Las babosas causan grandes daños a los cultivos de patatas, ya que no sólo se comen las hojas, sino que también excavan en los tubérculos. Sin embargo, tienen formidables enemigos subterráneos: nematodos entomopatógenos que responden a las señales de COV (compuestos orgánicos volátiles) de las patatas en peligro.
Los nematodos parásitos son componentes integrales de los ecosistemas del suelo y proporcionan un control natural de plagas.
Entre ellos, los nematodos entomopatógenos de las familias Heterorhabditidae y Steinernematidae han atraído considerable atención como agentes de control biológico eficaces contra plagas de insectos.
Especies como Steinernema feltiae Filipjev , Steinernema carpocapsae (Weiser), Heterorhabditis bacteriophora Poinar y Phasmarhabditis hermaphrodita (Schneider) están ampliamente integradas en los programas de manejo de plagas debido a su capacidad para infectar y matar plagas agrícolas y al mismo tiempo ofrecer una alternativa ambientalmente sustentable a los pesticidas químicos.
Además del control de insectos, estudios recientes han destacado el potencial de Phasmarhabditis papillosa (Schneider) Andrassy y Oscheius myriophilus (Poinar) para controlar las plagas de moluscos, especialmente las babosas, que representan una grave amenaza para el rendimiento de los cultivos.
Cómo los nematodos entomopatógenos buscan babosas utilizando señales de COV de las patatas
Estos nematodos establecen una relación parasitaria con sus huéspedes babosas entrando a través de aberturas naturales o penetrando la pared corporal. Una vez dentro, invaden tejidos internos como la cavidad del manto, el tracto digestivo o los órganos reproductores, provocando alteraciones de funciones fisiológicas vitales.
Las babosas infectadas generalmente dejan de alimentarse a los pocos días, lo que es un factor importante para reducir el daño a los cultivos antes de que se produzca la mortalidad. La muerte generalmente ocurre dentro de 4 a 21 días, dependiendo de las condiciones ambientales y la carga de nematodos. Los nematodos luego continúan multiplicándose dentro del cadáver del huésped, y luego surgen nuevos juveniles infecciosos que se propagan por el suelo en busca de nuevos huéspedes.
Este ciclo de vida no sólo ayuda a suprimir eficazmente las poblaciones de babosas, sino que también asegura la persistencia de los nematodos en el medio ambiente. La incorporación de estos nematodos en las estrategias de gestión integrada de plagas puede reducir significativamente la dependencia de molusquicidas sintéticos, mejorar la biodiversidad y apoyar prácticas agrícolas sostenibles manteniendo el equilibrio ecológico.
Un aspecto fundamental del comportamiento de búsqueda de alimento y hospedador de los nematodos implica la detección de señales químicas, incluido el dióxido de carbono (CO2) y los compuestos orgánicos volátiles (COV) emitidos por las plantas y los organismos asociados a ellas.
Los COV producidos por las plantas sirven como señales subterráneas críticas que median las interacciones entre plantas, herbívoros y enemigos naturales, influyendo en las estrategias de búsqueda de hospedadores de los nematodos.
En el caso de la papa ( Solanum tuberosum L. ), los tubérculos liberan un conjunto diverso de COV que pueden desempeñar un papel clave en las interacciones tritróficas que involucran babosas y nematodos.
Los tubérculos de papa producen una mezcla compleja de metabolitos secundarios que realizan defensas tanto directas como indirectas, incluidos aldehídos (por ejemplo, decanal, nonanal y octanal), hidrocarburos (por ejemplo, undecano) y compuestos aromáticos o cetónicos (por ejemplo, 1,2,4-trimetilbenceno y 6-metil-5-hepten-2-ona).
Se sabe que algunos de estos compuestos, como el 2-etil-1-hexanol, atraen organismos del suelo y pueden desempeñar un papel clave en la quimiotaxis de los nematodos.
Sorprendentemente, las plantas muestran una especificidad notable en las emisiones de COV en función de la identidad del herbívoro, afinando sus respuestas de defensa para repeler plagas y al mismo tiempo atraer organismos beneficiosos como insectos depredadores y nematodos.
