Estudio del comportamiento ultradiano del gorgojo Sitophilus oryzae tratado con radiaciones ionizantes
Resumen
El objetivo del presente trabajo fue determinar la dosis subletal del coleóptero Sitophilus oryzae, plaga primaria de productos granarios, mediante la aplicación de radiaciones ionizantes como procedimiento de desinfestación.
Este gorgojo es un pequeño insecto de color café rojizo, de 3 mm de longitud que se caracteriza por la prolongación de su rostro, característica de los curculiónidos. Obtienen su fuente de alimentación de diversos materiales, los cuales incluyen: granos de trigo, maíz, arroz, fideos y galletas, entre otros, ocasionando severos perjuicios ya sea en estado larvario o adulto.
El insecto en estudio, se crió en fideos secos como sustrato natural, evitando la llegada de luz directa y manteniendo las condiciones ambientales de temperatura entre 19 y 23° C con el 41 % de humedad relativa promedio.
Los insectos adultos, fueron tratados sin iluminación en la Planta de Irradiación del Centro Atómico Ezeiza (PISI), cuya fuente de 60Co tenía una actividad de aproximadamente 750 kCi durante la realización de este trabajo.
El material biológico fue irradiado a 2 kGy, con una tasa de dosis comprendida entre 260,00 y 286,33 Gy/min y a temperaturas que oscilaron entre 15,4 y 18,1º C.
Los insectos fueron observados 3 veces al día comprendiendo distintas etapas ultradianas (mañana, tarde y noche) observándose cantidad de ejemplares vivos/muertos, etolología, taxismo, fisiología y restauración post irradiación; estos datos son comparados con material sin tratar.
Se han irradiado 255 individuos, verificándose la DL50 durante el segundo día post irradiación. Se comprueba que inmediatamente luego de la aplicación del método, los coleópteros adultos pierden la capacidad de trasladarse, siendo en un primer momento temporaria hasta que se torna definitiva. Los insectos mueven solamente algunas partes del cuerpo (patas y antenas, principalmente). En algunos ejemplares se observan secreciones transparentes en la boca y amarillo claro en la región anal, respuesta no evidenciada en los insectos adultos testigos de esta especie.
Palabras clave: Sitophilus oryzae, radiaciones ionizantes,
ritmos biológicos, granos almacenados, radiodesinfestación.
Abstract
The aim of this study is to determine the sublethal dose of beetle Sitophilus oryzae primary pest grain products through the application of ionizing radiation as disinfestation. process.
This beetle is a small insect, reddish brown, 3 mm in length that is characterized by the prolongation of his face. It causes severe damages in the material infesting either larval or adult state. They get their power supply of various materials, which include: grains of wheat, corn, rice, noodles and biscuits, among others.
The insect under study, is bred in a natural substrate that infests (noodles) preventing the arrival of direct light and environmental conditions while maintaining the temperature ranging between 19 and 23 ° C with 41% relative humidity average.
The adults are irradiated in darkness in the irradiation plant located at the Ezeiza Atomic Center (PISI), whose source is approximately 750 kCi 60Co activity. Mature specimens are irradiated at 2 kGy, with a dose rate of between 260.00 and 286.33 Gy / min and at temperatures ranging between 15.4 and 18.1 ° C until the moment.
The material is observed 3 times daily stages comprising ultradian (morning, afternoon and evening) observed number of live / dead etolología, taxismo, physiology and restoration post irradiation, these data are compared with untreated. material.
Were irradiated until 255 individuals, verifying the LD50 for the second day post irradiation. It is found that immediately after the application of the method, adults lose the ability to move, being initially temporarily until it becomes final. Insects move only certain parts of the body (legs and antennae, mainly). In some specimens are observed in the mouth secretions transparent and light yellow in the anal region (under study), response evidenced in adult insects witnesses of this species.
Keywords: Sitophilus oryzae, ionizing radiation, biological rhythms, ratiodesinfestation and stored grain
Introducción
Los granos almacenados, están expuestos al ataque de diversos depredadores entre los que se encuentran: hongos, artrópodos, aves y roedores, entre otros. Habitualmente el ser humano ha tenido que buscar opciones para poder mantener sus bienes al resguardo de distintos individuos perniciosos.
En este trabajo nos centraremos, en el daño ocasionado por un pequeño insecto coleóptero perteneciente a la familia Curculionidae llamado Sitophilus oryzae. Mide aproximadamente 3 mm de longitud, posee un cuerpo de color castaño rojizo con 4 manchas anaranjadas en sus élitros. Son buenos voladores y tanto las larvas como los adultos son los responsables de los deterioros ocasionados a distintos sustratos como sorgo (Serante, H. y Haro, A. M 1980); trigo, maíz, cebada, fideos, galletas y bizcochos, harina de trigo y fideos (Ramírez Genel, M 1981; Saini, E y Rodríguez, S. 2004; Serante, H y Haro, A. 1980).
