Gli insetti, come tutti gli esseri viventi, sono classificati in varie specie sulla base di caratteristiche fisiche peculiari. Queste differenze morfologiche sono il risultato di differenze a livello delle loro sequenze di DNA. Alcune specie di insetti sono talmente simili tra loro che è impossibile distinguere esemplari appartenenti a una o all’altra specie considerandone le caratteristiche fisiche.

In queste circostanze si possono quindi sfruttare le differenze esistenti a livello della sequenza di DNA delle varie specie, andando ad identificare molecolarmente l’insetto che ci interessa utilizzando il “barcoding”. Vediamo insieme in questo articolo in cosa consiste tale pratica.

Quando la forma non aiuta

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Normalmente lo specialista entomologo o disinfestatore è in grado di distinguere le varie specie di insetti dannosi considerandone la morfologia. Basti pensare ad esempio alle varie specie di scarafaggio presenti in Italia , che mostrano vistose differenze morfologiche.

In alcuni casi però non è però possibile avvalersi della sola morfologia per identificare un insetto. Ad esempio, come nel caso delle termiti o nelle zanzare (clicca qui se vuoi saperne di più sulle zanzare), alcune specie non mostrano alcuna differenza che permetta di distinguerne gli esemplari. In altri casi, come nelle femmine di pappatacio, le strutture morfologiche che permettono di distinguere le varie specie sono molto piccole e facilmente danneggiabili (clicca qui per leggere il nostro articolo sui pappataci). Inoltre, diversi insetti infestanti, come i lepidotteri delle derrate alimentari, possono essere rinvenuti rovinati o solo sotto forma di tracce, costituite ad esempio da mute, pezzi di esoscheletro, e frammenti di ali. Come si fa quindi ad identificare correttamente gli insetti che per le ragioni sopracitate, sono difficili o impossibili da determinare morfologicamente?

Un codice a barre per ogni specie

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Ogni individuo ha il proprio genoma, ossia l’insieme di informazioni genetiche contenute in sequenze di DNA. All’interno di una specie gli individui hanno solo poche differenze a livello genomico. Se invece si comparano i genomi di esemplari appartenenti a specie diverse, si noteranno differenze maggiori a livello di sequenze di DNA via via che aumenta la distanza evolutiva tra l specie. In altre parole, noi abbiamo un genoma più simile ad una scimmia rispetto che ad un gatto, ma il nostro genoma è più simile a quello del gatto rispetto a quello di un insetto. 

Infatti, all’interno dei genomi di organismi appartenenti a specie diverse, esistono parti di DNA esclusive delle varie specie, che si traducono in differenze morfologiche. Esistono però sequenze di DNA che mostrano parti comuni in specie anche lontanamente imparentate, inframezzate da parti con sostanziali differenze. I ricercatori hanno studiato delle metodologie che permettono di andare a “leggere” tali sequenze. Per fare ciò, gli scienziati hanno prodotto delle molecole (chiamate “primers”) che si legano alle parti comuni di tali sequenze, e permettono di “isolare” i frammenti di DNA di interesse dal resto del genoma, che verranno poi letti.

Questi frammenti vengono chiamati “barcodes”, ovvero codici a barre, e la procedura per ottenerli viene detta “barcoding”. Come ogni prodotto acquistabile al supermercato dispone di un codice a barre specifico ed univoco, gli individui appartenenti ad una data specie sono caratterizzato da parti di DNA esclusive di tale specie. I biologi mirano a costruire database di sequenze in cui per ogni specie è riportato il barcode corrispondente.

E’ quindi indispensabile sfruttare le differenze dei frammenti di DNA elencati in precedenza per arrivare ad una corretta identificazione di alcune specie di insetti, impossibili da identificare morfologicamente.

Dal campo al laboratorio, a seguito al computer

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Dagli insetti raccolti viene estratto il DNA, utilizzando specifici reagenti chimici. Una volta estratto, però, il DNA non è molto abbondante. Bisogna quindi, come si dice in gergo, amplificarlo. Non viene amplificato tutto il DNA, ma solamente un frammento, il codice a barre. L’amplificazione del frammento di DNA di interesse avviene attraverso una reazione chimica, che include i sopracitati primers, facilmente realizzabile con l’utilizzo di uno specifico macchinario, che si chiama termociclatore.

Una volta amplificato, il frammento di DNA viene “sequenziato”. In altre parole, la sequenza del DNA viene letta da una piattaforma di sequenziamento e arriva all’operatore sotto forma di un comune file di testo.

Una volta ottenuta la sequenza, questa viene confrontata con quelle già depositate in database, utilizzando algoritmi informatici. In seguito ai calcoli del computer, viene riportato il nome della specie la cui sequenza risulta essere la più simile (solitamnete +99% di corrispondenza).

Conclusioni

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Come abbiamo visto nell’articolo, l’identificazione morfologica degli insetti non è sempre possibile. La corretta identificazione dell’insetto di interesse risulta però fondamentale per mettere in atto l’attività di disinfestazione più opportuna. Infatti, essere in grado di identificare le varie specie di insetti e saperne comprendere caratteristiche e biologia permette di effettuare disinfestazioni che seguono un approccio sostenibile, efficace e sicuro dal punto di vista igienico-sanitario. Biosistemi dispone sia dell’attrezzatura che dell’expertise per effettuare l’identificazione molecolare di insetti dannosi, non identificabili a livello morfologico.

Se vuoi scoprire le pratiche di disinfestazione che Biosistemi mette in atto, puoi leggere questo approfondimento sempre sul nostro blog.