Prevención del estado sanitario de cultivos ecológicos y aplicación de productos. AGAU0108

3. Descripción: biología y morfología

Se puede hacer una diferenciación entre el control macrobiológico con artrópodos, basado en los depredadores y parasitoides, y el control microbiológico, basado en los microorganismos entomopatógenos.

3.1. Macrobiología de los enemigos naturales: depredadores y parasitoides

Los artrópodos son el grupo más abundante y diverso de los animales, presente en todos los tipos de hábitat posibles: terrestre, acuático y aéreo. Son animales con simetría bilateral, es decir, su cuerpo tiene un plano único que lo divide en dos mitades iguales.

Los artrópodos se caracterizan por poseer un esqueleto externo (exoesqueleto) que se compone de un polisacárido (glúcido) llamado quitina, el cual les confiere fuerza y resistencia. Este exoesqueleto se divide en placas separadas y articuladas, lo que permite el movimiento, sin embargo, no crece junto al animal, sino que periódicamente se deshace del antiguo esqueleto para formar uno nuevo, fenómeno conocido como muda o ecdisis. Los artrópodos suelen sufrir varias mudas a lo largo de su vida, conociéndose el periodo de tiempo entre cada una de ellas como estadio. Los artrópodos pasan por diferentes estadios durante su vida, proceso en el cual el animal cambia de aspecto y que se conoce con el nombre de metamorfosis. Uno de los estados se conoce como larva, esta pasa por el estado de pupa o crisálida de la que sale el adulto.

El cuerpo de los artrópodos se divide en tres partes: cabeza, tórax y abdomen. Sin embargo, estas divisiones no son iguales en todos los grupos de artrópodos, ya que, por ejemplo, en algunos grupos la cabeza está fusionada con el tórax, formando un cefalotórax (crustáceos y quelicerados). En los insectos, sin embargo, se pueden apreciar claramente las tres divisiones corporales: cabeza, tórax y abdomen.

El número de patas de los artrópodos, articuladas a modo de palanca, varía según la clase de artrópodo.

La gran mayoría de los artrópodos poseen una sexualidad dioica (es decir, hay individuos machos e individuos hembras). La fecundación es, por lo general, interna, especialmente en las especies terrestres, las cuales tienen unos apéndices modificados para la cópula. Son ovíparos, es decir que “nacen” a partir de un huevo depositado sobre las plantas, en el agua o bajo tierra.

Cuentan con un sistema nervioso sensorial muy desarrollado, lo que facilita movimientos rápidos y precisos. El sistema digestivo es completo, incluyendo órganos bucales adaptados a la masticación o a la succión. El sistema circulatorio es abierto, formado por un conjunto de vasos que descargan el fluido hemolinfático en la cavidad general del animal.

La respiración se lleva a cabo de diferentes formas según la especie, ya sea por branquias, tráqueas, sacos pulmonares o por la superficie del cuerpo.

Por otra parte, los artrópodos se organizan socialmente, siguiendo unos patrones de comportamiento muy avanzados e invariables, de forma que pueden establecer comunicación con las plantas (la planta siempre es el emisor y el artrópodo el receptor), con otros artrópodos de la misma especie y de igual o diferente sexo, y con otros individuos de diferente especie, ya sean artrópodos o pertenecientes a otro taxón.

Los artrópodos se dividen en cuatro grupos (más uno extinguido). En la siguiente tabla se presenta una pequeña clave para clasificar a los artrópodos según el número de patas que posean:

Aplicación práctica

Clasifique los siguientes dibujos en las distintas clases de artrópodos utilizados como organismos beneficiosos para los cultivos agrícolas y explique qué tipo de insectosplaga podría combatir cada uno de ellos.

SOLUCIÓN

1 Hexápodo, Coleóptero: pulgones.

2 Quelicerado, Ácaro: araña roja y varias especies de trips.

3 Hexápodo, Himenóptero: mosca blanca y minadores.

3.2. Microbiología de los enemigos naturales: hongos, bacterias, virus, nematodos y protozoos

Se llama microorganismos a aquellos individuos de un tamaño tal que resulta imprescindible la ayuda de un microscopio para que sus estructuras sean vistas. Los microorganismos existen en todos los espacios de la biosfera; en el suelo, agua, aire, sobre las plantas, sobre los animales, etc.

