Invasive Wood Borers: Detection, Establishment and Spread

The increasing international trade occurred in the last decades has raised the risk of introduction of invasive species. These are organisms introduced in new environments located out of their native area. Plants and insects represent the most common invasive species. Concerning insects, wood borers are the most important for forest ecosystems. Introductions of invasive alien species have strong ecological and economic effects on native fauna and their interception and eradication are prior goals. In the present work, the Asian longhorned beetle, Anoplophora glabripennis (Motschulsky), recently discovered in north Italy has been considered. This longhorned beetle is a threat for temperate forests of the northern hemisphere, accounting many infestation sites in Europe and North America. The rich literature, its biological characteristics and the wide distribution makes of A. glabripennis an appropriate model species. The thesis is divided into four main parts: the first (chapter 1) is an introduction about invasive species with special attention on A. glabripennis, providing the knowledge for understanding the following chapters. The second part (chapter 2) investigated the beetle introduction and spreading pathways in the infestation site through a dendrochronological study of the infested plants, identifying the oldest spot and the possible causes of introduction. The third part is composed of three chapters (3-4-5) focused on establishment into a new environment and adaptation to novel hosts, analysing the interactions between different environments and host preference. Chapter 3 studies insect phenology and life history in N Italy. Chapter 4 investigates the host-plant preferences. Effect of habitats and host plants is addressed in chapter 5, where the colonization failure of forest areas nearby the infestation is investigated. A last part (chapter 6) presents an analyses of the adult dispersal, developing an approach based on the probability of attack from an attacked host to an healthy one. The study contributes on the global knowledge of Anoplophora glabripennis, providing data from a new infestation area. Moreover, it looks for plausible explanation of species traits, such as the variation on host preference between populations. Finally, it is proposed a new approach to dispersal evaluation, which can be developed also on other invasive organisms.

L’incremento di scambi commerciali internazionali avvenuto ultimi decenni ha portato ad un aumento del rischio di introduzione di specie invasive, organismi che vengono introdotti in nuovi ambienti al di fuori del loro areale d’origine. Questi sono soprattutto piante ed insetti. Tra gli insetti, di particolare interesse forestale risultano essere le specie xilofaghe. Queste introduzioni hanno gravi effetti economici ed ecologici, ed è un obiettivo prioritario l’intercettazione e l’eradicazione di queste specie nei siti di introduzione. Nel presente lavoro viene presa in considerazione il coleottero cerambicide di origine asiatica Anoplophora glabripennis (Motschulsky). Questo cerambicide rappresenta una grande minaccia per le foreste temperate dell’emisfero boreale, e ricorre in molte aree di infestazione in Europa e Nord America. La consistente bibliografia esistente, la sua biologia e la sua accezione cosmopolita ne fanno una specie modello estremamente interessante. Un’area di infestazione presente in Nord Italia (Regione Veneto) è stato il sito di studio della specie. La tesi si struttura in quattro parti. La prima (capitolo 1) è un’introduzione sulle specie invasive e su A. glabripennis in particolare, fornendo le conoscenze necessarie alla comprensione dei capitoli successivi. La seconda parte (capitolo 2) presenta un’analisi delle dinamiche di introduzione di A. glabripennis tramite uno studio dendrocronologico delle piante colpite, che identifica i punti di più antica datazione e ne spiega la causa dell’introduzione. La terza parte è costituita da tre capitoli (3-4-5) che considerano l’insediamento di A. glabripennis in un nuovo ambiente e l’adattamento a nuove piante ospiti, investigando inoltre quali sono gli effetti di diversi ambienti e ospiti. Il capitolo 3 indaga la fenologia e biologia di A. glabripennis in nord Italia; il capitolo 4 tratta delle preferenze di A. glabripennis a le diverse specie ospiti; il capitolo 5 indaga infine l’interazione tra ambiente e pianta ospite, ricercando le cause della mancata colonizzazione delle aree forestali confinanti l’infestazione considerata nello studio. La quarta e ultima parte presenta un’analisi delle dinamiche di dispersione di A. glabripennis negli ambienti di neocolonizzazione, sviluppando un approccio basato sulla probabilità di attacco di un nuovo ospite in relazione alla distanza da una pianta colpita. Nel complesso, lo studio contribuisce alle conoscenze sulla specie, fornendo dati provenienti da una nuova area di infestazione. Non solo, ricerca anche spiegazioni ad alcune caratteristiche di A. glabripennis, quali la scarsa attitudine alla colonizzazione di aree boschive e la variabilità intrinseca nella scelta delle specie ospiti. Viene introdotto, infine, un nuovo approccio alla stima di dispersione della specie che potrà essere applicato anche ad altri organismi invasivi.