Alcune informazioni sull'industria della seta sono state adattate dall'articolo di J. Kubota nella 3a edizione di questa Enciclopedia.
Nel mondo esistono più di un milione di specie di insetti e la massa globale di insetti supera la massa totale di tutti gli altri animali terrestri. Insetti come grilli, cavallette, locuste, termiti, larve di coleottero, vespe, api e bruchi di falena sono tra le circa 500 specie che fanno parte della dieta regolare delle persone in tutto il mondo. Di solito gli esseri umani cacciano o raccolgono insetti per il cibo piuttosto che allevarli e raccoglierli intenzionalmente.
Oltre al cibo, gli esseri umani usano gli insetti come fonti di impollinazione, controlli biologici di parassiti e fibre. I diversi usi dipendono dalle quattro fasi del ciclo di vita dell'insetto, che consistono in uovo, larva, pupa e adulto. Esempi di usi commerciali degli insetti includono l'apicoltura (quasi 1 miliardo di tonnellate di miele prodotte ogni anno e l'impollinazione di frutta e semi), l'allevamento di insetti (più di 500 specie in coltura, comprese quelle utilizzate per il controllo biologico degli insetti), la produzione di gommalacca (36,000 tonnellate all'anno) e la produzione di seta (180,000 tonnellate all'anno).
Apicoltura
Gli apicoltori allevano l'ape mellifera negli apiari, una raccolta di alveari che ospitano colonie di api. L'ape mellifera è una fonte di impollinazione dei fiori, miele e cera. Le api sono impollinatori importanti, effettuando più di 46,430 viaggi di foraggiamento per ape per ogni chilogrammo di miele che producono. Durante ogni viaggio di foraggiamento, l'ape mellifera visiterà 500 fiori in un periodo di 25 minuti. La fonte di miele delle api è il nettare dei fiori. L'ape utilizza l'enzima invertasi per convertire il saccarosio contenuto nel nettare in glucosio e fruttosio e, con l'evaporazione dell'acqua, viene prodotto il miele. Inoltre vengono allevati bombi e api tagliatrici per l'impollinazione, rispettivamente, di piante di pomodoro e di erba medica.
La colonia di api mellifere si raccoglie attorno a un'unica ape regina e colonizzeranno in scatole, alveari artificiali. Gli apicoltori stabiliscono una colonia infantile di circa 10,000 api nella scatola inferiore dell'alveare, chiamata camera di covata. Ogni camera contiene dieci pannelli con celle che vengono utilizzate per conservare il miele o per deporre le uova. La regina depone circa 1,500 uova al giorno. L'apicoltore aggiunge poi una camera di cibo super (una scatola posta sopra la scatola di covata), che diventa la camera di stoccaggio del miele, sulla quale le api sopravvivranno durante l'inverno. La colonia continua a moltiplicarsi, maturando a circa 60,000 api. L'apicoltore aggiunge un escludi regina (un pannello piatto in cui la regina più grande non può entrare) sopra il contenitore del cibo per impedire alla regina di deporre le uova in altri contenitori poco profondi che verranno impilati sopra l'esclusore. Questi melari aggiuntivi sono progettati per raccogliere solo il miele senza le uova.
L'apicoltore sposta le arnie dove stanno sbocciando i fiori. Una colonia di api mellifere può foraggiare su un'area di 48 ettari e 1 ettaro può sostenere circa due alveari. Il miele viene raccolto durante l'estate dai melari poco profondi, che possono essere impilati fino a sette man mano che la colonia cresce e le api riempiono i pannelli di miele. I melari con pannelli carichi di miele vengono trasportati nella “casa” del miele per l'estrazione. Un coltello affilato e caldo, chiamato coltello disopercolatore, viene utilizzato per rimuovere i cappucci di cera che le api hanno posto sui favi all'interno dei pannelli. Il miele viene poi estratto dai pannelli con una macchina a forza centrifuga. Il miele viene raccolto e imbottigliato per la vendita (Vivian 1986).
A fine stagione l'apicoltore sverna le arnie, avvolgendole in carta catramata per proteggere le colonie dal vento invernale e per assorbire il calore solare. L'apicoltore fornisce alle api anche sciroppo di zucchero medicato per il loro consumo invernale. In primavera, gli alveari vengono aperti per iniziare la produzione come colonie di api mellifere mature. Se la colonia diventa affollata, la colonia creerà un'altra regina attraverso un'alimentazione speciale e la vecchia regina sciamerà con circa metà della colonia per trovare un altro alloggio. L'apicoltore può catturare lo sciame e trattarlo come una colonia infantile.
