CONTROL MICROBIOLÓGICO DE INSECTOS
PREPARADO POR:
HERNANDO DARÍO SUÁREZ GOMEZ
INGENIERO AGRÓNOMO MSc ENTOMÓLOGO
Valledupar
2012
UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR
CIENCIAS DE LA SALUD MICROBIOLOGIA
ENTOMOLOGIA
CONTENIDO
I. CONTROL MICROBIOLÓGICO DE INSECTOS 6
INTRODUCCIÓN 6
1.1 HISTORIA DE LA PATOLOGÍA DE INSECTOS 7
1.2 DESARROLLO DEL CONTROL MICROBIOLÓGICO EN COLOMBIA 8
1.2.1 HONGOS 8
1.2.2 BACTERIAS 8
1.2.3 VIRUS 9
1.2.4 NEMATODOS 9
1.3 VENTAJAS DEL CONTROL MICROBIOLÓGICO 9
1.3.1 ESPECIFICIDAD 9
1.3.2 MULTIPLICACIÓN Y DISPERSIÓN 10
1.3.3 EFECTOS SECUNDARIOS 10
1.3.4 CONTROL MÁS DURADERO 11
1.3.5 CONTROL ASOCIADO 11
1.3.6 APLICACIÓN 11
1.3.7 POLUCIÓN Y TOXICIDAD 12
1.3.8 RESISTENCIA 12
1.4 DESVENTAJAS DEL CONTROL MICROBIOLÓGICO 12
1.4.1 ECONOMÍA 12
1.4.2 PLANEACIÓN DE LAS APLICACIONES 12
1.4.3 CONDICIONES FAVORABLES 12
1.4.4 ALMACENAMIENTO 12
1.4.5 COMERCIAL 12
2. PENETRACIÓN DEL PATÓGENO AL CUERPO DEL INSECTO 12
2.1 VÍA TEGUMENTO 13
2.2 VÍA RESPIRATORIA 13
2.3 VÍA ORAL 13
3. EFECTO DE PATÓGENOS EN INSECTOS 14
3.1 INMUNIDAD Y RESISTENCIA EN INSECTOS 14
3.1.1 RESISTENCIA O INMUNIDAD NATURAL 14
3.1.2 INMUNIDAD CELULAR 15
3.1.2.1 FAGOCITOSIS 15
3.1.2.2 ENCAPSULACIÓN 15
3.1.2.3 NODULACIÓN 15
3.1.2.4 COAGULACIÓN Y CICATRIZACIÓN 15
3.1.3 INMUNIDAD HUMORAL 16
3.1.3.1 PREEXISTENTES O INNATOS 16
3.1.3.2 ADQUIRIDOS O INDUCIDOS 16
4. MICROORGANISMOS ASOCIADOS A INSECTOS 16
4.1 RELACIONES DE MICROORGANISMO INSECTOS 16
4.1.1 MICROORGANISMO QUE SIRVEN DE ALIMENTO A LOS INSECTOS 16
4.1.2 MICROORGANISMOS ACTUANDO SOBRE SUSTRATOS QUE
SERVIRÁN DE ALIMENTO A INSECTOS 16
4.1.3 MICROORGANISMOS CULTIVADOS PARA ALIMENTACIÓN DE INSECTOS 16
4.1.4 MICROORGANISMOS CASUALMENTE PRESENTES EN EL
INTERIOR O SUPERFICIE DEL CUERPO DEL INSECTO. 17
4.1.5 INSECTOS COMO VECTORES DE MICROORGANISMO EN ANIMALES
Y PLANTAS 17
4.2 CLASIFICACIÓN DE LAS ENFERMEDADES 17
4.2.1 CLASIFICACIÓN ETIOLÓGICA 17
4.2.2 CAUSAS U ORIGEN DE LAS ENFERMEDADES 19
4.2.2.1 FACTORES FÍSICOS 19
4.2.2.2 FACTORES QUÍMICOS
4.2.2.3 DEFICIENCIAS NUTRICIONALES O METABÓLICAS 19
4.3 SINTOMATOLOGÍA 19
4.3.1 CLASIFICACIÓN DE SÍNTOMAS 20
4.3.2 CLASIFICACIÓN DE LOS SIGNOS 20
4.4 DIAGNOSTICO 20
4.5 MÉTODO DE EMPLEO DE LOS MICROORGANISMOS 21
4.5.1 COLONIZACIÓN
4.5.2 APLICACIÓN ENE EL CULTIVO COMO PRODUCTO MICROBIOLÓGICO 21
4.5.3 CEBOS 22
4.5.4 METABÓLICOS TÓXICOS 22
4.5.5 MANEJO INTEGRADO 22
5 EPIZOOTIOLOGÍA 22
5.1 FACTORES BIÓTICOS 24
5.1.1 CONDICIONES DEL HOSPEDERO 24
5.1.1.1 DENSIDAD DE INSECTOS SUSCEPTIBLE Y HÁBITOS 24
5.1.1.2 HÁBITOS 24
5.1.1.3 MIGRACIONES DE INSECTOS 24
5.1.1.4 PREDISPOSICIÓN DEL HOSPEDERO 25
5.1.1.5 HOSPEDEROS INTERMEDIARIOS 25
5.1.2 CONDICIONES DE LOS PATÓGENOS 26
5.1.2.1 VIRULENCIA Y AGRESIVIDAD 26
5.1.2.2 ALTA CAPACIDAD DE REPRODUCCIÓN 27
5.1.2.3 CAPACIDAD DE SOBREVIVENCIA DE LOS PATÓGENOS 27
5.1.2.4 DISEMINACIÓN O DISPERSIÓN DEL INOCULO 27
5.1.2.5 VÍAS DE INFECCIÓN 28
5.1.2.6 POTENCIAL DEL INOCULO 28
5.1.3 INTERACCIONES ENTRE ORGANISMOS 29
5.1.3.1 INTERACCIÓN ENTRE PATÓGENOS 30
5.2 FACTORES CLIMÁTICOS 30
5.2.1 TEMPERATURA 30
5.2.2 HUMEDAD, LLUVIA Y RADIACIÓN SOLAR 31
5.3 FACTORES NO CLIMÁTICOS 33
5.3.1 EL FOLLAJE 33
5.3.2 EL SUELO 33
5.3.3 EL AGUA 33
5.3.4 SUSTANCIAS QUÍMICAS 33
6 SEGURIDAD EN EL EMPLEO DE PATÓGENOS 33
6.1 BACTERIAS 34
6.2 HONGOS 34
6.3 VIRUS 34
6.4 OTROS PATÓGENOS 35
7 BIBLIOGRAFÍA 35
PRESENTACIÓN
El siguiente trabajo es una revisión realizada con el interés de disponer de información básica, útil
en la comprensión y análisis de la acción desarrollada por los diferentes agentes patógenos
involucrados en el control microbiológico de insectos considerados plagas, particularmente en la
región agrícola de los departamentos del Cesar, Magdalena y del país.
Con el rápido desarrollo de la investigación Entomológica en los últimos años y la necesidad de
buscar nuevas alternativas de control de los insectos plagas, se destaca con mucho éxito el control
microbiológico, los agentes involucrados deben hacer parte de un conjunto de prácticas dentro de
planes de Manejo Integrado de Plagas, buscando que con su aplicación resulten en el
mantenimiento de una población de plagas a niveles que no provoquen daños económicos, solo así
el control microbiológico podrá alcanzar sus objetivos máximos.
Este trabajo contiene información básica para todo los interesados en la materia, especialmente
técnicos de campo, estudiantes de Agronomía, Microbiología, Biología, Agricultores y otros.
Hernando Darío Suárez Gómez
Docente Entomología
Universidad Popular del Cesar
RESUMEN
Los insectos plagas son un problema agrícola, forestal y de salud pública, su control se
realiza con insecticidas químicos que si bien los eliminan parcial o totalmente, al mismo
tiempo causan contaminación ambiental, con riesgo de sensibilizar a la población a cáncer
y malformación congénita (teratogénesis) en consecuencia el control microbiológico es una
alternativa ecológica para evitar el impacto negativo de los insectos plagas, no obstante
hasta que no haya un mejor entendimiento de su forma de aplicación y funcionamiento en
muchos países, su implementación llevará tiempo, con la esperanza de que los sistemas de
educación y las políticas públicas favorezcan en esos sitios, formas sanas de Control
Microbiológico en la producción agrícola y prevención de enfermedades causadas por
insectos plagas y vectores.