Estos seres vivos juegan un papel muy importante en la biodiversidad. En la agricultura convencional, estos grupos son vistos como individuos perjudiciales para los cultivos. Sin embargo, en la actualidad grandes cantidades de ciertos microorganismos son reproducidos a nivel internacional, con el fin de combatir a los insectos-plaga en la producción agrícola.

A continuación, se hace una breve descripción de las características biológicas y morfológicas de cada grupo.

Hongos

Los hongos (en latín ‘fungus’) son microorganismos eucarióticos, heterótrofos y quimiotrópicos, aerobios obligados o facultativos, de vida libre, que pueden habitar de forma natural, tanto en medio acuoso y en suelo como en restos orgánicos en descomposición. En la naturaleza existen unas 100.000 especies de hongos, de las cuales unas 200 se consideran potencialmente patógenas para los seres vivos, aunque son muy pocas las que tienen capacidad patogénica primaria.

Los hongos pueden crecer de dos formas distintas: en foma de moho (multicelular) o en forma de levadura (unicelular). En algunos casos, los hongos presentan dimorfismo, de manera que a una temperatura de 37 °C son capaces de crecer como levaduras, mientras que a 25 °C se desarrollan como mohos.

Mohos

Los mohos son microorganismos multicelulares, caracterizados por la formación de tubos cilíndricos y ramificados llamados hifas, con un diámetro entre 2 y 10 μm aproximadamente. Crecen por extensión longitudinalmente desde el extremo de un filamento, formándose una masa de hifas entrelazadas a la que se denomina micelio. A nivel macroscópico, los mohos se desarrollan sobre la superficie de sustratos o medios de cultivo, formando colonias aéreas, con una apariencia algodonosa, vellosa o pulvurulenta y de color variable.

Levaduras

Las levaduras son microorganismos unicelulares, con una forma esférica o de elipse, y diámetro variable entre 3 y 15 μm. A nivel macroscópico las levaduras se desarrollan sobre medios de cultivo sólidos, formando colonias opacas, de apariencia pastosa y color cremoso, aunque algunas especies son característicamente pigmentadas.

Bacterias

Existen casi 100 especies de bacterias entomopatógenas que hacen su efecto naturalmente. Las bacterias son microorganismos unicelulares procariotas. Como característica principal, los organismos procariotas no poseen compartimientos intracelulares delimitados por membranas, a diferencia de los eucariotas, por lo que carecen de membrana nuclear (no tienen el núcleo definido) ni presentan, en general, orgánulos membranosos internos. Las bacterias tienen una pared celular compuesta por el peptidoglicano (a excepción de los Mycoplasmas).

La reproducción se realiza mediante una división simple (forma asexuada). Durante este proceso la célula crece y forma una pared que la divide en dos mitades, hasta que finalmente se desprenden dos células nuevas. Además, en este poceso se lleva a cabo la replicación del ADN, de manera que cada una de las células hijas contiene un duplicado idéntico del genoma de la progenitora.

El tamaño de las bacterias varía, en general, entre 0,5 y 3 μm, aunque algunos tipos pueden llegar hasta 10 μm. En función de la forma, que depende de la rigidez de su pared celular, se distinguen diferentes tipos de bacterias: cocos (foma esférica u ovalada), bacilos (forma cilíndrica o de bastón; recto o curvo) y espirilos (forma espiral).

Los elementos bacterianos se pueden dividir en:

1 Obligados: pared bacteriana, membrana citoplasmática, citoplasma, ribosomas y nucleoide o cromosoma bacteriano.

2 Facultativos: cápsula, flagelos, fimbrias o pili, esporo, glicocalix, plásmidos, transposones.

Virus

Los virus son microorganismos compuestos de dos o tres partes: el material genético, que porta la información hereditaria, y que puede ser ADN o ARN; una cubierta proteica que preserva a estos genes, denominada cápside; y, en algunos, también se encuentra una bicapa lipídica que los rodea cuando están fuera de la célula, llamada envoltura vírica. La estructura simple de los virus condiciona a que para su multiplicación sean completamente dependientes de un huésped, de ahí surge su parasitismo intracelular obligado.

