Julio C. Rojas - Temas selectos en ecología química de insectos

28 CAP 14. APLICACIÓN DE FEROMONAS SEXUALES EN EL MANEJO DE LEPIDÓPTEROS PLAGA DE CULTIVOS AGRÍCOLAS

29 Andrés González, Paula Altesor, Carolina Sellanes y Carmen Rossini Introducción Feromonas sexuales en lepidópteros Feromonas de lepidópteros en el manejo de plagas Conclusiones Referencias

30 CAP 15. ECOLOGÍA QUÍMICA Y MANEJO DE PICUDOS (COLEÓPTERA: CURCULIONIDAE) DE IMPORTANCIA ECONÓMICA

31 Jaime C. Piñero y César Ruíz-Montiel Introducción general Ecología química de picudos Importancia de compuestos volátiles emitidos por plantas hospederas Interacciones sinergistas entre feromonas de agregación y compuestos volátiles de plantas hospederas Compuestos con función defensiva Compuestos repelentes Metodologías Clave Uso de semioquímicos en sistemas MIP Técnicas novedosas con potencial para el monitoreo y control de picudos Conclusiones y direcciones futuras Referencias

32 CAP 16. EL PAPEL DE LOS SEMIOQUÍMICOS EN EL MANEJO DE LAS MOSCAS DE LA FRUTA (DIPTERA: TEPHRITIDAE)

33 Francisco Díaz-Fleischer y Víctor R. Castrejón-Gómez Introducción Localización del hospedero Feromona marcadora de hospedero (FMH) Atrayentes alimenticios Apareamiento: Feromonas sexuales Paraferomonas Uso de semioquímicos en el control de moscas de la fruta Tipos de trampas utilizadas con semioquímicos El estado fisiológico de los insectos, la disponibilidad de recursos y su efecto en la respuesta a los atrayentes Conclusiones y tendencias futuras Agradecimientos Referencias

34 CAP 17. DISRUPCIÓN DE LA COMUNICACIÓN QUÍMICA DE INSECTOS COMO ESTRATEGIA EN UN CONTROL BIORRACIONAL DE PLAGAS

35 Angel Guerrero, Albert Sans y Magí Riba Introducción Caso Thaumetopoea pityocampa Caso Spodoptera littoralis Caso Sesamia nonagrioides Caso Ostrinia nubilalis Caso Cydia pomonella Caso Zeuzera pyrina Conclusiones Agradecimientos Referencias

36 Información acerca de los editores

Prólogo

Todos los organismos requieren alimento para sobrevivir, el que contiene una variedad muy diversa de elementos químicos (carbono, nitrógeno, oxígeno, hidrógeno, azufre, fósforo). Esto significa que todos los organismos requieren de una cierta cantidad de energía, y la única fuente externa de ésta proviene del Sol. Las plantas verdes son las únicas capaces de capturar la energía solar y convertirla en energía química, produciendo glucosa a partir de bióxido de carbono y agua. Esta habilidad autotrófica tiene un precio, la mayoría de los organismos no son autótrofos y necesitan obtener su energía para crecer y desarrollarse, consumiendo a otros organismos, incluyendo a las plantas, las cuales, de hecho, son la fuente directa de energía para una pléyade de organismos: bacterias, hongos, invertebrados, vertebrados, e incluso, plantas heterótrofas (se estima que el 1% de las angiospermas, unas 3000 especies, son parásitas de otras plantas).

Los microorganismos son los seres vivos más numerosos de la biósfera, muchos de ellos dependen de las plantas y pueden ser biótrofos (solo viven dentro de plantas vivas) o necrótrofos (se alimentan de tejido vegetal muerto). Entre los invertebrados, los insectos representan un grupo de herbívoros de enorme importancia. En la actualidad se conocen aproximadamente un millón de especies de insectos, y la estimación del número total es muy difícil. Se calcula que esta cantidad representa aproximadamente un veinte por ciento de la biodiversidad total de insectos, y que existen, como mínimo dos o tres millones, aunque es probable que haya entre cinco y diez millones de especies (Cardé & Millar, 2004). Cerca de la mitad de los insectos conocidos, son herbívoros. Los hay masticadores de los tejidos vegetales, minadores, chupadores de los fluidos, y formadores de agallas, y las adaptaciones que han adquirido a través de la evolución, ha determinado su modo de alimentarse de las plantas, pueden ser especialistas (mono u oligófagos) o generalistas, o bien mutualistas e incluso simbiontes viviendo dentro de los tejidos de su hospedera. Entre los vertebrados, particularmente mamíferos, hay numerosas especies que se alimentan de plantas, la mayoría son polífagos, y un gran número de ellos son frugívoros u omnívoros, aunque encontramos especialistas de ciertas partes de las plantas como los nectaríferos (néctar y polen) y gomíferos (exudados) (Schoonhoven, 2005; Walters, 2011).

