A medida que la demanda mundial de alimentos continúa aumentando, el control eficaz de plagas sigue siendo uno de los desafíos más urgentes de la agricultura.
por la Universidad de Ciencias de Tokio
A nivel mundial, los agricultores aplican casi 4 millones de toneladas de pesticidas químicos al año para proteger sus cultivos, lo que representa una industria de 60 000 millones de dólares.
Si bien estos compuestos han aumentado significativamente la productividad agrícola , su uso generalizado ha generado preocupaciones respecto del impacto ambiental, los riesgos para la salud y la sostenibilidad a largo plazo de la agricultura moderna.
La araña roja de dos manchas, Tetranychus urticae, ejemplifica las limitaciones del manejo convencional de plagas con pesticidas en la agricultura y la horticultura. Estos arácnidos microscópicos infestan una amplia gama de cultivos y árboles frutales y pueden reproducirse con extrema rapidez.
Más importante aún, a diferencia de muchas otras plagas, desarrollan rápidamente resistencia a los pesticidas químicos, lo que dificulta cada vez más los esfuerzos de control. Ante el aumento de la resistencia a los pesticidas, los agricultores de todo el mundo buscan con urgencia estrategias alternativas y sostenibles de control de plagas.
Un equipo de investigación dirigido por el profesor Gen-ichiro Arimura del Departamento de Ciencias Biológicas y Tecnología, Facultad de Ingeniería Avanzada, Universidad de Ciencias de Tokio, Japón, examinó de cerca la fina interacción molecular que ocurre entre los ácaros T. urticae y sus plantas hospedantes.
Su estudio se publicó en línea en The Plant Journal . El equipo se centró en sustancias específicas llamadas elicitores, secretadas por T. urticae, y examinó sus efectos biológicos en diversos cultivos.
«Un elicitor es una molécula que poseen las plantas o plagas y que puede potenciar su respuesta de defensa», explica el profesor Arimura.
En nuestra investigación anterior, identificamos dos tetraninas, denominadas Tet1 y Tet2, como elicitores en las glándulas salivales de la araña roja; estas sustancias inducen respuestas de defensa en el frijol común y otros cultivos de importancia comercial.
El equipo de investigación investigó los efectos de 18 proteínas adicionales de las glándulas salivales en la resistencia de las hojas de frijol común a T. urticae. Según este análisis inicial, identificaron dos nuevas tetraninas (Tet3 y Tet4) que parecen reducir la reproducción de la araña roja en las plantas.
Después de una serie de experimentos que involucraron ingeniería genética y métodos moleculares y bioquímicos avanzados, el equipo descubrió los roles de Tet3 y Tet4 en las complejas interacciones entre T. urticae y sus plantas hospedantes .
Curiosamente, descubrieron que la expresión de Tet3 y Tet4 varía considerablemente según la planta de la que se alimentan los ácaros. Los ácaros que se alimentan de judías comunes, su hospedador preferido, presentaron niveles significativamente más altos de expresión de Tet3 y Tet4 que los de pepinos, una opción menos preferida.
Cabe destacar que las plantas expuestas a ácaros con mayor expresión de Tet3 y Tet4 mostraron respuestas de defensa más fuertes, incluyendo un mayor flujo de iones de calcio, una mayor generación de especies reactivas de oxígeno y una mayor expresión de un gen defensivo llamado PR1. La aplicación individual de Tet3 y Tet4 a las plantas tuvo diferentes efectos en sus respuestas de defensa, lo que pone de relieve la especificidad de la función de cada elicitor.
«En conjunto, nuestros hallazgos muestran que estas tetraninas responden a señales variables del huésped que podrían optimizar la aptitud herbívora al alterar la respuesta antiácaros de la planta huésped», señala el profesor Arimura.
Las implicaciones de estos hallazgos son dobles. En primer lugar, comprender los mecanismos moleculares que subyacen a las interacciones entre organismos conduce a una mejor comprensión de la evolución, los ecosistemas y la biodiversidad. Elicitores como las tetraninas actúan como eslabones cruciales en estos sistemas complejos, lo que hace que su estudio detallado sea esencial para descubrir conocimientos biológicos más amplios.
Desde una perspectiva agrícola, las tetraninas y otros elicitores similares ofrecen potencial para mejorar los cultivos, ya que el conocimiento del sistema de detección de elicitores puede ayudar a desarrollar cultivos más sensibles y resilientes.
«Los elicitores pueden ser útiles como bioestimulantes que pueden aumentar la resistencia potencial de las plantas a las plagas», destaca el profesor Arimura.
El desarrollo de estas técnicas de agricultura orgánica es sumamente significativo en el mundo actual, dado que el impacto ambiental y ecológico del uso intensivo de pesticidas se agrava. Se espera que la identificación de los elicitores secretados por las plagas y el esclarecimiento de sus funciones conduzca a medidas sin precedentes contra los ácaros .
Más información: Yukiko Endo et al., Las tetraninas de la araña roja generan diferentes respuestas de defensa en diferentes hábitats hospedantes, The Plant Journal (2025). DOI: 10.1111/tpj.70046
