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Descubierto el papel de las bacterias en el metabolismo de las plagas de los vegetales

Los insectos que se alimentan de vegetales han desarrollado una relación simbiótica con las bacterias a lo largo de millones de años. Comprender qué hace que esta relación funcione podría ayudar a los investigadores a desarrollar estrategias más eficaces para controlar las plagas agrícolas.

Alimentos y recursos naturales

Los insectos que se alimentan de vegetales representan una amenaza significativa para la agricultura. Su conducta alimentaria causa defoliación, reduce el crecimiento de los vegetales y, en ocasiones, puede echar a perder los cultivos. «Estos insectos también causan daños indirectos al transmitir patógenos vegetales mortales», explica Emmanuelle Jousselin, beneficiaria de una beca individual de investigación Marie Skłodowska-Curie y científica de investigación en el INRAE de Francia, entidad anfitriona del proyecto. «Esto es especialmente cierto en insectos que se alimentan de las redes de vegetales que transportan aguas y nutrientes, llamadas tejidos vasculares. Los áfidos quizás sean el ejemplo más notorio de este tipo de insectos».

Conducta alimentaria de los insectos

La comprensión de la conducta alimentaria de los insectos es esencial para desarrollar estrategias de protección de los cultivos. Un aspecto importante es la relación que tienen los insectos con las bacterias simbióticas que habitan dentro de sus células. «Los vegetales tienen bajos niveles de nutrientes», añade Jousselin. «Para suplir esta deficiencia, muchos insectos han desarrollado relaciones con bacterias simbióticas, las cuales pueden sintetizar los nutrientes esenciales que faltan en su dieta». El proyecto MicroPhan se puso en marcha para descubrir cómo las bacterias se convierten en socios colaborativos, y si los insectos varían estas ayudas nutricionales cuando cambian a nuevos vegetales. Jousselin también estaba interesada en determinar el papel de las bacterias simbióticas en la evolución a largo plazo de los insectos. Esta investigación se llevó a cabo con el apoyo del programa Acciones Marie Skłodowska-Curie. Jousselin se centró en los áfidos que se alimentan de las coníferas. Se analizaron centenares de especies de áfidos para determinar qué bacterias se asociaban con cada una de ellas. En el proyecto se descubrió que los áfidos investigados albergaban por lo general dos tipos de bacterias que participan en su nutrición. Una bacteria principal, «Buchnera aphidicola», coexiste con una nueva bacteria que asume las funciones metabólicas. «Esta recién llegada generalmente permanece a bordo durante bastante tiempo, hasta treinta millones de años en algunos casos, y coevoluciona con su áfido hospedador y la bacteria principal», señala Jousselin. «Sin embargo, hemos descubierto varios casos en los que esta recién llegada es desplazada por otra bacteria». En el proyecto también se halló un tipo de bacteria adquirida por los áfidos que se alimentan de alerces y abetos de Douglas, portadora de una función metabólica específica. Solo los áfidos que albergan dicha bacteria pueden alimentarse de estos árboles. «Este dato sugiere que la adquisición de esta bacteria podría haber desempeñado un papel en la colonización de estas coníferas», explica Jousselin.

Control de plagas en los cultivos

Los resultados del proyecto ofrecen nueva información acerca de la biología de los insectos chupadores de savia. «Hemos podido confirmar que su relación con las bacterias puede cambiar con el tiempo», afirma Jousselin. «Sin embargo, el hecho de todas las bacterias aporten generalmente la misma función sugiere que su sustitución puede tener poco impacto sobre la conducta alimentaria de los áfidos». La sustitución de las bacterias simbióticas con el tiempo podría, por lo tanto, deberse a factores como las interacciones competitivas entre bacterias. «Aunque esta investigación es principalmente fundamental, amplía nuestra comprensión de la ecología de especies de plagas importantes», señala Jousselin. «Desde una perspectiva aplicada, comprender el papel de las bacterias simbióticas en insectos podría ser crucial para predecir su resiliencia a los cambios ambientales y su potencial invasivo. En última instancia, podría orientar estrategias para el control de las plagas agrícolas». Los próximos pasos, añade Jousselin, incluyen entender cómo compartimentan y controlan los áfidos a las diferentes bacterias simbióticas. «Estas bacterias están generalmente, pero no siempre, protegidas en células específicas», afirma Jousselin. «Parece importante comprender si los áfidos regulan estas células y cómo». Esto podría ofrecer información acerca de la medida en la que los áfidos pueden controlar su relación simbiótica, para optimizar los beneficios. «Verdaderamente espero que este proyecto anime a los investigadores a llevar a cabo más análisis que desvelen la evolución de asociaciones simbióticas complejas», concluye Jousselin.

Palabras clave

MicroPhan, bacteria, vascular, patógenos, agrícola, simbiótico, insectos, áfidos

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