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La técnica de los insectos estériles

Enviado por miguel ritacco



Partes: 1, 2
Monografía destacada
  1. Introducción
  2. Manejo Integrado de Plagas (MIP)
  3. Sistema genital de las hembras
  4. Sistema genital de los machos
  5. Efectos de la radiación gamma en gónadas de moscas de los frutos
  6. La Técnica del Insecto Estéril (TIE)
  7. Otros medios esterilizantes
  8. El método
  9. Tipos de esterilidad
  10. El modelo
  11. Etapas complementarias
  12. Condiciones para la implementación exitosa del control autocida
  13. Ventajas de aplicación del control autocida
  14. Inconvenientes del control autocida
  15. Bibliografía
  16. Anexo

Es un método sofisticado de manejo biológico de algunas plagas insectiles que se implementa dentro de un programa de Manejo Integrado, mediante el cual se crían artrópodos de la misma especie que menoscaba los cultivos frutihortícolas o afecta al ganado, para luego ser tratados con radiaciones ionizantes con el fin de afectar sus ganadas y en consecuencia, producir gametos no viables. Finalmente se liberan en el agrosistema en un número muy superior al de la población nativa para establecer una competencia en las cópulas y, como corolario, reducir la población dañina al no dejar descendencia. Por esto, en la Técnica de los Insectos Estériles (TIE) se basa el Control Autocida, es decir que se eliminan así mismos.

Introducción

Se ha identificado alrededor de 1 millón y medio de especies de insectos vivientes en la mayoría de los biomas de todo el mundo, los que se suman a la gran cantidad formas fósiles halladas y se estima que podría haber una cantidad similar sin describir, lo que representa el 80% de las especies animales conocidas. Estos invertebrados pueden ordenarse en relación a los intereses del hombre como benefactores, neutros y dañinos; dentro de este último grupo, unas 15 mil especies inciden negativamente en la sanidad vegetal y animal, por daño directo en el campo, en la industria, en el almacenamiento de granos y en el transporte, con las consecuentes limitaciones comerciales (daño indirecto).

Mientras en un ecosistema encontramos un hábitat autosuficiente donde organismos vivos y el ambiente se relacionan para intercambiar energía y materia en un ciclo continuo, cuando se lo altera para transformarlo en un agrosistema, las especies que se adaptan al nuevo ambiente se multiplican aceleradamente y se transforman en poblaciones temibles que pueden ocasionar pérdidas cuantiosas.

Las desesperadas respuestas no se hacen esperar y poco a poco los métodos de lucha se intensifican, apoyándose fundamentalmente en el empleo (o mal empleo) de insecticidas químicos.

No podemos olvidar que estos terápicos ofrecieron en sus comienzos grandes beneficios y que aún los siguen brindando, pero es innegable que también se han originado nuevos e importantes problemas. Insistir hoy en el uso de plaguicidas en forma profusa, indiscriminada o preventiva, representa un peligro real o potencial no previsto ni valorado en su cabal magnitud y que consiste principalmente en 3 aspectos:

a) alteración del equilibrio ambiental por introducción de sustancias químicas en la complejidad de un sistema, que puede alterar su funcionamiento, a pesar de su capacidad para absorber perturbaciones.

b) Aparición de resistencias en los individuos dañinos como mecanismo defensivo y el establecimiento de nuevas plagas o de plagas secundarias al desaparecer, por la no especificidad de estos agroquímicos, los enemigos naturales que mantenían numéricamente deprimidas a aquellas poblaciones.

c) Presencia de fracciones tóxicas en los alimentos.

Recordemos que la lucha contra las plagas (una situación en la que individuos del reino animal producen daños a los intereses de las personas), persigue los siguientes objetivos:

# manejar, controlar o erradicar al agente causal;

# proteger los rendimientos al mejorar el estado sanitario;

# reducir costos;

# acrecentar el comercio interior y exterior;

# optimizar la calidad de los productos;

# incrementar la superficie de producción;

# aumentar la ocupación de recursos humanos.

Manejo Integrado de Plagas (MIP)

Es una estrategia que combina diferentes tecnologías complementarias basándose en el manejo supervisado de los ritmos poblacionales de las plagas para mantenerlas en un nivel inferior al que ocasiona daño económico, reduciendo o eliminado el uso de plaguicidas químicos y minimizando el impacto en el ambiente.

El MIP comenzó a implementarse en la década de 1950 en agrosistemas de diferentes países para contribuir a mantener su precario equilibrio biológico.

Para la persistencia de una plaga se deben presentar al menos 5 condiciones:

# sustrato disponible;

# condiciones climáticas adecuadas;

# improcedente manejo de la plantación o rebaño;

# suelo empobrecido;

# exigua presencia o bien, ausencia de enemigos naturales.

Los insectos del Orden Diptera, familia Tephritidae ("tefrítidos"), artrópodos a los que le dedicaremos gran parte de este trabajo, dañan unas 300 especies de frutas y hortalizas, tanto cultivadas como silvestres, durante sus estados inmaduros (huevo y larva), en el campo (pupas) y como insectos voladores (adultos).

