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

Ozono por el culo

La insuflación rectal de ozono , que en términos coloquiales es ozono por el culo  ( OxC , de forma abreviada), es una forma de ozonoterapia.  Según sus promotores , esta terapia "es muy potente en cuanto a la eliminación de gérmenes intestinales como virus, bacterias, protozoos, hongos, etc ". Incluso pidieron a la Organización Mundial de la Salud que lo usaran para el tratamiento del Ébola.  Según Ozonomédica , la ozonoterapia, en general, "es una eficaz alternativa en el tratamiento y control de muchas patologías y enfermedades crónicas" que incluso "puede retrasar o evitar la aparición de diabetes, cáncer, artritis, artrosis, entre otras". Paciente recibiendo OxC. Fuente: Ozonoterapia . Sin embargo,  de acuerdo con la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos ( FDA ), el ozono es un gas tóxico sin alguna aplicación médica conocida . Si bien es cierto, el ozono nos protege de la peligrosa radiación ultravi

¿Por qué el tucán tiene un pico tan grande?

Los tucanes ostentan picos enormes y vistosos. Yo pensaba que era producto de la selección sexual, es decir, mejoraba sus chances de conseguir a una buena tucana con quien aparearse y heredar sus genes a la siguiente generación. Sin embargo, habían investigadores que creían que los enormes picos eran un horrible vestigio de algún ancestro primitivo. Pero la verdadera razón era otra según concluye un estudio publicado en Science . Los animales nos podemos catergorizar en dos tipos: los homeotermos (o endotermos) y los poiquilotermos (o ectotermos). Los homeotermos (aves y mamíferos) somos capaces de mantener una temperatura corporal constante (en nuestro caso 37ºC). Cualquier desvío abrupto podría generarnos problemas. Mientras que los poiquilotermos (reptiles) suelen tomar largas horas de sol para calentar su cuerpo y permitir que su metabolismo funcione correctamente. Los seres humanos, por ejemplo, para mantener una temperatura constante sudamos o quemamos nuestras reservas d

Requerimientos y limitaciones para la vida extraterrestre

¿Hay vida fuera de nuestro planeta? No lo sabemos, "pero si estamos solos en el Universo, seguro sería una terrible pérdida de espacio", sentenció una vez el famoso divulgador científico Carl Sagan . En caso haya vida extraterrestre, ¿cómo sería? ¿iguales a nosotros? ¿de color gris, con grandes ojos, pequeña boca y comunicación telepática? ¿expertos en hacer líneas y pirámides sobre el desierto, pero muy malos manejando naves espaciales? Lo cierto es que la única forma de vida que conocemos —y no del todo— es la que hay en nuestro planeta. Así que para tener una primera aproximación de cómo sería la vida extraterrestre, debemos tomar como base los requerimientos y limitaciones propios de la vida en la Tierra. Ilustración artística de un exoplaneta, en un sistema solar binario, visto desde su luna. Fuente: Wikimedia Commons. De vez en cuando, la NASA anuncia el descubrimiento de nuevos exoplanetas en estrellas distantes. Hay una sonda espacial dedicada a tiempo completo a enc