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‘Xylella fastidiosa’, la bacteria que amenaza la agricultura global

08 de julio de 2020

Por Alberto Fereres* y Mar Gulis (CSIC)

En 2013 fue detectada por primera vez en Europa la bacteria Xylella fastidiosa, responsable de una gran variedad de enfermedades que afectan a más de 500 especies de plantas de todo el mundo. El patógeno, para el que no existe cura, obligó entonces a arrancar más de un millón de olivos en la región italiana de Apulia. Sin embargo, esto no evitó su expansión por el litoral mediterráneo ni su llegada a nuestro país, donde ya ha provocado importantes daños en cultivos de las islas Baleares (almendros, viñas, olivos y acebuches) y Alicante (almendros).

Olivo enfermo por ‘Xylella fastidiosa’. / Juan Antonio Navas.

A pesar de que Xylella fastidiosa lleva más de 100 años enfermando, y matando, a las viñas de California, no existe aún un tratamiento efectivo contra ella. Por eso, una de las principales formas de combatirla es eliminar las plantas susceptibles de contagio. En nuestro continente, la Comisión Europea establece actualmente que deben arrancarse todas aquellas plantas susceptibles que se encuentren en un radio de 100 metros alrededor de un ejemplar infectado.

La erradicación de árboles trae consigo cuantiosas pérdidas económicas para el sector agrícola y tiene un impacto muy negativo en el medio ambiente, ya que aumenta el riesgo de erosión y degradación de los suelos. Por tanto, a los daños provocados por Xylella fastidiosa hay que sumar los causados por esta medida.

Cigarrillas, insectos frecuentes pero desconocidos

La bacteria no se propaga por sí sola, sino a través de un grupo de insectos conocidos popularmente como cigarrillas. Aunque son muy comunes en los cultivos y zonas forestales, estos insectos han sido prácticamente unos desconocidos en Europa hasta hace pocos años. Como no habían ocasionado problemas graves, la información disponible sobre su biología, ecología y comportamiento era muy escasa.

Ejemplar de ‘Neophilaenus campestris’, uno de los vectores de ‘X. fastidiosa’. / A. Fereres.

Sin embargo, gracias a la investigación vamos conociendo mejor su papel en la propagación de esta plaga. A día de hoy, sabemos que en nuestro continente solo hay tres especies de cigarrillas con capacidad demostrada de transmitir la bacteria: Philaenus spumarius, Philaenus italosignus y Neophilaenus campestris. Además, recientemente, en el Instituto de Ciencias Agrarias del CSIC hemos observado que esta última puede recorrer una distancia mucho mayor de lo que se pensaba. Los ejemplares de Neophilaenus campestris estudiados fueron capaces de avanzar en 35 días más de 2,4 km en un trayecto realizado desde olivares a pinares limítrofes, una zona que utilizan como refugio durante los meses más cálidos del año.

Esto significa que el área de influencia del vector de propagación de Xylella fastidiosa excede con creces una superficie de 100 metros de radio. Por tanto, resulta arbitrario intentar erradicar la enfermedad eliminando los árboles que se encuentran a esa distancia de un ejemplar infectado. Además, sabemos que no es viable arrancar árboles en áreas tan extensas como las abarcadas por la cigarrilla Neophilaenus campestris. Así pues, para luchar de un modo más eficiente contra la bacteria tendremos que idear otros métodos para controlar los insectos que la propagan.

Es evidente que aún queda mucho por hacer. Sin embargo, los resultados obtenidos por el CSIC pueden servir para cambiar las medidas que tratan de combatir la plaga. Todo apunta a que próximamente la Comisión Europea recortará de 100 a 50 metros el área de erradicación en torno a un árbol infectado y permitirá replantar especies arbóreas en zonas afectadas que lleven dos años libres del patógeno. Con ello disminuirá considerablemente el impacto económico de la medida y se reducirá la superficie afectada en un 75%, lo que aliviará notablemente los riesgos de erosión y degradación del suelo.

* Alberto Fereres dirige el grupo ‘Insectos vectores de patógenos de plantas’ en el Instituto de Ciencias Agrarias del CSIC. El estudio sobre el comportamiento de la cigarrilla Neophilaenus campestris ha sido financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación (AGL2017-89604-R) y es parte de la tesis doctoral de Clara Lago.

