Ir al contenido principal

Una bacteria produce sustancias volátiles que atraen a los predadores de los áfidos

Los áfidos —también conocidos como pulgones— son considerados como una de las plagas más perjudiciales de la industria agrícola debido a su rápido crecimiento y habilidad para diseminarse por los campos de cultivo. El uso de agentes químicos para su erradicación ha generado la aparición de poblaciones resistentes y el control biológico, por ahora, no es muy efectivo. Por suerte, investigadores de la Universidad de Liege (Bélgica) han encontrado a una bacteria que habita en la mielada de los áfidos con la capacidad de generar sustancias volátiles que atraen a los predadores naturales de estos insectos según un artículo publicado hoy en Nature Communications.

Acyrthosiphon pisum

Los áfidos son responsables de cuantiosas pérdidas económicas en la industria agrícola ya que bajan el rendimiento de producción de los campos de cultivo. Estas plagas se alimentan principalmente del floema de las plantas. Al hacerlo, secretan una sustancia pegajosa conocida como mielada, la cual está conformada por una mezcla de azúcares, ácidos orgánicos, aminoácidos y algunos lípidos que es aprovechada por sus simbiontes naturales con los que se beneficia mutuamente: ellos le proveen de nutrientes y a cambio reciben protección (Ej. simbiosis áfidos-hormigas).

Sin embargo, esta mielada puede ser también aprovechada por sus enemigos naturales, los cuales responden ante la presencia de señales químicas generadas por las plantas conocidas como semioquímicos. Por otro lado, la composición química de la mielada hace que ésta sea un excelente medio de cultivo para bacterias. Fue así que científicos belgas liderados por el entomólogo Pascal D. Leroy han encontrado una bacteria en la mielada del áfido Acyrthosiphon pisum que tiene la capacidad de producir sustancias semioquímicas que atraen al principal predador de este áfido, el sírfido Episyrphus balteatus.

Los áfidos y las bacterias mantienen una estrecha relación simbiótica, por ejemplo, las Ricketsiellas que habitan dentro de los áfidos tienen la capacidad de cambiarlas de color y así ayudarlas a ocultarse o disuadir a algunos de sus depredadores como las mariquitas. Sin embargo, los áfidos nunca imaginarían que una de las bacterias que forman parte de su microbiota intestinal, la Staphylococcus sciuri, fuera capaz de traicionarla y generar sustancias que atraigan a sus enemigos.

Leroy et al. usando modernas técnicas analíticas, purificaron y analizaron los compuestos químicos volátiles que emanaban de la mielada de los áfidos. En total lograron aislar 15 compuestos volátiles, entre ellos: alcoholes, cetonas, aldehídos, ácidos, una pirazina y un monoterpeno. Para determinar si eran las bacterias las responsables de la producción de estos compuestos, los investigadores filtraron y esterilizaron la mielada a fin de eliminar la carga microbiana. En la mielada estéril, la cantidad de compuestos volátiles fue mínima a diferencia de la mielada re-inoculada con S. sciuri.

Para determinar si en realidad los compuestos volátiles generados por S. sciuri son capaces de atraer a los depredadores naturales de los áfidos, los investigadores rociaron la mielada original en plantas libres de áfidos y observaron la presencia de sírfidos cerca a ellas. Los resultados mostraron que cerca del 50% de los sírfidos analizados se encontraban rondando a menos de 30cm de las plantas y el 25% de ellas llegaron a posarse sobre sus hojas. Los mismos resultados se obtuvieron cuando otras plantas libres de áfidos fueron rociadas con la mielada estéril re-inoculada con S. sciuri.

Luego los investigadores probaron cada compuesto volátil independientemente. Dos de ellos tenían la capacidad de atraer y estimular la ovoposición del ‘afidófago’ E. balteatus. Estos compuestos eran la 3-metil-2-butenal y el ácido 2-metilbutanoico. [Ver figura con la lista completa de compuestos volátiles]

ncomms1347-f3

Finalmente, los investigadores probaron si la bacteria S. sciuri podría ser usada como un control biológico de áfidos, para así evitar el uso de pesticidas y otras sustancias tóxicas para el ser humano. Cultivaron a las bacterias en un medio comercial (Medio 863) donde produjeron las sustancias volátiles y luego probaron si funcionaban de la misma manera que la mielada. El experimento se hizo dentro de un pequeño túnel de viento donde se observó la respuesta de los depredadores de áfidos. Los resultados mostraron que el efecto del cultivo bacteriano era similar al encontrado en la mielada natural. Para validar estos resultados, se repitió el experimento en un invernadero y luego en un campo de cultivo de papas, obteniéndose resultados muy alentadores.