Gli apicoltori sono esposti a due pericoli collegati alle punture di api mellifere. Un pericolo è l'avvelenamento da puntura. L'altro è una reazione di ipersensibilità al veleno e possibile shock anafilattico. I maschi di età pari o superiore a 40 anni sono a più alto rischio di reazioni fatali. Si ritiene che circa il 2% della popolazione generale sia allergico al veleno, ma le reazioni sistemiche negli apicoltori e nei loro parenti stretti sono stimate all'8.9%. L'incidenza della reazione varia inversamente al numero di punture ricevute. Le reazioni anafilattiche al veleno dei bombi sono rare, tranne che tra gli allevatori di bombi, e il loro rischio è maggiore se sono stati sensibilizzati al veleno delle api mellifere.
Se un'ape da miele punge l'apicoltore, il pungiglione dovrebbe essere rimosso e il sito della puntura dovrebbe essere lavato. Ghiaccio o una pasta di bicarbonato di sodio e acqua dovrebbero essere applicati al sito di avvelenamento. La vittima dovrebbe essere osservata per segni di reazione sistemica, che può essere un'emergenza medica. Per le reazioni anafilattiche, l'epinefrina viene somministrata per via sottocutanea al primo segno di sintomi. Per garantire un'apicoltura sicura, l'apicoltore dovrebbe usare il fumo nell'alveare per neutralizzare il comportamento protettivo delle api e dovrebbe indossare un cappuccio e un velo protettivi, guanti sottili e maniche o tute da tronco. Le api sono attratte dal sudore per l'umidità, quindi gli apicoltori non dovrebbero indossare cinturini o cinture dove si accumula il sudore. Nell'estrarre il miele, l'apicoltore dovrebbe tenere il pollice e le dita lontano dal movimento di taglio del coltello disopercolatore.
Allevamento di massa di insetti
Nel laboratorio vengono allevate più di 500 specie di artropodi, tra cui formiche, coleotteri, acari, mosche, falene, ragni e zecche. Un uso importante di questi artropodi è come controlli biologici per altre specie animali. Ad esempio, 2,000 anni fa, i mercati in Cina vendevano nidi di formiche tessitrici da collocare negli agrumeti per depredare i parassiti delle colture. Oggi, più di 5,000 specie di insetti sono state identificate in tutto il mondo come possibili controlli biologici per i parassiti delle colture e 300 sono utilizzate regolarmente con successo in 60 paesi. Anche i vettori di malattie sono diventati bersagli per il controllo biologico. Ad esempio, la zanzara carnivora del sud-est asiatico, Toxorinchiti spp., detta anche zanzara “tox”, ha una larva che si nutre delle larve della zanzara tigre, Aedespp., che trasmette all'uomo malattie come la dengue (O'Toole 1995).
Sono state sviluppate strutture di allevamento di massa per allevare insetti sterili come strumento di soppressione dei parassiti non chimico. Uno di questi impianti in Egitto alleva un miliardo di moscerini della frutta (circa 7 tonnellate) ogni settimana. Questa industria dell'allevamento ha due cicli principali. Uno è il ciclo di conversione del mangime o di incubazione larvale e l'altro è il ciclo di propagazione o produzione di uova. La tecnica dell'insetto sterile è stata utilizzata per la prima volta per eliminare il verme della vite, che predava il bestiame. La sterilizzazione si ottiene irradiando le pupe appena prima dell'uscita dell'adulto dal bozzolo con raggi X o raggi gamma. Questa tecnica preleva enormi quantità di insetti sterili allevati e li rilascia in aree infestate dove i maschi sterili si accoppiano con le femmine selvatiche e fertili. Interrompere il ciclo di vita dell'insetto ha drasticamente ridotto il tasso di fertilità di questi parassiti. Questa tecnica è utilizzata su vermi a vite, falene zingare, punteruoli e moscerini della frutta (Kok, Lomaliza e Shivhara 1988).
Una tipica struttura per insetti sterili ha un sistema di sacche d'aria per limitare l'ingresso di insetti indesiderati e la fuga di insetti fertili. Le attività di allevamento includono il rastrellamento e lo spazzamento, l'impilamento delle uova, il lavaggio dei vassoi, la preparazione della dieta, l'inoculazione (posizionamento delle uova nell'agar), la tintura delle pupe, la cura dell'emergenza, l'imballaggio, la quarantena, l'irradiazione, lo screening e la pesatura. Nella stanza delle pupe, la vermiculite viene mescolata con acqua e posta in vassoi. I vassoi vengono impilati e la polvere di vermiculite viene spazzata via con una scopa. Le pupe vengono separate dalla vermiculite con un setaccio. Le pupe di insetto scelte per la tecnica dell'insetto sterile vengono trasportate in vassoi impilati su rastrelliere alla camera di irradiazione in un'area o struttura diversa, dove vengono irradiate e rese sterili (Froehlich 1995; Kiefer 1996).
