Nematodos insecto-patogénicos - Organismos beneficiosos para el control de plagas
Figura 1: Parte frontal de la larva juvenil
(dauer) infectiva del nematodo Heterorhabditis bacteriophora.
El garfio permite la ruptura de la piel del insecto facilitando la introducción de la larva en el cuerpo del huésped. (Microscopio de rastreo electrónico)
Nematodos: una clase de animales fascinante
Los nemátodos constituyen una clase de animales tan exitosa como la clase de los
insectos. Estos han conquistado casi todos los habitáculos, desde las profundidades del mar hasta las más altas montañas. Ningún otro grupo de animales es tan abundante como el grupo de los nemátodos. La mayoría de las especies son especies inofensivas que habitan de manera libre en los suelos. Por otro lado existen especies que ocasionan grandes daños a plantas y otras que son parásitos de animales y del hombre. Sorprendentemente, a pesar de la gran variedad entre los ambientes externos colonizados por estos animales, la forma del cuerpo es uniforme, sencilla y eficiente, un logro perdurable que se puede comparar con modelos como la bicicleta o el Volkswagen "käfer". Uno de los conceptos principales es la economía: estos animales no poseen extremidades, solo necesitan músculos longitudinales. El cuerpo es robusto y fiable, con mecanismos de reparación y regeneración subdesarrollados. El numero de células es limitado y el desarrollo del huevo al adulto es igual para cada individuo, permitiendo la predicción de cada linaje celular. Además, el desarrollo desde el huevo hasta el adulto transcurre de forma similar en todas las especies. Debido a esta excelente reproducibilidad se escogió al
nematodo Caenorhabditis elegans como el modelo científico mas utilizado en la genética y la biología del desarrollo y es el primer
organismo multicelular cuyo código genético ha sido completamente secuenciado. Esta especie es un pariente cercano de las especies de nematodos
insecto-patogénicos, los cuales evolucionan de
nematodos de vida libre que se alimentan de
bacterias.
Figura 2: Larva juvenil (dauer) del nematodo Steinernema feltiae.
Se observa la parte anterior del intestino en la cual se almacenan las células de la
bacteria simbiótica en una vesícula. La
bacteria simbiótica es liberada después de la introducción del
nematodo en el insecto huésped. La bacteria se propaga causando la muerte del insecto. Los nematodos se alimentan con la bacteria, proliferándose de manera rápida en el cadáver del insecto (Foto: Ehlers).
Nematodos insecto-patogénicos: Adquisición de recursos por medio de la simbiosis
Las especies de
nematodos insecto-patogénicos de los géneros Heterorhabditis and Steinernema
entraron en una relación simbiótica con
bacterias de manera independiente. Las bacterias pertenecen a la familia Enterobacteriaceae, y por lo tanto parientes cercanos de la bacteria Escherichia coli, probablemente una de las bacterias mas investigadas científicamente, que habita en los intestinos animales. Sin embargo las bacterias simbiontes de los
nematodos son inofensivas para el hombre, ya que no crecen a temperaturas que sobrepasan los 35°C. Una de las ventajas principales de esta simbiosis es que los
insectos infectados por los nematodos mueren rápidamente.
Existen un sinnúmero de especies de
nematodos que no poseen
bacterias simbióticas, estos nematodos penetran en el cuerpo del insecto pero tienen que esperar a que el insecto muera por otras razones. También hay especies que atacan solo cadáveres de
insectos. El hecho de poseer
bacterias simbióticas permite la conquista de nuevos nichos ecológicos y nuevos recursos alimenticios. Lo mismo aplica para la bacteria simbiótica, ya que estas solo pueden matar el insecto cuando son transportadas dentro del hemocelo.
Figura 3: Larvas juveniles de la especie Heterorhabditis bacteriophora. Estas larvas tienen una longitud de cerca de 0,7 mm de largo y 0,023 mm. de ancho (Foto: Peters).
Y así funciona: Ciclo de vida de los nemátodos
Las larvas infectivas juveniles (dauer) que habitan de manera libre en los suelos (Fig.3) cargan en su intestino la
bacteria simbiótica (Fig. 2). En búsqueda de presa, los nemátodos del género
Heterorhabidtis spp. se mueven a través del suelo, otras especies como
Sterinernema carpocapsae, se quedan cerca de la superficie del suelo para emboscar a su presa. Otras especies utilizan una mezcla de ambas estrategias. Una vez encontrada la presa, las larvas atraviesan la piel del insecto para entrar al hemocelo, también pueden entrar por la boca, el ano, los orificios traqueales o canales intestinales. Para este propósito el género
Heterorhabditis posee una hoz en la cabeza como herramienta (Fig. 1).
Figura 4: Ciclo de vida de nematodos insecto-patogénicos en un
gusano blanco Una vez propagados, las larvas juveniles
(dauer) abandonan el cadáver en búsqueda de nuevos organismos huésped en el suelo.
Las bacterias simbióticas son liberadas una vez la larva del
nematodo entra en el hemocelo del insecto. Estas bacterias se multiplican rápidamente matando el insecto en unos tres días. Las bacterias junto a los tejidos parcialmente digeridos del insecto forman la base de la alimentación de los nemátodos los cuales a su vez se multiplican rápidamente. Entre dos y tres semanas pueden emerger 300,000 larvas juveniles de la larva de un insecto infectado, mientras que solo se necesitan dos o tres larvas juveniles infectivas para invadir y matar un insecto.
Figura 5: Bioreactor en e-nema. En esta caldera estéril bajo condiciones controladas crecen millones de nematodos.
Un insecto de 80,000 kilos: Producción industrial de nemátodos.
Hay un gran número de
insectos y organismos, con una alta efectividad para el control biológico que no se pueden aplicar en cantidades altas debido a que no se pueden producir a precios razonables en escala industrial. Por el contrario los
nematodos insecto-patogénicos
se pueden producir a escala industrial utilizando fermentadores. Con este propósito se copia la situación dentro de un insecto infectado. Los
nematodos y la bacteria simbionte crecen en un ambiente estéril libre de otros organismos. Hasta el día de hoy el bioreactor de mayor capacidad utilizado para la producción de
nematodos contiene 80,000 litros.
Servicio confiable: Control de calidad
Los nemátodos son organismos vivos. Es natural que la calidad entre una y otra producción pueda variar. Debido a esta situación es indispensable un control de calidad continuo y consecuente. El control de calidad que llevamos a cabo se basa en la virulencia de cada producción de
nematodos contra un organismo modelo. Solo las cargas de producción que cumplen con nuestros altos estándares de calidad salen al mercado. Para mantener una relación honesta con nuestros distribuidores, e~nema toma la iniciativa de validar y desarrollar un procedimiento de control de calidad en conjunto con nuestros distribuidores principales en Alemania. Uno de los logros de este proyecto es un procedimiento de evaluación estandarizado y simple, al alcance de aquellos que quieran hacerse de una idea sobre la calidad de los productos de nematodos.
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