El tamaño de los virus es muy pequeño, de forma que en general no son visibles al microscopio ordinario. Los virus varían en su forma, desde simples helicoides o icosaedros hasta estructuras más complejas.

Nematodos

Los nematodos tienen forma de gusano, de cuerpo alargado, cilíndrico y extremos puntiagudos. Su tamaño es muchas veces microscópico, y otras veces más grande, pero, en general, varían desde 2 hasta 10 mm (las hembras) y de 0,1 a 0,9 mm (los machos). Existe un dimorfismo sexual claro, ligado al tamaño y a la forma.

Su cuerpo dispone de una cutícula proteínica delgada y resistente, que se muda cuatro veces durante el crecimiento, correspondiendo con las fases del desarrollo: cuatro estadios juveniles y una fase de adulto, tal como se representa en la siguiente imagen.

El ciclo de vida de los nematodos tiene una duración de entre 3-4 semanas, desde la fase de huevo hasta la muerte del adulto. Viven generalmente en el suelo tomando las raíces y los tallos subterráneos de las plantas como alimento, aunque las larvas suelen pasar sus primeras fases en el interior de la planta afectada. Los nematodos poseen un mecanismo de protección frente a condiciones ambientales adversas mediante el cual la larva detiene su desarrollo y se enquista hasta que dichas condiciones mejoran. Gracias a este mecanismo los nematodos pueden permanecer en el suelo durante largos periodos si no encuentran un medio adecuado o plantas que parasitar.

Protozoos

La mayoría de los protozoos son organismos unicelulares eucariotas, de tamaño microscópico, que pueden vivir tanto en ambientes acuáticos como terrestres. Se caracterizan por:

1 Tener un núcleo bien diferenciado, que puede ser único o múltiple.

2 Llevar a cabo la locomoción mediante diferentes estructuras: flagelos, pseudópodos o cilios.

3 Producir, la mayoría de ellos, estructuras de supervivencia (como quistes o esporas diferentes a las de los hongos) ante condiciones ambientales desfavorables.

4 Pueden ser de vida libre, o bien, parásitos, comensales o simbiontes.

5 Diferentes tipos de reproducción: sexual, asexual o una combinación de ambos procesos.

4. Directrices a seguir en el control biológico

Para llevar a cabo un sistema de control biológico de plagas y enfermedades en un cultivo agrícola es importante respetar las siguientes directrices:

1 Introducir los organismos beneficiosos justo en el momento adecuado, ya que cuanto antes se introducen los organismos beneficiosos, menor es la cantidad necesaria de los mismos y mejor es el resultado. Incluso existen organismos beneficiosos que se pueden introducir de forma preventiva.

2 Prestar atención a la calidad del material, y para ello debe ser adquirido en un proveedor reconocido que garantice su calidad y cantidad.

3 Respetar la temperatura de almacenamiento indicada, así como la fecha de “consumir preferentemente antes de”.

4 Comenzar el manejo integrado de plagas cuando la incidencia de la infección de la plaga todavía sea leve. Así se podrá restringir el uso de plaguicidas y los enemigos naturales tendrán más posibilidades de establecerse en el cultivo.

5 Conocer el ciclo de vida de los organismos beneficiosos ayudará a crear unas condiciones óptimas (humedad, temperatura, etc.) para su aparición espontánea y establecimiento en el cultivo.

6 Utilizar plantas atrayentes de organismos beneficiosos, en la medida de lo posible, como fuente de depredadores y parásitos. A su vez podrían atraer a insectos-plaga, por lo que se debe llevar un control especial sobe estas plantas.

7 Comprobar que las tareas de recolección y poda, así como la caída de hoja del cultivo, no disminuyan significativamente la densidad de población de los organismos beneficiosos.