Tags: Alberto Fereres, Alicante, almendros, Baleares, California, cigarrillas, Comisión Europea, CSIC, cultivos, cultura científica, divulgación, Instituto de Ciencias Agrarias, Neophilaenus campestris, olivos, patógenos de plantas, plaga, viñas | Almacenado en: Biología
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‘Operación polinizador’: el imprescindible trabajo de los insectos para el futuro de la agricultura

10 de mayo de 2018

Por Alberto Fereres (CSIC) *

Trichodes octopunctatus (Familia Cleridae) / Alberto Fereres

Con la llegada de la primavera, en plena ‘operación polinización’, esta imagen se repite cada año en campos, parques y jardines. Insecto y planta cooperan para obtener un beneficio mutuo, fenómeno que en biología se llama simbiosis. Estas interacciones, de crucial importancia en los ecosistemas naturales y en los agrícolas, se iniciaron hace más de 200 millones de años, en el Jurásico.

Las primeras angiospermas, plantas con flor, dependían del viento para asegurar su reproducción, igual que las gimnospermas, pinos y especies relacionadas. El ovario producía una secreción pegajosa llamada exudado para atrapar los granos de polen que llegaban a él. Este exudado contenía proteínas y azúcares y servía de alimento a los insectos, que empezaron a transportar de manera accidental el polen de una flor a otra. Así comenzó la polinización.

Se ha estimado que este gesto, en apariencia insignificante, representa la nada desdeñable cifra del 9,5% del valor de la producción agrícola dedicada al consumo humano, lo que a nivel europeo supone un total de 5.000 millones de euros al año. Atendiendo a estos datos, no cabe duda de que el servicio ecológico que ofrecen los polinizadores posee una enorme repercusión ambiental, social y económica en nuestro planeta.

La biodiversidad de los insectos que actúan como potenciales polinizadores es muy elevada. El 20% de estos organismos, unas 200.000 especies, visitan las flores. Hay familias de insectos polinizadores importantes entre los coleópteros (escarabajos), dípteros (moscas) y lepidópteros (mariposas) entre otros órdenes, pero los polinizadores por excelencia son los himenópteros: las abejas y abejorros de la superfamilia Apoidea. Son especies en las que el polen se adhiere a sus característicos pelos corporales. Además, pueden disponer de adaptaciones para facilitar su transporte, como las corbículas o cestillos de las patas traseras. En el campo agrícola, las especies que destacan por su importancia son la abeja común Apis mellifera L., los abejorros del género Bombus sp. y otras abejas menos conocidas que son las llamadas abejas solitarias.

Apis mellifera (Familia Apidae) / Alberto Fereres

La abeja común produce miel, jalea real, propóleo, cera, y poliniza un amplio espectro de flora silvestre. Es vital para algunos cultivos como los frutales, ya que asegura la polinización cuando otros insectos están ausentes. Su ‘transferencia de polen’ garantiza una tasa elevada de cuajado de frutos, mayor resistencia a las heladas y mejor calidad en los mismos. Esta especie de abeja común, natural de Europa, Asia y África, incluye 26 subespecies agrupadas en cuatro linajes.

Por su parte, los Bombus o abejorros han supuesto una enorme revolución para el sector de la horticultura, especialmente bajo invernadero. A partir de 1987 se empezaron a usar en la polinización de tomate y otras hortícolas. En la actualidad se emplean en más de 40 países. Se conocen más de 240 especies de abejorros a nivel mundial, y la mitad de ellas viven en la región Paleártica (Europa y Norte de Asia). La especie que más se cría para su uso en agricultura es el Bombus terrestris L., ampliamente distribuida por casi toda la zona Paleártica. En España tenemos una especie endémica de las Islas Canarias, B. canariensis Pérez.

A pesar de su papel imprescindible, la población de polinizadores está en declive en todo el mundo. Entre los factores que han contribuido a esta situación, destacan las técnicas agrícolas de producción intensiva que han conducido a la desaparición de hábitats, lo que ha modificado notablemente la estructura del paisaje y ha llevado a la eliminación de recursos alimenticios y refugios esenciales para este importante grupo de artrópodos beneficiosos.

Para intentar compensar esta disminución, las investigaciones en este ámbito apuestan por el uso de márgenes florales, es decir, plantar setos y vegetación entre las parcelas de cultivo que permitan el incremento de los insectos polinizadores y otros artrópodos, a la vez que consiguen preservar y mejorar la biodiversidad en las zonas agrarias. Además de favorecer la polinización, los márgenes florales suavizan el rigor de los elementos climáticos protegiendo los cultivos contra las heladas y la insolación; mantienen la humedad y funcionan como cortavientos; protegen contra la erosión y también aportan valor paisajístico y cultural.

Entre otras iniciativas, desde el Instituto de Ciencias Agrarias del CSIC hemos desarrollado un protocolo para el establecimiento de márgenes y lindes de especies herbáceas con flores que atraen estos insectos beneficiosos y que están bien adaptados a los suelos y condiciones de cultivo de la zona Centro de la Península Ibérica.