Se ha demostrado que ciertos compuestos como el (E)-β-cariofileno y el 4,5-dimetiltiazol atraen a los nematodos entomopatógenos, mientras que otros como el hexanal y el terpinoleno actúan como repelentes.
La capacidad de los nematodos para responder a estos gradientes químicos resalta aún más la complejidad de las interacciones multitróficas subterráneas.
La prueba de las señales de COV de las patatas revela una respuesta de atracción para los nematodos entomopatógenos
Si los nematodos parásitos de las babosas se sienten atraídos de manera similar por los COV liberados por los tubérculos de papa dañados por los herbívoros, esto sugiere que las plantas atraen indirectamente a los nematodos como parte de su estrategia de defensa.
Aclarar estas interacciones mejorará nuestra comprensión de la dinámica multitrófica subterránea y facilitará el desarrollo de enfoques más sostenibles para el manejo de plagas.
El objetivo del estudio, realizado por científicos del Departamento de Agronomía, Facultad de Ciencias Biotécnicas, Universidad de Ljubljana en Eslovenia, fue ampliar el conocimiento sobre el comportamiento quimiotáctico de los nematodos parásitos de las babosas, en particular P. papillosa , O. myriophilus y O. onirici , en respuesta a los COV emitidos por los tubérculos de papa.
La investigación está orientada a los siguientes objetivos:
- Evaluar las variaciones en las respuestas quimiotácticas entre especies de nematodos en diferentes condiciones de temperatura. Dado que la temperatura influye significativamente en el comportamiento y la eficacia de los nematodos como agentes de control biológico, comprender cómo responden las diferentes especies a las fluctuaciones ambientales ayudará a mejorar su aplicación en diferentes regiones climáticas.
- Investigar los efectos conductuales de COV específicos emitidos por tubérculos de papa sobre nematodos parásitos de babosas. La identificación de compuestos químicos clave que atraen o repelen a los nematodos proporcionará información sobre sus mecanismos de búsqueda de huéspedes y mejorará la eficacia de las estrategias de control biológico de las babosas.
- Determinar si los COV derivados de plantas actúan como señales de defensa indirectas al atraer nematodos parásitos de babosas a sitios dañados por herbívoros. Esto proporcionará información valiosa sobre las interacciones planta-nematodo-herbívoro, ofreciendo una base para integrar los nematodos parásitos de las babosas en programas de manejo sustentable de plagas.
El alcance de esta investigación se extiende más allá de la ecología conductual fundamental de los nematodos con implicaciones directas para las estrategias de manejo integrado de plagas.
Al dilucidar los mecanismos que subyacen a la atracción de los nematodos por los COV derivados de plantas, este estudio tiene como objetivo mejorar los métodos de control biológico y, al mismo tiempo, reducir la dependencia de los molusquicidas sintéticos y promover así la agricultura sostenible.
Para este estudio se utilizaron poblaciones locales de P. papillosa (número de acceso de GenBank MT800511.1), O. myriophilus (número de acceso de GenBank OP684306.1) y O. onirici (número de acceso de GenBank PQ876382), ya que recientemente se confirmó su presencia en Eslovenia.
Los nematodos se cultivaron in vivo utilizando babosas españolas congeladas como sustrato. Después de 10 días de incubación, se extrajeron los nematodos de los cadáveres de las babosas de acuerdo con un protocolo estandarizado adaptado para nematodos entomopatógenos.
Entre los compuestos evaluados, el octanal actuó consistentemente como un atrayente débil, particularmente para O. myriophilus , mientras que el nonanal mostró efectos dependientes de la especie, actuando como un atrayente débil para P. papillosa pero un repelente débil para O. myriophilus .
Estos resultados son consistentes con estudios previos que indican que los aldehídos como el octanal y el nonanal juegan un papel clave en el comportamiento de alimentación de los nematodos. Por el contrario, los hidrocarburos como el undecano y el 1,2,4-trimetilbenceno mostraron efectos repelentes neutros o débiles, en consonancia con su menor volatilidad y su reducida interacción con los receptores sensoriales de los nematodos.
