El caracol blanco italiano, Theba pisana, se considera una plaga agrícola debido a su capacidad para pasar los meses de verano en las espigas y tallos de los cultivos de cereales (p. ej., trigo, cebada y avena). Como resultado, pueden ser recogidos accidentalmente, lo que obstruye la maquinaria agrícola y contamina la cosecha de cereales. La cosecha puede ser de menor calidad o incluso ser rechazada debido a la infestación de caracoles, lo que supone una carga considerable para los agricultores. La hibernación estival es una respuesta conductual a las altas temperaturas que le permite evitar la desecación, y además es muy resistente a los molusquicidas comunes.
Los caracoles terrestres invasores se están convirtiendo en una amenaza cada vez mayor para las actividades humanas como el comercio y la agricultura debido a su adaptabilidad, rápida reproducción y falta de depredadores naturales en sus nuevos hábitats.
Los caracoles plaga se alimentan de una amplia gama de cultivos, incluidas frutas, verduras y cereales, lo que puede causar pérdidas importantes a los agricultores.
Entre los caracoles terrestres invasores se incluyen el caracol gigante africano ( Achatina fulica ), el caracol lobo rosado ( Euglandina rosea ) y el caracol vagabundo asiático ( Bradybaena similaris ), así como diversos caracoles terrestres mediterráneos. Estos son algunos de los caracoles invasores más destructivos.
Los caracoles terrestres mediterráneos se distribuyen de forma natural por todas las regiones mediterráneas de Europa (por ejemplo, España, Italia, Francia, Egipto) e incluyen el caracol blanco italiano Theba pisana y el caracol vid Cernuella virgata .
El primer registro de T. pisana en Australia se documentó en la década de 1920, inicialmente en Australia del Sur, y desde entonces ha ampliado su área de distribución a Victoria, Tasmania y Australia Occidental.
Los agricultores australianos sufren pérdidas anuales de más de 19 millones de dólares en sus cosechas debido a este caracol. Además, al ser un caracol invasor, el T. pisana actúa como vector de helmintos que causan enfermedades perjudiciales para el ganado y los seres humanos.
En el contexto del cambio climático, la urbanización, la inflación de los precios de los alimentos y el aumento del consumo humano de alimentos, los caracoles plaga se están convirtiendo en uno de los muchos factores que afectan la vulnerabilidad de las comunidades agrícolas. La contaminación de los granos por caracoles mediterráneos representa una grave amenaza para la seguridad alimentaria, por lo que el control de las poblaciones es vital para mitigar los daños mediante la vigilancia y la gestión regulatorias.
Los molusquicidas, pesticidas utilizados para controlar invertebrados dañinos y que a menudo contienen organofosforados, se han empleado desde hace tiempo como agentes para proporcionar un control inmediato y a corto plazo. Sin embargo, los caracoles han desarrollado resistencia a ellos.
Para el tratamiento de áreas se utilizaron principalmente organofosforados, que contienen los ingredientes activos metaldehído y metiocarb.
En los últimos años, estudios sobre la resistencia al clorpirifos han revelado que bivalvos bentónicos como Scapharca inaequivalvis sobreexpresan la enzima acetilcolinesterasa (AChE) en los tejidos de las patas y las branquias, lo que sugiere que un nivel elevado de AChE podría ser consecuencia de la resistencia al pesticida. Esto concuerda con lo que se sabe sobre los insectos, donde la AChE modificada por la resistencia se ha convertido en un factor evolutivo clave en la resistencia a los pesticidas.
Investigadores del Sunshine Coast Institute de Australia han sugerido que el caracol blanco italiano secreta AChE en su moco, que puede actuar como neutralizador de pesticidas.
Mediante transcriptómica específica para tejidos y etapas reproductivas, con el apoyo de la proteómica, se ha informado de la presencia de una familia ampliada de proteínas similares a la AChE que se secretan activamente en el moco de la AChE durante la etapa reproductiva del caracol. Este descubrimiento ayuda a esclarecer los posibles mecanismos de señalización molecular asociados con la resistencia del caracol a los molusquicidas y podría utilizarse para el desarrollo de métodos de control más robustos.
