Control biológico y control microbiano de plagas
Artículo 1/3: Hongos entomopatógenos
El control biológico está basado en la introducción de microorganismos antagonistas de forma artificial en un ecosistema para controlar una plaga. Este concepto, es un derivado del que usan los entomólogos cuando introducen depredadores para controlar una plaga de insectos.
Una definición más amplia respecto del término de control biológico es aquella realizada por Paul Debach quien lo definió como “la acción de parásitos, depredadores y patógenos destinada a mantener la densidad poblacional de otro organismo a un nivel inferior al que se mantendría en su ausencia”. No obstante, el control biológico de insectos fitófagos se remonta según datos disponibles al año 324 A.C., en el que los chinos empleaban la hormiga Pharaon, Monomorium pharaonis para el control de plagas en el grano almacenado.
Por otro lado, el control microbiano de insectos fitófagos es el uso de microorganismos patógenos para los insectos, principalmente hongos y bacterias siendo una estrategia muy deseable dentro de los programas de Control Integrado de Plagas, esto es así, ya que son capaces de reducir las poblaciones de plagas a niveles inferiores a las que causan daño económico sobre el cultivo.
El objetivo del control biológico de plagas es situar a las poblaciones de artrópodos fitófagos por debajo del umbral de tolerancia gracias a la acción de agentes entomófagos (control macrobiano) y microorganismos entomopatógenos (control microbiano), de acuerdo con cuatro estrategias, control biológico clásico, conservación, inoculación e inundación. A este respecto, la estrategia de inundación, que consiste en la aplicación de entomófagos y entomopatógenos para que actúen a corto plazo, parte de la consideración de los agentes de control biológico como insecticidas comerciales
(Quesada-Moraga y Santiago-Álvarez, 2008).
Los agentes macrobianos de control de plagas son aquellos que pueden integrarse en una escala macroscópica, donde los más utilizados en el ámbito agrícola son los entomófagos tanto depredadores, se alimentan a expensas de otros artrópodos; como parasitoides, que pasan parte de su ciclo vital a expensas de estos con resultado de muerte.
Los agentes microbianos de control de plagas, que han tenido un pronunciado desarrollo comercial, son los microorganismos entomopatógenos, principalmente hongos, bacterias y virus, así como los nematodos entomoparásitos. La vía de entrada en el caso de virus y bacterias es la ingestión, mientras que los nematodos entomoparásitos penetran directamente a través de aperturas naturales del cuerpo de los artrópodos, boca, ano y espiráculos. Por último, los hongos entomopatógenos actúan principalmente por contacto por vía tegumentaria, lo que los convierte en la única alternativa para el control de numerosas plagas de insectos y ácaros (Quesada Moraga y Santiago-Álvarez, 2008; Quesada-Moraga et al., 2020).
Los productos de control biológico gozan de una creciente popularidad e incrementan su presencia en los mercados debido en parte a la normativa vigente en el seno de la UE, que promueve el empleo de métodos no químicos de control de plagas, con énfasis en el control biológico, lo que hace urgente la llegada al mercado de nuevos productos macrobianos y microbianos para dar respuesta a la vertiginosa reducción del número de materias activas de origen químico que se ha producido en el registro de productos fitosanitarios desde 2009.
Los nuevos Reglamentos (UE) north_east 2022/1438 , north_east 2022/1439 , north_east 2022/1440 y north_east 2022/1441 de la Comisión Europea de 31 de agosto de 2022 relativos al registro de sustancias activas y productos fitosanitarios que son microorganismos deben potenciar el mercado de este tipo de productos biológicos.
Identidad de los hongos entomopatógenos
Las enfermedades de etiología fúngica presentes de forma natural en las poblaciones de insectos despertaron el interés del hombre antes de la irrupción del microscopio óptico, como queda reflejado en una de las primeras descripciones autoría de Joseph Torrubia, naturalista español que describe, en 1749, el crecimiento de “pequeños árboles” sobre el cuerpo de avispas, que correspondían a una especie del género Cordyceps.