Su presencia ocasiona mermas de variada magnitud en las plantaciones de éstos vegetales y dificulta el intercambio comercial de las producciones frutihortícolas entre áreas infestadas y áreas libres. Por este motivo se hace necesario luchar contra estas especies artropódicas para lograr la admisibilidad de vegetales frescos, sin agresivos tratamientos previos ni restricciones cuarentenarias impuestas por los países que se encuentran libres de esta plaga.

Por lo tanto, en el caso de producir daño económico significativo, la lucha contra estos insectos debe realizarse desde los siguientes frentes:

# destruyendo frutas y hortalizas frescas infestadas;

# empleo de variedades autóctonas o resistentes;

# implementando acciones sustentables de lucha en el campo;

# mejorando el estado del suelo y fitosanitario del área;

# de ser necesario y en última instancia, tratamiento poscosecha confiable.

Con el objetivo de reducir la excesiva dependencia de agroquímicos terápicos sintéticos, no se conoce una propuesta tan superadora y racional al problema como la encontrada dentro del marco del Manejo Integrado de Plagas. A partir del conocimiento profundo de variables tales como plaga, agrosistema, tecnología, marco social, político y económico, el MIP contempla la implementación eficaz y coordinada de sus componentes: monitoreo biológico y climático; campañas de difusión; capacitación; control biológico, legal, químico (insecticida-cebo) y autocida.

Este último método (autocida: se eliminan a sí mismos) se basa en la generación de cambios en el sistema genital de los insectos para que las gónadas no produzcan gametos viables.

Sistema genital de las hembras

Las hembras presentan 2 ovarios con las ovariolas, quienes constituyen la unidad funcional de los mismos y donde se produce la multiplicación de las células germinales (oogonias que por división se convierten en oocitos). Desde la zona basal de cada ovario parten los oviductos laterales que se unen formando un oviducto común o medio; al ensancharse constituye el conducto vaginal, en el cual desemboca el conducto espermatecal, que en su otro extremo está unido a la espermateca o receptáculo seminal y las glándulas accesorias que producen un fluido que lubrica a los óvulos cuando descienden de los ovarios. Promediando la extensión de la vagina se encuentra el signum, estructura rígida que participa en la fecundación de los óvulos al ingresar los espermatozoides por los micropilos de los gametos de la hembra. También se presentan las glándulas accesorias que vierten sus secreciones a la vagina durante la cópula o la ovipostura (ver Anexo).

Ovogénesis

En hembras criadas en laboratorio, el 1º ovocito se desarrolla después del 2º día de estado adulto, alcanzando su completa madurez unos 3 días más tarde continuándose con la producción de ovocitos. Esta secuencia se concreta en los ovarios.

Sistema genital de los machos

En los machos se localizan 2 testículos, de los que parten los vasos deferentes; éstos se unen en el conducto eyaculatorio, en el cuál se encuentra el apodema eyaculatorio, órgano que por medio de contracciones empuja el líquido seminal con espermatozoides maduros a la parte terminal del conducto eyaculador. El final del sistema reproductor está constituido por un órgano copulador evaginable llamado edeago que sale por el gonoporo. Asociado al conducto eyaculatorio (en su parte superior) se encuentran las glándulas accesorias, tubos largos que vierten su secreción en el conducto nombrado, cooperando con la formación del fluido seminal para el mantenimiento del esperma (ver Anexo).

Espermatogénesis

El esperma se produce en los testículos, siguiendo la secuencia que se presenta a continuación:

células espermatogoniales >>>> células secundarias >>>> mitosis >>>> espermatocitos secundarios >>>> espermatida en sacos >>>> células en distintos estados >>>> envoltorios de esperma >>>> ruptura del envoltorio >>>> esperma >>>> almacenamiento >>>> vesícula seminal

Efectos de la radiación gamma en gónadas de moscas de los frutos

Se describen en un trabajo realizado por J. Guillen (Programa Moscamed, Méjico) cuyo objetivo fue evaluar el daño ocasionado a ovarios y testículos de Ceratitis capitata, dípteros criados en insectario e irradiados en estado de pupa con una fuente sellada de cobalto 60, unas 24 horas antes de la emergencia a una dosis de 145 Gy (unidad de medida establecida en 1975: 1 Gray [Gy] equivale a la absorción de 1 joule de radiación ionizante por cada kg de masa). Estos insectos también pueden ser tratados con cesio 137, otro radioisótopo seguro de baja energía (N del A). Luego del abandono del pupario, en las hembras irradiadas y testigo durante los primeros 2 días no se observan cambios en el sistema genital. A partir del 3º día, las diferencias son notables: en los no tratados comienza la producción de óvulos hasta el día 25. En los irradiados hay inhibición mitótica en los ovarios y sólo se aprecian masas no diferenciadas de células. En las hembras de más de 3 días, se observan restos de tejido adiposo y reservas alimenticias (acumuladas durante la fase larvaria) en las márgenes y bases de las gónadas. Las células presentan un aspecto fibroso y compacto.

