El control de plagas es una actividad esencial para la producción agrícola actual, ya que manteniendo la estabilidad de las poblaciones de insectos plaga, se asegura un buen rendimiento y producción de los cultivos. Tradicionalmente, los productos químicos sintéticos han sido los más utilizados para dicha actividad porque actúan de manera rápida. Sin embargo, en los últimos años se ha dado auge a métodos más amigables con el medio ambiente y sobre todo con la salud humana.

En el control biológico de plagas se hace uso de enemigos naturales como parasitoides, depredadores y entomopatógenos. Para el caso de los entomopatógenos, se refiere a microorganismos que causan alguna patología, es decir, que enferman a los insectos. Estos pueden ser bacterias, hongos y nematodos. En este artículo hablaremos de los nematodos entomopatógenos, microorganismos con potencial para ser utilizados como controladores biológicos de plagas.

 

¿Qué son los nematodos entomopatógenos?

Son gusanos cilíndricos no segmentados que llegan a medir entre 500 y 1 500 micrones; por su tamaño, solo son visibles bajo un microscopio. Se consideran parásitos obligados y letales de insectos que presentan una relación simbiótica con una bacteria que portan en su intestino y que es la causante de la muerte del insecto al que atacan, formando un complejo nematodo-bacteria.

La interrelación entre el nematodo y la bacteria, es considerada simbiótica ya que el nematodo no puede reproducirse dentro del insecto sin la acción de la bacteria y, a su vez, esta no puede entrar al insecto si el nematodo no la transporta. Por lo tanto, el nematodo proporciona protección a la bacteria y facilita su transporte, mientras que la bacteria ayuda a degradar los tejidos del insecto para que sean más accesibles al nematodo. Existen dos familias de nematodos: Steinernematidae y Heterorhabditidae con poder biocida, ambas familias presentan un comportamiento de ciclo de vida muy similar.

 

¿Cómo actúan los nematodos entomopatógenos?

Para ambas familias, Steinernematidae y Heterorhabditidae, el ciclo de vida incluye seis estados de desarrollo que son huevo, cuatro estados juveniles (J1, J2, J3 y J4, separadas por mudas) y el adulto. Cabe destacar que el único estado que vive fuera del insecto e infectivo es el J3 o también llamado juvenil infectivo (JI). En este periodo de vida los J3 tienen la capacidad para moverse, contienen reservas de energía en carbohidratos, mantienen la boca y el ano cerrados, no se alimentan, pudiendo sobrevivir hasta ocho meses cuando las condiciones son favorables (humedad, temperatura y oxígeno).

Al ser microorganismos móviles, tienen la capacidad de localizar a su presa para atacar y lo hacen mediante dos tipos de estrategias diferentes. En el caso de los microorganismos de la familia Steinernematidae, estos actúan en forma de emboscada, es decir, esperan a que pase su hospedero para atacar. En cambio, los de la familia Heterorhabditidae, son capaces de buscar activamente a su hospedero para penetrar en él. Las reacciones de búsqueda y ataque se deben a compuestos volátiles como el CO2 liberados por los insectos.

 

Y entonces, ¿cómo ocurre el proceso de infección por nematodos entomopatógenos?

El proceso de infección puede resumirse de la siguiente manera:

Entrada al insecto. Los nematodos penetran al insecto por aberturas naturales (boca, ano y espiráculos). Una vez que el nematodo se encuentra en el sistema digestivo del insecto, penetra hacia el hemocele para liberar la bacteria que transporta. Los de la familia Steinernematidae liberan la bacteria a través del ano, mientras que los de la familia Heterorhabditidae lo hacen por la boca; la liberación se puede producir en un periodo de 30 minutos a cinco horas después de la entrada del nematodo.

 

Infección bacteriana. Una vez que la bacteria fue liberada, esta se multiplica rápidamente y mata al insecto por septicemia, generalmente en un periodo de 24 a 48 horas. La bacteria entomopatógena provee nutrientes para ella misma y para el nematodo, mediante la secreción de enzimas que degradan los tejidos del insecto.

