12.07.2015 Views

El Método de la Liberación de Insectos Estériles - Embrapa

El Método de la Liberación de Insectos Estériles - Embrapa

El Método de la Liberación de Insectos Estériles - Embrapa

SHOW MORE
SHOW LESS

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

<strong>El</strong> Método <strong>de</strong> <strong>la</strong> Liberación <strong>de</strong> <strong>Insectos</strong> Estériles yOtras Estrategias <strong>de</strong> Control GenéticoA<strong>la</strong>n C. Bartlett 1 y. Robert T. Staten 21 USDA, ARS, Western Cotton Research Laboratory2 USDA, APHIS, PPQ, Phoenix Methods Development CenterFénix, AZ 85040Traducción al castel<strong>la</strong>no por el Dr. Rafael E. Cance<strong>la</strong>doTo return to the English version click here[X]Figura 1. <strong>El</strong> USDA, ARS Western Cotton Research Laboratory [<strong>El</strong> Laboratorio <strong>de</strong> Investigación <strong>de</strong>l Algodón <strong>de</strong>l Oeste <strong>de</strong>l Servicio <strong>de</strong>Investigación Agríco<strong>la</strong> (ARS), <strong>de</strong>l Departamento <strong>de</strong> Agricultura <strong>de</strong> los Estados Unidos (USDA)] integra <strong>la</strong> investigación <strong>de</strong> científicosusando herramientas <strong>de</strong> entomología, fisiología vegetal, genética y biología molecu<strong>la</strong>r para encontrar métodos <strong>de</strong> mejorar y reducir los costos<strong>de</strong> <strong>la</strong> producción <strong>de</strong> algodón.ESTERILIDAD INDUCIDA EN INSECTOSHistoriaDescubrimientos en disciplinas tan diversas <strong>de</strong> <strong>la</strong> ciencia como biología <strong>de</strong> <strong>la</strong> radiación, química, comportamiento animal , biologíamolecu<strong>la</strong>r, genética y entomología han contribuido a nuestras i<strong>de</strong>as actuales en re<strong>la</strong>ción con el control <strong>de</strong> los insectos p<strong>la</strong>gas. En 1895 W. K.


Röntgen observó y reportó su <strong>de</strong>scubrimiento <strong>de</strong> los Rayos X. Para 1903 los efectos <strong>de</strong> tales rayos <strong>de</strong>l radio sobre los sistemas reproductivosy el <strong>de</strong>sarrollo <strong>de</strong> los insectos había sido reportado por C. Bohn. En 1916 G. A. Runner, encontró que bajas dosis <strong>de</strong> rayos X reducían <strong>la</strong>capacidad reproductiva <strong>de</strong>l escarabajo cigarrillo, mientras que dosis más altas los mataban.Para 1926 H.J. Muller había <strong>de</strong>mostrado que <strong>la</strong> radiación con rayos X causaba cambios heredables en <strong>la</strong> mosca <strong>de</strong> <strong>la</strong> fruta (Drosophi<strong>la</strong>me<strong>la</strong>nogaster Meigen). Se encontró que uno <strong>de</strong> los tipos más frecuentes <strong>de</strong> mutaciones inducidas eran mutaciones letales. La “esterilidadparcial” <strong>de</strong> machos tratados con rayos X preocupaba a Muller porque este efecto reducía los números <strong>de</strong> mutaciones visibles que podían serrecuperadas para una dosis dada <strong>de</strong> radiación.Tan temprano como 1937, E. F. Knipling había concebido un enfoque para el control <strong>de</strong> insectos en el cual el proceso reproductivo natural <strong>de</strong><strong>la</strong> mosca <strong>de</strong>l gusano tornillo (Cochliomyia hominivorax Coquerel) era alterado por mecanismos químicos o físicos los cuales esterilizaban alos insectos (Knipling 1985). Estos insectos estériles eran liberados en el medio ambiente en números muy gran<strong>de</strong>s (10 a 100 veces el número<strong>de</strong> insectos nativos) con el fin <strong>de</strong> que se aparearan con los insectos nativos que estaban presentes en ese medio ambiente. Una hembra nativaque se aparea con un macho estéril producirá huevos, pero los huevos no eclosionarán (para el cruzamiento recíproco ocurrirá el mismoefecto). Como en <strong>la</strong> pob<strong>la</strong>ción hay entre 10 y 100 veces más insectos estériles que nativos, <strong>la</strong> mayoría <strong>de</strong> los cruzamientos son estériles. Amedida que pasa el tiempo, el número <strong>de</strong> insectos nativos se reduce y aumenta <strong>la</strong> proporción <strong>de</strong> insectos estériles en re<strong>la</strong>ción con losnormales, llevando <strong>de</strong> este modo a <strong>la</strong> pob<strong>la</strong>ción nativa a <strong>la</strong> extinción.Este singu<strong>la</strong>r método <strong>de</strong> control <strong>de</strong> insectos también se conoce como <strong>la</strong> técnica <strong>de</strong>l insecto estéril (SIT), o método <strong>de</strong> liberación <strong>de</strong> insectosestériles (SIRM). SIT <strong>de</strong>mostró ser un método extremadamente exitoso para control <strong>de</strong> <strong>la</strong> mosca <strong>de</strong>l gusano tornillo cuando se usó radiaciónionizante como fuente <strong>de</strong> esterilización. <strong>El</strong> éxito <strong>de</strong>l programa SIT <strong>de</strong>l gusano tornillo llevó a investigaciones <strong>de</strong> los efectos <strong>de</strong> <strong>la</strong> radiaciónsobre el <strong>de</strong>sempeño reproductivo <strong>de</strong> muchos otros insectos económicamente importantes.También se consi<strong>de</strong>ró el uso <strong>de</strong> productos químicos mutagénicos para esterilizar insectos para programas <strong>de</strong> liberación <strong>de</strong> insectos estérilesporque éste parecía ser un método eficiente <strong>de</strong> causar esterilidad (Knipling 1979). Por ejemplo, los esterilizantes químicos podrían añadirse a<strong>la</strong> dieta <strong>de</strong> los medios <strong>de</strong> cría, o el producto químico podría aplicarse a los huevos o pupas en momentos en los cuales éstos son manejados enel proceso normal <strong>de</strong> cría. Sin embargo, hasta el presente, el uso <strong>de</strong> esterilizantes químicos ha sido muy limitado por los temores <strong>de</strong>contaminación <strong>de</strong>l medio ambiente por insectos portadores <strong>de</strong> materiales carcinogénicos. También hay problemas con <strong>la</strong> eliminación <strong>de</strong> <strong>la</strong>dieta o con otros portadores usados para administrar los esterilizantes químicos a los insectos. Se ha <strong>de</strong>mostrado que ciertos tipos <strong>de</strong> tinturasfoto-químicamente reactivas (v. gr. D&C rojo número 28) tienen propieda<strong>de</strong>s insecticidas pero son seguras para el medio ambiente. Hay unreto para que los investigadores <strong>de</strong>scubran productos químicos simi<strong>la</strong>res que podrían ser usados como esterilizantes.Los métodos que se usan actualmente para <strong>la</strong> aplicación exitosa <strong>de</strong>l principio <strong>de</strong> esterilidad (Bartlett 1990) no han cambiado <strong>de</strong> manerasignificativa <strong>de</strong>s<strong>de</strong> <strong>la</strong> formu<strong>la</strong>ción original <strong>de</strong> E. F. Knipling:1. Técnicas que hacen posible producir gran<strong>de</strong>s números <strong>de</strong> los insectos objetivo. (Componente <strong>de</strong> cría)2. Técnicas que hacen posible esterilizar gran<strong>de</strong>s números <strong>de</strong> los insectos objetivo. (Componente <strong>de</strong> tratamiento)3. <strong>Insectos</strong> razonablemente competitivos que pue<strong>de</strong>n ser liberados <strong>de</strong>spués <strong>de</strong> <strong>la</strong> esterilización. (Componente <strong>de</strong> competitividad)4. Sistemas económicos <strong>de</strong> liberación y distribución <strong>de</strong> los insectos en el área <strong>de</strong> tratamiento. (Componente <strong>de</strong> liberación)5. Herramientas para evaluar con precisión <strong>la</strong>s pob<strong>la</strong>ciones nativas antes y <strong>de</strong>spués <strong>de</strong> <strong>la</strong> liberación <strong>de</strong> los insectos tratados.(Componente <strong>de</strong> evaluación)6. Un área <strong>de</strong> tratamiento suficientemente gran<strong>de</strong> (o suficientemente bien ais<strong>la</strong>da) para excluir <strong>la</strong> posibilidad <strong>de</strong> inmigración <strong>de</strong>hembras inseminadas al área <strong>de</strong> liberación. (Componente <strong>de</strong> reinfestación)Hay dificulta<strong>de</strong>s cuando el SIT se aplica a ciertos Lepidoptera, Coleoptera, o a insectos (como mosquitos y moscas caseras) cuyocomportamiento ofensivo impida <strong>la</strong> liberación <strong>de</strong> gran<strong>de</strong>s números en <strong>la</strong> vecindad <strong>de</strong> personas o animales. Por ejemplo, una dosis <strong>de</strong> 5500 rad(55 Gy) es suficiente para garantizar 100% <strong>de</strong> esterilidad <strong>de</strong> <strong>la</strong>s moscas <strong>de</strong>l gusano tornillo. Sin embargo, aún <strong>de</strong>spués <strong>de</strong> dosis por encima <strong>de</strong>50.000 rad (500 Gy), algunas p<strong>la</strong>gas lepidópteras aún producirán progenie F1. Los investigadores han encontrado que estas progenies F1exhiben niveles <strong>de</strong> esterilidad iguales a, o mayores que, los <strong>de</strong> sus padres tratados. Se ha sugerido que esta esterilidad heredada (o <strong>de</strong>morada)pue<strong>de</strong> ser usada en programas <strong>de</strong> control (Anónimo 1993).La existencia <strong>de</strong> especies <strong>de</strong> insectos que no respon<strong>de</strong>n a nuestros esfuerzos <strong>de</strong> esterilización ha llevado a los investigadores a buscar otrosmétodos que usen principios genéticos, pero no necesariamente implican esterilidad inducida por radiación. Estos otros métodos <strong>de</strong> control“autocida” son discutidos <strong>de</strong>spués que hayamos discutido en más <strong>de</strong>talle los casos en los cuales se ha usado <strong>la</strong> esterilidad inducida.Programas <strong>de</strong> Control <strong>de</strong> <strong>Insectos</strong> Mediante el Uso <strong>de</strong> Esterilidad Inducida<strong>El</strong> uso exitoso <strong>de</strong> insectos estériles para <strong>la</strong> erradicación <strong>de</strong>l gusano tornillo <strong>de</strong> los Estados Unidos y México ha sido <strong>de</strong>tal<strong>la</strong>do en un número <strong>de</strong>


