Entomología agrícola

comportamiento de los insectos

Las feromonas en los insectos: funciones

En general, el comportamiento de los insectos ( y de otros animales) está regulado por una serie de estímulos que son recibidos por los órganos de los sentidos y su información es procesada por el cerebro, desencadenando la respuesta adecuada. Entre los diferentes comportamientos que muestran los insectos (especialmente los fitófagos), los más importantes desde el punto de vista de la entomología agrícola son el de apareamiento, el de puesta, el de alimentación y el de dispersión. Los estímulos que desencadenan y regulan estos comportamientos son de diferente naturaleza, pero sin duda los más importantes son los químicos. Las sustancias de comunicación (llamadas en ocasiones compuestos semioquímicos) entre individuos de diferentes especies se denominanalelomonas y las sustancias de comunicación entre individuos de la misma especie, feromonas. Las alelomonas se clasifican en alomonas (cuando el comportamiento que se desencadena es favorable al emisor), cairomonas (favorable para el receptor) y synomonas (favorable para ambos).

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 su pauta de comportamiento o en su proceso de desarrollo. Las feromonas se clasifican según la función que realizan o el comportamiento que desencadenan: sexuales, de alarma, de agregación, de marcado... , siendo las feromonas sexuales las más utilizadas en el control de plagas.

Las glándulas que producen las feromonas son variadas, y no están localizadas en una parte concreta del cuerpo de los insectos. Cada feromona se produce en una glándula concreta, con su propia localización, dependiendo de cada especie de insecto que las produzca.

FEROMONAS
LA QUIMICA DE LA COMUNICACION	El término feromonas ha sido definido por primera vez por Karlson y Luscher en 1959. Es la asociación de dos raíces griegas "pherein" (transportar) y hormán (excitación). La existencia de feromonas se ha conocido por siglos y aparentemente se originó en observaciones de picaduras masivas de abejas en respuesta a productos químicos liberados por la picadura de una sola abeja. El primer aislamiento e identificación de la feromona de un insecto (la polilla del gusano de la seda) fue hecho en 1959 por científicos alemanes. Desde entonces, cientos, tal vez miles de feromonas de insectos han sido identificadas. Hoy tenemos una visión mucho más clara de las posibilidades y limitaciones asociadas con feromonas de insectos en programas de Manejo Integrado de Plagas
Las feromonas son compuestos químicos que los animales emiten para comunicarse con miembros de su misma especie. Se producen diferentes tipos de feromonas, dependiendo el estímulo
Feromonas de alarma - El "Olor del Miedo"	Algunos animales le comunican a los otros miembros de su especie, que existe algún peligro inminente, para ello utilizan las feromonas de alarma
	Las feromonas emitidas por un individuo van a orientar y/o modificar los comportamientos de los individuos de una misma especie, incluyendo los del individuo emisor.
Feromonas territoriales	Se usan para marcar territorio, tal y como lo hacen los perros, los gatos y los grandes felinos, al orinar en el terreno donde viven
Feromonas de agregación o congregación	Se utilizan para agregar a otros miembros de la misma especie, tal y como hacen las hormigas cuando encuentran una fuente alimenticia, segregan un compuesto químico (feromona) que puede ser percibido por otros miembros y rápidamente estos llegan a la fuente de alimento (feromona de pista)
	En las abejas, por ejemplo, las feromonas influyen de manera determinante la armonía social de la colonia. En efecto, la reina segrega mediante sus glándulas maxilares y algunas glándulas abdominales una feromona comúnmente llamada jalea real. Esta sustancia impide el desarrollo de los ovarios de las obreras y permite sostener en estas últimas comportamientos específicos de su casta. Impide también la construcción de otras células de la reina. Cuando la reina envejece, la secreción de jalea real disminuye determinando el fin del dominio sobre las obreras, quienes entonces abandonan a la reina.
	Feromonas sexuales Las emiten algunas especies, normalmente la hembra en el caso de los insectos, y tiene por objeto hacerle saber al macho que es el momento ideal para el apareamiento
FEROMONAS EN INSECTOS Aprovechando el atractivo sexual para controlar plagas
Por sus propiedades atractivas o repulsivas, las feromonas de insectos, conocen ya aplicaciones en el área fitosanitaria. La feromonas sexuales pueden ser utilizadas para controlar plagas de insectos que provoquen daños en las cosechas.
Si se conoce la estructura química(identidad) de la feromona de alguna plaga especifica, esta feromona puede ser preparada en el laboratorio, y luego colocarse en trampas. El uso de estas trampas en plantaciones atrae a los insectos, donde quedan atrapados, disminuyendo así su población y aminorando el daño en las cosechas.	VENTAJAS DE USAR FEROMONAS VERSUS INSECTICIDAS Con el uso de feromonas, es posible disminuir considerablemente el uso de insecticidas químicos en las cosechas, generándose así cosechas menos contaminadas Ventajas sobre los insecticidas: a) por ser productos naturales (que la naturaleza produce) sonbiodegradables y no contaminan el ambiente. b) se usan en muy pequeñas cantidades. c) son especificas para cada especie, por lo que controlan la población de una única especie, evitando matar a otros insectos que podrían ser beneficiosos, favoreciendo el equilibrio biológico
Las feromonas sexuales de los insectos
son sustancias químicas altamente específicas que emiten las hembras para atraer a los machos y aparearse, perpetuando la especie
CONTROL DE PLAGAS CON FEROMONAS SINTÉTICAS
Sólo las hembras producen feromonas Existe una proteína en el cerebro de los insectos, que al ser liberada en el torrente circulatorio, o hemolinfa, activa un proceso biológico (enzimatico) que provoca la producción (biosíntesis) de feromonas en una glándula específica, la glándula feromonal. Los cientificos junto con descubrir las feromonas, que son altamente especificas para cada especie, idearon métodos de control biológico de plagas. AVANCES CIENTIFICOS HEMBRAS - Actualmente se están desarrollando inhibidores específicos para controlar la producción de feromonas en las hembras de los insectos. MACHOS - Otra vía de investigación, consiste en bloquear en los machos la percepción de la feromona en las antenas. Cuando llegan las primeras moléculas de feromona a las antenas del macho, éste las percibe y sigue, por así decirlo, el "rastro de perfume" que la hembra va dejando, pero si se saturan los receptores de las antenas con demasiadas particulas de feromona, porque se ha impedido su degradación, el macho se confunde, no identifica el lugar donde se encuentra la hembra y se pierde, por lo tanto no hay copulación y sin copulación no hay huevos, y sin huevos no hay decendencia.	La estrategia de la confusión Para el control de plagas se emplean fundamentalmente dos metodos: el trampeo masivo y la confusión. En el trampeo masivo se deposita la feromona en una trampa; los machos captan esta señal "quimica", la siguen e irremediableemente caen en la trampa. El método de confusión consiste en dispersar feromonas en el campo, de manera que los machos no puedan localizar la feromona natural, producida por la hembra, lo que los deja sin posibilidad de aparearse, controlando de esta forma la cantidad de insectos que nacen.

