Artículo sobre Detección y monitoreo, y Confusión sexual de Owen Jones

Casi 55 años han pasado desde el descubrimiento de la primera feromona de insectos por los investigadores en Alemania y se ha avanzado mucho en su desarrollo y utilización en la gestión de plagas de insectos en las últimas tres décadas. El concepto de MIP se basa en el reconocimiento de que no existe un enfoque único para el control de plagas, ofrece una solución universal y que la mejor y más sostenible protección de cultivos puede ser proporcionada por una combinación de diversas tácticas y prácticas basadas en principios ecológicos. Las feromonas son un componente común de muchos programas de manejo integrado de plagas de insectos. Los dos principales usos de las feromonas en programas de MIP son para la detección/monitoreo y confusión sexual, técnicas en las que Owen Jones nos introduce en este artículo.

Detección y Monitoreo

Se estima que la venta de trampas y atrayentes a base de semioquímicos representan más de 55 millones de dólares por año en todo el mundo, a nivel del fabricante. Witzgall et al. (2010) estimó que había más de 20 millones de señuelos de monitoreo vendidos en todo el mundo para más de 10 millones de hectáreas de superficie cubierta anual. Los señuelos a base de feromonas sexuales representan la mayoría de los dispensadores atrayentes vendidos aunque, cada vez más, también se están utilizando atrayentes de otras fuentes, tales como alimentos, atrayentes de origen vegetal y de oviposición, de acogida.

Las principales especies de insectos están ampliamente controladas incluyen las plagas forestales (Lymantria dispar, y muchas especies de escarabajos de corteza del género Ips), plagas de polillas de la fruta, (Cydia pomonella, Grapholitha molesta, Anarsia lineatella), plagas de uva (Lobesia botrana, Eupoecilia ambiguella), las plagas del algodón (Pectinophora gossypiella, Anthonomus grandis) y muchas especies de mosca de la fruta (Ceratitis capitata, Bactrocera dorsalis, Bactrocera oleae).

En IPM existe la necesidad de hacer exploraciones regulares para las especies de plagas específicas, y especialmente con los productos de control biológico de plagas. Por lo tanto, la disponibilidad de los sistemas de vigilancia a base de semioquímicos confiables y generalmente de bajo costo, ha sido una herramienta muy valiosa para los asesores de control de plagas, los agricultores y los productores, por igual. Sin duda, es también el caso de que el uso de sistemas de monitoreo basados en semioquímicos ha llevado a un uso mucho más racional y rentable de los insecticidas convencionales en los últimos 25 años.

Todavía hay una serie de limitaciones en el uso de sistemas de monitoreo a base de semioquímicos, que es necesario tener en cuenta cuando se utilizan estos sistemas:

  1. Las trampas son una medida del comportamiento del insecto y no son una muestra representativa absoluta de la población. Por ejemplo un insecto no puede responder a una feromona si es inmaduro, está emigrando o en invernación.
  2. Por lo general, la etapa adulta de la especie de plaga que se está supervisando y la correlación entre los números de los adultos y las etapas inmaduras posteriores puede verse afectada por muchos factores tanto  bióticos, tales como la depredación y la enfermedad, y abióticos, como la temperatura y la etapa de desarrollo del cultivo de acogida.
  3. Las trampas y cebos ofrecidos para la venta con fines de supervisión general, no están regulados por las agencias del gobierno y por lo tanto no hay controles externos sobre la calidad de los materiales. Corresponde a los fabricantes establecer y mantener sus propias normas de calidad.

Si bien es poco lo que se puede hacer sobre el primer factor mencionado anteriormente que no sea a tener en cuenta en el análisis de datos, muchos estudios ecológicos se están llevando a cabo por académicos, el personal de extensión y empresas privadas para proporcionar a los usuarios finales una mejor interpretación de las capturas de la trampa al tomar en cuenta los factores ambientales y biológicos para determinar la necesidad o el momento de las intervenciones de control.

En cuanto al tercer factor, ha habido propuestas de algún tipo de normas mínimas en la fabricación de trampas de monitoreo y señuelos. Si se establecieran esas directrices, a continuación, los fabricantes podrían  garantizar que sus productos cumplen siempre con los estándares que se requieren y tendrían posibilidad de hacer una auditoría para demostrar que es así. No tendría que haber un acuerdo entre la comunidad científica y la  industria de la feromona por tales normas que se establezcan, pero es perfectamente alcanzable si existe consenso y la voluntad de todas las partes interesadas para que esto suceda.

Trampas feromonas

Figura 1 Densidad especial de insectos, basado en la captura con trampas de feromona.

Así ¿que lo que hay de nuevo en el campo del monitoreo de insectos con semioquímicos?. Cartografía GPS y teledetección han avanzado significativamente en la última década y hay muchos ejemplos de ambos que están en funcionamiento en la actualidad.