I. CONTROL MICROBIOLÓGICO DE INSECTOS
1. INTRODUCCIÓN
La patología de insectos es la ciencia que estudia las enfermedades de los insectos, considerando la
etiología, sintomatología y epizootiología, buscando utilizarlas para el control de plagas o con el
objetivo de controlarlas cuando las mismas ocurren en insectos útiles.
La enfermedad es una entidad abstracta y no puede ser confundida con el insecto enfermo, ni con el
patógeno.
Según Gaumann (1950) “Enfermedad es un proceso dinámico en el cual hospedero y patógeno en
intima relación con el medio se influencian mutuamente originando modificaciones morfológicas y
fisiológicas “
La patología de insectos es una ciencia que no existe aisladamente, ella da y recibe ayudas de otras
áreas del conocimiento como Microbiología, que ofrece los elementos básicos para la etiología y
diagnosis; La Morfología, Anatomía y Fisiología que dan ayudas para el estudio de la
Sintomatología e Histología; Agro-meteorología, Ecología, Fitotecnia, Bioquímica, Químico,
Física, Bioestadística y Genética.
El control microbiológico es la meta principal de la Patología de insectos y representa una rama en
el control biológico de insectos, ese control trata de la utilización racional de los patógenos
buscando mantener las poblaciones de plagas a niveles no económicos.
Actualmente es grande el avance científico de la Patología de insectos con la repercusión en el
campo del control microbiológico, existen productos comerciales a base de patógenos en el
mercado nacional e internacional.
1.1 HISTORIA DE LA PATOLOGÍA DE INSECTOS
Los Egipcios 2.200 A.C. hicieron algunas referencias a disturbios presentados por abejas.
Aristóteles (384-322) describió en su libro Historia Animalium, algunas enfermedades de
abejas.
-Reaumur (1726), determinó el primer patógeno de insectos, un hongo del género
Cordyceps en un Lepidoptera.
-Agostino Bassi (1834) , considerado el padre de la Patología, demostró que el hongo
Beauveria bassiana, era el causante de una enfermedad llamada “muscarina”, importante
para el gusano de seda.
-Pasteur (1865) determinó que el gusano de seda era atacado por un protozoario Neosema
bombycis
Control microbiológico 8
-El primer trabajo sobre el control de plagas con patógenos fue realizado por el ruso
Metschnikoff (1879), quien aplico Metarhizium anisopliae para el control de larvas del
Coleoptera Anisoplia austriaca.
-Una fecha marcante de la Patología de insectos, fue el descubrimiento del Bacillus
thuringiensis por Berliner en 1906.
-En 1945, se montó el primer laboratorio de Patología de insectos en la Universidad de
California.
-Algunos patólogos de insectos reconocidos en el mundo son: Steinhaus, considerado el
patólogo mas brillante en los tiempos actuales, Ignoffo, Shapiro, Kurstak, Roberts, Maddox
En Colombia Bustillo y Rodríguez.
1.2 DESARROLLO DEL CONTROL MICROBIOLÓGICO EN COLOMBIA
1.2.1 HONGOS
Los hongos son los principales patógenos de insectos utilizados en el control microbiológico. Cerca
del 80% de las enfermedades de los insectos tienen como agentes etiológicos los hongos
pertenecientes a cerca de 90 géneros y mas de 700 especies. Dentro de los géneros mas importantes
se encuentran Metarhizium, Beauveria, Nomuraea, Ascheronia y Entomophtora, Verticillum,
Hirsutella, Ascheronia, Aspergillus, Paecilomyces y Cordyceps.
Entre los principales hongos encontrados en Colombia se registran Metarhizium spp. en larvas y
adultos de chizas de pastos, gusano blanco de la papa, picudo del plátano, palomillas y afidos en
papa y afidos en cebada. Paecilomyces spp. en chizas y cucarro en pastos y arroz. Beauveria spp.
en gusano blanco de la papa, chizas y larvas del taladrador de la caña de azúcar y comedores de
follaje de palma africana. Lecanicillium lecanii, en escamas, mosca blanca, lorito verde y afidos
en café, crisantemo y papaya.
1.2.2 BACTERIAS
No obstante que se conocen centenas de bacterias asociadas a insectos, son pocas aquellas que
poseen características que permitan su uso en el control de insectos perjudiciales. Las especies de
mayor importancia se encuentran en las familias Enterobacteriaceae y Bacillaceae, además de
algunos géneros del orden Pseudomonales. La familia Bacillaceae envuelve dos géneros de alta
importancia, Bacillus y Clostridium.
Entre los patógenos del género Bacillus tenemos las siguientes especies:
Bacillus cereus Frqankland y Frankland, Bacillus thuringiensis Berliner, Bacillus thuringiensis
var. israelensis (H-14), Bacillus sphaericus Neide, Bacillus larvae White, Bacillus alvei Cheshire
y Cheire, Bacillus popilliae y Bacillus lentimorbus
Control microbiológico 9
En Colombia el uso de bacterias se ha generalizado desde hace más de 30 años contra plagas de
Lepidoptera en algodón, maíz, palma africana y otros cultivos.
1.2.3 VIRUS
Existen más de 700 virus que infectan insectos y acaros. Muchos de esas enfermedades ocurren
naturalmente sobre insectos de grande importancia agrícola. Los Baculovirus son los mas
interesantes por ser altamente específicos para invertebrados además de presentar buena estabilidad
y eficiencia cuando aplicados en el campo para el control de plagas. Los principales grupos de virus
son: Virus de la Poliedrosis Nuclear NPV, Virus de la Granulosis GV y Virus de la Poliedrosis
Citoplasmática.
Los virus ocupan el primer lugar entre los organismos causantes de enfermedades de insectos por la
frecuencia de epizootias que provocan en los estados larvales de Lepidoptera plagas de los cultivos.
Entre los virus mas frecuentes están los de la Poliedrosis nuclear, los de la Poliedrosis
citoplasmática común en larvas de Lepidoptera nocturnas,
Los Entomopox específicos para larvas de cucarrones, los de la desonucleosis y los iridiscentes que
atacan principalmente larvas de mosquitos transmisores de enfermedades en humanos. En Colombia
se han registrado estos virus en plagas de Lepidoptera de algodón, arroz, soja, maíz, palma africana
y otros.
1.2.4 NEMATODOS
Las especies más comunes en el país, son el pos. Steinernema sp. en larvas de gusano blanco y
chizas en pasto y papa y el Mermis sp sobre mion de los pastos.
En el país no se ha investigado ampliamente en el campo de la patología de insectos, solo en la
medida que se estimule y financie la investigación en el área, se entrene personal y se conformen
grupos multidisciplinarios de investigación e entomopatogenos se podrá disponer de resultados para
resolver problemas basados en la conservación del equilibrio de los diferentes agro- ecosistemas.
1.3 VENTAJAS DEL CONTROL MICROBIOLÓGICO
La utilización de patógenos para el control de insectos presenta una serie de ventajas entre las que
se destacan las siguientes:
1.3.1 Especificidad
Algunos patógenos como los virus son específicos, otros, no presentan grandes especificidad como
en el caso de bacterias, hongos y nematodos, pero son altamente patogénicos. Aplicados en dosis
elevadas no consiguen provocar alteraciones biológicas en el agro-ecosistema. No afectan
parasitoides, predadores y polinizadores, siendo así, los patógenos presentan una gran ventaja
cuando comparados con los químicos de amplio espectro.
Eso sucede con el B.th cuando se aplica para controlar plagas Lepidoptera de la soya, algodón. etc.,
el hongo M .anisopliae cuando se aplica en caña de azúcar ha demostrado selectividad a los
Control microbiológico 10
enemigos naturales. Las ventajas de la acción selectiva de los patógenos en relación a los químicos
de amplio espectro se puede verificar a través de un modelo hipotético (Knipling, 1979).
Tabla 1. Estimativa del % de mortalidad natural de los estados de Heliothis sp (Knipling 1979).
Población Inicial 2 (hembra+ macho)
Progenie potencial 500 (huevos/hembra)
ESTADO Mortalidad Potencial
%
Formas Remanentes
Huevos 65 175,00
Larvas 85 26,25
Pupas 50 13,125
Adultos 60 5,25
% mortalidad acumulada 98,90
Progenie de adultos 6 (5,25)
La tabla 1 trata de mostrar las ventajas de la acción selectiva de los patógenos en relación al uso de
pesticidas de amplio espectro. Cuando se emplea un patógeno específico para el control de una
plaga, el principal blanco alcanzado es el insecto plaga y el control natural ejecutado por
parasitoides, predadores y patógenos se desarrolla normalmente, no siendo afectado. Por otro lado
cuando se hace control con insecticidas no selectivos, los agentes naturales de control son
eliminados directamente por el insecticida y su acción es perjudicada indirectamente debido a la
drástica reducción del hospedero principal y secundario. Según la tabla, sin la ocurrencia del los
enemigos naturales, se tornaría imposible el control del Heliothis sp.