El estudio de la co-adaptación entre organismos, abarca diversos niveles, uno de enorme importancia que nos permite entender, a un nivel más profundo, las respuestas adaptativas, es el bioquímico; estas respuestas se basan en la capacidad que tienen los organismos de sobrevivir en un medio condicionado por los productos bioquímicos de otros seres vivos. A medida que se hace más poderosa y sofisticada la tecnología para hacer investigación acerca de las relaciones químicas entre organismos, y de cómo se han adaptado unos a otros a través del tiempo evolutivo, el conocimiento sobre los aspectos ecológicos, químicos, fisiológicos, bioquímicos, celulares, y de comportamiento de los organismos que interactúan entre sí, a través de la intermediación de metabolitos secundarios, contribuye al crecimiento de la estructura y estabilidad de una de las vertientes de investigación íntimamente relacionada con la co-evolución biológica, la ecología química.

La ecología química es una ciencia que surge durante mediados del siglo XX y es, por definición, una ciencia integrativa que, como punto de partida, reconoce que todos los organismos utilizan señales químicas para interactuar entre si. A medida que ha avanzado en su camino, esta ciencia ha permitido el reconocimiento de que la comunicación química, que en cierta forma involucra células u organismos, es uno de los atributos fundamentales de la vida misma.

Como seres humanos, sabemos que, comparados con otros animales, percibimos el mundo, principalmente a través de la visión, el sonido y el tacto, pero tenemos, en general, un sentido del olfato muy poco desarrollado; por ello, no es de sorprender que fallamos en apreciar que importantes son las señales químicas en la vida de otros organismos (Cardé & Millar, 2004).

Los atributos y señales químicas son utilizadas por los insectos de múltiples formas incluyendo el reconocimiento sexual, la organización social, como defensa o ataque, y en la búsqueda y reconocimiento de recursos diversos y, en su caso, de hospederos. La ecología química de insectos busca caracterizar el tipo de metabolitos secundarios que intervienen en las múltiples relaciones que los insectos establecen entre si y con otros organismos, particularmente con las plantas.

Los atributos biológicos y químicos de cualquier especie son, en el más amplio sentido, una manifestación de su historia evolutiva completa y, de hecho, de la historia entera de la vida. Durante la investigación científica nos encontramos con muchos problemas al tratar de explicar, en su totalidad, la evolución de una particular estructura, característica, conducta o adaptación fisiológica, sin embargo, por medio de aquellos parámetros que podemos medir, tratamos de llegar a una explicación razonable y consistente de un fenómeno biológico en términos de su existencia presente, más un mínimo de suposiciones acerca de su historia pasada.

Los objetivos encaminados a descifrar la estructura química y el contenido de la información de las moléculas que intermedian las relaciones químicas entre organismos, así como las consecuencias evolutivas y ecológicas de éstas, han derivado en nuevas e importantes vertientes de investigación. Un buen ejemplo del éxito de los enfoques modernos en la ecología química y la biología molecular es el estudio de las relaciones químicas planta-insecto, insecto-insecto y aquellas que involucran, además de éstos, a varios niveles tróficos. La investigación de todas estas relaciones ha tenido un crecimiento acelerado los últimos años, debido a que los resultados pueden ser aplicados en un tiempo muy corto en los problemas de la agricultura o de la medicina y, por lo tanto, tienen un valor potencialmente muy alto, desde el punto de vista económico y social. Por otro lado, estas investigaciones contribuyen al crecimiento integral de todos los aspectos básicos del proceso de comunicación química y señalización organismo-organismo, desde los microorganismos hasta los humanos, y a los niveles desde el molecular hasta el ecosistémico.