La química de las feromonas

La naturaleza química de las feromonas en los insectos es muy variada, la más frecuente es una mezcla de compuestos. Algunos son derivados de hidrocarburos con un número de carbonos entre C5 y C20 y pesos moleculares entre 80 y 300. Este aspecto es importante porque afecta a su volatilidad y a su dispersión en el ambiente. Se crea un área de influencia de mayor o menor radio, que algunos investigadores denominan “espacio aéreo activo”. Se ha observado con diversas especies de lepidópteros y todo macho presente en este área buscará a la hembra emisora de la señal.
Las feromonas en insectos también están compuestas por ácidos grasos, otras sustancias que obtienen de las plantas y terpenos. La diversidad y complejidad de las feromonas es amplia y en muchos casos no está bien estudiada todavía. En otros son estructuras más simples, algunas feromonas de alarma son hidrocarburos sencillos: undecano, tridecano y pentadecano.

Algunos compuestos de las feromonas los insectos los obtienen de la dieta y pasan directamente a formar parte de un tipo de feromona. En ciertos casos, pueden ser transformados por la intervención de bacterias. No obstante, la mayor parte de las feromonas de los insectos son sintetizadas por ellos mismos y secretadas por glándulas exocrinas, con ubicaciones muy diversas.

Es importante la complejidad en la composición de las feromonas, pues es conveniente recordar que son usadas entre individuos de la misma especie, lo que requiere que sean muy específicas y que no haya posibilidad de confusión. Intervienen también otros factores para activar las respuestas, como una concentración determinada o una frecuencia programada. Hay alguna excepción y dos especies relacionadas pueden generar la misma feromona, por ejemplo, aunque no son insectos, sino garrapatas, es el caso de Dermacentor variabilis y D. andersoni que comparten los mismos ácidos grasos en su feromona de cópula, pero la concentración emitida por la hembra de D. andersoni es 12 veces mayor que la emitida por D. variabilis.

Efectos de las feromonas

La respuesta de los insectos a las feromonas es mucho más estereotipada que la de los mamíferos, probablemente por la distinta complejidad de su sistema nervioso. Los insectos siempre responden del mismo modo ante la presencia de la misma feromona. Como ejemplos: la hembra de Bombyx mori, el gusano de seda, produce una feromona denominada bombycol (10E,12Z)-hexadeca-10,12-dien-1-ol) que atrae a los machos, de modo que estos intentan copular con cualquier objeto impregnado con esta feromona.
Los cadáveres de las hormigas emiten una sustancia o “feromona funeraria”; se ha comprobado que impregnando a una hormiga viva con dicha sustancia, es expulsada y retirada por las otras hormigas, como si de un cadáver real se tratara.