1.3.2 Multiplicación y dispersión
Los patógenos poseen la capacidad de multiplicarse y dispersarse en el ambiente a través de
individuos de la población. De los focos primarios de la enfermedad, resultan focos secundarios, así
mismo, de una generación a otra, los patógenos pueden permanecer en el área, en el suelo, o en los
cadáveres o como sucede con los virus y protozoarios que pueden pasar de una generación a otra a
través de los huevos de los insectos. La figura 1, muestra el ciclo de las relaciones de Baculovirus
con el insecto huésped.
1.3.3 Efectos secundarios
Además de la mortalidad directa, los patógenos pueden afectar las generaciones siguientes
disminuyendo la oviposición, viabilidad de huevos y aumentando la sensibilidad de la población a
otros agentes biológicos y químicos.
Control microbiológico 11
1.3.4 Control más duradero
Después del establecimiento del patógeno en una determinada área, la enfermedad asume carácter
enzootico, el insecto difícilmente alcanza niveles de daño económico, eso puede ser más común en
cultivos perennes o semiperennes.
Figura 1. Ciclo de las relaciones de Baculovirus con el insecto huésped.
1.3.5 Control asociado
Se puede emplear conjuntamente con insecticidas selectivos o subdosis, buscando acción
sinergética, es por lo tanto un control más rápido y eficaz de la plaga, sin los inconvenientes de las
sobredosis de los insecticidas químicos.
1.3.6 Aplicación
Loa patógenos pueden aplicarse con los equipos convencionales usados para aplicación de químicos
Control microbiológico 12
1.3.7 Polución y toxicidad.
No contaminan el ambiente, no son tóxicos para el hombre y otros animales.
1.3.8 Resistencia
Difícilmente los insectos podrán tornarse resistentes a los patógenos
1.4 DESVENTAJAS DEL CONTROL MICROBIOLÓGICO
1.4.1 Economía
La especificidad puede ser considerada como una desventaja económica comparada con los
químicos que actúan sobre varias plagas al mismo tiempo. Sin embargo existen algunos patógenos
que pueden actuar sobre mas de una plaga al mismo tiempo, el Metarhizium anisopliae puede
actuar sobre plagas de las hojas y tallo en caña de azúcar.
1.4.2 Planeación de las aplicaciones
Las aplicaciones microbiológicas deben ser planeadas de acuerdo con el periodo de incubación del
patógeno, de modo que el insecto pueda ser eliminado antes de perjudicar económicamente al
cultivo.
1.4.3 Condiciones favorables
Determinados patógenos, necesitan de condiciones favorables de temperatura, humedad,
luminosidad etc. para que se tornen epizoóticos
1.4.4 Almacenamiento
Los insecticidas microbiológicos exigen mayores cuidados en almacenamiento, buscando mantener
la viabilidad y patogenicidad.
1.4.5 Comercial
Algunos patógenos pueden provocar la adherencia de los insectos muertos a la planta o en los frutos
tratados y eso puede afectar el comportamiento del consumidor.
2. PENETRACIÓN DEL PATÓGENO AL CUERPO DEL INSECTO
Existe una ciencia llamada Fisiopatología, que estudia los problemas funcionales relacionados entre
órganos, sistemas y aparatos de los insectos cuando son atacados o colonizados por los patógenos;
también estudia los procesos que conducen a las condiciones patológicas.
Control microbiológico 13
La penetración o invasión de los insectos por los patógenos puede ocurrir por diversas vías:
2.1 VÍA TEGUMENTO
La mayoría de los hongos, algunas bacterias y algunos grupos de nemátodos son capaces de
penetrar por esa vía. El tegumento de los insectos es una barrera físico-química eficiente para
bacterias, virus, protozoarios y rickettsias; la temperatura, humedad y heridas pueden tornar
ineficiente esa barrera. Algunos microorganismos saprofitos solo consiguen penetrar al cuerpo del
insecto a través de heridas en el tegumento. Los hongos patogénicos poseen la capacidad de
producir enzimas denominadas lipasas, proteasas, amilasas y quitinasas, las cuales conjuntamente
con la presión ejercida por el organismo mismo, les permite penetrar el tegumento. La penetración
del patógeno depende básicamente de su capacidad enzimática y física, de la temperatura y
humedad del ambiente ya que la susceptibilidad de una especie de insecto puede ser mayor o menor
en función de esas condiciones.
2.2 VÍA RESPIRATORIA
Micronidias de hongos y algunas bacterias pueden iniciar la colonización del hospedero en las
traqueas que normalmente son húmedas o poseen el fluido traqueolar irrigando directamente las
células.
2.3 VÍA ORAL
Bacterias, virus, protozoarios, rickettsias, algunos hongos y nematodos se sirven de esa vía de
inoculación para colonizar el hospedero. La reacción alcalina o ácida del contenido intestinal de los
insectos puede ser una de las causas de la selección de la flora intestinal de los insectos y de la
eliminación de muchos microorganismos potencialmente patogénicos.
La reacción presentada por el tubo digestivo en las especies de insectos puede dar elementos
importantes al estudio de la susceptibilidad a los patógenos; un ejemplo lo da el Bacillus cereus y
el B. thuringiensis; la primera bacteria produce Lecitinasa en P.H. de 6,6 a 7.4 siendo patogénica
para larvas de Pristiphora erichsonii un Himenóptera plaga de forestales que tiene el P.H. del
intestino medio variando entre 7,0 a 8,0 esa bacteria no provoca enfermedad en larvas de
Malacosoma disstria un Lepidoptera que presenta P.H. intestinal de 9,2 a 10,3 (alcalino). El B.
thuringiensis, secreta la delta-endotoxina que actúa en medio alcalino, siendo patogénica a M.
disstria e infectiva a P. erichsonii. Las enzimas secretadas por las bacterias actúan a nivel de
membrana peri trófica y epitelio intestinal, tornándolos permeables al paso de microorganismos que
atacan la hemolinfa (Septicemia)
La mayoría de los virus poliédricos penetran vía oral, esos poliedros posteriormente son disueltos
en el medio alcalino del intestino (P.H. 7,5), liberando enseguida los viriones que en contacto con
las células epiteliales liberan los capsidios, se multiplican sin producir cristales y después migran
para otras células o tejidos donde producen infección secundaria.
Control microbiológico 14
Los Protozoarios después de ser ingeridos, penetran en el epitelio intestinal auxiliados por estímulos
químicos, atacan inicialmente el tejido epitelial pasando después para otros tejidos y órganos.
Las larvas y huevos de nematodos son ingeridos por el insecto y posteriormente pasan a alimentarse
y a reproducirse en la cavidad del cuerpo del insecto.
Otros factores que facilitan la inoculación vía oral son: Condición nutricional del insecto,
disponibilidad y calidad de los alimentos y, variación de las condiciones físicas como temperatura,
humedad, aireación etc.
3 EFECTOS DE PATÓGENOS EN LOS INSECTOS
Los problemas nutricionales provocan la ocurrencia de enfermedades y las enfermedades pueden
provocar disturbios de alimentación o nutrición. El B. thuringiensis puede provocar problemas
digestivos, lo que lleva a la perdida de apetito y atraso del crecimiento. Toxinas de Beauveria
bassiana pueden provocar “Knock down” en hormigas Atta spp. y Musca domestica Pueden
provocar parálisis en larvas de coleoptera, los insectos enfermos cambian su comportamiento;
algunas virosis provocan cambios de hábitos en larvas. La mayoría de los patógenos puede afectar
directa o indirectamente el aparato reproductor, provocar esterilidad y reducir la producción de
huevos, pueden destruir el sistema nervioso de los insectos afectando como consecuencia la
locomoción, respiración, circulación y digestión
Los virus y protozoarios encuentran en el tejido graso de los insectos que atacan condiciones para
reproducirse, provocando desorganización del tejido lo que se refleja directamente en su función e
indirectamente en el funcionamiento de otros órganos.