* Alberto Fereres Castiel es investigador del Instituto de Ciencias Agrarias del CSIC. Junto a investigadores/as de la Universidad Politécnica de Madrid y la empresa Syngenta ha trabajado en el proyecto ‘Operación polinizador’.

Tags: abejas, abejorros, agricultura, agricultura sostenible, CSIC, CSIC Divulga, cultura científica, insectos, Instituto de Ciencias Agrarias, márgenes florales, operación polinizador, polinizadores | Almacenado en: Biología, Ciencias de los alimentos
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La mala hierba ¿nace o se hace?

22 de junio de 2017

* Por José Manuel Martín (CSIC)

Pocos grupos de estudio dentro de la ecología y la agricultura son bautizados con un término tan contundente y negativo como las malas hierbas. Cuando hablo del objeto de nuestro trabajo con amigos, no falta la rápida respuesta tirando de refranero: «mala hierba nunca muere». Incluso a veces los más centrados solicitan la pócima mágica que acabe con esas molestas plantitas que invaden su huerto vecinal.

En las definiciones dadas por los expertos, queda claro el carácter subjetivo y antropocéntrico del concepto. La European Weed Research Society (EWRS) en 1986, y después la Sociedad Española de Malherbología (SEMh), definen las malas hierbas como «toda planta o vegetación que interfiere con los objetivos o las necesidades del hombre». Por tanto, además de en huertos y cultivos, colocamos a la mala hierba obstruyendo viales y acequias o malogrando el césped de cualquier instalación deportiva. Las características que definen a estas plantas pioneras son tener más de un ciclo vital por año, órganos subterráneos con los que regenerarse, producciones muy altas de semillas, rápido crecimiento y pronta floración… Del número de ‘habilidades’ que presente depende que nos encontremos ante una planta con alto potencial como mala hierba.

Borago officinalis y Portulaca oleracea. / Sonja Schlosser y Frank Vincentz

De las 250.000 especies vegetales que existen, se calcula que un 3% actúan como malas hierbas. Así, aunque pueda parecer que cualquier especie tiene el potencial de interferir con nuestros intereses, la realidad es que hay características que predisponen a este 3% a manifestar un comportamiento pernicioso. Podríamos traducir más de una veintena de estos atributos fisiológicos en un único rasgo ecológico: la capacidad para colonizar y desarrollarse con éxito en hábitats perturbados. No hay que olvidar que nuestras protagonistas ya estaban aquí mucho antes de que existieran cultivos, caminos, acequias y campos de fútbol. Simplemente hemos puesto a su alcance entornos con una fuerte antropización que favorecen su carácter colonizador.

Así pues, una mala hierba lo es en la medida que afecta al ser humano, sin ser algo intrínseco a la biología de la planta. De hecho, especies catalogadas como malas hierbas y que pueden ocasionar pérdidas en huertos y cultivos, como la borraja (Borago officinalis), son a la vez cultivadas de manera habitual para su consumo. Y vamos más allá. Según el The world’s worst weeds -algo así como la biblia de las especies nocivas para la agricultura-, en el top ten de las malas hierbas, encontramos la verdolaga (Portulaca oleracea), que resulta habitual en las fruterías de Portugal.

El caso más paradójico se da cuando una especie de cultivo ya cosechada, por ejemplo una cebada, se presenta como hierba no deseada en otro cultivo posterior sobre el mismo terreno. Esta situación se designa con el término de ‘ricio’. ¿Podríamos deducir por tanto que la cebada en este caso es una mala hierba? Sí, sin duda.

‘Campo de trigo con cuervos’. / Vincent Van Gogh

Las malas-buenas hierbas

Parece una contradicción intentar resaltar aspectos positivos de algo que se califica como malo en su denominación, por eso nos deberíamos referir a este grupo vegetal con un término sin carga peyorativa: plantas arvenses. Proteger el suelo de la compactación y erosión, servir de hábitat a enemigos naturales de las plagas, favorecer la presencia de polinizadores, ser utilizadas para fines medicinales y alimenticios son algunos de sus beneficios, además de su indudable valor paisajístico y social. ¿Cómo hubiera pintado Van Gogh ‘Campo de trigo con cuervos’ o Monet sus ‘Amapolas’?

Además, la presencia de arvenses contribuye a la biodiversidad y el equilibrio ecológico. Muchas veces ha sido el propio ser humano, en su afán de convertir los campos en factorías intensivas de producción alimentaria, el que ha creado el ‘monstruo’ de la mala hierba, provocando la irrupción de especies de difícil control a causa de la eliminación de especies compañeras que ejercían un control sobre aquellas.