 

Metabolitos bacterianos. La bacteria permite el crecimiento y reproducción del nematodo al suministrarle alimento, a la vez que produce agentes antibióticos y bactericidas que inhiben el crecimiento y entrada de otros organismos oportunistas, incluyendo bacterias, levaduras y hongos.

 

Multiplicación del nematodo. Una vez muerto el hospedero, el nematodo se alimenta de los tejidos metabolizados por la bacteria, adquiriéndola nuevamente en su intestino. Dentro del cadáver pueden ocurrir de una a dos generaciones de nematodos, todo dependerá del tamaño del insecto. Cuando los recursos alimenticios se agotan para el nematodo, estos detienen su desarrollo en etapa J3 y emergen del cadáver en busca de nuevos hospederos para continuar su ciclo.

 

Uso de nematodos entomopatógenos en el control de plagas

El rango de hospederos naturales se define como el rango de insectos que los nematodos usan para su supervivencia y reproducción. Han sido probados en contra de un gran número de especies en diferente etapa biológica (larva, pupa y adulto). En condiciones de laboratorio han mostrado diferentes grados de éxito; sin embargo, en campo existen condiciones naturales que limitan la actividad de los nematodos. Una cualidad de los nematodos entomopatógenos es que están adaptados al ambiente del suelo, por lo tanto, los hospederos principales son insectos o etapas de insectos que se desarrollan en él.

 

Pero, ¿cómo se aplican?

Al parecer los nematodos entomopatógenos son compatibles con la mayoría de productos agrícolas como herbicidas, fungicidas, acaricidas e insecticidas. Por tanto, para su aplicación, se emplean los mismos equipos utilizados para dichos productos químicos. También se han aplicado por sistemas de irrigación incluyendo goteo, microinyección y aspersión.

Se pueden multiplicar fácilmente in vivo para pruebas de laboratorio o para producción comercial. Las larvas de polilla de la cera Galleria mellonella es el insecto preferido para su producción in vivo, además de que se adquiere fácilmente ya que se utilizan como cebo para peces y alimento para aves.

 

Actualmente, ¿qué se hace para mejorar su aplicación en campo?

En diferentes universidades y centros de investigación se trabaja sobre formulaciones para mejorar su calidad y supervivencia y así asegurar su efectividad en campo. Una estrategia alternativa de aplicación es la técnica de autodiseminación, la cual consiste en el uso de trampas cebadas con atrayentes para el insecto que al entrar, se contamina con el entomopatógeno y se encarga de diseminarlo una vez que deja la trampa. Esta estrategia de uso de una nematodo para controlar las poblaciones de insectos plaga, es amigable con el medio ambiente.

 

 

Para Saber más:

García del Pino, F.G. (2005). Los nematodos entomopatógenos agentes de control de plagas. El control biológico de plagas y enfermedades, 87-112.

https://books.google.es/books?hl=es&lr=&id=4hZ0loEeCPUC&oi=fnd&pg=PA87&dq=ciclo+de+nematodos+entomopat%C3%B3genos&ots=KKqyWsbPLa&sig=M3ox_gifuGHDBTF3_aexNNanWmc#v=onepage&q=ciclo%20de%20nematodos%20entomopat%C3%B3genos&f=false

 

Morfín-Arriaga, A.A. (2015). Factibilidad del empleo de nematodos entomopatógenos en el control de Musca doméstica en la Ciénega de Chapala, Michoacán, México [Tesis Maestría]. Jiquilpan, Michoacán. CIIDIR-IPN.

https://tesis.ipn.mx/bitstream/handle/123456789/16797/MORFIN%20ARRIAGA%20ALMA%20ANGELINA%20-%20B131040.pdf?sequence=1&isAllowed=y

 

Labaude, S. y Griffin, C.T. (2018). Transmission success of entomopathogenic nematodes used in pest control. Insects, 9(2), 72. https://link.springer.com/article/10.1186/s41938-020-0212-y

 

Alma Angelina Morfín-Arriaga. Docente de la Licenciatura en Agronegocios y Comercio Exterior del Centro de Estudios Superiores del Valle Esmeralda, Los Reyes de Salgado, Michoacán.

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Hipólito Cortez-Madrigal. Profesor e Investigador, Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Integral Regional, Unidad Jiquilpan, Michoacán.

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