libros y simposios. <strong>El</strong> U. S. D. A., Animal and P<strong>la</strong>nt Health Inspection Service mantiene en Internet una página base sobre el programa <strong>de</strong>erradicación <strong>de</strong>l gusano tornillo. <strong>El</strong> programa <strong>de</strong>l gusano tornillo ha tenido una cantidad <strong>de</strong> <strong>de</strong>tractores y escépticos quienes teorizaron que elmétodo <strong>de</strong> liberación <strong>de</strong> insectos estériles jamas funcionaría (ver una discusión <strong>de</strong> algunos pros y contras re<strong>la</strong>cionados con <strong>la</strong> erradicación <strong>de</strong>insectos en Cox 1978). A pesar <strong>de</strong> toda <strong>la</strong> crítica científica, <strong>la</strong> erradicación prosiguió rápidamente a todo lo ancho <strong>de</strong>l sur <strong>de</strong> los Estados Unidos. Laporción <strong>de</strong>l programa <strong>de</strong> erradicación <strong>de</strong>l gusano tornillo en los EEUU comenzó en <strong>la</strong> Florida en 1957 y para 1966 habían sido eliminadas <strong>de</strong> losEstados Unidos todas <strong>la</strong>s colonias autosostenidas <strong>de</strong>l gusano tornillo. Sin embargo, el programa se vio comprometido por reinfestaciones causadaspor moscas que migraban <strong>de</strong> México, <strong>de</strong> modo que en 1972 se inició un programa conjunto Estados Unidos-México. Este programa le permitió aMéxico ser <strong>de</strong>c<strong>la</strong>rado oficialmente libre <strong>de</strong>l gusano tornillo en 1991, Belice y Guatema<strong>la</strong> en 1994, y <strong>El</strong> Salvador en 1995. Honduras se consi<strong>de</strong>ratécnicamente libre <strong>de</strong>l gusano tornillo ya que no se han <strong>de</strong>tectado moscas <strong>de</strong>s<strong>de</strong> enero <strong>de</strong> 1995. <strong>El</strong> objetivo final <strong>de</strong> un proyecto propuesto EstadosUnidos-Centro América es mantener una barrera <strong>de</strong> insectos estériles en el tapón <strong>de</strong>l Darién en Panamá a partir <strong>de</strong> 1997. Este programa haeconomizado mil<strong>la</strong>rdos <strong>de</strong> dó<strong>la</strong>res en pérdidas en ganado y vida silvestre <strong>de</strong>s<strong>de</strong> su comienzo.Aunque el programa <strong>de</strong> erradicación <strong>de</strong>l gusano tornillo es el uso más visible y exitoso <strong>de</strong>l SIT, cierto número <strong>de</strong> otras especies <strong>de</strong> insectoshan sido sometidas a liberaciones <strong>de</strong> insectos estériles con grados variables <strong>de</strong> éxito. Esto incluye <strong>la</strong>s siguientes p<strong>la</strong>gas y áreas don<strong>de</strong> losprogramas han sido llevados a cabo (esta no es una lista completa): (1) mosca <strong>de</strong>l gusano tornillo/USA, México, Libia; (2) Mosca <strong>de</strong> <strong>la</strong> Fruta<strong>de</strong>l Mediterráneo (Ceratitis capitata Wie<strong>de</strong>mann)/USA (California), México; (3) Mosca <strong>de</strong>l Melón (Dacus cucurbitae Coquillett)/Japón,Taiwan; (4) Gusano Rosado <strong>de</strong>l Algodonero (Pectinophora gossypiel<strong>la</strong> Saun<strong>de</strong>rs)/USA (California); (5) Mosca Tsetsé (Glossinaespecies)/Tanzania, Zimbabwe, Alto Volta; (6) Mosquitos (varios) USA (Florida), África Oriental, Venezue<strong>la</strong>; (7) Gusano Bellotero(Anthonomus grandis Boheman)/Sureste <strong>de</strong> los USA; (8) Mosca Mexicana <strong>de</strong> <strong>la</strong> Fruta, (Anastrepha lu<strong>de</strong>ns Loew)/USA (Texas), México; (9)Polil<strong>la</strong> Gitana (Lymantria dispar Linnaeus)/Noreste <strong>de</strong> los USA, Canadá; (10) Mosca <strong>de</strong> los Establos (Stomoxys calcitrans Linnaeus)/USA(St. Croix, Is<strong>la</strong>s Vírgenes - experimental); (11) Mosca <strong>de</strong> los Cuernos (Haematobia irritans Linnaeus)/USA (Texas - experimental); (12)Gusano <strong>de</strong> <strong>la</strong> Mazorca <strong>de</strong>l Maíz (Helicoverpa zea Boddie)/USA (St. Croix, VI); (13) Gusano Cachón <strong>de</strong>l Tabaco (Manduca sextaLinnaeus)/USA (St. Croix, VI).Figura 2. <strong>El</strong> gusano rosado <strong>de</strong>l algodonero, Pectinophora gossypiel<strong>la</strong> Saun<strong>de</strong>rs, es una p<strong>la</strong>ga lepidóptera que <strong>de</strong>struye el algodón, <strong>la</strong> cualocurre en <strong>la</strong>s regiones áridas <strong>de</strong>l suroeste <strong>de</strong> los Estados Unidos, India, Pakistán, China, Israel, Egipto, y muchos otros países productores <strong>de</strong>algodón.Uno <strong>de</strong> los programas <strong>de</strong> liberación <strong>de</strong> insectos estériles a <strong>la</strong>rgo p<strong>la</strong>zo <strong>de</strong> más éxito involucra el gusano rosado <strong>de</strong>l algodonero en el Valle <strong>de</strong>San Joaquín <strong>de</strong> California (Staten et al. 1993). Durante un período <strong>de</strong> 24 años se han hecho liberaciones continuas <strong>de</strong> adultos estériles <strong>de</strong>lgusano rosado <strong>de</strong>l algodonero en cada día <strong>de</strong> <strong>la</strong> estación <strong>de</strong> producción <strong>de</strong>l algodón. Este programa fue iniciado en 1968 para proteger <strong>la</strong>scerca <strong>de</strong> 500,000 ha <strong>de</strong> algodón en el valle <strong>de</strong> <strong>la</strong> infestación por el gusano rosado. En otras pa<strong>la</strong>bras, este programa fue concebido como unabarrera contra <strong>la</strong>s altas pob<strong>la</strong>ciones <strong>de</strong>l gusano rosado que se encuentran en Arizona, el sur <strong>de</strong> California y el norte <strong>de</strong> México durante <strong>la</strong>sdécadas <strong>de</strong> 1950 y 1960.


