Artrópodos y Salud Septiembre-Diciembre, 2014. Vol. I No. 2

Feromonas

FEROMONAS Alejandro Gaitán Burns y Samanta L. Del Río G. Universidad Autónoma de Nuevo León. Facultad de Ciencias Biológicas. Lab. De Entomología Médica. San Nicolás de los Garza, Nuevo León Resumen Las feromonas son cada vez más eficientes y no afectan adversamente a enemigos naturales, pueden provocar a largo plazo reducción en las poblaciones de insectos que no se han podido disminuir con insecticidas convencionales. Un clima cambiante con temperaturas estacionales más altas y precipitaciones alteradas hace que el control de insectos nativos e invasivos sea un desafío cada vez más urgente. La intensificación del uso de insecticidas no proporcionará una solución, pero las feromonas y otros semioquímicos se pueden implementar para el desarrollo sostenible y así mejorar la seguridad alimentaria para una población creciente. Aquí, revisaremos lo más importante y generalizado de las feromonas para sus aplicaciones prácticas en el manejo de plagas.

Introducción Los semioquímicos (del griego semeon, una señal) son productos químicos que sirven de intermediarios en las interacciones entre organismos6. Están subdivididos en aleloquímicos y feromonas dependiendo de si las interacciones son interespecíficas o intraespecíficas, respectivamente. Las feromonas

son, por tanto, substancias químicas producidas y segregadas al exterior por un individuo, y percibidas olfativamente por otros individuos de su misma especie, en los cuales produce un cambio en el comportamiento o en su proceso de desarrollo10. Las feromonas se clasifican según la función que realizan o el comportamiento que desencadenan: sexuales, de alarma, de agregación, de marcado, etc., siendo las 11

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feromonas sexuales las más utilizadas en el control de plagas7. Varían enormemente entre las especies y a pesar de que son una forma casi omnipresente de la comunicación, la comprensión de cómo ha surgido esta diversidad y los procesos que impulsan la evolución de las feromonas, es menos desarrollada que la de las señales visuales y auditivas10. Cientos de feromonas y otros semioquímicos se han descubierto y se utilizan para controlar la presencia y abundancia de los insectos14.

procesionaria pityocampa.

pino

Thaumetopoea

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Regulación de castas. Se dan en insectos sociales, aunque sólo las produce la reina de la colonia. Son típicas de las termitas, en las que la reina produce una serie de sustancias que se distribuyen por la colonia, entre los individuos, mediante la saliva. Según la feromona ingerida se produce una serie de cambios (aunque también intervienen otros factores) en los individuos que las ingieren, dando lugar a diferencias en su desarrollo que originan las castas: obreros, soldados, reproductores secundarios. Se pueden considerar también como feromonas morfogénicas.

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Agregación. Son un tipo de feromonas que inducen la formación de grandes agregados, temporales o persistentes. Se da en las abejas cuando forman los enjambres, en los Coleópteros escolítidos cuando buscan un lugar para aparearse y alimentarse, en algunas especies de Coleópteros coccinélidos cuando van a invernar, o en la cucarachas.

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Alarma. Es un conjunto de sustancias que producen algunos insectos que viven en comunidades, para avisar a sus congéneres de algún peligro. Estas feromonas hacen que los insectos que las perciban corran o vuelen más activamente, muestren un comportamiento agresivo, o traten de huir. Se ha encontrado en muchas hormigas, pulgones, abejas y algunas termitas.

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Morfogénicas. Son feromonas que afectan al desarrollo de los individuos que las ingieren, especialmente en el desarrollo sexual. En la langosta (Schistocerca gregaria) los machos maduros producen una sustancia que promueve

Semioquímicos: Feromonas Muchos de los comportamientos de los insectos se basan en el sentido del olfato, siendo los semioquímicos especialmente importantes en diferentes situaciones como la alimentación, reproducción, oviposición, peligro, explotación de algún recurso, reconocimiento, etc.11,15 En los años 50’s cuando las feromonas fueron reconocidas por primera vez, se definieron como las sustancias que son secretadas al exterior por un individuo y recibidas por un segundo individuo de la misma especie en la que se generan una reacción específica7. El término se deriva de la palabra griega pherein que significa llevar o transportar y de horman que significa excitar4. Son detectables en cantidades extremadamente pequeñas y son producidas por glándulas exócrinas que son modificaciones de células epidermales8.

