Scoprite i batteri che stanno devastando gli uliveti e i vigneti

La Xylella fastidiosa, uno dei 20 parassiti vegetali più pericolosi dell’Unione Europea, è un batterio che provoca una serie di malattie delle piante. 

È responsabile della sindrome del de­clino rap­ido dell’olivo (OQDS), che negli ultimi 15 anni ha pro­vo­ca­to focolai diffusi in Europa, con un impa­tto eco­no­mico stima­to di oltre 5,5 milli­ardi di euro all’anno.

Le origini del batterio in Europa e nel mondo

La Xylella fastidiosa è una delle sole due specie conosciute di Xylella; l’altra è la Xylella taiwanensis, che causa la bruciatura fogliare delle pere asiatiche sull’isola di Taiwan.

Batterio aerofilo e Gram-negativo che cresce nei tessuti di trasporto dell’acqua delle piante (xilema), la X. fastidiosa è nota per causare numerose malattie delle piante in tutto il mondo. 

I batteri possono spostarsi liberamente attraverso le piante tramite lo xilema, moltiplicandosi costantemente mentre lo fanno. 

Una volta che il loro numero raggiunge un livello critico, il biofilm risultante blocca lo xilema, causando stress idrico e carenze di elementi quali zinco e ferro, che provocano molti dei sintomi associati alle malattie a cui è collegato l’agente patogeno.

Le prime segnalazioni di tale malattia risalgono al 1892, quando una piaga sconosciuta distrusse circa 14.000 ettari (34.600 acri) di vigneti californiani. 

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Questa “malattia di Anaheim” fu in seguito denominata malattia di Pierce in onore di Newton Pierce, il batteriologo chiamato a studiare l’epidemia. 

Pierce ipotizzò correttamente che la malattia fosse causata da un agente infettivo microscopico, sebbene non fosse in grado di isolare o identificare l’agente specifico.

Ritenuto un virus per gran parte del XX secolo, solo nel 1973 X. Fastidiosa fu riconosciuta come un batterio. Fu solo nel 1987 che il batterio fu formalmente descritto e denominato Xylella fastidiosa da Wells et al. 

Da allora, 696 specie vegetali appartenenti a 88 famiglie botaniche sono state identificate come ospiti idonei per l'agente patogeno.

Tra le malattie note per essere causate dalla Xylella ve ne sono diverse di notevole importanza agricola ed economica. Tra queste figurano la già citata malattia di Pierce, che attualmente causa all’industria vinicola californiana perdite annuali stimate in 104 (92 €) milioni di dollari, la bruciatura fogliare dell’olivo e l’OQDS.

L'OQDS provoca l'appassimento e la desiccazione delle foglie, dei ramoscelli e dei rami dell'olivo, impedendo agli alberi di produrre frutti e portando infine al collasso e alla morte dell'albero.

I modelli predittivi più pessimistici indicano perdite economiche totali fino a 5,6 miliardi di euro solo in Italia entro il 2070, e si stima che 100.000 posti di lavoro siano già andati persi a causa delle epidemie nel Paese.

A causa dei suoi effetti distruttivi e della sua capacità di adattarsi rapidamente a nuovi ambienti e ospiti, la Xylella fastidiosa è regolamentata nell'UE come organismo da quarantena. La sua introduzione e la sua circolazione all’interno del territorio dell’Unione sono vietate per legge.

Come si diffonde la Xylella e dove si trova attualmente

Originaria dell’America centrale, la Xylella fastidiosa viene trasmessa tra le piante ospiti da insetti xilofagi appartenenti alle famiglie delle Cicadellidae (cicaline) e delle Cercopidae (cercopidi e cicadellidi). 

Tali insetti sono in grado di compiere solo voli rudimentali su brevi distanze (circa 100 metri), ma sono stati osservati mentre percorrevano distanze molto più lunghe quando trasportati dal vento. È stato inoltre dimostrato che il trasferimento batterico avviene anche nel sottosuolo tramite innesti radicali.

La diffusione a lunga distanza avviene molto spesso attraverso lo spostamento di piante infette. Si ritiene che sia così che l’agente patogeno sia stato introdotto in Italia e in altre nazioni europee.

Nell’ottobre 2013, la Xylella fastidiosa è stata individuata mentre infettava gli ulivi nella regione Puglia, nel sud dell’Italia. 

Era la prima volta che il batterio veniva segnalato all’interno dell’Unione Europea. La malattia ha causato un rapido calo delle rese degli oliveti e, nell’aprile 2015, aveva colpito l’intera provincia di Lecce e altre zone della Puglia.