3.1 INMUNIDAD Y RESISTENCIA EN INSECTOS
Inmunidad es el estudio de las causas que llevan a los insectos a resistir a los patógenos. La
inmunidad y la resistencia están relacionadas a la capacidad del insecto a resistir a una enfermedad
o ser inmune a un agente infeccioso. Los insectos no poseen linfocitos e inmunoglobulinas, siendo
por lo tanto su sistema inmunológico diferente de los vertebrados. La inmunidad puede ser:
3.1.1 Resistencia o inmunidad natural
Es la capacidad del insecto de resistir naturalmente la invasión de un agente patogénico. Los
factores responsables por ese tipo de resistencia pueden ser físicos, mecánicos, químicos (P.H).
Ocurre también la resistencia Filogenética o inmunidad de las especies. de un modo general los
animales no son susceptibles a los microorganismos que atacan las plantas y viceversa. También
dentro de la misma especie puede haber individuos resistentes a un determinado patógeno. La
resistencia Filogenética puede estar relacionada a la edad, estado de desarrollo, factores,
fisiológicos y mecánicos (tegumento, epitelio, intestinal etc.)
Control microbiológico 15
3.1.2 Inmunidad celular
Después que el patógeno vence las barreras naturales de los insectos y penetra en la cavidad
general, sufre la acción del sistema de defensa celular desencadenado por los hemocitos presentes
en la hemolinfa. Los hemocitos tienen varias funciones, las mas importantes es la protección de los
insectos a las infecciones por los diferentes tipos de patógenos.
Las reacciones de defensa ocurren probablemente de dos maneras. En el primer caso los
Granulocitos y coagulocitos localizan la partícula extraña y liberan factores de reconocimiento, en
el segundo caso esos factores conducen a los plasmatocitos en dirección a las partículas invasoras o
heridas. Existen cuatro reacciones de defensa celular en los insectos que son:
3.1.2.1 Fagocitosis
Proceso por el cual los hemocitos forman seudópodos y engloban las partículas extrañas existentes
en la hemolinfa. Los hemocitos más importantes en la Fagocitosis son los plasmatocitos y
granulocitos. Un microorganismo cuando es fagocitado puede ser destruido o puede multiplicarse
en el hemocito, provocar su liberación y retornar al hemocele donde genera una septicemia.
Ya se demostró que algunas bacterias pueden ser eliminadas por fagocitosis de la hemolinfa de
pupas de Lepidoptera y algunos Blattodea como la cucaracha.
3.1.2.2 Encapsulacion
Se trata de una reacción donde un conjunto de células se aglomeran para cubrir y eliminar grandes
estructuras representadas por hongos, bacterias, protozoarios, nematodos y parasitoides.
Inicialmente granulocitos y coagulocitos son depositados sobre la superficie del cuerpo extraño,
después, la cápsula va aumentando de espesor, se torna oscura debido a la mecanización y
posteriormente ocurre una deposición de plasmatocitos sobre esa estructura que anula la partícula
extraña, el proceso puede durar 24 horas.
3.1.2.3 Nodulacion
Es el proceso por el cual granulocitos, coagulocitos y plasmatocitos actúan rápidamente sobre
grandes cantidades de partículas que invaden la hemoloinfa. Inicialmente se forman masas
necróticas, melanizadas, compuestas de hemocitos granulares mas bacterias, los cuales
posteriormente son cubiertos por plasmatocitos.
3.1.2.4 Coagulación y cicatrización
Esos fenómenos ocurren en grados variables en los insectos y sirven para evitar perdida de la
hemolinfa y la penetración de patógenos por las heridas. Inicialmente ocurre la coagulación en la
cual están presentes los coagulocitos y granulocitos y posteriormente entran en acción los
plasmatocitos que participan en la formación de nueva cutícula.
Control microbiológico 16
3.1.3 INMUNIDAD HUMORAL
La reacción de defensa humoral es evidentemente no celular y corresponde a la producción de
anticuerpos en los mamíferos, siendo su existencia aun muy discutida en los insectos y se acepta
como un complemento de la inmunidad celular. Los principales factores de defensa humoral son:
3.1.3.1 Prexistentes o innatos
La hemolinfa de algunos insectos contiene la enzima Fenoloxidasa, considerada de importancia
primaria en el proceso de encapsulación. También proteínas y poli-fenoles pueden ser depositados
en la superficie de patógenos presentes en la hemolinfa y llevan a una menor proliferación de los
mismos.
3.1.3.2 Adquiridos o inducidos
La inmunidad puede ser inducida, como sucede en pupas de Lepidoptera de la familia Saturnidae a
través de la inyección de bacterias Gram.-negativas y positivas. Ya se constató que la actividad
antibacteriana inducida presenta un amplio espectro de actividad.
4 MICROORGANISMOS ASOCIADOS A INSECTOS
4.1 RELACIONES DE MICROORGANISMOS-INSECTOS
4.1.1 Microorganismos que sirven de alimento a los insectos
Larvas de mosquitos, necesitan microorganismos vivos o muertos ya que les ofrecen vitaminas y
proteínas necesarias para el crecimiento. También el metabolismo microbiano provoca la
disminución de la concentración de oxigeno en los pozos de agua, favoreciendo la eclosión de los
huevos de los mosquitos
4.1.2 Microorganismos actuando sobre sustratos que servirán de alimento a insectos
Microorganismos saprofitos actúan sobre materia orgánica liberando sustancias que son
aprovechadas por insectos (polipéptidos, ácidos grasos, productos volátiles). Larvas de un Díptera
de la familia Antomiidae, plaga de la cebolla, abren galerías en los bulbos, contaminándolos con
gran numero de bacterias, allí se alimentan de un “caldo” de tejidos desintegrados y bacterias.
4.1.3 Microorganismos cultivados para alimentación de insectos
La hormiga Atta sexdens rubropilosa, cultiva el hongo Lentinus atticolus y A. texana esta
asociada a Cunninghamella achinulata Interesante que las hormigas mantienen sus cultivos
esterilizados con sustancias antibióticas (ácido acético) en un medio altamente contaminado como
lo es el suelo.
Control microbiológico 17
Comejenes de la familia Macrotermitidae, cultivan el hongo Lenzites trabia que colabora en la
descomposición de la celulosa y lignina.
Algunos coleópteros de la familia Scolitidae, son conocidos como “coleópteros de las ambrosías”
están asociados al hongo Monilia candida (hongo de la ambrosia).
4.1.4 Microorganismos casualmente presentes en el interior o superficie del cuerpo del
insecto
Los insectos pueden llevar en la superficie externa del tegumento una serie de microorganismos que
reflejan el pasado inmediato del artrópodo. Los insectos que viven en suelos ricos en materia
orgánica poseen mayor cantidad.
Los microorganismos son mas abundantes en el interior del cuerpo que en la superficie, allí se
encuentran mejores condiciones, se localizan en canales genitales, ojos, espiráculos, traqueas,
bolsas gástricas etc.
4.1.5 Insectos como vectores de microorganismos en animales y plantas
Los insectos normalmente son resistentes a los Microorganismos que diseminan, sin embargo
ocurren algunos excepciones y son afectados por daños directos (en el epitelio intestinal) e
indirectos (bloqueo mecánico del aparato digestivo y reducción de longevidad). Ejemplos de
vectores afectados por sus patógenos.
Rickettsia prowazekii, agente del tifo epidémico es patogénica al vector Pediculus humanus
La bacteria Pasteurella pestis afecta a la pulga vector, la Salmonella sp responsable de la
gastroenteritis en el hombre afecta a los ácaros vectores.
El virus X del durazno, reduce la longevidad de los grillos vectores.
El protozoario Plasmodium sp responsable de la malaria, afecta las hembras de los mosquitos
vectores.
Puede ocurrir simbiosis mutualista, la cual puede ser extra e intracelular como en el caso de
Protozoarios en el tubo digestivo de comejenes y cucarachas.
Insectos hospederos de Microorganismos patogénicos, es en esta relación donde ocurren las
enfermedades importantes en el control microbiológico y en los insectos útiles. (Figura 2)
4.2 CLASIFICACION DE LAS ENFERMEDADES
De acuerdo a la forma de presentación las enfermedades pueden ser clasificadas en:
4.2.1 Clasificación etiológica
Control microbiológico 18
Comprende las enfermedades no infecciosas e infecciosas, entre estas podemos relacionar, La
calcinosis del gusano de seda Bombix mori producida por Beauveria bassiana, La pudrición del
barrenador de la caña de azúcar Diatraea saccharalis por Bacillus thuringiensis y la pudrición
negra de la larva de la soya Anticarsia gemnatalis por Báculo-virus, micoplasmosis del gusano de
seda por micoplasmas. Las no infecciosas no presentan gran importancia a nivel de control
microbiológico en condiciones de campo
Figura 2. Aspergillus sp. en adultos de Atta spp.