Agostino Maria Bassi descubre la naturaleza fúngica y el carácter infeccioso del “mal del segno” o “muscardina blanca” del gusano de seda, Bombyx mori (L.), causada por Beauveria bassiana (Balsamo) Vuil. en 1834, y propone el empleo de estos microorganismos para el control de las plagas de insectos . Casi medio siglo más tarde se produce por parte de Metchnikov el primer preparado a base de Metarhizium anisopliae Metsch. Sorok. para el control del escarabeido Anisoplia austriaca en Rusia. La irrupción de los primeros insecticidas químicos de síntesis, así como la falta de conocimiento sobre la epidemiología y ecología de los hongos entomopatógenos en campo pospusieron su desarrollo comercial hasta la década de los 80, con un importante crecimiento hasta el momento actual (Quesada-Moraga y Santiago-Álvarez, 2008; Quesada-Moraga et al., 2020).
El reino Mycota incluye alrededor de 1.5 millones de especies de las que se han descrito unas 110.000, dentro de las cuales hay unas 700 especies de 90 géneros que son patógenas de insectos, restringidas a las divisiones Entomophtoromycota y Ascomycota, donde se sitúan respectivamente los órdenes Entomophtorales e Hypocreales a los que pertenecen las especies más importantes de hongos entomopatógenos (HE).
Aunque las especies del orden Entomophtorales pueden causar importantes epizootias naturales, el uso de estos HE como agentes de biocontrol no está muy extendido pues por lo general presentan una gama muy estrecha de hospedantes y su producción en masa está limitada por su carácter biotrofo. Por otro lado, las especies de HE más distribuidas y de mayor relevancia pertenecen a los ascomicetos mitospóricos entomopatógenos, clasificados en el orden Hypocreales de la división Ascomycota, de eficacia insecticida contrastada y facilidad de producción masa (Quesada-Moraga y Santiago-Álvarez, 2008; Quesada-Moraga et al., 2020).
Los ascomicetos entomopatógenos, ampliamente distribuidos en la naturaleza, tienen un modo de acción único
Los géneros más importantes de ascomicetos mitospóricos entomopatógenos son Beauveria, Metarhizium, Akanthomyces e Isaria, aunque los dos primeros son los más relevantes, tanto por ser los que se aíslan con más frecuencia de insectos, suelo y plantas, en particular en España, como por su amplio rango de hospedantes y virulencia, lo que promueve su desarrollo comercial. El género Beauveria presenta dos especies principales, B. bassiana y B. brongniartii (Sac), y el género Metarhizium, tres especies principales, M. anisopliae (Metsch.) Sorok., M. brunneum Petch., y M. robertsii J.F. Bisch. Estos hongos se caracterizan por formar micelio del que se originan las esporas asexuales o conidios a partir de células conidiógenas especializadas formadas en hifas simples o ramificadas denominadas conidióforos.
El género Beauveria, que presenta micelio y conidios de color blanco marfil, es distinguible por la forma globosa de los segundos, por sus células conidiógenas arracimadas, y muy en especial, por tener una parte basal hinchada que termina en un raquis en forma de zig-zag. Este hongo es uno de los más investigados universalmente, tanto en sus aspectos básicos como aplicados, y ha alcanzado el mercado en varios países como España, donde existen varios micoinsecticidas registrados para el control de homópteros en invernadero, que pueden utilizarse de forma convencional como cualquier producto fitosanitario.
El género Metarhizium se caracteriza por sus conidios verde oscuro con forma cilíndrica a oval y truncadas en ambos extremos, así como por su micelio blanco amarillento. También conviene resaltar la presencia en el mercado español de las especies Akanthomyces lecanii (Zimm.) Spatafora, Kepler & B. Shrestha e Isaria fumosorosea (Wize) Brown & Smith. (Quesada-Moraga y Santiago-Álvarez, 2008; Quesada-Moraga et al., 2020).