Desde este punto de vista, se ha empezado a tomar conciencia de la necesidad de protección legal sobre las comunidades de arvenses. Gran Bretaña, en su Plan de Acción por la Biodiversidad de 1994, ya establece como uno de sus 46 hábitats prioritarios los Cereal field margin hap, definidos como «franjas de terreno entre los cultivos de cereal y el límite con la campiña, extendiéndose dentro del cultivo en una distancia concreta, manejada para favorecer a las especies objeto de conservación». No todo van a ser osos panda y flores inaccesibles de remotas cumbres en el conservacionismo.

* José Manuel Martín es técnico del departamento de Protección Vegetal del Instituto de Ciencias Agrarias (ICA) del CSIC.

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Así se espía a un pulgón

05 de noviembre de 2014

Por Elisa Garzo González (CSIC)*

Los pulgones, esos insectos que a menudo nos encontramos en los rosales y que a veces aterrizan en nuestro jersey, se consideran una plaga agrícola porque tienen un crecimiento exponencial y actúan como transmisores de virus vegetales. Más de 200 especies de pulgones son capaces de transmitir virus a plantas provocando graves pérdidas económicas en la agricultura a nivel mundial.

Uno de los pulgones utilizados por el grupo de Insectos Vectores de Patógenos de Plantas del CSIC / IVPP, ICA-CSIC

Al posarse en las plantas, estos animales insertan sus estiletes –algo parecido a unas diminutas y flexibles agujas– para así llegar hasta el floema del vegetal, un tejido que transporta nutrientes, especialmente azúcares, y del cual el pulgón obtendrá el alimento. Pero, ¿qué ocurre en ese recorrido? Para averiguarlo se utiliza la técnica Electrical Penetration Graph (EPG), que nos permite ‘espiar’ a nuestro objetivo. En concreto, la EPG sirve para monitorizar el comportamiento alimenticio de insectos con un aparato bucal del tipo picador-chupador (pulgones, moscas blancas, trips, psílidos y cicadélidos).

Esta técnica se utiliza en diferentes tipos de investigación. Por ejemplo, para estudiar el comportamiento alimenticio del insecto en plantas susceptibles y resistentes y así localizar en qué tejido vegetal se encuentra la resistencia. Pero también para evaluar la eficacia de insecticidas, explicar cómo se produce la transmisión de virus vegetales a través de estos insectos vectores, o ver si el virus es capaz de manipular el comportamiento del insecto en su propio beneficio. También es útil para averiguar cómo afectan al insecto los volátiles (sustancias químicas atrayentes o repelentes) emitidos por una planta y, en estudios de histología vegetal, observando con microscopía electrónica la reacción de la planta frente al insecto.

Veamos cómo funciona. La técnica consiste en un circuito eléctrico de corriente continua que incluye el pulgón y la planta. En la parte dorsal del cuerpo del pulgón se pega con pintura de plata un filamento de oro de 18,5 micras de diámetro que a su vez está pegado a un electrodo de cobre. En la planta colocamos otro electrodo, de modo que cuando el insecto inserta sus estiletes se cierra el circuito eléctrico y se envía una señal a un amplificador.

Instrumental para ‘espiar’ pulgones / IVPP, ICA-CSIC

La señal eléctrica se transforma en ceros y unos (es decir, en código informático) mediante una tarjeta de adquisición de datos con la que podremos ver la actividad del pulgón en el monitor de un ordenador. Gracias a las diferentes ondas registradas es fácil rastrear los estiletes y, por tanto, las actividades que el pulgón realiza. Así sabremos si está haciendo pequeñas catas del interior celular, bebiendo agua en el xilema –tejido vegetal que transporta agua, sales minerales y otros nutrientes desde la raíz hasta las hojas–, o simplemente moviendo los estiletes entre las células.

Por fin el pulgón llega a su objetivo final, el floema de la planta del cual se alimenta, y comienza a salivar (onda E1) durante un periodo muy corto de tiempo. A continuación empieza una ingestión continuada (onda E2) de la savia floemática que puede durar horas.

Como veis, ‘espiar’ a estos insectos con EPG nos proporciona información de gran interés. Por eso el grupo de Insectos Vectores de Patógenos de Plantas (IVPP), dirigido por Alberto Fereres en el Instituto de Ciencias Agrarias del CSIC, dedica parte de su tiempo a esta actividad. En España, la técnica EPG está disponible exclusivamente en dicho grupo, considerado un referente a nivel internacional.

*Elisa Garzo González colabora con el grupo de IVPP y es especialista en la técnica EPG. También es responsable de la Unidad de Servicio de Ambientes Controlados y de Divulgación del Instituto de Ciencias Agrarias del CSIC.

Tags: CSIC, cultura científica, Electrical Penetration Graph, Elisa Garzo, Instituto de Ciencias Agrarias, pulgón, virus vegetales | Almacenado en: Biología, Tecnologías
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