La información espacial sobre la distribución de plagas en un huerto proporciona al agricultor una información valiosa para las decisiones de manejo de plagas que conducen a un ahorro en mano de obra y productos como se requiere en las buenas prácticas de manejo integrado de plagas (Fig. 1).

Del mismo modo, las trampas de feromonas que tienen cámaras incorporadas en su estructura pueden enviar imágenes de las capturas desde lugares remotos a los observatorios centrales, donde las decisiones de manejo de plagas de nuevo pueden ser realizadas por personal cualificado sin que tengan que visitar la trampa (Fig. 2).

Figura 2 Observación remota de capturas en una trampa cebada con feromona

Dado que la legislación en el futuro exigirá la adopción de prácticas de manejo integrado de plagas en la Unión Europea (Directiva 2009/128/CE sobre el uso sostenible de los plaguicidas) y en otros lugares, el uso de tales dispositivos de diagnóstico seguirá aumentando en la próxima década.

Confusión Sexual

La demanda del mercado, las presiones legislativas y los avances tecnológicos significativos en la producción de feromonas y de liberación controlada, han contribuido a un aumento sustancial en el uso de feromonas sexuales para confusión sexual en los últimos años. Se estima que más de un millón de hectáreas de cultivos y de la silvicultura, son ahora tratados cada año con feromonas sexuales para el control de plagas de insectos mediante confusión.

sexual. Esto tiene un valor de mercado de casi 300 millones de dólares a nivel del fabricante. Muchas de las especies de lepidópteros mencionadas anteriormente en la detección / supervisión también se controlan mediante técnicas de confusión sexual.

La demanda de tecnologías respetuosas del medio ambiente para el manejo de plagas es cada vez mayor, por lo general sobre una base global. El crecimiento en el mercado de bio-pesticidas de los cuales los semioquímicos forman parte, ha sido sustancial en la última década con una tasa compuesta de crecimiento de más del 15% anual. Esto ha sido impulsado a su vez por tres factores: la Reglamentación, los Residuos y la Resistencia (las tres R).

Reglamento: En Europa, la pieza principal de la legislación que regula los productos de protección de cultivos es el Reglamento CE 1107/2009, que sustituyó a la Directiva CE 91/414/CEE que entró en vigor en julio de 1991. El Reglamento y la Directiva anterior intentan proporcionar una armonización a escala europea del registro de productos fitosanitarios. En la práctica, se ha reducido el número de ingredientes activos de pesticidas convencionales en más de un 60% dejando a muchos cultivos de uso menor con pocos o ningún producto para el control de plagas. El costo de poner un nuevo ingrediente activo agroquímico convencional en el mercado se mide en cientos de millones de euros mientras que el coste equivalente para bioplaguicidas rara vez llega a 5.000.000€ y en el caso de semioquímicos es a menudo inferior a 1 millón de €. En algunos Estados miembros existen esquemas que ayudan y animan el registro de biopesticidas, como los del Reino Unido y Dinamarca.

Residuos: Supermercados y grupos de consumidores también están impulsando el cambio. Varias tiendas de venta y supermercados son cada vez más exigentes en términos de los niveles de residuos de plaguicidas en frutas y verduras. Algunos han establecido plazos concretos por los que quieren ser capaces de decir que todas las frutas y verduras en venta en sus tiendas están libres de residuos. Por lo tanto, están exigiendo a sus proveedores que los productores adopten métodos de producción que permitan lograr este objetivo. Al igual que la mayoría de los plaguicidas biológicos, los productos a base de semioquímicos están exentos de los límites de residuos en los alimentos frescos y procesados de todo el mundo. Productos a base de semioquímicos son por lo tanto los componentes ideales de prácticas integradas de manejo de plagas que ayudan en la consecución de ese objetivo de cero residuos.

Resistencia: La resistencia de las plagas a los plaguicidas químicos convencionales es una preocupación significativa de los productores y la industria. La investigación científica ha demostrado en repetidas ocasiones que el uso continuo de la misma clase de plaguicidas (especialmente los que dependen de un único modo de acción) dará lugar a la aparición de una población de plagas resistentes a dichos productos. Como los semioquímicos tienen un modo completamente diferente de acción, ellos son candidatos ideales en las prácticas de manejo de la resistencia.

En cuanto a los avances tecnológicos que han ayudado en el crecimiento del mercado de la confusión sexual, los dos factores principales se refieren a la disponibilidad de los ingredientes activos a costes económicos y la gama de tecnologías de liberación controlada ahora disponible para adaptarse a cualquier situación agronómica.

Ingredientes activos: El costo por kilogramo de los ingredientes activos de feromonas poco a poco se ha ido reduciendo, según la demanda de volumen  ha aumentado y los procesos de síntesis química han mejorado. A medida que se reduce el número de pasos en la vía de síntesis de feromonas concretas y las etapas intermedias se encuentran más baratas, los costos de los ingredientes activos se han reducido significativamente en el último par de décadas y, sin duda, ha permitido que la industria se desarrolle.