Los ascomicetos mitospóricos entomopatógenos exhiben una distribución cosmopolita, encontrándose naturalmente presentes en una gran variedad de ecosistemas terrestres a lo largo y ancho de los cinco continentes.
Tradicionalmente el suelo ha sido considerado como el principal reservorio de estos HE (un 75-80% de los suelos cultivados y naturales en España presenta HE), además de los propios artrópodos infectados, y más recientemente, se ha descrito la relación que establecen estos HE con las plantas, en la filosfera, rizosfera o como endófitos, de la que se derivan nuevas aplicaciones en protección y producción vegetal (Quesada-Moraga et al., 2019).
Los hongos entomopatógenos presentan un modo de acción único, ya que actúan por contacto a través del tegumento de su artrópodo hospedante. Los conidios se adhieren a la cutícula, la germinan y forman estructuras específicas de penetración para atravesarla y crecer dentro del insecto en forma de cuerpos hifales e hifas, por lo que la muerte del artrópodo infectado sobreviene por la utilización por parte del HE de los nutrientes que este le pone a disposición, así como por la invasión de sus tejidos y órganos (Quesada-Moraga y Santiago-Álvarez, 2008). La última etapa del proceso infeccioso conlleva el crecimiento saprofítico del hongo a expensas del cadáver, que concluye con la esporulación y liberación de conidios, para iniciar un nuevo ciclo.
Los artrópodos infectados pueden morir con relativa prontitud, en unos cuantos días, aunque esto depende del tamaño y el grado de esclerotización de su cutícula. Poco después de la muerte, el artrópodo se endurece, se vuelve quebradizo y se momifica. La etapa final de crecimiento saprófito es la única que requiere condiciones de humedad elevada, y si estas se dan, los cadáveres pueden estar cubiertos totalmente por el micelio del hongo, o en algunas ocasiones se le observa emergiendo de las articulaciones y segmentos del cuerpo.
Al penetrar por vía tegumentaria, los hongos entomopatógenos resultan idóneos para el control biológico de varios grupos de insectos y ácaros tales como los que presentan aparato bucal picador-chupador, insectos de suelo tanto geobiontes como geófilos activos o inactivos, langostas y saltamontes, plagas urbanas como cucarachas o termitas etc., en definitiva, para casi todos los artrópodos de interés agrícola, en especial cuando no se conocen etiología viral o bacteriana, o éstas no son eficaces (Quesada Moraga et al., 2020).
Bibliografía
- Quesada-Moraga, E., Santiago-Álvarez, C. 2008. Hongos Entomopatógenos. En “Control biológico de plagas. Urbaneja & Jacas (eds), pp 98-120. Phytoma. Spain. ISBN 978-84- 935247-2-2.
- Quesada-Moraga, E, Rodríguez-Sánchez, A., Garrido-Jurado, I. 2019. Capítulo 8. Hongos Patógenos de Insectos como Endófitos. Pp 151-166. In “Micopatología de artrópodos: hongos entomopatógenos para ser usados como bioinsumos en el control microbiano de plagas”. López-Lastra, C. y Lecuona, Roberto Eduardo (eds.). Ediciones INTA, 2019. 263 pp. ISBN 978-987-521-975-5. CDD 632.9 Ediciones INTA, CABA. Argentina.
- Quesada-Moraga, E, Yousef-Yousef, M., Garrido-Jurado, I. 2020. Chapter 5. Advances in the use of entomopathogenic fungi as biopesticides in suppressing crop insect pests. In “Biopesticides for sustainable agriculture (ed. Prof Nick Birch & Prof Travis Glare)”. Burleigh Dodds Science Publishing Ediciones. Burleigh Dodds Science Publishing Ediciones pp 63-98. ISBN10 1786763567 ISBN13 9781786763563.