del

Tipos Existe un tipo de feromona específico para diferentes actividades que realizan los insectos. Los insectos no producen todos los tipos de feromonas que aquí se indican, depende del grado de complejidad que alcance en su relación con otros individuos de su especie. Los tipos más importantes de feromonas son6,8: 

Marcadores de pista. Son sustancias que dejan marcas olorosas para indicar el camino de vuelta a la colonia, cuando los “exploradores” tienen éxito en su búsqueda de alimento. Son típicas de insectos sociales, como hormigas y algunas termitas. También se han descrito en la

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la maduración sexual de otros machos. En la abeja de la miel (Apis mellifera) la reina produce otra feromona (la llamada sustancia de la reina) en una glándulas que posee en las mandíbulas, que inhibe el desarrollo de los ovarios de las obreras, y que también tiene efecto sobre su comportamiento, evitando que construyan celdas reales y críen nuevas reinas. 

Sexuales. Son las feromonas más investigadas actualmente. Las más conocidas son las producidas por Lepidópteros, especialmente en aquellas especies que pueden ser plagas agrícolas, aunque se conocen en otros muchos órdenes de insectos (Dípteros, Homópteros, etc.). En los Lepidópteros las feromonas sexuales son producidas fundamentalmente por las hembras en unas glándulas que poseen en el abdomen, con el fin de atraer a los machos hacia ellas, y facilitar así el encuentro y apareamiento. Muchas de estas feromonas se han identificado químicamente y se sintetizan compuestos análogos en laboratorio, estando disponibles en el mercado para aplicación en el control de especies plaga.

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Antiafrodisiacas. Usadas por los machos para marcar a la hembra apareada, ayudando a garantizar su “paternidad”.

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Epideícticas. Son colocadas sobre algún recurso como una fruta, un huevo parasitado, para indicar que ya ha sido explotada, reduciendo la competencia de la progenie.

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Antiagregación. Emitida cuando un recurso está en riesgo de ser sobre-explotado, beneficia a los emisores y a los receptores, porque reduce la competencia interespecífica. Los machos (de Lepidópteros y de otros muchos insectos) también producen sus feromonas sexuales, que actúan cuando están cerca de la hembra, induciéndola al acoplamiento. Uso de las feromonas en Manejo Integral de Plagas (MIP) Un importante elemento en el enfoque del MIP es la explotación de químicos que modifican el comportamiento, usualmente en forma de productos naturales, en particular las feromonas12, las cuales son usadas en la

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agricultura, la horticultura, la silvicultura, los productos almacenados y en insectos vectores de enfermedades3,14. El uso de feromonas en el control de plagas puede realizarse por diferentes vías: Detección y Monitoreo. El principal uso de las feromonas sexuales de insectos es atraer insectos a trampas para detección y determinación de su distribución temporal. En la mayoría de los casos, son los machos los que responden a feromonas sexuales producidas por las hembras. Entonces, se diseñan trampas atrayentes que reproducen de manera muy cercana la proporción de componentes químicos. Idealmente, una trampa atrayente debería disipar uniformemente su contenido de feromonas a través del tiempo y en el proceso, no retenerlas o degradarlas en forma permanente13. A través de los años se han probado muchos diseños de cebos, pero los de uso común hoy son: fibras huecas de plástico de polivinilo (emiten por ambos extremos), fibras huecas selladas y bolsas (emiten por las paredes) y flecos de plástico laminado (emiten por las paredes y bordes expuestos). Para que la trampa sea efectiva para el monitoreo de poblaciones de insectos, el diseño también es crítico.