Vedi anche: Coltivatori australiani in allerta dopo il ritrovamento della Xylella Fastidiosa in Cina

La sotto­specie coinvolta in Italia è stata identi­fi­cata come X. fas­tidiosa subsp. pauca, un ceppo che mostra una marcata pref­ere­enza per gli olivi e i climi caldi. Da allora questa sottospecie è stata inserita nell’Agricultural Bioterrorism Protection Act degli Stati Uniti a causa del suo potenziale devastante.

In risposta ai focolai italiani, l’Autorità europea per la sicurezza alimentare (EFSA) ha convocato un workshop scientifico straordinario nel novembre 2015. 

All’evento hanno partecipato più di 100 scienziati provenienti da tutto il mondo per individuare le principali lacune conoscitive e discutere le priorità di ricerca relative all’agente patogeno. 

Nello stesso mese, l’EFSA ha concluso, sulla base di esperimenti in corso in Puglia, che le viti erano un possibile serbatoio di Xylella nella regione.

A ottobre 2015, l’agente patogeno aveva raggiunto la regione Provenza-Alpi-Costa Azzurra nella Francia continentale, dove si è scoperto che la sottospecie X. fastidiosa subsp. multiplex aveva infettato la galera a foglia di mirto, una specie vegetale introdotta dal Sudafrica. 

L’anno seg­uente, il bat­te­rio è stato identi­fi­cato in Corsica e in Germania. Nel 2017 è stato rile­ta­to sulle isole spagnole di Maiorca e Ibiza e, in seguito, anche sulla terraferma spagnola.

Da allora la Xylella è stata rinvenuta sugli ulivi e su altre piante ospiti in tutta la penisola iberica, nonché in Libano e in Israele nel Medio Oriente.

Il ruolo del cambiamento climatico nella diffusione della Xylella

Numerose ricerche indicano che il cambiamento climatico aumenta il rischio di epidemie di malattie delle piante, con i cambiamenti di temperatura e umidità come fattori principali.

Con l’aumento delle temperature globali, l’areale geografico di molti agenti patogeni si espande, esponendo nuove regioni e specie vegetali a malattie precedentemente limitate ai climi più caldi. 

Temperature più elevate favoriscono generalmente la proliferazione e la diffusione di specie fungine e batteriche, specialmente se combinate con un’elevata umidità. 

Inoltre, temperature minime più elevate prolungano il periodo di attività stagionale degli organismi e aumentano la loro capacità di sopravvivere all’inverno e di persistere nell’ambiente. Ciò vale non solo per gli agenti patogeni, ma anche per i loro vettori.

Oltre a favorir­e molti agenti patogeni, le tem­pe­ra­tu­re più al­te possono indebolir­e i mech­ani­smi di difesa na­turali di una pi­an­ta attraverso pro­cessi come lo stress da cal­ore e da siccità, rendendole più vulnerabili alle infezioni e più soggette a subire danni maggiori e tassi di mortalità più elevati.

Per quanto riguarda in par­ti­cu­lar­e la Xylella fas­tidiosa, un recenteha analizzato la vulnerabilità dei territori europei alla malattia in diversi scenari di cambiamento climatico, valutando le condizioni climatiche favorite sia dall’agente patogeno che dal suo vettore principale, il Philaenus spumarius, noto anche come cicalina dei prati o cicalina sputacchina. Questo insetto è stato precedentemente identificato come il vettore responsabile della diffusione del batterio negli oliveti italiani.

Lo studio ha rilevato che un aumento della temperatura media globale di 1,5 °C porta la percentuale della superficie terrestre totale a rischio in Europa allo 0,32%, mentre un aumento di 4 °C porta tale percentuale all’1,87%. 

Nell'ambito dell'intervallo di aumento della temperatura analizzato, è stato individuato un punto di svolta corrispondente a un aumento di 3 °C. Oltre questa soglia, i ricercatori hanno scoperto che il rischio di diffusione dell’agente patogeno a nord della regione mediterranea diventa notevolmente più elevato, consentendogli di diffondersi rapidamente in aree precedentemente non colpite.

Gli autori affermano inoltre che prima della metà degli anni '90, le condizioni climatiche europee, ad eccezione di quelle delle isole del Mediterraneo, molto probabilmente impedivano al batterio di insediarsi nel continente.

Sforzi per il controllo della Xylella fastidiosa

Poiché non esiste una cura nota per le piante malate, le attuali misure di controllo si concentrano sulla prevenzione e sul contenimento. 

La strategia più efficace comunemente utilizzata richiede sia la rimozione completa del materiale vegetale infetto, che può fungere da serbatoio per il batterio, sia il controllo delle popolazioni di insetti vettori.