Control microbiológico 19
Se dan otras clasificaciones según el hospedero y la fase de desarrollo Enfermedades de
coleópteros, de lepidópteros, de larvas, de adultos etc.
4.2.2 Causas u origen de las enfermedades
Las enfermedades pueden ser causadas u originadas por los siguientes factores y/o agentes.
Factores Físicos: Fracturas, contusiones, heridas, radiaciones, temperatura
Factores Químicos: Agroquímicos, toxinas producidas por microorganismos
Deficiencias Nutricionales o Metabólicas: Son las que causan mayor número de enfermedades en
insectos. Los grupos más importantes son: hongos, bacterias, virus, protozoarios, nematodos,
rickettsias y micoplasmas, que actúan aisladamente o asociados. Existen algunas enfermedades que
solo ocurren gracias a la presencia de un agente microbiológico secundario, ese agente secundario
actúa sobre el insecto creando condiciones favorables para el desarrollo del patógeno. Ejemplo de
ese tipo de enfermedad es la “pudrición Europea de la cría de las abejas” dicha enfermedad es
causada por la bacteria Streptoccocus plutón (agente primario) que solo se desarrolla en ambientes
de baja oxigenación producidos por los agentes secundarios Bacillus alvei y Bacterium eurydice.
Otro ejemplo lo constituye el nematodo Neoaplectana carpocapsae, siempre asociado con la
bacteria Xenorhabdus nematophilus, provoca una enfermedad de doble etiología en un gran
número de insectos.
4.3 SINTOMATOLOGIA
Es la parte de la patología de insectos que estudia los síntomas y signos con la finalidad de efectuar
el diagnóstico de las enfermedades
Son considerados síntomas, cualquier aberración física que se manifieste a través del cambio en la
estructura o en el comportamiento del insecto: diarrea, vómito, pérdida de apetito, anormalidad en
la morfología de cualquier sistema, malformación de apéndices, tegumentos, cambios de color etc.
Son considerados signos: las estructuras del patógeno asociadas al tejido del insecto enfermo,
(micelios y esporas de hongos). El cuadro sintomatologico de una enfermedad es el conjunto de
síntomas y señales que la caracterizan
4.3.1 CLASIFICACION DE SINTOMAS
Los síntomas pueden ser clasificados conforme a su localización en relación al patógeno o con
relación a las alteraciones provocadas en los insectos enfermos.
S. primarios, resultan de la acción directa del patógeno sobre un determinado órgano del hospedero
S. secundarios: Aparecen en órganos del insecto aparentemente libres del patógeno
Control microbiológico 20
S. fisiológicos: La presencia de un patógeno atacando un insecto puede inducir modificaciones
fisiológicas importantes tanto en el patógeno como en el insecto
S. histológicos: Alteraciones observadas en las células o tejidos de un insecto colonizado por un
patógeno
S. morfológicos: Alteraciones que pueden ocurrir en la forma y estructura de los órganos de los
insectos
S. de comportamiento: Pueden ser reconocidos a través del comportamiento anormal del insecto.
4.3.2 CLASIFICACION DE LOS SIGNOS
Pueden ser considerados signos o señales los productos originados de la interacción
patógeno/insecto o las estructuras del patógeno asociado al insecto enfermo.
Olores
Vómitos oscuros
Heces lechosas
Micelios, esporas etc.
4.4 DIAGNOSTICO
Actualmente el diagnóstico de enfermedades humanas y de animales puede ser realizado con
precisión utilizando los síntomas y señales coleccionadas a través de programas de computador.
Los siguientes pasos deben ser considerados en el diagnostico:
A. Colección de los hechos
Historia de la enfermedad
Examen microscópico
Aislamiento de los patógenos asociados
Pruebas de patogenicidad
Observación del curso de la enfermedad
Ensayos de factores no microbianos
Estudios del hospedero a través de pruebas bioquímicas y biofísicas.
B. Análisis de los hechos
Disposición de los datos en orden de importancia, mostrando el cuadro sintomatologico
Selección de las principales características de la enfermedad
Selección de todas las enfermedades que presentan las principales características
encontradas,
Selección de la enfermedad que presente el mayor número de características encontradas y
relacionadas en el cuadro sintomatologico
Presentar el diagnostico final
Control microbiológico 21
Revisar y confirmar el diagnostico final.
Para el diagnostico de las enfermedades, los síntomas de alteraciones fisiológicas a nivel celular
son de poca utilidad.
La tabla 2 muestra los cuadros sintomatologicos de dos enfermedades cuando ocurren sobre una
plaga determinada.
4.5 METODOS DE EMPLEO DE LOS MICROORGANISMOS
Los patógenos y sus subproductos pueden ser empleados usando los siguientes procedimientos:
Tabla 2. Cuadros sintomatológicos observados en dos enfermedades
Cuadro Sintomatologico A
Síntomas y señales Cuadro Sintomatologico B
Síntomas y señales
a. actividad reducida a. actividad reducida
b. rápida perdida de apetito b. lenta perdida de apetito
c. tegumento oscuro y firme c. tegumento amarillento y blando llegando a
desintegrar se posteriormente
d. salida de líquido marrón por boca y ano d. salida de liquido lechoso por boca y ano
e. presencia de bacterias en hemolinfa e. presencia de poliedros en hemolinfa
Diagnostico: Bacteriosis Diagnostico: Virosis
Bacillus thuringiensis Virus de la Poliedrosis Nuclear
4.5.1 Colonización
Es la introducción de entomopatogenos como agentes naturales de control, se busca que insectos
contaminados transfieran el inóculo a poblaciones sanas. El tiempo necesario para que el patógeno
se establezca es generalmente largo, un ejemplo es la diseminación de Baculovirus por los adultos
de Oryctes rhynocerus, otro ejemplo lo constituye la introducción de Bacillus popilliae en los
EE.UU. para control de Popilla japónica. Las condiciones del cultivo tienen que ser estables lo que
favorece las introducciones en campo de plantas perennes y semiperennes.
4.5.2 Aplicación en el cultivo como producto microbiológico
Igual que insecticidas químicos, los patógenos pueden ser formulados y aplicados buscando
protección inmediata al cultivo en ese caso el patógeno es empleado en concentraciones elevadas
superiores a 10-13 propagulos/Ha dependiendo del agente patogénico. Los productos mas utilizados
son a base de B. thuringiensis, Metharizium anisopliae, Beauveria bassiana, Hirsutilla
thompsonii. La figura 2, muestra un esquema general para la utilización de virus en el control de
insectos a partir de un inoculo obtenido en el campo.
Control microbiológico 22
4.5.3 CEBOS
Se han utilizados para controlar plagas como Diatraea saccharalis con B. thuringiensis. El
protozoario Nosema locustae para controlar langostas. Esporas del hongo M. anisopliae se están
utilizando en formulaciones de aceite contra grillos de la familia Acrididae, abre nuevas
posibilidades de control (Brasil, África, Australia), el biopesticida mata 70-90 % de los adultos
tratados dentro de 14-28 días después de aplicado y no tiene efectos en otros organismos.
4.5.4 METABOLITOS TÓXICOS
Los patógenos producen toxinas que en el futuro, podrán ser usadas para controlar los insectos
plagas, ya se han estudiado parcialmente diversas toxinas de patógenos con acción insecticida, sin
embargo no hay posibilidad de ser empleados a corto plazo en el control de plagas.
4.5.5 MANEJO INTEGRADO
Junto a otras medidas, los patógenos pueden ser aplicados en los agroecosistemas en planes de
Manejo Integrados de Plagas.
El objetivo principal del control Microbiológico a través de cualquier procedimiento, es el
establecimiento enzootico del patógeno, buscando que las población de insectos plagas dentro de un
agro-ecosistema fluctúe de forma semejante a la población de los mismos insectos en ambientes
naturales.
5. EPIZOOTIOLOGIA
Es el estudio de los factores que determinan y controlan la dinámica de enfermedades en
poblaciones de insectos. L epizootiología aún es muy poco desarrollada, pues existen un número
muy grande de insectos atacados por Patógenos, siendo estudiados por muy pocos
entomopatologos. La Figura 3, muestra la llamada curva Epizoótica según Tanada, (1963)
Esta curva puede presentar formas variadas dependiendo del tipo de patógeno, hospedero, agentes
de diseminación, condiciones de clima.
