Los insectos pronto podrían ser entrenados para proteger nuestros cultivos.

Uno de los mayores desafíos contemporáneos para la humanidad es salvaguardar la seguridad alimentaria para las generaciones actuales y futuras. Una demanda creciente y un aumento constante de la población mundial ( se espera que cerca de 10 mil millones de personas habiten en la Tierra para 2050) requiere que la producción de alimentos por área de tierra cultivada tenga que aumentar drásticamente. La expansión a tierras que actualmente no están cultivadas no es factible, especialmente considerando las presiones del cambio climático.

Una forma de lograr mayores rendimientos será reducir las pérdidas de cultivos causadas por plagas, incluidos los insectos. Por ejemplo, en cultivos de cereales como el arroz y el maíz, que son alimentos básicos para una gran parte de la población mundial, los insectos causan pérdidas de hasta un 15% .

La pulverización de insecticidas químicos sigue siendo el enfoque principal para combatir los ataques de insectos en muchos cultivos. Pero su uso futuro está bajo escrutinio debido a muchas preocupaciones, entre ellas sus efectos sobre la salud humana . Su uso también representa una gran carga económica para los productores, especialmente los de los países en desarrollo. Y en cualquier caso, se teme que los insectos pronto desarrollen resistencia a los insecticidas.

Reducir su uso también sería bueno para el planeta, ya que los insecticidas son inherentemente insostenibles: su uso continuo ha resultado en una contaminación ambiental masiva, que afecta negativamente a otros organismos beneficiosos como las abejas, las aves, los peces y el ganado. Esto significa que hay una creciente demanda de los consumidores de alimentos libres de residuos. Vinculado a esto, la disponibilidad de insecticidas para el manejo de insectos está disminuyendo a nivel mundial debido a cambios considerables en su legislación .

Los pesticidas no son una solución sostenible. Pajtica / Shutterstock.com

Por lo tanto, existe una necesidad urgente de encontrar alternativas, preferiblemente estrategias amigables con el medio ambiente para proteger los cultivos contra los insectos.

Controlando los insectos malos con los buenos

El control biológico, en el que las poblaciones de insectos se reducen mediante el uso de otros insectos (sus enemigos naturales) se acepta generalmente como un enfoque sostenible y ecológicamente racional para reducir las pérdidas de cultivos por insectos.

Estos enemigos naturales a menudo son altamente especializados y solo atacan un cierto número de plagas de insectos estrechamente relacionadas, reduciendo la probabilidad de efectos imprevistos en el resto del ecosistema local que son causados ​​comúnmente por los insecticidas. También se pueden introducir enemigos naturales para controlar nuevas plagas invasoras de insectos. Por ejemplo, se introdujeron enemigos naturales europeos en América del Norte para controlar una nueva infestación de escarabajos de la corteza , que portan y propagan la enfermedad del olmo holandés.

Los enemigos naturales de las plagas de insectos incluyen depredadores, patógenos (microorganismos que incluyen bacterias, hongos y virus) y parasitoides (principalmente avispas o moscas que ponen sus huevos en o en otro insecto, y finalmente los matan a medida que crecen las larvas). Los parasitoides son los más efectivos de estos tres tipos porque sus números aumentan mucho más rápido que los de los depredadores. Además, son altamente especializados, ya que solo pueden poner sus huevos en una especie específica y, por lo tanto, tienen efectos mínimos en el resto del ecosistema.

Parasitoide hembra y pulgón ninfa. © Tim Goelen , autor proporcionado

Los parasitoides son muy diversos y constituyen una asombrosa cantidad de especies de insectos (casi el 14% de todos los insectos descritos). Actualmente, muchas especies se crían en masa en insectarios comerciales para ser liberados en grandes cantidades para obtener el control inmediato de las plagas que atacan huertos o invernaderos. Pero su efectividad necesita ser mejorada. Esto no solo exige aumentar su número en los campos, sino también mejorar su éxito de alimentación.

El dulce aroma del néctar.

Mientras buscan comida o huéspedes, los parasitoides generalmente dependen de señales visuales y olfativas. Por ejemplo, a menudo localizan recursos de flores particulares respondiendo al aroma y color de las flores. Poseen la capacidad de aprender asociaciones entre estas señales y recompensas, como la comida o el anfitrión, y utilizan inteligentemente esta información aprendida la próxima vez. Esto les permite encontrar sus recursos más rápido y, por lo tanto, aumentar su éxito de alimentación.

Los parasitoides se alimentan de alimentos ricos en carbohidratos como el néctar floral. El néctar floral es un hábitat ideal para diversos microbios, como las levaduras, que no solo alteran su composición de azúcares y aminoácidos, sino que también producen aromas especiales. Estos aromas producidos por la levadura de néctar son muy atractivos para los parasitoides.

Si queremos ayudar a los parasitoides en el campo, para aumentar su número y, por lo tanto, ayudarlos a controlar las plagas, necesitamos saber más sobre cómo las señales microbianas producidas por las levaduras de néctar influyen en el aprendizaje de las preferencias florales por parte de los parasitoides. Esto es lo que nos propusimos lograr en un experimento reciente .

Pulgones momificados – con pupas parasitoides. © Tim Goelen , autor proporcionado

Queríamos averiguar si las visitas frecuentes de los parasitoides a las flores los predisponen a aprender y recordar el olor del néctar sabroso y rico en energía producido por la levadura. Con este fin, investigamos la capacidad de aprendizaje y la retención de la memoria de un parasitoide pulgón (los pulgones causan enormes pérdidas de rendimiento en los cultivos en todo el mundo) cuando se exponen a mezclas volátiles emitidas por néctares. Estos néctares fueron sintetizados y fermentados artificialmente por varias levaduras de néctar, imitando los néctares naturales.

Mostramos que los parasitoides de áfidos ingenuos (aquellos sin experiencia para oler y comer) tenían una preferencia innata (innata) por el néctar colonizado por levaduras de néctar específicas. Cuando se entrenaron los parasitoides, permitiéndoles alimentarse en un papel de filtro saturado con néctar fermentado por levadura durante dos minutos, algo que se repitió tres veces, se sintieron muy atraídos por estos y otros néctares fermentados por levadura durante las siguientes 24 horas. Esto muestra que cuando los parasitoides son entrenados, pueden buscar néctar mucho más rápido en el campo.

Nuestros hallazgos pueden tener implicaciones prácticas para mejorar la efectividad de los parasitoides que se utilizarán en los programas de control biológico contra los pulgones. Promueven la posibilidad de que los parasitoides, debido a su alta capacidad de aprendizaje, puedan ser entrenados en masa antes de la liberación en el campo para inducir una respuesta específica a las soluciones de azúcar fermentadas con levadura y mejorar su rendimiento en la búsqueda de alimentos y pulgones.

Dichas soluciones podrían ofrecerse en estaciones de alimentación para alimentar y retener a las poblaciones de parasitoides en el campo donde las fuentes de alimentos naturales son limitadas. Esto a su vez mejoraría la eficiencia de alimentación de los parasitoides entrenados y aumentaría su eficacia general para suprimir las poblaciones de pulgones.

https://theconversation.com/insects-might-soon-be-trained-to-protect-our-crops-123237

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