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Los escarabajos que se orinan hasta morir podrían ser el control de plagas del mañana

escarabajo de roble
Crédito: CC0 Public Domain

Hasta el 25 por ciento de la producción mundial de alimentos se pierde anualmente debido a los insectos, principalmente los escarabajos. 


por la Universidad de Copenhague

Durante los últimos 500 millones de años, los escarabajos se han propagado y adaptado con éxito a la vida en todo el mundo y ahora representan una de cada cinco especies animales en la Tierra. Sin embargo, desde el antiguo Egipto, estos pequeños bichos duros han invadido los graneros y nos han fastidiado a los humanos al destruir nuestras cosechas.

Como resultado, la producción de alimentos y el uso abundante de pesticidas ahora van de la mano. Una gran parte de estos plaguicidas daña la biodiversidad, el medio ambiente y la salud humana. A medida que se eliminan gradualmente varios pesticidas, se requieren nuevas soluciones para atacar y erradicar las plagas sin dañar a los seres humanos ni a los insectos beneficiosos como las abejas.

Esto es precisamente en lo que están trabajando los investigadores del Departamento de Biología de la Universidad de Copenhague. Como parte de un esfuerzo más amplio para desarrollar métodos más «ecológicos» para combatir insectos dañinos en un futuro cercano, los investigadores han descubierto qué hormonas regulan la formación de orina en los riñones de los escarabajos.

«Saber qué hormonas regulan la formación de la orina abre el desarrollo de compuestos similares a las hormonas de los escarabajos que, por ejemplo, pueden hacer que los escarabajos formen tanta orina que mueran por deshidratación», explica el profesor asociado Kenneth Veland Halberg del Departamento de Salud de la Universidad de Copenhague. Biología. Él añade:

«Si bien puede parecer un poco cruel, no hay nada nuevo en nosotros tratando de vencer las plagas que destruyen la producción de alimentos. Simplemente estamos tratando de hacerlo de una manera más inteligente y dirigida que tenga más en cuenta el entorno circundante que los pesticidas tradicionales. «

Los antiguos egipcios debilitaron el equilibrio hídrico de los escarabajos utilizando piedras

El nuevo estudio, así como un estudio anterior, también realizado por Kenneth Veland Halberg, demuestra que los escarabajos resuelven la tarea de regular su equilibrio de agua y sal de una manera fundamentalmente diferente a otros insectos. Esta diferencia en la biología de los insectos es un detalle importante cuando se busca combatir determinadas especies dejando en paz a sus vecinos.

«Los insecticidas de hoy en día entran y paralizan el sistema nervioso de un insecto. El problema con este enfoque es que los sistemas nerviosos de los insectos son bastante similares en todas las especies. El uso de estos insecticidas conduce a la muerte de abejas y otros insectos de campo beneficiosos y daña a otros organismos vivos». explica Kenneth Veland Halberg.

La centralidad para la supervivencia del balance hídrico cuidadosamente controlado de los escarabajos no es ningún secreto. De hecho, los antiguos egipcios ya sabían mezclar guijarros en los almacenes de cereales para combatir estas plagas. Las piedras rasparon la capa exterior cerosa de los exoesqueletos de los escarabajos, que sirve para minimizar la evaporación del líquido.

«No importa que de vez en cuando rompieran un diente en los guijarros, los egipcios pudieron ver que los rasguños mataron a algunos de los escarabajos debido a la pérdida de líquido causada por el daño a la capa cerosa. Sin embargo, carecían del conocimiento fisiológico que tenemos ahora, «dice Kenneth Veland Halberg.

Cien mil millones de dólares en pesticidas utilizados en todo el mundo

Los pesticidas han reemplazado a los guijarros. Y su uso global ahora está valorado en aproximadamente 100 mil millones de dólares anuales. Pero a medida que las reglas para el uso de pesticidas se vuelven más estrictas, los agricultores tienen menos opciones para combatir las plagas. 

«El incentivo para desarrollar compuestos que se dirijan a las plagas y las erradiquen es enorme. La producción de alimentos depende críticamente de los pesticidas. Solo en Europa, se estima que la producción de alimentos disminuiría en un 50 por ciento sin el uso de pesticidas. Con un solo producto más específico en mercado, casi de inmediato se obtendrían inmensas ganancias tanto para la vida silvestre como para los humanos «, afirma Kenneth Veland Halberg.

Pero el desarrollo de nuevos compuestos para combatir los escarabajos requiere, entre otras cosas, que los químicos diseñen una nueva molécula que se parezca a las hormonas de los escarabajos. Al mismo tiempo, este compuesto debe poder entrar en los escarabajos, ya sea a través de sus exoesqueletos o alimentándose de él.

«Comprender la formación de la orina en los escarabajos es un paso importante en el desarrollo de controles de plagas más específicos y respetuosos con el medio ambiente para el futuro. Ahora estamos en el proceso de involucrar a especialistas en química de proteínas que pueden ayudarnos a diseñar una hormona artificial para insectos. bastante trabajo por delante antes de que cualquier nueva forma de control de plagas vea la luz del día «, concluye el profesor asociado Kenneth Veland Halberg.

El estudio demuestra que los escarabajos regulan su función renal de una manera fundamentalmente diferente a todos los demás insectos. Estas diferencias pueden potencialmente aprovecharse para alterar fatalmente el equilibrio de fluidos de los escarabajos sin afectar a otros insectos.

Los datos de la investigación informan que esta función renal única evolucionó hace unos 240 millones de años, y que el mecanismo ha jugado un papel importante en el extraordinario triunfo evolutivo de los escarabajos.

Aproximadamente una de cada cinco especies animales conocidas en la Tierra es un escarabajo. Si bien se han descrito 400.000 especies, se cree que hay más de un millón de especies de escarabajos en total.

Los investigadores utilizaron el escarabajo rojo de la harina ( Tribolium castaneum ) como especie de prueba para el estudio porque tiene un genoma bien secuenciado que permite el despliegue de un amplio espectro de herramientas de biología genética y molecular.

Los investigadores consiguieron que el escarabajo orinara inyectando una hormona que los científicos ahora saben que regula la formación de orina en los escarabajos.

Los gorgojos del trigo, los escarabajos confusos de la harina, los escarabajos de la patata de Colorado y otros tipos de escarabajos e insectos llegan hasta el 25 por ciento del suministro mundial de alimentos cada año.

El problema es especialmente evidente en los países en desarrollo, donde el acceso a un control efectivo de plagas es limitado o inexistente.

El proyecto se llevó a cabo en colaboración con investigadores de la Universidad de Edimburgo, Escocia y la Universidad McMaster, Canadá.

El estudio acaba de ser publicado en la revista científica PNAS .



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