Cuando la enfermedad aparece en pocos individuos de una población de insectos sin asumir grandes
proporciones, se dice que tiene carácter enzootico y se llama enfermedad enzootica. Las
enfermedades que arrasan las poblaciones de insectos anualmente se llaman Epizoóticas.
Existen Factores que determinan una epizootia y pueden ser clasificados en bióticos, climáticos y
no climáticos
Control microbiológico 23
Figura 2. Esquema general para la utilización de virus en el control de insectos a partir de inoculo
obtenido en el campo o almacenado en nevera.
Control microbiológico 24
5.1 FACTORES BIOTICOS
5.1.1 Condiciones del hospedero
Para que ocurra una epizootia son considerados las siguientes condiciones del hospedero.
5.1.1.1 Densidad de insectos susceptibles y hábitos
Una población de insectos está compuesta de diversos tipos de individuos, los que pertenecen a las
siguientes categorías (Steinhaus, 1949)
-Insectos típicamente enfermos
-Insectos atípicamente enfermos
-Insectos inmunes no infectados
-Insectos susceptibles no infectados
-Insectos con infección latente
-Insectos portadores sanos
5.1.1.2 Hábitos
-Insectos de vida libre
-Barrenadores de plantas
-Insectos chupadores de plantas y animales
-Insectos del suelo
-Insectos acuáticos
-Insectos sociales o con hábitos gregario
5.1.1.3 Migraciones de insectos
La emigración, inmigración y la distribución del hospedero sobre la planta también afectan las
epizootias un ejemplo interesante es el que ocurre con las salivitas o miones (Cercopidae) que
atacan la caña de azúcar, cuando atacados por el M. anisopliae la enfermedad se inicia con la
inmigración de adultos contaminados, que después de la muerte caen en la base de las hojas
superiores, allí el hongo esporula sobre los cadáveres y las esporas son llevadas por el agua lluvia o
el rocío para las partes inferiores de la planta, en ese momento las ninfas nuevas que emergieron de
los huevos colocados en la base de la planta y en la hojarasca seca del suelo suben por el tallo hacia
la parte superior entrando en contacto con un elevado potencial de inóculo, además la espuma
liberada por las ninfas crea un ambiente favorable al patógeno, muchas de las ninfas mueren o dan
adultos contaminados que diseminan la enfermedad.
Control microbiológico 25
Figura 3. Curva epizoótica mostrando el número de adultos y ninfas de un Cercopidae,
contaminado por M. anisopliae en condiciones de un área en particular, mostrando diferentes fases
de la enfermedad.
5.1.1.4 Predisposición del hospedero
-Condiciones fisiológicas y morfológicas
-Micro hábitat intestinal favorable a un patógeno y desfavorable a otro
- Calidad y cantidad de alimento
-Estado de desarrollo del insecto (inicios de cada instar es mas susceptible y final mas resistente).
5.1.1.5 Hospederos intermediarios
Debido a la inestabilidad de los campos cultivados es importante la ocurrencia de hospederos
intermediarios, además de favorecer los procesos de variabilidad de los patógenos, sirven para
perpetuar el inóculo dentro de los agro-ecosistemas. Un ejemplo lo da el M. anisopliae que tiene
hospederos preferenciales en caña de azúcar y hospederos intermediarios en pastos y otras
gramíneas, donde también están los mismos insectos plagas. En el caso de los virus, ellos pueden
persistir en los insectos hospederos como infecciones subletales en algunos casos pueden ser
transmitidos por los huevos.
Los parasitoides y predadores pueden transportar virus, los pájaros pueden transportar y diseminar
el NPV de Trichoplusia ni. El virus de la granulosis de Pieris rapae puede ser diseminado por
Control microbiológico 26
Cotesia (Apanteles) glomeratus La tabla 3 muestra el comportamiento de transmisión de un virus
por un parasitoide.
5.1.2 CONDICIONES DE LOS PATOGENOS
Las condiciones de los patógenos son muy importantes para que ocurran las epizootias. La fase
favorable del patógeno debe coincidir con el periodo favorable del ambiente y con las condiciones
de susceptibilidad del hospedero para el desarrollo de la enfermedad y la ocurrencia de las
epizootias
Tabla 3 Transmisión del virus de la granulosis de Pieris rapae por Cotesia (Apanteles) glomeratus
(adaptado de Levin et al 1978, modificado por Suarez, 2005))
Horas
después de
infección
larval
Apanteles
usados
Apanteles con
virus
Hospederos
expuestos
Hospederos
infectados
Transmisión
%
12 16 15 45 33 73
24 20 19 51 42 82
36 16 13 31 20 64
Testigo 10 0 50 0 0
.
5.1.2.1 VIRULENCIA Y AGRESIVIDAD
La patogenecidad es la capacidad de un organismo de provocar enfermedad. Los términos
virulencia y agresividad son empleados en patología de insectos como sinónimos e indican niveles
de enfermedades provocadas por los patógenos. Se dice entonces, que un patógeno es virulento
cuando incide sobre un gran número de individuos produciendo una epizootia.
Una raza virulenta es aquella que posee la capacidad de vencer la resistencia específica del
hospedero, conocida por resistencia vertical.
La raza agresiva es aquella que afecta la resistencia horizontal del hospedero. Un patógeno que
presenta alta virulencia y grande capacidad de diseminación puede ser llamado Patógeno Epizoótico
y es sin duda el que debe ser seleccionado para el Control Microbiológico
La virulencia puede ser evaluada en el laboratorio a través de bioensayos con insectos susceptibles
y se puede expresar en ED50 (dosis efectiva media), LD50 (dosis letal media) y LT50 (tiempo letal
medio)
La virulencia de un patógeno puede ser aumentada a través de estudios de Ingeniería genética,
provocando mutaciones y cruzamientos de patógenos. (Competencia de líneas mejoradas vs. razas
naturales)
Control microbiológico 27
La virulencia de un patógeno también se puede aumentar inoculando en una escala de hospederos
de resistencia creciente o formulándolos con sustancias estresoras (insecticidas) químicas
compatibles.
La virulencia de un patógeno puede ser aumentada por medio de estudios de Ingenieria genética
provocando mutación y cruzamiento de patógeno. También se puede aumentar la virulencia de los
patógenos inoculándolos en una escala de hospederos creciente o formulándolos con sustancias
estresoras, químicas compatibles y con abrasivos.
5.1.2.2 Alta capacidad de reproducción
Para producir epizootia, el patógeno debe tener alta capacidad de reproducción. Todos los grupos de
patógenos de modo general presentan elevada capacidad de reproducción lo que los diferencia es la
mayor o menor capacidad de diseminación de los propagulos producidos, es decir, vástagos,
estructuras, conidias, esporas etc.
La cantidad de propagulo puede variar entre razas de un mismo patógeno, también depende del
tamaño del insecto.
5.1.2.3 Capacidad de sobrevivencia del los patógenos
La capacidad de sobre-vivencia es variable en los diferentes grupos de patógenos y hasta entre las
razas. Los patógenos pueden vivir asociados a insectos parasitoides, predadores y a otros animales,
además poseen fases de resistencia dentro de sus ciclos biológicos. En el Bacillus thuringiensis, las
esporas son mas resistentes que la células vegetativas. En el NPV, los poliedros son más resistentes
que las formas flageladas. El genero Entomopthora posee en su ciclo de vida la fase de
Azigosporos (Clamidosporos) que son estructuras de resistencia responsables por el paso a través de
los inviernos rigurosos y de otras condiciones inadecuadas al hongo.
5.1.2.4 Diseminación o dispersión del inoculo
La alta capacidad de diseminación de los propagulos producidos es una característica favorable a la
ocurrencia de las epizootias, el patógeno puede ser virulento pero si no tiene capacidad de
dispersión difícilmente conseguirá provocar epizootia en poblaciones de insectos. El B.
thuringiensis es virulento para larvas de Lepidoptera pero difícilmente en condiciones naturales
provoca epizootias.
La mayoría de los entomopatogenos son incapaces de alcanzar a los insectos hospederos por sus
propios medios. Los agentes físicos de diseminación son muy importantes y son representados por:
viento, agua, lluvia, rocío etc.
Los propagulos de los hongos B. bassiana, N. rileyi, M. anisopliae, Entomopthora spp. y otros son
comúnmente diseminados por los vientos. El agua lluvia además de diseminar las conidias de
Control microbiológico 28
hongos puede a través de salpicaduras, llevar poliedros de virus de una planta a otra o del suelo para
las plantas. De la misma manera células bacterianas, esporas de bacterias, protozoarios y larvas de
nematodos tienen como vehículo importante ese medio físico.