Es posible identificar diferencias entre machos irradiados y no tratados luego de la emergencia, ya que en aquellos se aprecian puentes de cromatina, ausentes en el material testigo. Después del 5º día, las diferencias son más evidentes en la parte apical de los testículos donde hay pocas células espermatogoniales y espermatocitos y se observan restos de manojos de esperma denso y anormal. A los 14 días se detiene el desarrollo de la espermatogénesis, hay paralización total de la mitosis y no se observa diferenciación posterior de células espermatogoniales.

Las aplicaciones de dosis subletales de radiación ionizante a las especies artropódicas criadas y estudiadas por nosotros, les puede generar debilitamiento, cambios en la traslación (tanto en rastreros como en voladores), irritabilidad, incremento de insectos semiemergidos o no emergidos y otras consecuencias no deseadas respecto de sus similares salvajes y no irradiados, toda vez que no se ajuste el método de cría, no se apliquen las dosis subletales correctas y no se completen otras condiciones durante el tratamiento, básicamente en la dosimetría.

Hemos verificado daño gonadal con generación de gametos no viables en Ceratitis capitata criados (línea INTA Castelar) a 100 Gy, mientras que en Anastrepha fraterculus salvaje (no se han podido criar en laboratorio) obtenida a partir de frutos producidos en San Pedro (Buenos Aires) e infestados naturalmente, se puede evidenciar daño en testículos y ovarios cuando se aplican dosis del orden de los 80 Gy.

La Técnica del Insecto Estéril (TIE)

Goza de total selectividad (los insectos liberados, como otros, copulan sólo con los de su misma especie); no altera el equilibrio biológico del agrosistema (el método se orienta sólo hacia la plaga a combatir) y no hay descendencia o la misma es estéril, según las especies.

Cuando una hembra silvestre y fértil se aparea con un macho criado y estéril y luego de tal acción sus espermatecas quedan llenas con el esperma no viable de su pareja, ésta hembra no podrá fecundar sus óvulos y por lo tanto no habrá descendencia, reduciéndose la población en la siguiente generación.

Cuando las hembras silvestres copulan más de 1 vez debido a la interrupción del acoplamiento por viento, presencia de un pájaro, movimiento súbito de hojas, etc., podría ocurrir un 1º apareamiento con un macho estéril, un segundo apareamiento con macho fértil, etc., comportamiento que neutraliza la confianza de la TIE. Sin embargo toda vez que no haya entorpecimientos, las moscas de los frutos hembra copulan 1 vez por consiguiente las espermatecas quedarán completas con el esperma de su único apareamiento y este comportamiento beneficia la efectividad del método.

Uno de los objetivos es lograr la mayor cantidad posible de los primeros apareamientos de machos estériles con hembras silvestres, antes que lo hagan los machos fértiles, lo cual puede lograrse criando insectos de alta calidad y sexualmente competitivos, para ser liberados en cantidades superiores a las de los machos silvestres. La cantidad de insectos a ser liberados en un espacio dado, se relaciona directamente con los datos que se obtienen de la información precisa proporcionada por el monitoreo biológico: tanto el trampeo de adultos como el muestreo de frutos al azar y estratificado (ver Anexo), nos permite cuantificar la población salvaje de insectos presente.

Los trabajos sobre aplicaciones de radiación ionizante a insectos iniciados en la segunda década del siglo XX (en 1916 se comprobó que Lasioderma serricorne [Coleoptera: Anobiidae] expuesto a rayos X producía huevos no viables), sirvieron para que a partir de esa información los científicos Raymond Bushland (1910-1995) y Edward Knipling (1909-2000), investigadores del USDA Menard (Texas), en 1937 comenzaran a orientar su atención hacia el gusano barrenador que diezmaba los rebaños de ganado en el sudoeste de Estados Unidos, asunto que a este último preocupaba desde su niñez al ver cómo este insecto dañaba severamente al ganado que su padre criaba en la granja familiar texana.

Luego de algunas interrupciones debido a la 2º Guerra Mundial, concibieron la teoría sobre la Técnica del Insecto Estéril: a partir de la aplicación de dosis bajas de radiación ionizante a especimenes inmaduros de Cochliomyia hominivorax [Diptera: Calliphoridae] para producirles esterilidad, los investigadores comprobaron que luego de la liberación a campo de miles de estos insectos, se establecía una competencia con sus similares salvajes y después de la cópula no se reproducían, por lo tanto las poblaciones comenzaban a reducirse. Así fue como se logró en 1950 la erradicación del gusano barrenador (GBG) en el sudeste de Estados Unidos de América y en la Isla Sanibel (Florida) y en 1954 en la Isla Curaçao; actualmente ese insecto permanece erradicado desde EUA hasta Panamá. Por tales logros ambos biólogos recibieron conjuntamente, entre otros reconocimientos, el Premio Mundial de la Alimentación en 1992.

