I feromoni sessuali sono, nell'ambito di tutti i tipi di feromoni e le altre sostanze semiochimiche, quelli che hanno ricevuto le maggiori attenzioni e hanno consentito le maggiori applicazioni pratiche in campo agronomico.
Essi regolano l’accoppiamento, che pur avendo una dinamica complessa e non ancora completamente scoperta, avviene secondo queste 2 principali fasi comportamentali:
I feromoni sessuali possono essere sintetizzati dalle femmine, come avviene nella maggior parte dei lepidotteri notturni, o dai maschi, come si verifica ad esempio in Ceratitis capitata, o coinvolgere entrambi i sessi, in un vero e proprio “colloquio chimico”, come avviene in Bactrocera oleae.
Un tipo particolare di feromini sessuali sono i feromoni di contatto che evitano il corteggiamento tra individui dello stesso sesso. I maschi di Glossina morsitans utilizzano questa efficace strategia ovvero, prima di iniziare il corteggiamento, si toccano con i tarsi; se il contatto avviene tra maschi si libera un feromone (astinone) che inibisce il corteggiamento.
I feromoni sessuali sono stati oggetto di molti studi ed in questa pagina si prendono in considerazione le caratteristiche chimiche, quelle tossicologiche e il destino ambientale dei feromoni sessuali dei lepidotteri.
Dal punto di vista chimico i feromoni sessuali sono miscele di alcoli, aldeidi ed esteri ed appartengono alla classe degli idrocarburi ossigenati a medio-lunga catena e presentano le seguenti caratteristiche:
Salvo poche eccezioni, quindi, queste molecole sono un gruppo ben definito di sostanze con struttura a catena lineare e uno dei tre gruppi funzionali ad una delle estremità.
Le caratteristiche chimiche dei composti appartenenti a ciascuna di queste serie varia, in maniera molto prevedibile, all’aumentare del numero degli atomi di carbonio o all’introduzione di doppi legami, come dimostrato, ad esempio, per gli alcoli nella tabella sottostante:
Alcool | Punto di fusione (°C) | Punto di ebollizione (°C) | Proprietà | Usi |
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1-Octanol | da -16° a -17° | 194°-195° (760 mm Hg) | Liquido incolore | Cosmetica |
1-Decanol | 6,4° | 233° (760 mm Hg) | Liquido viscoso | Produzione di solventi, erbicidi, surfattanti |
1-Dodecanol | 24° | 259° (760 mm Hg) | Liquido viscoso | Produzione di bagnanti |
1-Tetradecanol | 38° | 167° (760 mm Hg) | Cristalli bianchi | Produzione di bagnanti , emollienti per creme |
1-Hexadecanol | 49° | 344° (760 mm Hg) | Cristalli bianchi | Cosmetica |
1-Octadecanol | 59,4° | 210° (15 mm Hg) | Granuli bianchi | Cosmetica |
(Z)-9-Octadecen-1-ol | 13-19° | 195° (8 mm Hg) | Liquido oleoso | Produzione di detergenti, antischiuma |
Come si può notare, all’aumentare del numero di atomi di carbonio, il punto di fusione e di ebollizione aumenta. L’ultimo composto illustra l’effetto dell’introduzione di un doppio legame sulle caratteristiche fisiche della molecola.
Nella tabella sottostante vengono riportate, a titolo di esempio, le caratteristiche fisico-chimiche del feromone di Carpocapsa.
Alcuni dati sul feromone | |
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Punto di ebollizione | 110° - 120° C/2 mm Hg |
Peso specifico (25°C) | 0,857 |
Indice di rifrazione | 1,467 |
Viscosity (25°C) | 22,9 c.s. |
Flash point | 91°C |
Presssione di vapore (25°C) | 1,428 x 10 - 2 mm Hg |
pH | 5,6 |
Dal punto di vista tossicologico, i feromoni dei Lepidotteri sono molecole caratterizzate da una bassa tossicità, come si può notare dagli esempi riportati in tabella.
Composto | Acuta orale (mg/lt) | Acuta dermale (mg/lt) | Acuta inalatoria (mg/lt) | Irritazione cutanea (1) | Irritazione oculare (2) | Mutagenicità (Ames test) |
---|---|---|---|---|---|---|
ALCOHOLS (E,E)-8, 10 Dodecadienol | >5000 | >2000 | >5 | 2,13 | 9 | negativo |
ACETATE (Z)-8 Dodecenyl acetate | >17100 | >2000 | >5 | 0,96 | 5,3 | negativo |
Di seguito vengono riportati i dati di tossicologia di alcune delle molecole di insetticidi più utilizzate in agricoltura.
Composto | Acuta orale (mg/lt) | Acuta dermale (mg/lt) | Acuta inalatoria (mg/lt) |
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Chlorpirifos 75% | >519 | >5000 | |
Clorpirifos 480 g/l | >508 | >2000 | 3,3 |
Emamectina benzoato | >5000 | >4000 | 0,28 |
Thiacloprid | 300-500 | >4000 | 0,9-2,2 |
I semiochimici, ed i feromoni in particolare, sono molecole che si dissipano rapidamente nell’ambiente, principalmente tramite volatilizzazione e degradazione; questo anche perché, in natura, la loro persistenza risulterebbe controproducente per la ricezione successiva dei diversi segnali di comunicazione da parte del sistema olfattivo dell’insetto. I feromoni dei lepidotteri a catena lineare (SCLP) sono rapidamente trasformati dall’ossidazione dei doppi legami della catena degli atomi di carbonio e da altri tipi di degradazione ossidativa. Gli enzimi che operano durante la degradazione dei residui dei feromoni hanno una presenza ubiquitaria in natura.
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