Descubrimos que las proteínas similares a la AChE de T. pisana se distribuyen filogenéticamente en tres clados. Curiosamente, las proteínas AChE de vertebrados incluidas en la filogenia ( Homo sapiens y Danio rerio ) aparecieron en un clado separado de las proteínas similares a la AChE del moco de cuatro cadenas, pero son similares a las nueve proteínas similares a la AChE de T. pisana con una expresión génica neuronal relativamente alta. Especulamos que pueden funcionar como AChE convencionales al promover la degradación de la acetilcolina neuronal. Como se mencionó anteriormente, T. pisana es más activa durante la etapa reproductiva y, por lo tanto, más vulnerable a los pesticidas. Esto puede explicar la mayor necesidad de un mecanismo de defensa para evitar la toxicidad de los residuos de pesticidas. Para que los pesticidas sean funcionales y eficaces, se cree que las moléculas de organofosfato y carbamato deben penetrar con éxito los residuos de aminoácidos que recubren las paredes de las células nerviosas antes de unirse al residuo de serina activo. Estudios in vitro en larvas de lepidópteros han demostrado que los cambios conformacionales en la estructura de la AChE permiten “Los invertebrados expresan más de un gen AChE cuando se exponen a estrés, condiciones nocivas o hipoxia”, explican los investigadores el principio de esta resistencia.
El profesor de genómica funcional Scott Cummins afirmó que su equipo ya está trabajando en cómo aplicar este descubrimiento a los caracoles y establecer un período de tratamiento cuando estos son más susceptibles a los efectos de los molusquicidas. En cuanto al biocontrol, los científicos trabajan con venenos de arácnidos, como el de las tarántulas que se alimentan de caracoles, que los paralizan con su veneno.
En este estudio, se realizó un análisis del moco del rastro en caracoles adultos reproductivamente activos. Los caracoles suelen ser más activos durante la etapa reproductiva, por lo que el moco del rastro fue relativamente fácil de obtener en grandes cantidades. Al dirigirse a la proteína más abundante mediante SDS-PAGE con tinción de Coomassie, se identificaron cuatro proteínas similares a la AChE. El análisis comparativo de RNA-seq reveló que los genes que codifican estas proteínas se expresaban exclusivamente en las glándulas mucosas de los individuos en etapa reproductiva. Nunca se habían detectado proteínas similares a la AChE en el moco de los caracoles terrestres, incluso después de un reciente estudio exhaustivo del caracol de jardín común, Cornu aspersum , una notoria plaga de jardín también conocida por sus tendencias invasivas e infestación de cultivos agrícolas. En este estudio, se detectaron tres tipos de secreción mucosa, relacionados con el blindaje, la adhesión y la lubricación. Los autores enfatizan la naturaleza pionera del trabajo.
En resumen, este estudio proporciona nueva información sobre la composición del moco de los rastros de caracol en una plaga invasora importante, el caracol T. pisana .
En resumen, los científicos descubrieron que el caracol blanco italiano secreta proteínas similares a la AChE en la mucosidad de su rastro durante la fase reproductiva, cuando es más activo y vulnerable a los pesticidas. Con base en un estudio multidisciplinario, demostraron que estas proteínas se producen en la glándula mucosa del caracol y finalmente se distribuyen en la mucosidad del rastro, un probable mecanismo de defensa del caracol contra la exposición directa a organofosforados. Si bien se ha sugerido la acetilcolinesterasa como un mecanismo por el cual los insectos superan los pesticidas, esta es la primera descripción de esta función en un caracol terrestre.
Un estudio futuro interesante sería realizar un análisis bioquímico para estudiar la actividad biológica de las proteínas similares a la AChE presentes en el moco formado en los rastros. Esto ayudará a determinar si la función de las proteínas similares a la AChE en los caracoles terrestres incluye tanto la función neuronal como la capacidad de utilización de organofosforados.
En Theba pisana, la cantidad y la localización de proteínas similares a la AChE difieren en comparación con los vertebrados. También sería interesante identificar diferencias en estos caracoles que nunca (o rara vez) estuvieron expuestos a pesticidas, si se descubren dichas poblaciones. Esto permitiría una mejor comprensión del mecanismo molecular de la variación.
Por último, reconociendo la capacidad de los caracoles para adaptarse y superar las medidas de control mediadas por toxinas, se debería explorar más a fondo el potencial de las feromonas, probablemente también presentes en el moco de los senderos, para contrarrestar las infestaciones de plagas actuales y emergentes causadas por caracoles terrestres.
Fuente: PLOS One, doi.org/10.1371/journal.pone.0323380