En 1958 el investigador francés Charles Coquerel publicó un artículo donde se describía el caso de gusano barrenador en un humano, quien era un convicto residente en la prisión de la isla del Diablo (Guyana Francesa), de donde proviene el nombre específico hominivorax ("devorador de hombres").

No obstante, la implementación exitosa de la TIE recae en las moscas de los frutos Diptera: Tephritidae, un complejo que se encuentra en 5 continentes, de alto impacto económico y que se posiciona entre las 10 plagas importantes del mundo. Al respecto encontramos: en la isla Rota, control de la mosca de las cucurbitáceas Bactrocera cucurbitae en 1962/63 (Steiner et al, 1965) e isla Kume, en 1976 (Iwahashi, 1976) y en otros archipiélagos del sudeste asiático y Hawai; la mosca oriental Bactrocera dorsalis en Guam en 1963 (Steiner, 1970), en Japón (Itoand Iwahashi) en 1974 y luego en Filipinas y Estados Unidos; la mosca de Queensland Bactrocera tryoni en 2 regiones de Australia por Andrewarta y Colaboradores y por Monroe & Osborn, ambos en 1967; Bactrocera cucumis en el mismo país por Hooper en 1975; la mosca de las aceitunas Bactrocera oleae en Grecia por Tzanakakis, en 1974. Respecto de la mosca del Mediterráneo Ceratitis capitata, en Italia: Islas Capri en 1967 y Procida en 1969 por Nadel y Guerrieri y Murtas y Colaboradores en 1970; en España por Mellado y Colaboradores en 1974; Nicaragua por Rhode y Colaboradores en 1971; en el norte de Guatemala, norte de Chile y sur de Perú; en Tunez por Cheik y Colaboradores en 1975; en el oeste australiano y Méjico en 1982; Patagonia argentina en 2005; Portugal (isla Madeira), Croacia, Marruecos, Israel, Jordania, Sudáfrica, Brasil. En el caso del Género Anastrepha, se luchó exitosamente contra la mosca mejicana A. ludens y la mosca de la ciruela o del mango A. oblicua erradicadas en algunos distritos de México y la mosca del Caribe A. Suspensa en Florida (EUA). Otras moscas: Glossina palpalis y G. morsitans (Diptera: Glossinidae) han sido combatidas en Zanzíbar, Libia y países vecinos del norte de África en 1990. Además Cochliomyia hominivorax también fue erradicada de México, Centroamérica y Libia.

Se mantiene controlada la población de la polilla de las manzanas y de las peras Cydia pomonella (Lepidoptera: Tortricidae) en Columbia Británica, Canadá.

Otros medios esterilizantes

La esterilidad también puede alcanzarse utilizando sustancias químicas específicas. Estos compuestos se han descubierto dentro de las investigaciones sobre quimioterapia del cáncer.

El desarrollo de los quimioesterilizantes comenzó en 1967 y hoy se conocen unas 200 formulaciones, que se dividen en 2 grupos: alquitranes mutagénicos que afectan la síntesis de ácidos nucleicos dañando las células reproductivas de insectos de ambos sexos y los antimetabolitos, productos que imitan a los metabolitos propios de estos invertebrados, alterando o inhibiendo el conjunto de cambios químicos y biológicos que se producen en las células. Todos producen esterilidad temporal o permanente en insectos.

Los quimioesterilizantes son peligrosos para los mamíferos porque se absorben fácilmente por piel y se caracterizan por su condición mutagénica. Son efectivos cuando se ingieren, por lo tanto el empleo de cebos es uno de los métodos seleccionados por lo cual es necesario que una alta proporción de insectos de la población se alimente con este producto.

Otros esterilizantes actúan por contacto, empleándose en este caso atrayentes sexuales o lumínicos, para que los insectos se posen sobre las superficies tratadas. Los primeros en conocerse fueron metotrexato y fluorouracilo, ensayados en Drosophila melanogaster (Diptera: Drosophilidae) y Musca domestica (Diptera: Muscidae).

Si bien se han obtenido interesantes resultados, los quimioesterilizantes no pudieron establecerse como un procedimiento estándar para la lucha autocida de plagas por los problemas citados.

El método

Básicamente consiste en criar en verdaderas biofábricas grandes cantidades, por miles o millones, de especimenes correspondientes a la especie contra la que necesitamos luchar. Esta acción no se puede realizar fácilmente, ya que pocas son las especies de insectos voladores que se pueden criar en cautiverio. Para el caso de tefrítidos (Ceratitis capitata, Bactrocera dorsalis y B. cucurbitae, más algunas especies de Anastrepha, principalmente A. ludens, A. suspensa y A. oblicua), a partir de frutos larvados recolectados en el campo y luego de una adecuada cuarentena para evitar ingresar agentes biológicos no deseados al sitio de cría, se inicia en el insectario un período de adaptación que culmina con su cría masiva, la cual se somete permanentemente a estrictos controles de calidad. Uno de los puntos clave es evitar las endocrías dentro de las jaulas del insectario.