La débil atracción de los nematodos hacia la 6-metil-5-hepten-2-ona sugiere un posible papel de señalización en las interacciones planta-nematodo, lo que respalda la idea de que los COV inducidos por herbívoros facilitan las redes de comunicación química subterránea. Los resultados resaltan la importancia de seguir estudiando la importancia ecológica de estos COV en entornos de suelo naturales.
La temperatura afectó significativamente la quimiotaxis de los nematodos, observándose una atracción débil más fuerte hacia el octanal y el 6-metil-5-hepten-2-ona a 18 °C que a 22 °C. Esta variabilidad dependiente de la temperatura sugiere que la percepción sensorial y la eficiencia de locomoción de los nematodos dependen de las condiciones ambientales, como se informó anteriormente.
Las interacciones observadas entre especies, COV y temperatura resaltan aún más la complejidad de las estrategias de alimentación de los nematodos, lo que respalda la idea de que diferentes especies ocupan diferentes nichos ecológicos. Estos resultados tienen implicaciones prácticas para las aplicaciones de control biológico, ya que las variaciones de temperatura en el campo pueden afectar el reclutamiento y el rendimiento de los nematodos.
La concentración de COV jugó un papel decisivo en la formación de reacciones quimiotácticas.
Concentraciones más altas de octanal y 6-metil-5-hepten-2-ona produjeron una atracción más fuerte, especialmente en O. myriophilus , mientras que concentraciones más bajas (0,03 ppm) resultaron en respuestas neutrales o débiles. Este comportamiento dependiente del umbral es consistente con resultados previos en nematodos entomopatógenos, donde concentraciones más altas de COV aumentaron la atracción y niveles más bajos resultaron en respuestas inconsistentes.
Curiosamente, el 1,2,4-trimetilbenceno mostró una actividad repelente débil a 0,03 ppm, pero fue neutral a nivel de compuesto puro, lo que sugiere que algunos COV pueden desempeñar un papel doble dependiendo de sus gradientes de concentración.
Estos resultados resaltan la necesidad de ajustar las concentraciones de COV para maximizar la atracción y evitar posibles efectos de repulsión en condiciones de campo.
El estudio también apoya la hipótesis de que la susceptibilidad a los COV varía entre los taxones de nematodos y que las especies que parasitan a las babosas ( P. papillosa y Oscheius spp. ) muestran una atracción más fuerte por el octanal que las que parasitan a los insectos.
Esto resalta la necesidad de optimizar las estrategias de control biológico basadas en COV en función de cada especie. Las respuestas diferenciales observadas indican que los enfoques de control biológico basados en COV deben adaptarse a sistemas específicos de nematodos y plagas.
En general, los resultados tienen implicaciones importantes para las estrategias de control biológico dirigidas a las plagas de moluscos. La atracción consistentemente débil de O. myriophilus al octanal y al 6-metil-5-hepten-2-ona sugiere que estos compuestos pueden usarse para mejorar la atracción de los nematodos a las áreas infestadas por plagas, aumentando su eficacia como agentes de control biológico. La integración de estos COV en programas de manejo integrado de plagas puede mejorar el control de las babosas y reducir la dependencia de los molusquicidas químicos. Sin embargo, es necesario abordar varios aspectos antes de su implementación en el terreno.
Son necesarias pruebas de campo para determinar si los COV sintéticos pueden mejorar de manera confiable la atracción de nematodos en condiciones naturales, ya que la variabilidad en el mundo real puede afectar la eficacia. Además, las fluctuaciones de temperatura pueden influir en la actividad de los nematodos, lo que requiere estrategias de implementación adaptativas que tengan en cuenta la dinámica estacional y del suelo.
Basado en un artículo de un grupo de autores (Žiga Laznik, Stanislav Trdan, Mohammad Yonesi), publicado en la revista Agronomy 2025 en el portal www.mdpi.com.