Este es el primer estudio que demuestra la capacidad de una bacteria de generar sustancias semioquímicas o, también conocidas como kairomonas que atraen a los predadores naturales de los áfidos y promueven su ovoposición. También se ha demostrado el uso potencial como control biológico tanto en condiciones controladas de invernadero como en campo.


Referencia:

ResearchBlogging.orgLeroy, P., Sabri, A., Heuskin, S., Thonart, P., Lognay, G., Verheggen, F., Francis, F., Brostaux, Y., Felton, G., & Haubruge, E. (2011). Microorganisms from aphid honeydew attract and enhance the efficacy of natural enemies Nature Communications, 2 DOI: 10.1038/ncomms1347

Esta entrada participa en el V Carnaval de la Química cuyo anfitrión es Scientia.

cabecera-copia

Comentarios

Entradas más populares de este blog

¿Por qué tanto miedo al bromuro de etidio?

El bromuro de etidio (BrEt) es un agente químico muy usado en técnicas de biología molecular para teñir nuestros geles de agarosa y poder apreciar nuestras bandas de ADN; ya sean de los productos de extracción o de PCR. Existen dos formas de teñir los geles: i) remojando el gel de agarosa por 15 minutos en una bandeja con BrEt (0,5 mg/L) después de haber hecho la electroforesis o ii) añadiendo el BrEt directamente al gel al momento de prepararlo. Con la primera evitamos contaminar nuestra cámara de electroforesis con BrEt y con la segunda evitamos exponernos a salpicaduras y otros accidentes que pueden ocurrir al hacer la tinción en bandeja. Se han dado cuenta que desde que entramos a un laboratorio de biología molecular nos tienen traumados con el BrEt: "¡Cuidado que te salpique!", "¡no lo huelas!", "¡usa tres guantes!", "¡no es por ese lado!", "¡si te cae en la piel te va a dar cáncer y te puedes morir!", entre otras cosas más.

TOP 10: Las peores cosas de trabajar en un laboratorio

Encontré este interesante artículo publicado en Science Careers . La verdad es que me ha gustado mucho —me sentí identificado con varios aspectos— tanto que me tomé la libertad de traducirlo y hacerle algunas modificaciones, en base a mi experiencia personal, para ustedes. Tus amigos no-científicos no entienden lo que haces. Cuando te reúnes con tus amigos del colegio o del barrio y empiezan a hablar acerca de sus trabajos, qué es lo que hacen y cuáles han sido los logros más recientes, ellos fácilmente lo pueden resumir en un “ he construido una casa/edificio/puente/carretera ”, o “ he dejado satisfecho a un cliente ” (que feo sonó eso xD), o tu amigo abogado dirá “ he sacado de la cárcel a un asaltante confeso y encima he logrado que lo indemnicen ”, pero cuando te toca a ti ¿qué dirás? “ Bueno he curado… uhm, la verdad no he curado, las ratas viven un poco más pero no las he curado, así que he descubierto… no, esa palabra es muy fuerte. La verdad he probado… este… tampoco, las

IV Carnaval de Biología

Esta fiesta se inició en el mes de Febrero, cuando @Raven_neo a través de su blog, Micro Gaia , fue el visionario que introdujo el primer Carnaval de Biología a la red. La aceptación fue inmediata, más de 30 entradas se registraron en esta primera edición . Luego le tocó el turno a @SergioEfe a través de su blog La muerte de un ácaro , con nuevos blogs uniéndose a la fiesta . El mes pasado fue el turno para @pakozoic a través de su blog El Pakozoico , quedando demostrado que el carnaval llegó para quedarse . Ahora, desde el otro lado del mundo, es un honor anunciarles que BioUnalm será anfitrión de la IV Edición del Carnaval de Biología , que se dará inicio el próximo domingo 8 de Mayo y finalizará el 31 de Mayo. Para poder participar, las reglas son muy simples: 1. Participación libre. 2. Cada mes el blog anfitrión anunciará el inicio del Carnaval indicando la fecha de comienzo (se recomienda que sea la misma que la del anuncio) y la fecha de fin del mism