Constituyen el lote de plagas primarias que cumplen su ciclo biológico en el interior del material que infestan ( Alves, J 2007), pasando los estados de larva y pupa dentro del mismo (Riudavets, J y Lucas, S 2000).
Ciclo biológico Sitophilus orizae
El daño que estos insectos provocan, no solo radica en el consumo de los granos, sino que las hembras perforan el material para ovipositar (Serante, H y Haro, A. M 1980), quedando los granos inútiles para el consumo, con menor peso, sin poder germinativo (Serante, H y Haro, A. M 1980) y con pérdida de calidad (Lorini, I y Schneider, S 1994). Además el material infestado tiene olor y sabor desagradables que imposibilitan su consumo (Pratchaya et al., 2007) y genera una potente entrada para distintos microorganismos como hongos, bacterias y levaduras que se encuentran en el tracto digestivo de los insectos y en sus deyecciones (Ritacco, M. 1997).
Granos infestados por Sitophilus orizae (izq). Daño extremo (der)
Para poder manejar estas plagas artropódicas, se han empleado desde la antigüedad diversos materiales. Los egipcios lavaban los granos con una solución de carbonato sódico; desde hace un par de décadas se han estado empleando distintos compuestos químicos orgánicos sintéticos como: fosforados, piretroides, bromuro de metilo y entre los biorracionales se encuentran: incienso, feromonas, reguladores de crecimiento y otros (de los Mozos, P. M 1997).
A los insecticidas químicos se los considera eficaces y de bajo costo (de los Mozos, P. M 1997) pero generan resistencia en los insectos por su copiosa e incorrecta utilización (Ritacco, M 1998; Riudavets, J y Lucas, S 2000).
El control biológico se realiza mediante la acción de depredadores, parásitos o patógenos, considerado como un sistema de autoabastecimiento (Mastrangelo T y Walder, J n/d).
Los tratamientos físicos como pulido de granos (Riudavets, J y Lucas, S 2000), radiofrecuencias (Pratchaya et al., 2007), microondas, infrarrojo (Tilton, E. W 1974) y radiaciones ionizantes. Respecto de este método es ventajoso debido a que no deja residuos tóxicos y no genera resistencia
El objetivo del presente trabajo, es evaluar el comportamiento de individuos adultos a los cuales se le aplica una dosis subletal de 2 kGy, evaluando los efectos fisiológicos y etológicos que se producen en el animal, basándose en el comportamiento ultradiano del individuo y poder así ampliar datos anteriormente obtenidos en este laboratorio mediante la utilización de un equipo autoblindado Gammacell 220 (Ritacco, M. 1995 a, 1995 b, 1995 c, 1995 d y 1995 e).
Materiales y métodos
Cría semi-masiva
Los adultos del insecto Sitophilus oryzae, criados en uno de los sustratos anteriormente mencionados (fideos), se mantienen en recipientes de vidrio a temperatura y humedad controlada, oscilando entre 19 y 23º C y 41%, respectivamente.
Para la irradiación de los adultos en esta etapa del trabajo, se emplearon 4 contenedores de vidrio con 50 gr de fideos cada uno y una cantidad de 237 adultos, comparándose el mismo con material biológico testigo en las mismas condiciones ambientales.
El material insectil fue sembrado en los recipientes 1 día antes de proceder a la irradiación de los mismos.
Irradiación
La aplicación de esta técnica la realizamos en la PISI, cuya fuente de irradiación es el 60Co con una actividad del orden de los 750 kCi.
La temperatura del recinto de preirradiación osciló entre 15.4 y 16.1º C. Los contenedores fueron tratados a una dosis de 2 kGy con una tasa de dosis de aproximadamente de 269.08 Gy/ min. El material fue colocado a 35 cm de la fuente y la aplicación fue en el orden de 7.2 minutos.
Una vez finalizado el tratamiento, se determinó nuevamente la
temperatura del material, siendo del orden de los 17º C.
Dosimetría
Para corroborar que el material tratado absorbió de manera homogénea la dosis aplicada, se le colocan ampollas dosimétricas, las cuales constan de una solución de Dicromato de potasio en un medio de ácido perclórico.
Las muestras se miden a 350 nm de longitud de onda, en el Laboratorio de Dosimetría de Altas Dosis.