Oltre alla rimozione completa del materiale vegetale noto per essere infetto, l’EFSA raccomanda la creazione di una “zona cuscinetto” di almeno 100 metri dalla quale vengono rimosse e distrutte anche tutte le specie vegetali sensibili.

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A causa della natura virulenta dell’agente patogeno, gli esperti raccomandano l’adozione di misure di protezione durante la rimozione e il trasporto di tutto il materiale organico nel corso di questo processo.

Il processo di controllo degli insetti vettori è altrettanto complesso e richiede non solo l’eliminazione degli organismi stessi, ma anche dei loro habitat. 

Ciò è necessario a causa della natura polifaga e dei cicli di vita a più stadi di tali insetti. Il Philaenus spumarius, ad esempio, è noto per nutrirsi di almeno 170 piante ospiti e si sviluppa attraverso cinque stadi distinti dopo la schiusa.

Trattamento e ricerca sulla Xylella fastidiosa

Combinazioni di modifiche nei metodi di coltivazione, trattamenti antibatterici e interventi volti a migliorare lo stato fisiologico dell’ospite si sono dimostrati promettenti nell’influenzare lo sviluppo della malattia, fino al punto di consentire la ripresa della raccolta. Ad oggi, tuttavia, nessuno si è dimostrato efficace nell’eradicare l’agente patogeno in una pianta infetta.

La ricerca sui metodi di trattamento è fortemente limitata dallo status di quarantena della Xylella, specialmente all’interno dell’UE. Altre restrizioni dell’UE includono il divieto di utilizzare antibiotici per la protezione delle piante. I campi di ricerca, quindi, variano da una regione geografica all’altra.

Negli Stati Uniti, dove l’uso degli antibiotici è autorizzato per le piante, sono disponibili informazioni provenienti da studi su antibiotici quali l’ossitetraciclina, tetraciclina e streptomicina nel trattamento fogliare della malattia di Pierce e della microiniezione di ossitetraciclina nel trattamento della bruciatura fogliare indotta dalla Xylella nell’olmo americano. 

Vedi anche: Gli oliveti resistenti alla Xylella sono il futuro dell’olio d’oliva pugliese

Sebbene tali sper­i­me­n­ti abbiano de­mon­stra­to una rem­issione dei sim­p­tomi, nessuno è ri­us­ci­to a elim­ina­re l’infezione, e i sim­p­tomi sono ri­com­sta­ti una volta inter­rot­to il tra­t­a­men­to.

Un’importante in­i­ti­va a livello euro­peo è il Progetto Biovexo, un’Azione di Innovazione della Bio-Based Industries Joint Undertaking (BBI-JU) lanciata nel 2020 nell’ambito del programma di ricerca e inno­va­zione Orizzonte 2020 dell’Unione Europea.

Destinato specif­ica­men­te alla lotta contro la Xylella nella col­tivazione dell’olivo, BIOVEXO sta svi­li­n­do due classi principali di biope­sti­ci­di eco­com­pa­bi­li: gli “X-biopesticidi”, che agiscono direttamente sull’agente patogeno, e i “V-biopesticidi”, che prendono di mira le cicaline, principali vettori di trasmissione dell’agente patogeno. 

Le sostanze in fase di sperimentazione sono ceppi batterici, un metabolita microbico, estratti vegetali e un fungo entomopatogeno.

Con un approccio innovativo, una recente ricerca in Brasile coinvolge la N-acetilcisteina, un comune farmaco mucolitico utilizzato per trattare il sovradosaggio da paracetamolo e per fluidificare il muco denso in casi umani di disturbi quali polmonite e bronchite. 

Sebbene i mech­anismi respon­si­bi­li non siano ancora del tutto chiari, i primi risultati hanno dimostrato l’efficacia del farmaco nel distruggere i biofilm batterici quando applicato tramite irri­ga­zione a colture idroponiche o in campo.

Dato il ruolo che i biofilm svolgono nel proteggere i batteri dai trattamenti antimicrobici e nel determinare, in ultima analisi, la resistenza batterica, questo settore di ricerca potrebbe essere in ascesa, poiché la disgregazione della matrice protettiva del biofilm potrebbe aumentare significativamente l’efficacia dei trattamenti mirati direttamente al batterio Xylella.

Fino a quando non verrà trovato un modo per uccidere in modo accurato e sistematico l’agente patogeno in tutto l’ospite, come questa ricerca suggerisce potrebbe un giorno essere possibile, la quar­an­te­na e la dis­truz­zione delle piante infette rimar­ranno pro­ba­bile­mente il metodo di con­tro­l­lo più effe­t­ti­vo.

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