Figura 3. <strong>El</strong> estado <strong>la</strong>rval <strong>de</strong>l gusano rosado, mostrado aquí, <strong>de</strong>struye <strong>la</strong> semil<strong>la</strong> y <strong>la</strong> mota <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> <strong>la</strong>s cápsu<strong>la</strong>s inmaduras <strong>de</strong> algodón.<strong>El</strong> programa <strong>de</strong>l gusano rosado ha sido un esfuerzo cooperativo <strong>de</strong>l Departamento <strong>de</strong> Agricultura <strong>de</strong> los Estados Unidos, el Departamento <strong>de</strong>Alimentos y Agricultura <strong>de</strong> California y <strong>la</strong> Junta <strong>de</strong> Control <strong>de</strong> P<strong>la</strong>gas <strong>de</strong>l Algodón <strong>de</strong> California. Des<strong>de</strong> 1970 hasta 1991 <strong>la</strong>s insta<strong>la</strong>cionespara cría <strong>de</strong> gusano rosado en Fénix produjeron entre 99 millones y 826 millones <strong>de</strong> polil<strong>la</strong>s marcadas por año. La mayor parte <strong>de</strong> <strong>la</strong>s polil<strong>la</strong>sfueron esterilizadas por radiación y liberadas <strong>de</strong>s<strong>de</strong> aviones sobre algodonales nativos en el Valle <strong>de</strong> San Joaquín; sin embargo, gran<strong>de</strong>snúmeros <strong>de</strong> polil<strong>la</strong>s también han sido suministradas para programas <strong>de</strong> investigación sobre esterilidad, evaluación <strong>de</strong> insecticidas yais<strong>la</strong>miento e i<strong>de</strong>ntificación <strong>de</strong> feromonas.Durante el curso <strong>de</strong> este programa <strong>de</strong> liberación, el número <strong>de</strong> polil<strong>la</strong>s nativas capturadas en el Valle <strong>de</strong> San Joaquín ha variadoconsi<strong>de</strong>rablemente <strong>de</strong> año en año (Staten et al. 1993). Debido al cuidadoso monitoreo <strong>de</strong> <strong>la</strong>s pob<strong>la</strong>ciones nativas y <strong>de</strong> <strong>la</strong>s estériles marcadascon tinturas mediante el uso <strong>de</strong> trampas cebadas con feromonas, el programa permitió ajustar rápidamente tanto los patrones <strong>de</strong> liberacióncomo los números <strong>de</strong> insectos estériles liberados en un área dada <strong>de</strong> liberación. Cada año <strong>la</strong>s liberaciones se hacen en secciones <strong>de</strong> algodón en<strong>la</strong>s cuales hubo capturas <strong>de</strong> polil<strong>la</strong>s nativas en el año anterior. A medida que adultos nativos <strong>de</strong>l gusano rosado aparecen en <strong>la</strong>s trampas, lospatrones y <strong>la</strong>s ratas <strong>de</strong> liberación son ajustados apropiadamente. En uno solo <strong>de</strong> los 24 años <strong>de</strong>l programa (1990), se han usado insecticidasconvencionales para control <strong>de</strong> infestaciones <strong>de</strong>l gusano rosado y tal cosa se hizo solo en áreas muy limitadas (dos aspersiones en 113 ha <strong>de</strong>ltotal <strong>de</strong> 482). Aparentemente no hubo residuos <strong>de</strong> esta pob<strong>la</strong>ción <strong>de</strong> 1990 para 1991, y el número total <strong>de</strong> insectos nativos capturados en 1992fue bajo. Actualmente, no se ha <strong>de</strong>sarrol<strong>la</strong>do otra pob<strong>la</strong>ción <strong>de</strong>tectable económicamente dañina <strong>de</strong>l gusano rosado en el Valle <strong>de</strong> San Joaquín.OTRAS TÉCNICAS AUTOCIDAS DE CONTROL DE INSECTOSAlgunas especies <strong>de</strong> insectos han <strong>de</strong>mostrado no ser buenas candidatas para <strong>la</strong> técnica <strong>de</strong> insectos estériles, <strong>de</strong> modo que se han investigadootros métodos <strong>de</strong> usar a l os insectos para que se controlen a sí mismos (control autocida). Los siguientes enfoques han sido investigados (paraalgunas discusiones pioneras <strong>de</strong>l uso <strong>de</strong> genética en control <strong>de</strong> insectos, ver Davidson 1974, Pal y Whitten 1974, y Whitten 1985).Esterilidad HeredadaEste efecto también ha sido l<strong>la</strong>mado: esterilidad <strong>de</strong>morada, esterilidad <strong>de</strong> F 1 , esterilidad parcial, etc. Este fenómeno es útil en organismos,tales como Lepidoptera y Homoptera, que contienen cromosomas policéntricos. Involucra <strong>la</strong> transmisión <strong>de</strong> cromosomas aberrantes(usualmente en forma <strong>de</strong> translocaciones) <strong>de</strong> <strong>la</strong>s pob<strong>la</strong>ciones liberadas a <strong>la</strong> pob<strong>la</strong>ción nativa.