Cuando estos dípteros llegan al estado de pupa, se someten a una baja dosis de radiación gamma con el fin de alterar parcialmente el sistema genital, puntualmente las gónadas, después de haberlas teñido con pigmento fosforescente para su identificación luego de la recaptura (ver Anexo). Las pupas son irradiadas, cuando en el laboratorio de control de calidad se observan por transparencia los ojos rojos (entre ojos anaranjados y ojos negros): en el caso de Ceratitis capitata a 25º C de temperatura y 75% de humedad relativa en la sala de pupación del insectario, esa tonalidad se observa al 8º día (poco antes de la emergencia, las radiaciones producen el efecto buscado a menor dosis con daño leve en otros tejidos). Hemos observado en nuestros ensayos que cuando se irradian pupas 1 día antes de la emergencia (ojos negros), aparecen algunos especimenes fértiles, situación que no repite cuando las pupas son procesadas 48 antes de la emergencia (ojos rojos).

Después del tratamiento, las pupas se colocan en bolsas de papel o cajas de cartón y se espera la emergencia. Por debajo de tal temperatura se demandará más tiempo y por encima de la misma se acelerará el desarrollo.

Cuando se aprecia el 50% de las moscas emergidas, se transportan al campo y se liberan, procedimiento que puede realizarse por vía aérea o terrestre, al romper el envase que contiene el material biológico. Puede ocurrir que al liberar las moscas estériles, observemos insectos no voladores y moscas semiemergidas como también pupas negras (muertas). Tal situación puede deberse a:

# Control de calidad incompleto, incorrecto o no realizado.

# Baja temperatura en el ambiente cuando ocurre la liberación (por debajo de los +/-13º C las moscas casi no vuelan).

# La aplicación de una dosis de radiación superior a la requerida para lograr el efecto buscado, genera daños en otros sistemas (nervioso, muscular).

# Sobremanipuleo en el insectario de las moscas en etapas inmaduras.

# Temperatura y humedad relativa no adecuadas en 1 ó más salas de cría.

# Excesiva cantidad de larvas por gramo de dieta debido a sobresiembra de huevos, lo que conduce a la competencia y hacinamiento en los recipientes de cría.

# Razones no técnicas (que dañan a la técnica): tiempos políticos, compromisos electorales.

Estos problemas deben ser superados, lo cual es absolutamente posible, aplicando las correcciones que correspondan en cada caso. La situación deseada significa que las moscas liberadas buscarán copular con especimenes salvajes.

Cuando iniciamos la descripción del método, hacíamos referencia a la alteración parcial de la genitalia. Ese blanco (las gónadas) deberá absorber una dosis de radiación tal que produzca lesiones menores, definitivas y no reparables. A mayor dosis se evidencia atrofia total de tejido y no hay producción de espermatozoides (aspermia): esto debe evitarse porque la liberación a campo de especimenes con gónadas atrofiadas, además de otros daños producidos por aplicación de una dosis inadecuada de radiación, significará que los machos criados no podrán transferir esperma (porque no fue producido), así las hembras silvestres buscarán satisfacer su instinto con machos de igual condición. Por lo tanto, habremos invertido gran esfuerzo y cuantiosos recursos (alimentación, cría, energía, irradiación, almacenamiento, transporte, liberación) y no tendremos los resultados esperados con la consecuente pérdida de confiabilidad de la técnica, una técnica que así, fue mal aplicada.

Tipos de esterilidad

Esta evidencia adquirida puede atribuirse a la alteración de los gametos o insectos portadores de genes esterilizantes o letales.

Se conocen 2 mecanismos de esterilidad:

- Esterilidad completa: se aplican dosis de radiación que causen mutaciones en los gametos del insecto. Luego de la liberación, al copular con un individuo silvestre, no habrá fecundación.

La dosis de radiación a aplicar resulta siempre del análisis de los datos obtenidos del control de calidad de los ejemplares criados: 1 macho irradiado con 2 hembras normales. Este es un aspecto de capital importancia, ya que para lograr la esterilidad completa en artrópodos debemos aplicar dosis algo altas, las que pueden provocar en los insectos maduros reducción de la competitividad, acortamiento del tiempo de vida, dificultades en el vuelo, alteración de los ritmos biológicos (principalmente los cronobiologicos: nictemerales o circadianos, ultradianos), baja propensión al apareamiento, poca irritabilidad, gran influencia negativa de los factores climáticos, patologías.

- Esterilidad heredada: se transmite a la descendencia cuando los insectos son sometidos a dosis de radiación más bajas que en el caso anterior o que por razones biológicas no puedan tratarse ejemplares inmaduros (el caso de los lepidópteros). Así la descendencia, de cantidad reducida y de baja calidad, es estéril.

En todos los casos, se recomienda que a partir de una buena calidad de insectos criados, ensayar distintos experimentos en el laboratorio para determinar la dosis que produce el mayor porcentaje de ejemplares sin capacidad reproductiva, alterando en menor grado el resto de sus características.

Diversas razones permiten fundamentar lo expuesto, estimando que un porcentaje alto de esterilidad está comprendido entre el 95 y 98%: desde el punto de vista de las aplicaciones, la dosis necesaria para llegar a esos niveles nos asegura insectos de buena calidad posirradiación. Como este es un aspecto que se presta a confusiones, daremos alguna mayor precisión y fundamentación.