8 Asegurarse de que otros organismos beneficiosos no resulten perjudicados por la aplicación de productos naturales, como extractos vegetales y minerales, que contienen sustancias con un efecto controlador y protector frente a plagas y/o enfermedades. Puede que sean menos selectivos de lo que se indica.

Actividades

6. ¿Ha realizado o ha visto realizar alguna técnica de control biológico contra plagas o enfermedades agrícolas? En caso afirmativo, describa su experiencia, si no, efectúe una simulación ficticia exponiendo las etapas, superficie, localización, etc.

5. Resumen

Los principales grupos de organismos empleados en el control biológico de insectos-plaga y enfermedades de los cultivos agrícolas son los depredadores, los parasitoides y los entomopatógenos. La mayoría están especializados y atacan únicamente a una especie concreta o a varias especies afines.

Aunque existe una gran variedad de depredadores de insectos y ácaros en la naturaleza, solo se dispone de unos pocos comercialmente. La mayoría de los depredadores son polífagos, es decir, se alimentan de varias presas. Entre los depredadores más conocidos destacan la mariquita, cuyas larvas y adultos se alimentan principalmente de poblaciones de pulgones, y la crisopa, que es un insecto polífago que se alimenta de una amplia gama de especies.

La mayoría de los parasitoides conocidos son del orden Hymenoptera (avispas) y solo unos pocos son dípteros. Los parasitoides tienen actividad específica, atacando a una sola especie plaga.

Los entomopatógenos son microorganismos (bacterias, virus, hongos, nematodos o protozoos) causantes de enfermedades en los insectos, ocasionándoles la muerte. Su uso en el control biológico de plagas y enfermedades de cultivos está en auge por su eficacia y porque no perjudican al medioambiente ni a la salud. Son conocidos gran cantidad de microorganismos entomopatógenos que se pueden reproducir masivamente para su uso en programas de control biológico. El desarrollo de bioinsecticidas comerciales ha sido posible por la eficacia de las bacterias del género Bacillus cuyos productos suponen más del 90 % del mercado.

En general, la lucha presenta las ventajas de no tener riesgo de toxicidad para plantas o personas, de contaminación al medio, de problemas de residuos ni de plazos de seguridad. Como inconvenientes, aún no existen productos biológicos que controlen a todos los agentes causantes de daños. Además, estos métodos de control dependen generalmente de las condiciones climáticas y de asesoramiento técnico para llevarse a cabo adecuadamente.

Ejercicios de repaso y autoevaluación

1. ¿Qué significan las siglas OCB?

1 Organismos de Control Biológico

2 Organización de Control Biológico

3 Orientación al Control Biológico

4 Oficina de Control Biológico

2. El empleo de organismos vivos que se realiza de forma directa o dirigida para reducir la densidad de una plaga por debajo del umbral económico de daños, se llama:

1 Control químico

2 Control biológico

3 Control remoto

4 Control bioquímico

3. El uso de setos vegetales en el entorno de la parcela agrícola que actúen como refugio de enemigos naturales es una de las actuaciones del:

1 Control biológico inundativo

2 Control biológico inoculativo

3 Control biológico por conservación

4 Todas las opciones son incorrectas

4. La crisopa es un depredador polífago que se alimenta de:

1 Pulgones

2 Cochinillas

3 Ácaros

4 Todas las opciones son correctas.

5. De las siguientes frases indique cuál es verdadera o falsa.

1 Orius laevigatus es un parasitoide.VerdaderoFalso

2 Se habla de parasitoides solitarios cuando varios individuos parasitoides realizan su desarrollo en un único huésped.VerdaderoFalso

3 La levadura es un tipo de hongo multicelular.VerdaderoFalso

6. ¿Qué tipo de organismo son las bacterias del género Bacillus?

1 Depredador

2 Entomopatógeno

3 Parasitoide

4 Todas las opciones son correctas.

7. ¿Cuándo el parasitismo es gregario?