I lavoratori degli insetti, compresi i lavoratori dei bachi da seta, possono avere una reazione allergica agli allergeni degli artropodi (squame, peli, altre parti del corpo). I sintomi iniziali sono prurito agli occhi e irritazione del naso seguiti da episodi intermittenti di respiro sibilante, tosse e affanno. I successivi attacchi di asma sono innescati dalla riesposizione all'allergene.
Entomologi e lavoratori in strutture sterili per mosche sono esposti a una varietà di agenti potenzialmente pericolosi e infiammabili. Questi agenti includono: nei laboratori di entomologia, alcol isopropilico, alcol etilico e xilene; nella sala di preparazione della dieta, l'alcool isopropilico viene utilizzato in soluzione acquosa per sterilizzare pareti e soffitti con uno spruzzatore. La polvere di vermiculite pone problemi respiratori. Alcune vermiculiti sono contaminate dall'amianto. Le unità di trattamento dell'aria in queste strutture emettono rumore che può essere dannoso per l'udito dei dipendenti. Nelle strutture è possibile utilizzare un'adeguata ventilazione dei gas di scarico e una protezione respiratoria personale per controllare l'esposizione agli allergeni e alle polveri presenti nell'aria. Devono essere utilizzati materiali di lavoro non polverosi. L'aria condizionata e frequenti cambi di filtri possono aiutare a ridurre i livelli di spine e peli nell'aria. I raggi X o i raggi gamma (radiazioni ionizzanti) possono danneggiare il materiale genetico. È necessaria una protezione contro i raggi X o raggi gamma e le loro fonti negli impianti di irradiazione (Froehlich 1995; Kiefer 1996).
Allevamento del baco da seta
La vermicoltura, l'allevamento di vermi, ha una lunga storia in alcune culture. I vermi, in particolare il verme della farina (che è una larva piuttosto che un vero verme) dello scarabeo oscuro, vengono allevati a miliardi come foraggio per animali da laboratorio e animali domestici. I vermi sono utilizzati anche nelle operazioni di compostaggio (vermi-compostaggio).
Sericoltura è il termine usato per la produzione di bozzoli di bachi da seta, che include l'alimentazione dei bachi da seta e la formazione di bozzoli. La coltivazione del baco da seta e del bruco della falena da seta risale al 3000 a.C. in Cina. I coltivatori di bachi da seta hanno addomesticato la falena del baco da seta; non ci sono popolazioni selvatiche rimanenti. I bachi da seta mangiano solo foglie di gelso bianco. La produzione di fibre è quindi storicamente dipesa dalla stagione delle foglie del gelso. Sono stati sviluppati alimenti artificiali per il baco da seta in modo che la produzione possa estendersi per tutto l'anno. I bachi da seta vengono allevati su vassoi a volte montati su graticci. I vermi impiegano circa 42 giorni di alimentazione a una temperatura costante di 25 °C. Potrebbe essere necessario il riscaldamento artificiale. La seta è una secrezione dalla bocca del baco da seta che si solidifica al contatto con l'aria. Il baco da seta secerne circa 2 km di fibra di seta per formare un bozzolo durante la fase pupale (Johnson 1982). Dopo che il bozzolo si è formato, l'allevatore di bachi da seta uccide la pupa in un forno caldo e spedisce il bozzolo a una fabbrica. In fabbrica, la seta viene raccolta dal bozzolo e filata in filo e filato.
Il 79.4% dei lavoratori dei bachi da seta manifesta l'asma in risposta alle squame della tignola del baco da seta, sebbene la maggior parte dell'asma nei lavoratori dei bachi da seta sia attribuita all'inalazione delle feci dei bachi da seta. Inoltre, il contatto della pelle con i peli del bruco del baco da seta può produrre una dermatite da contatto irritante primaria. Il contatto con la seta grezza può anche produrre reazioni cutanee allergiche. Per la produzione della tignola della seta, la terapia di iposensibilizzazione (per squame e feci della tignola) fornisce un miglioramento per il XNUMX% dei riceventi. I corticosteroidi possono invertire gli effetti degli antigeni inalati. Le lesioni cutanee possono rispondere a lozioni e creme a base di corticosteroidi topici. Gli antistaminici orali alleviano il prurito e il bruciore. L'avvelenamento da monossido di carbonio è stato identificato tra alcuni allevatori di bachi da seta nelle loro case, dove mantengono il calore con fuochi di carbone mentre allevano i bachi da seta. I fuochi a carbone e i riscaldatori a cherosene dovrebbero essere sostituiti con riscaldatori elettrici per evitare l'esposizione al monossido di carbonio.