Dentro de los agentes bioticos de diseminación se citan los hospederos primarios y secundarios
sanos y enfermos, insectos parasitoides y predadores, mamíferos aves y el propio hombre.
5.1.2.5 Vías de infección
Es muy importante el conocimiento de las vías de infección de los patógenos. Normalmente los
hongos penetran vía tegumento a través de actividad enzimático. Los puntos frágiles para
penetración son loas regiones ínter-segméntales del cuerpo , el tarso y los espiráculos (por allí
penetran los micropropagulos existentes en suspensión en el aire o debido al contacto directo con el
substrato contaminado).
La infección oral es común y casi obligatoria en los casos de virus, bacterias, nematodos y
protozoarios, junto con el alimento los insectos ingieren las partículas infectivas.
Todos los patógenos que consiguen contaminar hospederos por vía oral, son menos susceptibles a
las variaciones de clima y por tanto potencialmente epizoóticos.
La infección transovarica ocurre particularmente con virus y protozoarios, hembras enfermas dan
huevos contaminados
Infección debido a picadas de parasitoides y predadores, eso ocurre con el virus de la granulosis que
es diseminado por Cotesia sp. en plagas forestales.
Contaminación indirecta, se da en el caso de la bacteria Xenorhabdus nematophilus que es ingerida
por los insectos junto con larvas del nematodo Neoaplactena carpocapsae, provocando septicemia
en el hospedero, posteriormente en asocio con el nematodo, provoca la muerte del insecto.
5.1.2.6 POTENCIAL DEL INOCULO
Para que halla epizootia, es necesario un Potencial de Inoculo mínimo. El. Potencial. de Inoculo es
el número de propagulos viables sobre los órganos susceptibles de los hospederos capaz de iniciar
el proceso de enfermedad. En los campos cultivados, la cantidad de inóculo va aumentando a
medida que el número de insectos aumenta como consecuencia del número creciente de insectos
enfermos.
De acuerdo a Kish and Allen, (1976) la producción de conidias de Neumorea rileyi por insecto
puede ser obtenida a través de la ecuación
Y = -0,07544+0,00586X+0,0000259X2
Donde, Y = numero de conidias 10٩
X = mm² de área superficial del hospedero
Control microbiológico 29
La figura 4, muestra los niveles de infección relacionados a la densidad de conidias (Ignoffo et al,
1975)
Figura 4. Nivel de infección de Trichoplusia ni por N. rileyi como una función de la densidad de
inóculo por unidad de área foliar.
La tabla 5 representa la importancia del potencial de inoculo mostrando la mortalidad acumulada
del picudo del algodonero Anthonomus grandis por el hongo B. bassiana. El menor potencial de
inoculo 9x10³ fue incapaz de provocar mortalidad hasta 6 días depuse de inoculado.
Estos datos sugieren que realmente existe un número mínimo de estructuras del patógeno necesarias
para desencadenar la enfermedad en un insecto o en una población.
5.1.3 INTERACCIONES ENTRE ORGANISMOS
La presencia simultanea de patógenos, parasitoides, predadores y plagas en un agro-ecosistema
puede llevar a que ocurran diferentes tipos de interacciones entre los organismos. Las interacciones
pueden ser de tres tipos
Control microbiológico 30
Sinergismo: Aumento de la virulencia del patógeno o de la efectividad del parasitoide.
Antagonismo: Disminución de la virulencia del patógeno o de la efectividad del parasitoide.
Coexistencia: La eficiencia de los elementos de la combinación no es afectada.
5.1.3.1 Interacción entre patógenos
Ya se conoce que el Bacillus thuringiensis es capaz de inducir elevadas mortalidades en insectos,
cuando se asocian sus principales tóxicos representadas por esporas, cristal tóxico y células
vegetativas.
La asociación de B. thuringiensis con otras bacteria como pseudomonas, serratia. enterobacter,
además de otros, no han tenido efectos sinérgicos o anatómicos, prevaleciendo siempre la acción del
B. thuringiensis. Se han encontrado resultados prometedores, pero faltan muchos estudios.
Tabla 5. Porcentaje de mortalidad de A. grandis bajo diferentes potenciales de inóculos de B.
bassiana
Conidias/insecto
Días depuse de
Inoculación
9x10³
8x10-¼
5,5x10-1/ 5
4 0,0 4,0 4,0
6 0,0 10,0 10,0
8 2,0 12,0 14,0
10 4,0 16,0 30,0
12 8,0 22,0 50,0
14 8,0 28,0 60,0
30 38,0 62.0 96,0
(LT50) 33,9 días 25,1 días 13,5 días
5.2 FACTORES CLIMATICOS
La acción de los factores climáticos es más pronunciada durante las fases de diseminación,
germinación y penetración del patógeno, que durante la fase de colonización, de lo que se deduce,
que la presencia del patógeno sobre el hospedero susceptible no es condición suficiente por que
halla colonización. Cada especie de patógeno debe ser influenciada de modo diferente frente a los
factores ambientales.
5.2.1 Temperatura. Es uno de los factores de gran importancia y actúa sobre los patógenos
afectando principalmente su estabilidad, aplicación y eficiencia en el campo de un modo general,
Control microbiológico 31
los patógenos no poseen sistemas que regulan la temperatura, siendo por lo tanto afectados por ella.
La figura 5, muestra la escala de temperatura para diversos organismos La tabla 8 presenta los
efectos de baja temperatura sobre virus.
5.2.2 Humedad, lluvia y radiación solar
La humedad es esencial, siendo importante para la fase de germinación y penetración y es limitante
para la reproducción de algunos patógenos. La humedad influye en la espesura de la camada de cera
de los insectos tornándolos mas o menos resistentes a los patógenos, siendo así la humedad puede
ser considerada mas importante que la temperatura, pues ésta afecta principalmente la velocidad con
que el proceso enfermedad se desarrolla.
Figura 5. Escala de temperatura para insectos y patógenos.
La lluvia disemina, fuertes lluvias pueden ser perjudiciales a patógenos, pues no permite la
epizootia. La radiación puede ser estimulante, no afectar o ser perjudicial a los patógenos.
Control microbiológico 32
Tabla. 8 Efecto del almacenamiento a baja temperatura sobre la actividad de los virus (Jacques,
1977, citando varios autores).
VIRUS HOSPEDERO TEMPERATURA
AMACENAMIENTO
(ªC)
PERIODO
ALMACENAMIENTO
(años)
PERDIDA
ACTIVIDAD
%
NVP
ampollas Bombix mori 4 20 -50
NPV
cadáveres N. hercyniae 4 6 -25
NPV
suspensión L. fiscellaria 4 6 +90
NPV
suspensión Trichoplusia ni 4 4 -10
GP polvo P. brassicae 0 4 -10
GP
suspensión
P. rapae 4 4 -10
Virus
polvo
P. citri 4 6,5 -10
Tabla 9. Efecto de almacenamiento sobre esporas de M. anisopliae (varias condiciones) (Roberts y
Campbell, 1977).
CONDICIONES TIEMPO PRESERVADO
-20 en aire CO2 4 años
N2 4 “
4ªC en aire CO2 4 “
N2 4 “
Laboratorio
Puro 180 días
Formulado 240 “
Cámara frigorífica
Puro 180 días
Formulado +287- 379 días
Freezer-3ªC
Puro 420 días
Formulado 420 días
Control microbiológico 33
La tabla 10 muestra la acción de la radiación solar sobre una bacteria.
Tabla 10. Inactivación del B. thuringiensis en presencia de la radiación solar (Cantwell and
Franklin, 1966).
Tiempo exposición
(minutos)
Inactivación sol
(%)
Inactivación sombra
(%)
10 22,6 9,5
20 38,8 13,7
30 50,4 23,7
60 82,1 -
5.3 FACTORES NO CLIMATICOS
5.3.1 El follaje
El follaje de la plantas es ideal para los virus , las plagas susceptibles a los virus tienen que comer
las hojas para que se inicie el proceso de enfermedad.
5.3.2 El suelo
Se constituye en un ambiente favorable para el desarrollo y preservación de la mayoría de
patógenos, sin duda se constituye en un gran reservorio de virus de insectos, proporcionando
inóculo a través del goteo de lluvia y partículas del mismo suelo.
5.3.3 Agua
El agua pura es un medio en el que los virus son razonablemente estables, aunque el PH natural y
la concentración de sales pueden alterar ésta estabilidad.