Se observa cierto grado de preocupación entre personas que carecen del conocimiento suficiente en este campo y vinculadas a la aplicación de esta metodología, en cuanto a la liberación de un porcentaje de insectos fértiles. Recordemos que todos los insectos a tratar, se colocan dentro del recinto de irradiación. Ese material está contenido en recipientes de vidrio, cartón, acero inoxidable o aluminio. Los especimenes ubicados cerca de la periferia del contenedor, recibirán una dosis algo superior que los que se sitúan en la parte central ya que los primeros absorben poco más de radiación (por proximidad a las fuentes y mas absorción) que los otros, por lo tanto tendrán un grado de lesión mayor. Pero todos habrán absorbido radiaciones, eso significa que los insectos "menos irradiados" de todos modos han sufrido lesiones. Esos artrópodos no son fértiles y recordemos que ninguno es igual a un insecto que no estuvo dentro del irradiador.

En las hembras, las ovariolas también han sufrido alteraciones, sin embargo la reducción del número de insectos en el campo recae en la actividad de los machos liberados. Esas hembras estériles copularán con machos (salvajes y/o estériles) pero su presencia no incide significativamente en el control de la plaga.

Es preciso evitar que las hembras salvajes depositen los huevos en diferentes hospederos, para lo cual es necesario que copulen con machos estériles. Por otra parte, las hembras irradiadas clavarían el ovipositor (aunque no necesariamente lo harán) en hospederos y si bien no podrán ovipositar, estarán produciendo lesiones en el sustrato.

Existen métodos de sexado genético para poder separar machos y hembras de manera tal que sólo se irradien y liberen los primeros. La implementación de estos procedimientos, nos muestra que esos individuos transgénicos liberados no resultan ser tan competitivos como los ecotipos autóctonos. Esta consecuencia se puede deber a que se presente un problema biológico o bien el personal responsable de la cría y esterilización no aplica correctamente el método.

Ese procedimiento optimizado nos permitiría dar un paso hacia la adecuación de la Técnica del Insecto Estéril. Recordemos que los Programas de lucha contra las moscas de los frutos que se desarrollaron exitosamente en el mundo, lograron tal cometido con la liberación de machos y hembras correspondientes a los ecotipos locales y con las alteraciones gonadales generadas por aplicación de bajas dosis de radiación ionizante.

Un ejemplo lo tenemos en el caso de Ceratitis capitata: la cepa transgénica donde las hembras son sensibles a la disponibilidad de tetraciclina o bien la cepa Vienna 8: WP+TSL, que es la última forma desarrollada en los laboratorios de Seibersdorf (Austria) del Organismo Internacional de Energía Atómica. Esta cepa expresa 2 características asociadas a las hembras: pupas blancas (las pupas macho tienen color café) y sensibilidad a la temperatura, características no expresadas en los machos. Por otro lado, se observa mayor tiempo en estado larvario (es decir, mayor riesgo de contaminación) y a partir de la 4º generación pueden aparecer individuos recombinantes; además deberían estudiarse punto por punto las características conductuales de esta cepa respecto de los ecotipos locales.

Los huevos son incubados a 24º C y los que se destinarán a la irradiación, se exponen a 34º C para sacrificar a las hembras 1 día antes de la siembra en dieta artificial. La misma puede estar constituida por remolacha o bagazo de caña de azúcar (soportes que retienen el 50% de la humedad), azúcar, vitaminas, levaduras, ácido clorhídrico líquido o ácido cítrico en polvo (dependiendo de los demás ingredientes, según C. Calkins [USDA-ARS]), benzoato de sodio o nipagin (el metilparaben que actúa directamente sobre la membrana de los hongos y levaduras contaminantes). Nosotros hemos intentado reemplazar la levadura de cerveza por huevo de gallina, pero comprobamos que el medio tiende a acidificarse y cuando pretendimos aumentar el pH con hidróxido de sodio, verificamos a su acción corrosiva se le suma la "desquitinización" de las larvas.

En todos los casos, la dieta agotada al ser sometida a 80º C durante 3 minutos, produce la muerte de todo el material biológico residual; finalmente esta puede utilizarse como cama o alimento para ganado vacuno o porcino.

Las pupas de los machos a ser liberados han sido coloreadas con una sustancia altamente fluorescente (fluoresterina o similar) que al ser iluminada con una fuente ultravioleta, absorbe esa energía y la emite en forma de luz durante el tiempo que se encuentra en contacto ese foco.

El modelo

Cuando en el seno de una población natural se introduce un determinado número (muy mayor) de ejemplares estériles de esa misma especie y con características generales idénticas a los salvajes, se producirá una competencia entre los machos normales y los modificados. En consecuencia, habrá una reducción en el número total de huevos, lo que representa una disminución poblacional en la siguiente generación.

