypti (Nene 2007) Sterile Insect Techniques (SIT): diffusione di insetti sterili (Bellini et al. 2007; Benedict et al. 2007; Hendrichs & Robinson 2009) Sostituzione delle popolazioni utilizzando interventi genetici che rendano le nuove zanzare refrattarie alla malattia selezionata (Windbichler et al. 2011; Isoe et al. 2011; Iturbe- Ormaetxe 2011) Gestione ambientale Interventi di modifica dell'habitat • bonifica idraulica – es. Maremma, Agro Pontino (ora incompatibile con la tutela delle aree umide); • regolamentazione della coltivazione del riso FONDAMENTALE!! Controllo dei microambienti in cui le zanzare si riproducono (pozze d'acqua temporanee, discariche abusive, giardini, coltivazioni, ecc.) le buone pratiche per combattere la zanzara tigre (Servizio Sanitario Regionale Emilia-Romagna) Protezione personale zanzariere da letto trattate con insetticidi (permetrina) repellenti topici: DEET (Koren et al. 2003; Sudakin & Osimitz 2010); olio di Leem (WHO 1997; Paterson 2009); picaridina (Katz 2008); olio di erba gatta (Nepeta cataria) (Bernier et al.2005; Debboun et al.2007); olio essenziale di Salvia dorisiana [Lamiaceae] (Conti et al.2012) spirali - mosquito coils a base di piretroidi (Lawrance & Croft 2004) vaporizzatori elettrici (piretroidi) American Chemical Society National Meeting, 6-11 settembre 2013 Symposium on Biopesticides Repellenti naturali • Alcuni composti chimici secreti dalla nostra pelle, inclusa la 1-methylpiperzina, bloccano il senso dell’odorato delle zanzare (Bernier 2013) Controllo degli spostamenti di persone e di merci Globalizzazione diffusione delle zanzare Turismo commercio facilità di spostamenti di persone e merci Controllo biologico riduzione della popolazione bersaglio predatori parassiti agenti patogeni competitori tossine da microrganismi (Becker et al. 2010) Predatori Pisces (Gambusia affinis) Amphibia (Triturus spp.) Chiroptera Coelenterata (Hydra spp.) Turbellaria (Mesostoma spp.) Crustacea (Copepodi – Marten & Reid 2007) Odonata (Libellula spp.) [Lamborn 1890] Heteroptera Coleoptera Trichoptera Diptera Parassiti Nematoda Patogeni Fungi (Scholte et al. 2004) Protozoa Bacteria Bacteria Bacillus sphaericus (B.s.) Bacillus thuringiensis israelensis (B.t.i.) Eccellente sicurezza ambientale confermata da numerose prove di laboratorio e sul campo; Facilità di gestione Positivo rapporto costi-benefici Basso sviluppo di resistenza Molto efficaci sulle larve di zanzara e generalmente innocuo per la fauna non bersaglio B.t.i. ha provocato effetti negativi sul successo riproduttivo degli uccelli (Poulin et al. 2010) «Al di fuori delle situazioni di emergenza sanitaria la lotta contro gli adulti è da considerare solo in via straordinaria, inserita all’interno di una logica di lotta integrata, e mirata su siti specifici, dove le infestazioni di zanzare hanno raggiunto densità oltre la ragionevole soglia di sopportazione.» (Regione Emilia-Romagna. 2008. Per una strategia integrata di lotta alla zanzara tigre) Chiroptera (adulticidi biologici) oltre due terzi delle oltre 1300 specie si nutrono di insetti già i chirotteri dell’Eocene si cibavano di zanzare (Habersetzer et al. 1994) Plinio il Vecchio (Naturalis Historia) “In cibatu culices gratissimi” Howard et al. 1912 “Bats are important mosquitodestroying animals” Riccardo Bacchelli (La città degli amanti) “I pipistrelli sono grandi distruttori di zanzare, perciò noi li proteggiamo …” Pipistrelli e Zanzare in laboratorio pipistrelli del genere Myotis hanno divorato 10 zanzare al minuto per diversi minuti (Griffin et al. 1960) in condizioni sperimentali riduzione del 32% nella deposizione di uova da parte di Culex spp. associata alla predazione di Myotis septentrionalis (Reiskind & Wund 2009) in natura 20 specie di pipistrelli (delle 35 presenti in Italia) hanno i Culicidi nella loro dieta; per almeno 7 specie (*) si tratta di quantità rilevanti (Riccucci 2011) PIPISTRELLI e ZANZARE (Italia) • Rhinolophus hipposideros * • Myotis bechsteinii • Myotis brandtii * • Myotis capaccinii * • Myotis daubentonii • Myotis emarginatus • Myotis mystacinus * • Myotis nattereri • Pipistrellus kuhlii • Pipistrellus nathusii * • Pipistrellus pipistrellus • Pipistrellus pygmaeus * • Nyctalus leisleri • Nyctalus noctula • Eptesicus nilssonii * • Eptesicus serotinus • Barbastella barbastellus • Plecotus auritus • Plecotus austriacus • Miniopterus schreibersii (Riccucci 2011) Pipistrelli e Zanzara tigre Ae. Albopictus – ciclo bimodale di attività prevalentemente (ma non esclusivamente) diurno Aedes spp. - nella dieta di Nyctalus noctula (Sologor & Petrusenko 1973; Gerhard & Bogdanowicz 2004) alcune specie di chirotteri foraggiano anche di giorno, ad es. N. noctula, Pipistrellus pygmaeus ed altri (Speakman 1990; Urban & Zieja 2003; Russo et al. 2010) «Cerchiamo di rivalutare anche i pipistrelli, che in definitiva sono organismi che ci hanno insegnato un sacco di cose,come lo sviluppo del sonoro acustico. Alcune specie sono dei grandi mangiatori di zanzare. … C’è una legge del 1935 [1939] che li protegge proprio per il ruolo che avevano nel combattere la malaria. Non devono essere considerati determinanti, però tutte queste cose vanno integrate». Giorgio Celli (2006) Soluzioni? Controllo integrato Lotta antilarvale (essenziale!) Strategie complementari: pianificazione e coordinamento, monitoraggio, sorveglianza sanitaria, formazione, azioni educative, comunicazione Non esiste "la soluzione" ma piuttosto una serie di procedure integrate da utilizzare in maniera combinata L'Accordo per la conservazione delle popolazioni di pipistrelli in Europa (EUROBATS) è entrato in vigore nel gennaio 1994 ed ha come obiettivo la protezione delle 52 specie di pipistrelli presenti in Europa, attraverso misure legislative, educative, conservazionistiche, attraverso la cooperazione internazionale con i membri dell’Accordo ed anche con chi ancora non è membro dell’Accordo. http://www.eurobats.org/ Pubblicazioni Protecting and managing underground sites for bats Guidelines for consideration of bats in wind farm projects Protection of overground roosts for bats Guidelines for Surveillance and Monitoring of European Bats Il GIRC (Gruppo Italiano Ricerca Chirotteri) è un'associazione senza fini di lucro nata nel febbraio del 1999 con l'intento di promuovere lo studio e la conservazione dei Chirotteri in Italia. http://www.pipistrelli.net Linee guida per il monitoraggio dei Chirotteri Linee Guida per la conservazione dei Chirotteri nelle costruzioni antropiche Grazie per la vostra attenzione!
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