control de plagas
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| Fuente: STEPHEN GODDARD (Flickr) |
Estas tácticas sigilosas de supervivencia podrían enseñarnos cómo frenar el uso generalizado de pesticidas químicos en la agricultura. Pero primero, los investigadores deben aprender cómo la flora aparentemente indefensa despliega esta estrategia magistral.
18 junio 2023.- Estas tácticas sigilosas de supervivencia podrían enseñarnos cómo frenar el uso generalizado de pesticidas químicos en la agricultura. Pero primero, los investigadores deben aprender cómo la flora aparentemente indefensa despliega esta estrategia magistral.
Estos repugnantes compuestos funcionan bien contra insectos mordisqueadores y chupadores de savia que se alimentan de una amplia gama de tipos de plantas, así como también de mamíferos que pastan y ramonean. Sin embargo, inevitablemente, en el transcurso de la evolución, ciertos animales se especializaron hasta el punto de que ahora se sienten atraídos incluso por las cosas más repulsivas que se les han ocurrido a las plantas. De hecho, muchos de los cultivos que nuestra propia especie produce para el consumo, desde el tabaco hasta el café y el cilantro, nos atraen precisamente por los compuestos que producen para desalentar a los herbívoros. Entonces, ¿qué debe hacer una planta pobre?
Algunos, a través de la selección natural, han desarrollado una estrategia diferente destinada a despachar a los visitantes no deseados: envían señales de olor para atraer a los enemigos de sus enemigos. Dependiendo de la señal, pueden responder varios miembros de un variopinto grupo de criaturas egoístas. Algunos devoran a los comedores de plantas, mientras que otros simplemente depositan sus huevos en ellos y dejan que sus larvas terminen el trabajo. Otros traen bacterias mortales.
El ecologista químico Ted Turlings de la Universidad de Neuchâtel en Suiza ha estado estudiando esta bolsa de trucos durante más de tres décadas, en varios lugares del mundo. Él cree que una mejor comprensión de estas soluciones naturales puede ayudarnos a reducir el uso de pesticidas químicos, que son una amenaza no solo para muchos insectos aliados potenciales, sino también para la salud humana.
Turlings y el coautor Matthias Erb de la Universidad de Berna describieron la intrigante química entre las plantas y los organismos que las protegen de las plagas, y cómo podemos usarla para nuestro beneficio, en la Revisión anual de entomología .
Estudiando específicamente las avispas que atacan a las orugas que se alimentan de plantas de maíz, descubrieron con bastante rapidez que eran las plantas las que emitían volátiles de forma activa las que atraían a estas avispas. Y resultó que estaban produciendo una mezcla de compuestos muy específicos en respuesta al ataque de las orugas, que normalmente no emiten. Simplemente dañar la planta no induce estas mismas emisiones. Pero si dañas la planta y luego untas un poco de saliva de oruga en el sitio dañado, obtienes la misma reacción. Eso fue muy intrigante para los científicos, ya que sugirió que las plantas pueden reconocer lo que las está atacando y responder en consecuencia.
El uso generalizado de pesticidas en la agricultura para deshacerse de las plagas de los cultivos ha contribuido a la drástica disminución de las poblaciones de insectos.
Algunos compuestos se emiten inmediatamente desde el sitio dañado; los llamamos volátiles de hoja verde; son lo que hueles cuando cortas el césped. Pero además de eso, la planta sintetizará estos nuevos compuestos en respuesta a la saliva, que solo produce cuando es atacada por orugas. Y estos no solo se emiten desde el sitio dañado, sino también desde las hojas no dañadas de una planta que está bajo ataque.
Mucho más tarde se descubrió que no solo las avispas parásitas pueden captar estos olores, sino también las plantas vecinas . Y otros investigadores han descubierto que la respuesta es más fuerte en las plantas que están más estrechamente relacionadas entre sí. Los científicos todavía están debatiendo si otras plantas simplemente están escuchando a escondidas esta señal, o si las plantas atacadas se están comunicando y pueden beneficiarse al alertar a los vecinos.
En Suiza, se están haciendo esfuerzos para tener franjas de flores junto a los campos de cultivo, lo que ya ayuda a mantener a los enemigos naturales cerca .
Actualmente existen formas relativamente efectivas de controlar las larvas de escarabajo, que atacan las plantaciones de maíz, mediante el uso de pesticidas y plantas genéticamente modificadas, las plantas Bt , que producen una toxina que mata a las larvas. Pero en todos los casos, los autores del estudio creen que los escarabajos eventualmente desarrollarán resistencia.