Figura 4. <strong>El</strong> complemento cromosómico normal <strong>de</strong>l gusano rosado consiste <strong>de</strong> 30 pares diferentes <strong>de</strong> cromosomas como se muestra aquí.Figura 5. Cuando los lepidópteros adultos son tratados con ciertas dosis <strong>de</strong> radiación (5 a 12 krad), su progenie F1 tendrá translocacionescromosómicas, <strong>la</strong>s cuales causarán cantida<strong>de</strong>s variables <strong>de</strong> esterilidad reproductiva en esas progenies F1. Esta fotografía <strong>de</strong>muestratranslocaciones cromosómicas masivas en un macho F 1 cuyo padre recibió 6 krad <strong>de</strong> radiación gamma.Esto se pue<strong>de</strong> lograr <strong>de</strong> dos maneras: 1) tratando una pob<strong>la</strong>ción <strong>de</strong> insectos criada en <strong>la</strong>boratorio con una dosis <strong>de</strong> radiación que sea suficientepara romper los cromosomas, pero también suficientemente baja para producir poca esterilidad directa, o 2) cultivando una provisión <strong>de</strong> <strong>la</strong>especie objetivo <strong>la</strong> cual contiene translocaciones homozigotas (esto es bastante difícil y tedioso <strong>de</strong> lograr). Cuando los cromosomas aberrantesson traspasados a <strong>la</strong>s pob<strong>la</strong>ciones nativas, los individuos portadores <strong>de</strong> <strong>la</strong>s aberraciones en estado heterozigote presentarán esterilidad. Lacantidad <strong>de</strong> esterilidad <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>rá <strong>de</strong>l número y tamaño <strong>de</strong> <strong>la</strong>s translocaciones que ocurren en cada individuo. Algunas ventajas <strong>de</strong> estemétodo incluyen: 1) competitividad reproductiva incrementada <strong>de</strong> los individuos liberados que son parcialmente estériles, en comparacióncon los individuos totalmente esterilizados que se usan en SIRM; 2) Los individuos F1 se producen en <strong>la</strong> pob<strong>la</strong>ción nativa, liberando, portanto, <strong>la</strong>s insta<strong>la</strong>ciones <strong>de</strong> cría para <strong>la</strong> producción <strong>de</strong> mayores números <strong>de</strong>l organismo primario <strong>de</strong> liberación (Anónimo 1993).Mutaciones Letales CondicionalesEn esta técnica, se producen líneas <strong>de</strong> insectos (mediante manipu<strong>la</strong>ción genética) portadoras <strong>de</strong> características que son perjudiciales a <strong>la</strong>especie en el medio ambiente nativo, pero que no son perjudiciales en condiciones <strong>de</strong> <strong>la</strong>boratorio. Por ejemplo, <strong>la</strong> inhabilidad <strong>de</strong> entrar endiapausa sería una condicional letal en un insecto que para sobrevivir durante un período en el cual no hay hospe<strong>de</strong>ros tiene que entrar endiapausa, pero en el <strong>la</strong>boratorio no sería necesaria <strong>la</strong> diapausa. Algunos otros tipos <strong>de</strong> características letales condicionales que podrían serusadas son mutaciones letales <strong>de</strong> sensibilidad al frío, mutaciones letales <strong>de</strong> sensibilidad a altas temperaturas, inhabilidad <strong>de</strong> vo<strong>la</strong>r, falta <strong>de</strong>producción <strong>de</strong> una feromona sexual o <strong>de</strong> respuesta a el<strong>la</strong>, falta <strong>de</strong> habilidad para <strong>de</strong>sarrol<strong>la</strong>rse en un hospe<strong>de</strong>ro particu<strong>la</strong>r, cambio en <strong>la</strong>coloración protectora, o cualquier otro cambio genético que podría afectar <strong>la</strong> habilidad <strong>de</strong> un individuo <strong>de</strong> sobrevivir o reproducirse en elmedio ambiente nativo. En el pasado, <strong>la</strong> introducción <strong>de</strong> letales condicionales <strong>de</strong>pendía <strong>de</strong> nuestra habilidad para i<strong>de</strong>ntificar y ais<strong>la</strong>rmutaciones que ocurren <strong>de</strong> manera natural o inducida en <strong>la</strong> especie objetivo. Actualmente los investigadores están investigando <strong>la</strong> posibilidad


<strong>de</strong> que tales mutaciones puedan ser tomadas <strong>de</strong> organismos bien conocidos genéticamente, tales como D. me<strong>la</strong>nogaster, e introducir<strong>la</strong>s enorganismos <strong>de</strong> importancia económica usando nuevas técnicas <strong>de</strong>sarrol<strong>la</strong>das en biología molecu<strong>la</strong>r (Cockburn, et al. 1989).Cambios <strong>de</strong> ComportamientoSería ventajoso causar cambios en comportamientos específicos <strong>de</strong> los insectos que los hace <strong>de</strong>structivos o in<strong>de</strong>seables. Por ejemplo, enmuchas especies p<strong>la</strong>gas, un cambio <strong>de</strong> <strong>de</strong>sarrollo multivoltino a univoltino eliminaría <strong>la</strong> <strong>de</strong>structividad económica <strong>de</strong> <strong>la</strong> p<strong>la</strong>ga. A menudo seha mostrado que tal cambio es <strong>de</strong> carácter genético. Si pudiéramos apren<strong>de</strong>r lo suficiente sobre fisiología <strong>de</strong> insectos para po<strong>de</strong>r i<strong>de</strong>ntificar los<strong>de</strong>terminantes genéticos que están <strong>de</strong>trás <strong>de</strong> tal comportamiento, entonces podríamos manipu<strong>la</strong>r genéticamente <strong>la</strong> especie y liberar <strong>la</strong> nuevaraza en números tan gran<strong>de</strong>s que <strong>la</strong> nueva característica se volvería predominante en <strong>la</strong> pob<strong>la</strong>ción. Algunas otras características seríanalteración <strong>de</strong>l alcance <strong>de</strong>l hospe<strong>de</strong>ro, el tiempo <strong>de</strong> <strong>de</strong>sarrollo, <strong>la</strong> fecundidad, proporción <strong>de</strong> sexos, requisitos <strong>de</strong> humedad, sitios para empupar,etc. También <strong>de</strong>beríamos consi<strong>de</strong>rar características <strong>de</strong> los insectos que los hicieran susceptibles a productos químicos más baratos oambientalmente benéficos.Esterilidad Híbrida<strong>El</strong> trasfondo evolutivo <strong>de</strong> muchos insectos p<strong>la</strong>gas nos lleva a creer que pue<strong>de</strong>n existir barreras reproductivas entre razas <strong>de</strong> <strong>la</strong> misma especieen áreas geográficas diferentes o entre especies estrechamente re<strong>la</strong>cionadas. En el <strong>la</strong>boratorio se podrían criar híbridos estériles para liberarlosentre pob<strong>la</strong>ciones nativas. Este fenómeno ha sido c<strong>la</strong>ramente <strong>de</strong>mostrado en cruzamientos entre machos <strong>de</strong> Heliothis virescens y hembras <strong>de</strong>Heliothis subflexa (Laster et al. 1996) y <strong>de</strong>bería ser investigado más ampliamente.Mutaciones Heredadas <strong>de</strong> Manera SimpleLos cambios genéticos en un solo gene podrían llevar a una adaptación reducida en los nativos si el gene pudiera ser forzado en <strong>la</strong> pob<strong>la</strong>ciónnativa en gran<strong>de</strong>s números. Algunos ejemplos <strong>de</strong> tales cambios podrían ser mutaciones recesivas letales, cambios en el color <strong>de</strong> los ojos (paraaumentar o disminuir <strong>la</strong> sensibilidad a <strong>la</strong> luz), cambios en el color <strong>de</strong>l cuerpo o <strong>de</strong> <strong>la</strong> pupa, <strong>de</strong>formaciones en antenas, patas o a<strong>la</strong>s.Es obvio que cada uno <strong>de</strong> los fenómenos mencionados previamente requiere una cantidad significativa <strong>de</strong> datos <strong>de</strong> investigación sobregenética <strong>de</strong> insectos, fisiología, comportamiento y reproducción para llevar a fructificar a cualquiera <strong>de</strong> <strong>la</strong>s técnicas.TÉCNICAS DE SEXADO GENÉTICOEn muchas aplicaciones <strong>de</strong> control autocida, sería eficiente separar los machos <strong>de</strong> <strong>la</strong>s hembras antes <strong>de</strong> <strong>la</strong> liberación. Las posibles razones <strong>de</strong>tal separación son evitar el apareamiento mezc<strong>la</strong>do; evitar cualquier incremento <strong>de</strong> <strong>la</strong> pob<strong>la</strong>ción silvestre durante un proceso <strong>de</strong> controlgenético; eliminar insectos extremadamente ofensivos o que causen daño a productos agríco<strong>la</strong>s o animales o hembras que pue<strong>de</strong>n ser vectoras<strong>de</strong> enfermeda<strong>de</strong>s,. Otra razón <strong>de</strong> usar un procedimiento <strong>de</strong> sexado genético es lograr economía <strong>de</strong> costos en los procesos <strong>de</strong> cría si se pudieraeliminar uno <strong>de</strong> los sexos en el estado <strong>de</strong> huevo (sexado prezigótico). En este caso, se podrían producir dos veces más insectos (<strong>de</strong> un sexo)con un <strong>de</strong>terminado gasto <strong>de</strong> dieta y mano <strong>de</strong> obra.Por tanto, para muchos insectos p<strong>la</strong>gas <strong>la</strong> remoción <strong>de</strong> hembras durante el proceso <strong>de</strong> cría ha sido un objetivo en <strong>la</strong> investigación <strong>de</strong> contro<strong>la</strong>utocida. Los esfuerzos más exitosos han sido con un mosquito, Anopheles albimanus, <strong>la</strong> mosca <strong>de</strong>l Mediterráneo, Ceratitis capitata, y <strong>la</strong>mosca <strong>de</strong> los establos, Stomoxys calcitrans. Se ha <strong>de</strong>mostrado que son posibles dos <strong>de</strong> estos enfoques. En el caso <strong>de</strong> <strong>la</strong> mosca <strong>de</strong>lMediterráneo se ha usado una combinación <strong>de</strong> separación mecánica <strong>de</strong> los sexos y manipu<strong>la</strong>ción genética. <strong>El</strong> color <strong>de</strong> <strong>la</strong>s pupas <strong>de</strong> tiposilvestre es marrón. <strong>El</strong> color <strong>de</strong> <strong>la</strong>s pupas mutantes, bien sea b<strong>la</strong>ncas o negras, se ha asociado con los cromosomas sexuales por medio <strong>de</strong>translocaciones cromosómicas simples o múltiples. Por este medio se producen razas en <strong>la</strong>s cuales <strong>la</strong>s pupas macho son negras y <strong>la</strong>s hembrasson <strong>de</strong> color marrón. Entonces <strong>la</strong>s pupas son separadas electrónicamente por medio <strong>de</strong> circuitos <strong>de</strong> reconocimiento <strong>de</strong> color o por unaseleccionadora <strong>de</strong> aire. Algunas <strong>de</strong>sventajas <strong>de</strong> esta técnica son <strong>la</strong> posible <strong>de</strong>scomposición <strong>de</strong> <strong>la</strong>s reservas <strong>de</strong> translocamiento <strong>de</strong>bido a<strong>de</strong>sp<strong>la</strong>zamientos genéticos, contaminación <strong>de</strong> <strong>la</strong> raza por individuos <strong>de</strong> tipo silvestre y esterilidad parcial <strong>de</strong> <strong>la</strong> raza <strong>de</strong>bido a <strong>la</strong> translocación.Si no se pue<strong>de</strong> encontrar uso para <strong>la</strong>s hembras criadas, entonces valdría <strong>la</strong> pena eliminar<strong>la</strong>s antes <strong>de</strong> que consuman una dieta costosa. Se hapropuesto un número <strong>de</strong> esquemas para lograr <strong>la</strong> remoción <strong>de</strong> <strong>la</strong>s hembras en el estado <strong>de</strong> huevo o a comienzos <strong>de</strong>l estado <strong>la</strong>rval. En algunasespecies, se han seleccionado alelos resistentes a productos químicos tóxicos específicos, tales como alcohol etílico, endrin, purina, sorbato <strong>de</strong>potasio, dieldrin, ciromazina y propoxur. Luego, se inducen translocaciones entre uno <strong>de</strong> los cromosomas sexuales (usualmente el cromosomaY) y el cromosoma portador <strong>de</strong>l locus <strong>de</strong> resistencia. Cuando <strong>la</strong> substancia tóxica es introducida en <strong>la</strong> colonia, solo sobrevive el sexo portador<strong>de</strong>l alelo resistente. Este método ha sido exitoso para tres especies <strong>de</strong> mosquitos y ha comenzado a ser investigado activamente para <strong>la</strong> mosca


<strong>de</strong>l Mediterráneo.TÉCNICAS DE GENÉTICA MOLECULARLa <strong>de</strong>mostración <strong>de</strong> <strong>la</strong> transformación genética <strong>de</strong> D. me<strong>la</strong>nogaster con vectores transponibles (elementos P) creó <strong>la</strong> esperanza <strong>de</strong> que técnicassimi<strong>la</strong>res pudieran ser empleadas en otras especies <strong>de</strong> insectos. Por lo menos, <strong>la</strong> <strong>de</strong>mostración <strong>de</strong> que se pue<strong>de</strong>n introducir secuencias <strong>de</strong> DNAexógeno en líneas germinales <strong>de</strong> Drosophi<strong>la</strong> ha sugerido nuevos enfoques que pue<strong>de</strong>n llevarse a cabo con otras especies <strong>de</strong> insectos.Desafortunadamente, los intentos <strong>de</strong> usar elementos P <strong>de</strong> Drosophi<strong>la</strong> como vectores <strong>de</strong> DNA exógenos aún no han tenido éxito en insectos nodrosofílidos. Habrá que <strong>de</strong>scubrir vectores genéticos alternos. Algunas posibilida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> vectores están en varios virus <strong>de</strong> insectos, tales comolos baculovirus, los cuales podrían formar transformaciones estables. Los investigadores también están buscando en otras especies <strong>de</strong> insectoselementos transponibles análogos a los elementos P <strong>de</strong> Drosophi<strong>la</strong>.Algunas <strong>de</strong> <strong>la</strong>s técnicas <strong>de</strong>sarrol<strong>la</strong>das en genética molecu<strong>la</strong>r que pue<strong>de</strong>n ser útiles en programas <strong>de</strong> control autocida para insectos p<strong>la</strong>gasincluyen: hibridación <strong>de</strong> ácido nucleico, restricción <strong>de</strong>l mapeo <strong>de</strong> cromosomas, secuenciación <strong>de</strong> nucleótidos, clonación <strong>de</strong> secuencias <strong>de</strong>DNA, inserción <strong>de</strong> DNA recombinante (transformación), y <strong>de</strong>sarrollo <strong>de</strong> anticuerpos monoclonales.Los obstáculos al progreso en el uso <strong>de</strong> genética molecu<strong>la</strong>r para control <strong>de</strong> insectos son: 1) falta <strong>de</strong> un vector general para transferencia <strong>de</strong>genes, 2) falta <strong>de</strong> criterios selectivos apropiados para <strong>de</strong>terminar los loci útiles, 3) incertidumbre sobre cuáles son <strong>la</strong>s modificacionesgenéticas que probarán ser más perjudiciales a una especie dada, 4) falta <strong>de</strong> conocimiento <strong>de</strong> <strong>la</strong> biología genética básica <strong>de</strong> <strong>la</strong> mayoría <strong>de</strong>insectos p<strong>la</strong>gas. Ninguno <strong>de</strong> estos obstáculos es insalvable.INTEGRACIÓN EN PROGRAMAS DE MANEJO DE PLAGAS<strong>El</strong> método <strong>de</strong> liberación <strong>de</strong> insectos estériles y otras técnicas <strong>de</strong> control autocida son completamente compatibles con otros tipos <strong>de</strong> control <strong>de</strong>insectos que podrían ser usados en programas <strong>de</strong> MIP. De hecho, E. F. Knipling siempre ha insistido en que el control autocida <strong>de</strong>be serintegrado con otras medidas con el fin <strong>de</strong> que sean usadas <strong>de</strong> <strong>la</strong> manera más efectiva. Las tecnologías <strong>de</strong> control autocida son más eficientes yeconómicas cuando <strong>la</strong>s pob<strong>la</strong>ciones <strong>de</strong> insectos p<strong>la</strong>gas ya están en niveles bajos. Una razón para