Las trampas varían en diseño y tamaño dependiendo del comportamiento de los insectos objetivo1. Para las evaluaciones de poblaciones, umbrales de aspersión y comparaciones de unos años con otros, son esenciales protocolos de captura consistentes1. La información de las capturas de las trampas puede ser muy útil para la toma de decisiones de aplicación de insecticidas y otras medidas de control. Por ejemplo, las capturas en trampas pueden indicar una pérdida del efecto de la feromona sobre la 13

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alteración del apareamiento y la necesidad de aplicar de nuevo el tratamiento de la feromona. El monitoreo cuidadoso y la experiencia para interpretar los datos recolectados son importantes para el éxito. Las trampas también se pueden colocar con el objetivo de destruir los machos para control de la población12. Alteración del Apareamiento. Con la disponibilidad comercial de feromonas sexuales de insectos para varias plagas agrícolas en los años 1970, los científicos y empresarios pusieron su atención en la alteración del apareamiento como un enfoque "bioracional" para el control de insectos1. En teoría, la alteración del apareamiento se puede lograr de dos maneras principales: seguir rastros falsos o confusión11. El seguimiento de rastros falsos resulta de colocar muchos más puntos de fuentes de feromonas (fibras huecas, escamas u otros puntos como fuentes) por hectárea de los números anticipados de hembras en el cultivo. Las probabilidades de que los machos encuentren hembras al final del rastro de feromona debe reducirse mucho. La emisión de feromonas es relativamente baja en cada punto, de modo que el rastro se crea viento abajo y no se pierde en un fondo de feromonas liberadas2. Se cree que los machos que siguen estas pistas gastan sus energías de apareamiento en persecución de las fuentes de feromonas artificiales5. Respecto a la confusión de los machos, se cree que ésta es el resultado de que la feromona en el ambiente está en concentraciones suficientes para ocultar los rastros de las hembras que llaman a los machos (grandes dosis de fuentes difusas tales como microcápsulas o dosis mayores de feromona en dispensadores de fuentes puntuales tales como cordones de polietileno); el resultado neto de la confusión es que el macho no se puede orientar hacia ninguna fuente de feromona y seguir el rastro de una pareja viento arriba9.

Cebos tóxicos. Los cebos tóxicos son mezclas de una sustancia atrayente con un insecticida. Los cebos generalmente están orientados a controlar insectos adultos por que la movilidad de los individuos es fundamental para la eficiencia del cebo. En algunos pocos casos se usan cebos contra larvas como en el control de larvas de noctuidos. La gran ventaja del cebo tóxico es que el efecto insecticida se restringe a la especie dañina que es atraída por el cebo. De esta manera se confiere especificidad al tratamiento evitando dañar a los insectos benéficos. Al mismo tiempo se ahorra insecticida porque la aplicación es localizada. En general, el tratamiento tiende a ser más económico y selectivo12.

Conclusiones La feromonas como método de control de insectos es posible gracias a sus principales ventajas: altamente específicas, no tóxicas en su gran mayoría y activas en cantidades mínimas. Otras ventajas son que reducen las poblaciones a largo plazo, tienen mayor potencia a menor densidad de insectos, no inducen plagas 14

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secundarias y permiten la recuperación de insectos benéficos. También son efectivas en insectos difíciles de controlar con insecticidas tradicionales. Sus desventajas consisten en su elevado precio y su efecto es bastante retardado en comparación de los insecticidas mayormente utilizados. Literatura citada 1. ARN, H. 1990. Pheromones: prophecies, economics, and the ground swell, pp. 717– 722, in R. L. Ridgway, R. M. Silverstein, M. N. Inscoe (eds.). Behavior-modifying Chemicals for Insect Management: Applications of Pheromones and Other Attractants. Marcel Dekker, New York. 2. ARN, H. and LOUIS, F. 1996. Mating disruption in European vineyards, pp. 377– 382. In R.T. Cardé and A.K. Minks (eds.). Pheromone research new directions. Chapman and Hall, New York. 3. Brechelt, A. 2008. Manejo Ecológico de Plagas y Enfermedades. Fundación Agricultura y Medio Ambiente. Santo Domingo, República Dominicana. 4. Cardé, R. T. y J.G. Millar. 2009. Pheromones. In: Encyclopedia of Insects. Resh, V.H. y R.T. Cardé, editors. 2nd edition. Elsevier. 766-770. 5. Cardé, R. T. and Minks, A. K. 1995. Control of moth pests by mating disruption: successes and constraints. Annu. Rev. Entomol. 40: 559-585. 6. Chapman, R.F., Simpson, S.J., Douglas, A.E. 2013. The insects: structure and function. 5th edition. Cambridge university

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