5.3.4 Sustancias químicas
La susceptibilidad de los diversos grupos de patógenos a los agroquímicos varia ampliamente de
acuerdo con la especie de patógeno, químicos y dosis. Sustancias químicas (insecticidas,
herbicidas) permiten las mezclas con diferentes patógenos.
6. SEGURIDAD EN EL EMPLEO DE PATÓGENOS
Los patógenos de insectos son organismos vivos que ocurren naturalmente sobre artrópodos a
densidades variables en función de la época del año y del nivel de la enfermedad que provocan. Si
en una hectárea de soya con 400.000 plantas tuviéremos cinco larvas grandes atacadas por
Nomuraea rileyi por planta podemos estimar un total de 2000.000 larvas produciendo cada una
3x10٩ conidias, resultando un inóculo natural de 6x10-15 poliedros/Ha, la dosis que se recomienda
comúnmente para control de 80-90 % de las larvas, está en torno de 10-11 poliedros/Ha. o sea
Control microbiológico 34
40.000 veces menos que la “dosis” natural. Es así, como la cantidad de patógeno que existe
naturalmente en el ambiente supera en mucho la cantidad de patógeno que es aplicada..
Parece evidente que los patógenos producidos naturalmente no deben afectar cualquier elemento del
ecosistema, pero las cosas no son tan simples cuando esos patógenos son incorrectamente
manipulados por el hombre y tienden a acumular los problemas de contaminación, variaciones y
mutaciones genéticas en el material producido y aplicado. Tampoco se conoce sobre los efectos
indeseables que las aplicaciones continuas de patógenos pueden a largo plazo, provocar sobre la
cadena alimenticia y en especial sobre las poblaciones de parasitoides obligatorios.
6.1 BACTERIAS
Los principales bacterias entomopatogénicas representadas por B. thuringiensis, B. popilliae, B.
moritai y B. sphaericus, son considerados como razonablemente seguros en relación a los
mamíferos. Sin embargo aún es discutible la seguridad de B. thuringiensis, existiendo serias
restricciones en su empleo, debido a la producción de la B-exotoxina, tóxica para mamíferos y aves.
Con relación a B. popilliae, la principal causa de la resistencia de los vertebrados es probablemente
la temperatura inadecuada de su cuerpo. También se conoce que esa bacteria pasa ilesa a través del
tubo digestivo de los animales. No han sido constatados alergias en personas que manipulan la
bacteria.
B. moritai, es tenido como un patógeno seguro, B. sphaericus, necesita ser mas estudiada bajo
éstos aspectos. Con relación a las especies potencialmente importantes en el control microbiológico
representados por Pseudomonas aeruginosa y Serratia marcescens,, existen serias implicaciones
de esos agentes en infecciones respiratorias, urinarias, intestinales y la ocurrencia de septicemia en
el hombre. Por esos motivos esos agentes deben ser manoseados con mucho cuidado.
6.2 HONGOS
Los hongos entomopatogenos no son potencialmente perjudiciales al hombre y otros animales de
sangre caliente. Difícilmente los hongos se desarrollan en la faja de temperatura de los diferentes
mamíferos que es de 34,5 a 44,0ªC. Pruebas con cerdos, conejos y ratones demostraron que los
animales no presentan anormalidades patológicos, clínicos o histológicos. Una excepción la
constituye el hongo Conidiobolus coronatus, (Entomophtora coronata) que consigue crecer a
37,0ªC y se considera patogénica para mamíferos, por lo que su empleo en el control
microbiológico se debe evitar.
También, ya se observaron problemas alérgicos en personas debido al contacto con los hongos
Beauveria, Metarhizium, Entomophtora e Hirsutella. En algunos países se han observado
formulaciones de M. anisopliae contaminadas con Aspergillus flavus lo que produce una
micotoxina que es considerada cancerígena para animales.
Control microbiológico 35
6.3 VIRUS
Los virus que atacan a los insectos naturalmente, son considerados como específicos y seguros para
el hombre y vertebrados que poseen acidez en el tubo digestivo. Esta seguridad puede ser afectada
debido a los problemas que podrían ocurrir en la producción masiva de éstos agentes.
Dentro de esos problemas se citan variaciones genéticas del patógeno y contaminaciones por
bacterias potencialmente peligrosas para el hombre tal como Salmonella spp y otras. Existe también
un riesgo teórico de que el DNA de los Baculovirus actúe .sobre el genoma de los mamíferos.
6.4 OTROS PATOGENOS
Los Protozoarios y Nematodos son los otros grupos comúnmente empleados en el control
microbiológico cuyos estudios de seguridad no son muy frecuentes, pero no se tiene conocimiento
de problemas provocados en vertebrados por la utilización de las especies más comunes.
7. BIBLIOGRAFIA
ALVES, B.S. 1986 Controle Microbiano de Insectos. Editora Manole Ltda. Sao Paulo (Brasil)
407p.
DOBERSKY, J.W. 1981. Comparative laboratory studies on three fungal pathogens of the Beetle
Scolytus . Effect of temperature and humidity on infection by Beauveria bassiana, Metarhizium
anisopliae and Paecylomices farinosus. Journal of invertebrate Patology. New York 37: 195-200
GAUMANN, E. 1950 Principles of plant infection London- Corshy Lock and Son Ltda 543p.
IGNOFFO, C.M. et al 1979. Laboratory of field studies with Boverin a microinsecticide
preparation of B. bassiana produced in the Soviet Union Journal Of Econ. Entomol. College Park.
JAQUES, R.P. 1977 Hability of entomopathogenic viruses. Misc. Publ. Entomol. Soc. Am. College
Park. 10(·):89-116
KAYA, H.M. and HARA, H. 1981 Susceptibility of various species of Lepidoptera pupae to the
entomogenous nematode Neoaplectana carpocapsae J. Nematology. Florida 13: 291-294
KUNO, G; MULLET R y HERNANDEZ, M. 1982 Patología de Insectos. Centro de Publicaciones
División de Ciencias Universidad del Valle, Colombia 212p.
KNIPLING, E.F. 1979 The basic principles of insect suppression and management. Agriculture
handbook Nª 512 USDA pp192-218.
RODRIGUEZ, D.A. 1990 Uso de patógenos para el manejo de insectos plagas. REVISTA
Colombia Ciencia y Tecnología Vol. 8 (3): 4-31 Jul-Sept. Bogota. Colombia.
Control microbiológico 36
SOCOLEN. 1997 Revista Colombiana de Entomología. Vol. 23(3-4): 97-189 Jul-Dic
SOCOLEN. 1994 Revista Colombiana de Entomología VOL 20(1) : 1-59 Enero-Marzo.
SOCOLEN. 1986 Revista Colombiana de Entomología. Vol. ¡” (2) 1-46 Jul- Dic.
STEINHAUS, E.A. 1949 Principles of insects pathology New Cork. McGraw-Hill 757p
Control microbiológico
STEINHAUS, E.A. 1963 Insect pathology and advances treatise Academic Press New York . Vol.
1 : 661 Vol. 11: 689.
SUAREZ, GH y MEJIA, J 2012 Manejo de Hypothenemus hampei (Coleoptera: Scolytidae) en
cafetales de Pueblo Bello, Cesar. Revista Colombiana de Microbiología Tropical Vol 2 (2):41-50
ISSN 2215-8375
SUAREZ, GH; GUERRA, LY; MELO, RA y CUJIA, ML. 2010 Identificación de hongos
entomopatogenos en suelos sembrados con yuca en la región Caribe para el control de Chilomima
clarkei (Lepidoptera: Pyralidae) Revista Colombiana de Microbiología Tropical Vol 1(2):15-19
ISSN 2215-8375
SUAREZ, GH. 2009. Patogenicidad de Beauveria bassiana (Deuteromycotina : Hyphomycetes)
sobre Sitophilus zeamais (Motschulsky) (Coleoptera: Curculionidae) Revista Intropica Vol 4: 45-51
ISSN 1794-161X.
URUETA, S.E.I. 1980 Control del ácaro Retracrus elaeis K (Eriophyidae) mediante el hongo
Hirsutella thompsonii Fischer e inhibición de éste por los fungicidas. Revista Augura, Medellín
6829. 25-31
WEBSTER J. M. 1972 Economic Nematology. Academic Press. New York P469-496.
ZIMMERMANN, G. 1982 Effect of hight temperatures and artificial sunlight on the viability of
conidia of M. anisopliae. J. of Invertebrate Pathology New York 40(1):36-40.