Esta foto de una oruga del gusano cogollero en la hoja de una planta de maíz muestra el daño que puede causar esta especie de polilla ( Spodoptera frugiperda ). Su área de distribución nativa se encuentra en las Américas tropicales, pero ahora es una plaga importante en África y Asia y se espera que aparezca pronto en Europa. Fuente: JENNIFER JOHNSON, CIMMYT / FLICKR
Dado que estas larvas están bajo tierra el control biológicos de las avispas no será de mucha ayuda, y, de hecho, hay algunos mecanismos muy similares que operan bajo tierra. Cuando están bajo ataque, las raíces de la mayoría de las variedades de maíz producen un compuesto llamado cariofileno, que atrae a una serie de especies de pequeños gusanos llamados nemátodos que tienen un ciclo de vida realmente intrigante.
Los nematodos juveniles usan señales como el cariofileno para encontrar larvas de escarabajo, luego penetran en las larvas a través de cualquier abertura que puedan encontrar. Allí liberan las bacterias que siempre llevan consigo. Estas bacterias producen toxinas que matan y digieren los insectos muy rápidamente y luego se multiplican rápidamente. Los nemátodos luego se alimentan de estas bacterias y del interior digerido del insecto. Pasan por varios ciclos de vida, produciendo miles de nuevos nemátodos que eventualmente saldrán del cadáver y buscarán un nuevo huésped.
Curiosamente, aunque el cariofileno repele a muchos insectos herbívoros, las larvas de escarabajo conocidas como gusanos de la raíz del maíz son, de hecho, atraídas por pequeñas cantidades. Quizás por esta razón, en los EE. UU. se ha seleccionado la capacidad de producir cariofileno entre las variedades locales de maíz.
Los científicos han demostrado en una prueba de campo que si se restaura esta capacidad insertando un gen de orégano, una planta que produce mucho cariofileno, es posible reducir significativamente el daño del gusano de la raíz del maíz porque sus raíces son muy atrayentes para el nemátodo. Sin embargo, debido a que el papel del cariofileno es doble: atrae al nemátodo que mata el gusano de la raíz pero también al gusano de la raíz del maíz en sí mismo, por lo que existen dudas sobre su comercialización.
Ahora, los científicos están explorando métodos para aplicar los nemátodos más directamente a las plagas de insectos. Estos esfuerzos se centran en el gusano cogollero, que en realidad es una oruga, una plaga importante en África y Asia que también es muy probable que aparezca en Europa en los próximos años. Dado que ataca a la planta en la superficie, normalmente no entraría en contacto con los nemátodos que atacan a las larvas de insectos debajo de la tierra. Por lo tanto, no tiene defensas contra los nemátodos.
Se ha observado que los nemátodos son muy efectivos para matar las orugas si se inyectan en un gel en el centro de la planta o se aplican en su superficie. Se han realizado pruebas de campo en Ruanda que muestran que esto es tan efectivo como usar un pesticida, y se está llevando a cabo otra prueba de campo en Vietnam este año para probarlo allí también. Y en cada caso, se usan nemátodos de origen local, para evitar los riesgos asociados a la introducción de nuevas especies.
Los autores del estudio creen que es poco probable que las plagas se vuelvan resistentes a los nemátodos, porque a diferencia de los pesticidas o las toxinas, los nemátodos y las bacterias que transportan pueden adaptarse a cualquier cambio que las plagas puedan evolucionar para evitar morir. Hay tantos nemátodos que probablemente siempre habrá unos pocos con una mutación genética para superar la resistencia de las especies de plagas. Y si ese nemátodo no evoluciona por sí mismo, también se podrán seleccionar los nemátodos que siguen siendo efectivos en el laboratorio, incluso cambiando a otra especie. Esa es la ventaja de trabajar con organismos vivos: podemos seleccionar y ellos pueden evolucionar. Y cuanto mejor los entendamos, más posibilidades se abrirán.
Ahora, los científicos están trabajando en sensores que pueden detectar qué plantas están bajo ataque, e incluso distinguir entre diferentes especies de orugas, en función de los olores que producen las plantas. Es factible que en un par de años podamos tener un robot recorriendo un campo, oliendo las plantas y no solo brindando al agricultor información en tiempo real sobre qué plantas están bajo ataque, sino quizás también rociándolas con algunos nemátodos. De hecho, ya existen robots que pueden detectar malas hierbas y rociarlas con herbicida, y en adelante se comprobará si estos robots también se pueden usar para rociar los nemátodos que matan insectos.
Fuente: Ted Turlings. Universidad de Neuchâtel, Suiza
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