Análisis del material
Las muestras son examinadas inmediatamente postirradiación empleando una lupa binocular Wild Heerbrugg Switzerland, con un aumento total de 375 X. Los datos obtenidos se vuelcan en planillas ad-hoc.
Tanto el material testigo e irradiado se mantienen en iguales condiciones y se los estudia de la misma manera, para evitar que el estrés sea un factor determinante en las observaciones realizadas.
Resultados y discusiones
El material es revisado durante los 7 días de la semana y 3 veces por día (mañana, tarde y noche), teniendo en cuenta la evolución ultradiana (Morales, P 2010) de los fenómenos comportamentales de los individuos en estudio, observando desplazamiento, recuperación posirradiación, alimentación, disfunciones en el sistema digestivo y capacidad de vuelo. Estos parámetros son comparados con los obtenidos de los ejemplares testigo.
Se considera muerte del material insectil, cuando carecen de capacidad de movimiento con la aparición de signos producidos por la aplicación de radiaciones gamma, como disfunciones gastrointestinales.
Los individuos tratados en la primera observación posirradiación, presentaban un comportamiento motor deficiente en comparación con los testigos. Solo unos pocos individuos lograban caminar, proceso realizado con dificultad y en general, solo se evidencian movimientos de algún sector del cuerpo como patas y antenas.
Con el transcurso de las horas se observó una creciente recuperación de la capacidad motriz en los individuos irradiados, aunque con movimientos erráticos debido a que no pueden articular los apéndices locomotores.
La capacidad de locomoción presentó una mayor recuperación hacia las horas crepusculares en la mayoría de los insectos tratados.
Hacia la primera observación del día 1 posirradiación hubo un decaimiento cuantitativo de la capacidad locomotora.
Durante el segundo día posirradiación, se evidencia una notable disminución de los individuos que se movilizan. Con el transcurso de las horas, se observan en algunos individuos cierta recuperación, pero hacia la noche se aprecia un nuevo decaimiento.
Al tercer día posirradiación, ya no se observa recuperación del material insectil.
Desde el cuarto día del tratamiento, todos los individuos están inmóviles. .
Otra diferencia observada en los coleópteros tratados respecto de los testigos, es la posición de las patas post mortem.
Disfunciones gastrointestinales
Las disfunciones digestivas observadas en los insectos estudiados, debido a la aplicación de radiaciones ionizantes, se encuentra la regurgitación del material alimenticio ingerido y la defecación (Ritacco, M 1997). Este último caso se debe estudiar detenidamente debido a que puede confundirse con una oviposición en situaciones de máximo estrés.
Tiempo de vida
A diferencia de los adultos testigos que tuvieron una sobrevivencia promedio de 46 días, los individuos tratados alcanzaron un DL50 al 2º día posirradiación (75% de las muestras fue durante la mañana y el 25% restante durante la tarde) y un DL 100 al 5º día postirradiación.
Si bien los coleópteros son radiorresistentes, dentro de este amplio Orden, los curculiónidos son los más radiosensibles, efecto que disminuye con el estado de desarrollo del insecto, siendo los adultos más resistentes que los huevos y larvas. Se ha observado en una especie emparentada, Sitophilus granarius, irradiada a 500 Gy ocurre la total mortalidad de adultos jóvenes, pero estos a su vez son más radiorresistentes que adultos de 4 semanas, mientras que a dosis del orden de los 160 Gy, disminuye notablemente el consumo de alimento. Dentro de esta familia, el Sitophilus oryzae es el más radiorresistente (Aldryhim, Y. N y Adam, E. E 1998).
En otros trabajos con S. oryzae, se observó que a dosis
de 250 Gy hay acortamiento en el tiempo de vida en estado adulto y esterilidad
adquirida. Esta reducción del tiempo de vida aumenta a medida que se
incrementa de la dosis, siendo de 2 semanas a 250 Gy y 1 semana a 750 Gy (Ritacco,
M 1988)
Deducciones
Estos datos, que son coincidentes con la bibliografía consultada, indican que la aplicación de bajas dosis de radiaciones ionizantes deterioran la calidad de vida de estos organismos irradiados a 2 kGy y que al cabo de pocos días se aprecia total letalidad de la población estudiada.
Con la complementación del presente y con la realización de otros trabajos, se pretenderá confirmar que esta dosis de radiación gamma es óptima para desinfestar productos dañados por Sitophilus oryzae.
Agradecimientos
Al personal de la Planta de Irradiación (PISI) y al Laboratorio de Dosimetría de Altas Dosis del Centro Atómico Ezeiza.
Bibliografía
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Autor:
Cintia Barrenechea
Miguel Ritacco