1 Se encuentra un solo parásito atacando a un huésped.

2 Se encuentra uno o varios parásitos atacando a un huésped.

3 La hembra deposita un solo huevo dentro del huésped, donde se desarrolla un solo individuo.

4 La hembra deposita varios huevos dentro del huésped, donde se desarrollan varios individuos.

8. Busque en la siguiente sopa de letras cinco tipos de plagas comunes en los cultivos agrícolas y susceptibles al control biológico:

9. Clasifique los siguientes enemigos naturales de las plagas de los cultivos:

Orius laevigtus, Eretmocerus mundus, Beauveria bassiana, Phitoseiulus permisilis, Encarsia Formosa, Bacillus popilliae, Chrysoperla carnea, Diglyphus isaea, Verticillium lecanii.

10. Enumere las partes en las que se divide el cuerpo de un artrópodo.

Capítulo 2

Productos ecológicos utilizados en sanidad ecológica

1. Introducción

El control y la prevención del estado sanitario en los cultivos ecológicos no admite el uso de productos químicos de síntesis, habituales en la agricultura convencional, con algunas excepciones según se recoge en la normativa vigente que regula a la Agricultura Ecológica. En cambio, es el control biológico el principal método de control de las plagas, enfermedades y hierbas adventicias de los agrosistemas ecológicos, haciendo uso de la fauna auxiliar, la cual debe ser conservada e incluso aumentar su presencia a través de diferentes técnicas, como la suelta de organismos beneficiosos o la aplicación de sus productos derivados. También son usados en Agricultura Ecológica algunos extractos vegetales con ciertas propiedades fungicidas, insecticidas y fitofortificantes que favorecen la resistencia a los agentes causantes de plagas y enfermedades, reduciendo las posibilidades de que los cultivos sean atacados. Por último, la legislación actual en Agricultura Ecológica incluye el uso de algunos productos naturales de origen mineral, como las arcillas.

2. Agentes causantes de daños en los cultivos: plagas, enfermedades y malas hierbas

Los daños ocasionados en los cultivos por la acción de agentes externos pueden ser clasificados en dos categorías, según su origen parasitario o no parasitario:

1 Daños parasitarios: son provocados por la acción de un organismo vivo, ya sea animal, vegetal, hongo, bacteria o virus.

2 Daños no parasitarios: pueden ser debidos a causas fisiológicas, producidos por accidentes meteorológicos (como heladas o granizos), por el exceso o carencia de algún nutriente o simplemente por un inadecuado manejo de las prácticas culturales.

Se trata de una enfermedad cuando los daños ocasionados en el cultivo, ya sean de origen parasitario o no, causan alteraciones en la morfología o fisiología de la planta. Sin embargo, se trata de una plaga cuando un grupo de animales que se alimentan de plantas de cualquier tipo o clase, devoran un cultivo causando pérdidas económicas por encima de un determinado nivel.

Generalmente, las plantas están sanas cuando son capaces de realizar su ciclo biológico completo, llevando a cabo funciones fisiológicas como la división celular, la absorción de nutrientes, la fotosíntesis o la reproducción, de una forma normal. En cambio, una planta se encuentra enferma cuando una o varias de las funciones fisiológicas están alteradas, ya sea por agentes patógenos o por determinadas condiciones ambientales. Los procesos característicos de cada plaga o enfermedad varían de forma considerable según el agente causal y la planta afectada. Además, el tipo de tejido celular atacado es determinante de la función fisiológica vegetal que en concreto haya sido afectada y de las consecuencias generales sobre el cultivo. Así, por ejemplo, un daño en las raíces va a provocar dificultad en la absorción de agua y de nutrientes del suelo con el consecuente reflejo en una reducción de la producción final.

Actividades

1. ¿Cuáles son las consecuencias ecológicas o efectos secundarios de la aplicación de plaguicidas de síntesis?

2. ¿Cuándo se considera que una especie constituye una plaga?

3. ¿Por qué algunos insectos se convierten en una plaga cuando son introducidos en un ambiente exótico para ellos?

4. Defina el concepto de enfermedad vegetal.