Si durante una serie sucesiva de generaciones se mantiene constante el número de insectos estériles liberados, la relación de éstos con los normales crecerá rápido, disminuyendo las oviposturas. El procedimiento resulta más efectivo aún, toda vez que las liberaciones de insectos estériles se realicen semanalmente.

Cuando los datos del monitoreo biológico nos indican que la proporción de machos estériles respecto de los fértiles es alta, estamos en el camino correcto y pronto las poblaciones se situarán por debajo de la línea de significancia económica.

E. Knipling proyectó varios modelos hipotéticos de aplicación de la TIE en poblaciones normales de insectos dípteros. Describiremos uno de ellos, en donde se comparan los resultados de esta técnica con los que pueden obtenerse por tratamiento químico. Según Kamta Katiyar, para el caso de las moscas de los frutos (modelo adaptado) si se liberan 10 machos estériles por cada macho salvaje, cada hembra silvestre podrá disponer de 11 machos para copular (10+1). Si los especimenes irradiados compiten por igual con los normales, tendremos menos del 10% de probabilidades de obtener huevos viables. Esto es que, si en un determinado lugar hay 1 millón de moscas hembras salvajes y se liberan 10 millones de moscas machos por semana constantemente (20 millones de moscas de ambos sexos), los primeros 7 días la relación macho salvaje: macho estéril, será de 1:10. Es decir que cada hembra salvaje tendrá 10 probabilidades de cópula con machos estériles a 1 de acoplarse con machos salvajes. Recordemos que en la naturaleza la relación hembra/macho tiende a 1:1.

La segunda semana se liberan otros 10 millones de machos estériles (20 millones de moscas de ambos sexos), por lo tanto la relación ahora será 1:20. Si se continúa liberando cantidades constantes de moscas estériles por semana, se puede estimar que en 4 generaciones la población tendería a situarse debajo de la línea de significancia económica. Recordemos que entre 25 y 30 días es el tiempo aproximado de vida de C. capitata.

En el programa de control del gusano barrenador en Zanzíbar, la proporción llego a 50:1

Con los tratamientos químicos, se necesitan realizar aplicaciones durante 18 generaciones para obtener el mismo resultado porque la reducción efectiva es del 50% por cada generación, mientras que en el caso de la TIE es de al menos el 90%.

En regiones con hospederos y temperaturas mas o menos templadas y estables todo el año, previamente a la liberación de insectos estériles, se recomienda la aplicación racional de insecticida-cebo en bandas alternas (una, si; una, no) y semana por medio, para reducir las poblaciones salvajes que por tales condiciones ambientales suelen ser numéricamente altas, disponiendo constantemente de hospederos y luego, tal vez desde la 2º generación con bajo número de moscas salvajes en el campo y sin acción residual del agroquímico aplicado, se podrán dispersar especimenes estériles.

En regiones con estaciones climáticas bien marcadas, las liberaciones de insectos estériles se deben iniciar al finalizar el invierno, porque no se registran especimenes salvajes al no haber acumulado la suficiente cantidad de grados/día para emerger (en el caso de Ceratitis capitata son 630º). Los insectos modificados no podrán mantenerse mucho tiempo en el agrosistema por la baja temperatura y por ausencia de insectos autóctonos (por falta de hospederos con la fenología adecuada). Pero cuando aparecen las primeras moscas silvestres en el campo, el ambiente tendrá una considerable carga de insectos estériles que no permitirá que la población de las primeras pueda prosperar, por lo tanto esto no debe ser motivo de preocupación fitosanitaria.

Toda la información se vuelca sobre cartografía cuadriculada escala 1:50.000.

Etapas complementarias

Hasta aquí, hemos descrito temas de irradiación en general, los efectos de esas ondas electromagnéticas en el sistema genital de los insectos y características de la TIE.

Pero el control autocida por si sólo, presenta una secuencia de etapas: el material biológico irradiado es envasado, trasladado y finalmente liberado en el campo. Presentaremos a continuación, aspectos sustanciales de ellas.

Recepción de pupas, empaque y almacenamiento

El lugar destinado a esas actividades, debe presentar las dimensiones y comodidades necesarias para que las mismas se puedan plasmar sin problemas. Las instalaciones contarán con una sala para la recepción de las pupas, otra para su envasado y varios recintos para el almacenamiento, donde en cada uno de ellos se deposita ese material biológico para ser colocado en cajitas de cartón o bolsas de papel.

Se requiere también de un laboratorio de control de calidad, de cámaras frigoríficas para retardar la emergencia de los adultos (si es preciso), un lugar para preparar las dietas sólidas (por ejemplo, papeles impregnados con azúcar disuelta en agua) que se colocan en las bolsas o cajas y 2 áreas para carga y para descarga.

Transporte

El traslado del material biológico desde la biofábrica hacia el área de liberación, debe cumplir con estrictos requisitos de seguridad. El transporte es, en definitiva, también una actividad de riesgo dentro de las etapas del control autocida y debe estar a cargo de personal entrenado.