Tecnologías de liberación controlada: Existe ahora una amplia gama de tecnologías de liberación controlada para la implementación en los diferentes cultivos.

Tabla 1. Desarrollo de estrategias para diferentes difusores de feromona

La Tabla 1 muestra los dispositivos de liberación controlada actualmente en uso, el número de fuentes puntuales asociadas con cada uno, el peso de ingrediente activo en cada uno y el peso total de ingrediente activo por hectárea. Es interesante que el número de fuentes puntuales puede variar enormemente junto con el peso de ingrediente activo por dispensador mientras que la cantidad de ingrediente activo que se usa por hectárea sigue estando estrictamente dentro de un rango bastante limitado.

La rápida expansión de la utilización de Puffers / Misters ha sido  notable durante la última década, a pesar de cierto escepticismo inicial. El trabajo de base realizado por Casado et al. (2011) (Fig. 3), ahora se ha demostrado claramente que dentro de la pluma a favor del viento que emiten desde un Puffers el área cubierta por la pluma del Puffers es fácilmente un acre (0,4 hectáreas).

Figura 3. Supresión de capturas en trampa en la dirección del viento de un puffer en un huerto de frutales (Casado et al., 2011)

¿Cuáles son los acontecimientos recientes, por tanto, en la confusión sexual? Las nuevas órdenes de insectos están siendo controladas utilizando feromonas sexuales. La cochinilla de melazo, Planococcus ficus, y el Piojo rojo de California, Aonidiella aurantii, son dos que han recibido mucha atención en los últimos años. Ambos se han controlado con éxito con feromonas sexuales y espero que esto se extienda a otras plagas del mismo orden y posibles nuevas plagas de otros órdenes, como las especies de mosquito u hormigas, donde se ha demostrado que esto es posible, pero donde el desafío de la síntesis de la feromona es lo primero que hay que superar.

Trampeo masivo y Atracción y muerte

La captura masiva ha tenido mucho éxito en el caso de tefrítidos que son plagas de moscas de la fruta como la mosca del Mediterráneo, Ceratitis capitata. Muchos miles de hectáreas están utilizando trampas cebadas con sales de amonio y aminas para la gestión de las poblaciones de esta plaga. Una extensión del enfoque de trampeo masivo es acabar con la trampa y reemplazarlo por un dispositivo recubierto de insecticida para matarlas con lo que se evita la saturación de la trampa de captura. Tanto la captura masiva y atraer y matar son enfoques que tienen un futuro muy prometedor siempre que haya atrayentes de gran alcance para las hembras de la especie, así como  para los machos. Se necesita más investigación sobre los atrayentes de hembras de mosca de la fruta, ya que es el principal factor determinante que influye en el desarrollo de estas dos técnicas.

Un caso de estudio en el uso de feromonas en el Manejo Integrado de Plagas de Chilo suppressalis

Chilo suppresalis es una grave plaga del arroz en España y en muchos otros países. Con la identificación de la feromona sexual de esta especie a finales de 1980, una nueva herramienta llegó a estar disponible para el seguimiento y control de esta plaga. Veinte años de esfuerzos de confusión sexual en su contra han demostrado que un programa aplicado en una amplia área, como la desarrollada en la zona de cultivo de arroz de Valencia, es muy eficaz y sostenible a lo largo de muchos años. Un efecto de «transposición» de la reducción de la población se observó entre un año y el siguiente lo que permite una reducción en la cantidad de feromona requerida para el control exitoso. En otra área de cultivo de arroz de España, el Delta del Ebro, la captura masiva utilizando la feromona sexual se ha practicado durante varios años, en combinación con aplicaciones de insecticidas selectivos. Esto también ha sido muy eficaz en la reducción del impacto ambiental de las aplicaciones de insecticidas en los hábitats de importancia ecológica.

Conclusión

Las feromonas y otros semioquímicos están ganando poco a poco su lugar legítimo como componentes importantes de las prácticas de manejo integrado de plagas. Han sido necesarios muchos años para lograr este objetivo. Hay muchas grandes fuerzas motrices, relacionadas con la gestión de residuos, las presiones regulatorias y de gestión de residuos de pesticidas convencionales, que estimulen aún más el uso de feromonas y semioquímicos en programas de MIP. La confusión sexual se ha convertido en una técnica muy bien establecida en los cultivos de árboles frutales y las vides pero hasta ahora no se ha explotado mucho en hortalizas y cultivos extensivos. También se ha limitado hasta ahora a las plagas de lepidópteros. Estos son los retos del futuro para la industria de la feromona y de la comunidad de investigación, para trabajar en conjunto.

Feromonas: Una herramienta básica en IPM

Owen Jones,

Suterra, Treforest Industrial Estate, Pontypridd, South Wales CF37 5SU ojones@suterra.com