La clasificación de los distintos tipos de feromonas no contempla su composición química, sino su función. Así se habla de feromonas de alarma, de atracción sexual, de captación de alimento o reclutamiento, feromonas de marca territorial, de reconocimiento, etc.

Otra forma de clasificación relacionada con la anterior es según el tipo de efecto, que puede ser tanto liberador como detonador. Ejemplo del primero son las feromonas de alarma, que a su vez provocan reacciones de concentración o de huida. La concentración es típica de colonias numerosas que disponen de bastantes sustancias defensivas, como sucede con el mosquito Anopheles clariger. Por el contrario, la hormiga Lasius alienus responde con la huida ante una señal de feromona de alarma, porque sus colonias son menos numerosas y no dispone de muchos elementos de defensa, por lo que la mejor estrategia para preservar la colonia es la huida, antes que enfrentarse a la agresión.

Las hormigas en general usan entre 10 a 20 señales químicas; la mayor parte son de efecto liberador. Una feromona muy característica es la que señaliza el camino hacia el alimento. Cuando una exploradora encuentra una fuente de alimento, regresa al hormiguero marcando el camino con una feromona que todas las demás siguen. Indica también la cantidad y calidad del nutriente. Escarabajos tropicales de la subfamilia Scarabaeinae, que se alimentan de carroña y excrementos, marcan el alimento hallado frente a otras especies competidoras. Algunos lo entierran o transportan, por lo que deben comunicarse en un cierto grado de cooperación social..
Las feromonas de atracción sexual son las más destacadas. En muchas especies son liberadas por las hembras para atraer a los machos, pero estos a su vez, liberan otras feromonas que provocan la inmovilidad de la hembra para la cópula. El enjambre es un modelo de formación de nuevas colonias usado por hormigas, abejas y termitas que también está controlado por las feromonas desde el mismo momento de la salida.

Un efecto detonador típico es el producido por la abeja reina, que secreta el ácido trans-9-ceto-decanoico desde una glándula situada en su mandíbula. Algunas obreras ingieren el ácido y lo van transmitiendo al resto de la colonia, regurgitando una parte y guardando el resto. Así se repite el proceso hasta que todas tienen aproximadamente una cantidad mínima de 0.1 g de esta sustancia, que actúa como inhibidor del desarrollo sexual y reproductor de las obreras, de modo que todas son estériles y no hay reinas competidoras.

Las feromonas son todavía más imprescindibles en los insectos sociales, que se comportan como un superorganismo, regido por la reina, que es la única reproductora. Las diferentes castas se dividen las funciones, siendo las obreras quienes hacen el mayor trabajo, con un elevado grado de altruismo, incluso sacrificando su fertilidad, por el bien colectivo. El engranaje funciona gracias a las feromonas, pues cada pieza conoce su función.

Feromonas y sexo

En general se asocian las feromonas a la atracción sexual como una especie de afrodisíaco muy poderoso. Parece que no solo es así, pues ya vemos que existen muchos efectos distintos. No obstante, llevando el tema a la actividad sexual, un experimento realizado por Joan Levine en la Universidad de Toronto con moscas Drosiphila melanogaster indica que no es exactamente así. Suprimió genéticamente la producción de feromonas en machos y hembras. Las moscas “sin perfume” igualmente atraían a otros machos de la misma especie, incluso de otras especies. Sin embargo, las moscas macho tratadas genéticamente intentaban copular con otros machos, en un comportamiento no natural. Las hembras “sin perfume” no mostraban atracción por los insectos sin feromonas. La conclusión del experimento fue que la feromona no actúa en estas moscas como sustancia afrodisíaca, sino que su función real es distinguir el sexo y la especie de su pareja.

El hombre ha sabido aprovechar la existencia del lenguaje químico mediante feromonas como herramienta en el control de plagas de insectos. La obtención de feromonas por medios naturales es demasiado costosa, pero la industria ha logrado sintetizar distintas feromonas de muchas especies-plaga que son útiles para el trampeo en programas de monitorización de poblaciones con el fin de obtener información que optimice las medidas de control a implantar. La confusión sexual es otro método de lucha que utiliza feromonas sintéticas. Es muy usada con lepidópteros, como la polilla del racimo de la vid o Cydia pomonella en frutales de pepita. Se instalan multitud de difusores de hormona femenina que saturan el ambiente con elevadas concentraciones de forma que los machos son incapaces de localizar a las auténticas hembras. Otra variante de la técnica en cultivos de invernaderos o lugares cerrados consiste en atraer a los machos hacia puntos que emiten feromona femenina impregnada en un material tipo polvo, que queda adherido a los pelillos de los machos. De este modo se convierten en falsas hembras que atraen a otros machos provocando un efecto de confusión que hace descender notablemente su índice reproductor.

El tema puede ser tan extenso como la elevada cantidad de familias de insectos, cada uno con sus feromonas específicas. El objetivo a destacar es la importancia de la química en la naturaleza desde cualquier punto de vista, en este caso desde la comunicación.

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