Si bien las bolsas que contienen pupas llevan en su interior una banda de papel estrujado para darle volumen, para actuar como amortiguador de golpes y para que las moscas emergidas se posen en su amplia superficie, se deberán extremar los cuidados evitándose los movimientos bruscos, los golpes, el aplastamiento, los rayos solares directos y controlar el calor metabólico que generan.

Para un manejo adecuado se propone el transporte en móviles con blandos sistemas de suspensión, efectuar la carga y descarga del material cuidadosamente, emplear anaqueles en la caja de transporte para no apilar las bolsas unas sobre otras, dejar un espacio entre el piso y la 1º capa de bolsas y entre las bolsas para su fácil ventilación, mantener la temperatura en el orden de los 18º C en vehículo refrigerado o con hielo seco y en oscuridad.

Cuando los lugares de liberación están alejados de los sitios de empaque, se podrán emplear aeronaves no solo para minimizar los efectos citados, sino para reducir el estrés por transporte que sufren los insectos.

Liberación

El empleo de insectos estériles para combatir a ejemplares de su misma especie, tiene en esta etapa a uno de sus momentos clave. No coincidimos con quienes sostienen que la liberación constituye la fase más importante del proceso. Insectos criados inadecuadamente, tendrán una mala calidad; cuando se irradian a dosis elevadas, presentan lesiones mayores y generalizadas; el sobremanejo, el transporte brusco, por largo tiempo, con alta temperatura en el ambiente, etc., también atentan contra el éxito de la campaña. Básicamente, por estos fundamentos no dudamos en sostener que cada una de las fases del combate autocida, debe ser escrupulosamente implementada.

La liberación de insectos estériles se puede realizar cuando los insectos están emergiendo o en los instantes previos, en el momento que el laboratorio de control de calidad registra el 50% de emergencia. Esta acción se puede realizar mediante 2 procedimientos: aéreo y terrestre. Optar por uno u otro depende de la disponibilidad de recursos humanos y materiales, el tipo de terreno y su extensión.

Esta etapa del proceso debe concretarse en las primeras horas del día, para evitar la incidencia directa del sol sobre los débiles insectos recién emergidos.

Se ha comprobado que las moscas que son liberadas en agrosistemas situados a nivel del mar, tienen una longevidad mayor que las que se dispersan en zonas montañosas, geografía que por otra parte atrae a las moscas liberadas (comunicación personal USDA-ARS).

1) Liberación aérea

Se emplean aviones de ala alta (Elio Courrier, Cessna 180, 210 o similares) o bien helicópteros (Bell 212, 412 o similares), cuando las distancias son grandes y/o el terreno presenta irregularidades. Al llegar al área de trabajo, comienzan a liberarse moscas estériles cuando un operario rasga las bolsas y las arroja fuera del aparato. Puede ocurrir que la aeronave disponga de un tubo con efecto Venturi, conformando un ángulo de 30º respecto del fuselaje, con cuchillas o ganchos que rompen la bolsa al pasar por su interior. Este procedimiento requiere contemplar minuciosamente las condiciones climáticas del lugar para la correcta dosificación y dispersión de los insectos en el campo, el tipo de terreno, dirección y velocidad del viento y la hora del día (ver Anexo). Cuando se emplean helicópteros, las liberaciones se realizan en curvas de nivel (líneas que unen todos los puntos con iguales condiciones).

La altura y velocidad del avión o helicóptero también son variables fundamentales que inciden en la calidad final de los insectos en el campo: se recomienda una altura de 100 metros y la velocidad de 80 millas/hora porque, a mayor velocidad, cuando las moscas son expulsadas de la aeronave pueden recibir un impacto que alcanza a dañar su morfología y a baja altura, las moscas no llegan a generar una "lluvia" homogénea sobre el terreno. En general se estima que arrojando 1 bolsa cada 2 segundos y respetando las variables de velocidad y altura del aparato, se logra una buena cobertura. Para un avión de mediano a pequeño porte, se aconseja llevar un máximo de 1.200 bolsas por vuelo para evitar aplastamientos.

Se dispone de otra metodología conocida como liberación del "adulto frío" o "mosca aletargada". La misma consiste en enfriar insectos recientemente emergidos, luego colocarlos a granel en una máquina a bordo de un avión especialmente adaptado para proceder a su liberación. Este procedimiento presenta múltiples ventajas respecto de los métodos de dispersión clásicos. Todos los insectos liberados son voladores, se dispersan homogéneamente, no se contamina el ambiente con los envases, no hay daño significativo por transporte y se reducen los costos y el esfuerzo (programa de capacitación en el Laboratorio USDA, Mission Texas, 1993).

2) Liberación terrestre

Es ideal para cubrir áreas urbanas o brotes de la plaga. Para el transporte del material, se pueden emplear vehículos con espacio y comodidad suficiente (ver Anexo).

En este caso los operarios rompen los envases y los cuelgan de árboles para que los insectos abandonen ese lugar según ocurran las emergencias. El problema que puede presentarse ocurre cuando esos envases son abordados por hormigas carnívoras o pájaros.

Recaptura, identificación y procesamiento de datos

Partes: 1, 2

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