esto es que estas técnicas generalmenteinvolucran <strong>la</strong> liberación <strong>de</strong> insectos criados en un <strong>la</strong>boratorio (o fábrica). Entonces, el número <strong>de</strong> insectos que se pue<strong>de</strong> criar <strong>de</strong>terminará eltamaño <strong>de</strong>l área <strong>de</strong> liberación. Si en un área <strong>de</strong> liberación hay menos insectos nativos, entonces se logrará una proporción <strong>de</strong> liberación másalta o se podrá cubrir un área más gran<strong>de</strong>.Cualquier medida <strong>de</strong> control <strong>de</strong> insectos que reduzca <strong>la</strong>s <strong>de</strong>nsida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> pob<strong>la</strong>ciones bien sea antes o durante <strong>la</strong> aplicación <strong>de</strong> un programa <strong>de</strong>control autocida mejorarán <strong>la</strong> efectividad <strong>de</strong> ambos procedimientos. Por ejemplo, el uso <strong>de</strong> organismos <strong>de</strong> control biológico generalmente esmuy efectiva a altas <strong>de</strong>nsida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> <strong>la</strong> p<strong>la</strong>ga, pero pier<strong>de</strong> eficiencia a medida que <strong>la</strong> <strong>de</strong>nsidad <strong>de</strong> <strong>la</strong> p<strong>la</strong>ga disminuye. Entonces, un Programa <strong>de</strong>Liberación <strong>de</strong> <strong>Insectos</strong> Estériles (Sterile Insect Release Program) sería un accesorio natural <strong>de</strong> cualquier tipo <strong>de</strong> programa <strong>de</strong> controlbiológico. Este mismo razonamiento se aplica al uso <strong>de</strong> insecticidas para reducir altas pob<strong>la</strong>ciones <strong>de</strong> p<strong>la</strong>gas y el uso <strong>de</strong> feromonas enprogramas <strong>de</strong> confusión. Los métodos <strong>de</strong> control cultural, los cuales generalmente se usan para reducir <strong>la</strong>s pob<strong>la</strong>ciones <strong>de</strong> p<strong>la</strong>gas durante susestados más vulnerables a lo <strong>la</strong>rgo <strong>de</strong>l año, son completamente compatibles con el uso <strong>de</strong> programas <strong>de</strong> control autocida porque estos últimosprogramas generalmente serían usados durante el tiempo <strong>de</strong> alto potencial reproductivo <strong>de</strong> <strong>la</strong> especie objetivo. Es difícil pensar en unPrograma <strong>de</strong> Manejo Integrado <strong>de</strong> P<strong>la</strong>gas que no sea realzado con <strong>la</strong> adición <strong>de</strong> una técnica <strong>de</strong> control autocida.REFERENCIASAnónimo. 1993. Radiation Induced F1 Sterility in Lepidoptera for Area-wi<strong>de</strong> Control. Proceedings of a Research Coordination Meeting,Fénix, AZ, Agencia Internacional <strong>de</strong> Energía Atómica, Viena.Bartlett, A. C. 1990. Insect sterility, insect genetics, and insect control, pp. 279-287. En D. Pimentel [ed.], Handbook of Pest Management inAgriculture, Vol. II. CRC Press, Boca Ratón, FL.Cockburn, A. F., A. J. Howells, y M. J. Whitten. 1989. Recombinant DNA technology and genetic control of pest insects, pp. 319 -349. EnG. E. Russell [ed.] Genetical and Biochemical Aspects of Invertebrate Crop Pests. Intercept Ltd., Andover, Hampshire, RU.Cox, H. C. 1978. Eradication of p<strong>la</strong>nt pests - pro’s and con’s. Bulletin of the Entomological Society of America. 24: 35 - 54.


Davidson, G. 1974. Genetic Control of Insect Pests. Aca<strong>de</strong>mic Press, Nueva York, NY.Knipling, E. F. 1979. The Basic Principles of Insect Popu<strong>la</strong>tion Suppression and Management. U. S. Dept. of Agriculture. AgricultureHandbook No. 512. Washington, D. C.Knipling, E. F. 1985. Sterile insect technique as a screwworm control measure: The concept and its <strong>de</strong>velopment, pp. 4-7. En O. H. Graham[ed.], Symposium on Eradication of the Screwworm from the United States and Mexico. Misc. Publ. Entomol. Soc. America 62, College Park,MD.Laster, M. L., D. D. Har<strong>de</strong>e, & J. C. Schnei<strong>de</strong>r. 1996. Heliothis virescens (Lepidoptera: Noctuidae) suppression by sterile backcrossreleases. J. Econ. Entomol. (en imprenta).Pal, R. y Whitten, M. J. 1974. The Use of Genetics in Insect Control. American <strong>El</strong>sevier, Nueva York, NY.Staten, R. T., Rosan<strong>de</strong>r, R. W., y Keaveny, D. F. 1993. Genetic control of cotton insects, pp. 269-283. En Management of Insect Pests:Nuclear and Re<strong>la</strong>ted Molecu<strong>la</strong>r and Genetic Techniques. (Proc. Symp. Vienna, 1992), Agencia Inernacional <strong>de</strong> Energía Atómica, Viena.Whitten, M. J. 1985. Conceptual basis for genetic control, pp. 465-528. En G. A. Kerkut y L. I. Gilbert [eds.], Comprehensive InsectPhysiology, Biochemistry and Pharmacology. Pergamon Press, Oxford.Regresar a: Página base <strong>de</strong> Radcliffe: <strong>El</strong> Libro Mundial <strong>de</strong> MIP.La Universidad <strong>de</strong> Minnesota es un educador y emp<strong>la</strong>dor igualitario.Última modificación: sábado 17 <strong>de</strong> febrero <strong>de</strong> 1996© Regentes <strong>de</strong> <strong>la</strong> Universidad <strong>de</strong> Minnesota, 1996

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!