Técnica de insectos estériles - Sterile insect technique

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La mosca del gusano barrenador fue la primera plaga que se eliminó con éxito de un área mediante la técnica de los insectos estériles, mediante el uso de un enfoque integrado en todo el área.

La técnica de insectos estériles ( TIE ) es un método de control biológico de insectos , mediante el cual se liberan cantidades abrumadoras de insectos estériles en la naturaleza. Los insectos liberados son preferiblemente machos , ya que esto es más rentable y las hembras pueden, en algunas situaciones, causar daños al poner huevos en el cultivo o, en el caso de los mosquitos , extrayendo sangre de humanos. Los machos estériles compiten con los machos salvajes para aparearse con las hembras. Las hembras que se aparean con un macho estéril no producen descendencia, lo que reduce la población de la próxima generación . Los insectos estériles no se auto-replican y, por lo tanto, no pueden establecerse en el medio ambiente. La liberación repetida de machos estériles en densidades de población bajas puede reducir aún más y, en casos de aislamiento, eliminar las poblaciones de plagas, aunque el control rentable con poblaciones objetivo densas está sujeto a la supresión de la población antes de la liberación de los machos estériles.

La técnica se ha utilizado con éxito para erradicar la mosca del gusano barrenador ( Cochliomyia hominivorax ) de América del Norte y Central. Se han logrado muchos éxitos en el control de las plagas de la mosca de la fruta , especialmente la mosca mediterránea ( Ceratitis capitata ) y la mosca mexicana ( Anastrepha ludens ). Se está llevando a cabo una investigación activa para determinar la eficacia de esta técnica en la lucha contra la mosca de la fruta de Queensland ( Bactrocera tyroni ) .

La esterilización se induce mediante los efectos de la irradiación de fotones de rayos X sobre las células reproductoras de los insectos. La TIE no implica la liberación de insectos modificados mediante procesos transgénicos (ingeniería genética). Además, la TIE no introduce especies no autóctonas en un ecosistema.

Historia

La idea de usar machos estériles fue escrita por primera vez por el genetista ruso AS Serebrovsky en 1940, pero el mundo de habla inglesa se le ocurrió la idea de forma independiente y la aplicó prácticamente alrededor de la década de 1950. Raymond Bushland y Edward Knipling desarrollaron el SIT para eliminar los gusanos tornillos que se alimentan de animales de sangre caliente, especialmente ganado. Atacaron la reproducción del gusano tornillo explotando el hecho de que las hembras se aparean solo una vez. Las larvas de estas moscas invaden las heridas abiertas y comen la carne de los animales, matando al ganado infectado en 10 días. En la década de 1950, los gusanos destornilladores causaron pérdidas anuales en los suministros de carne y lácteos estadounidenses que se proyectaron en más de $ 200 millones. Los gusanos gusanos de tornillo también pueden parasitar la carne humana.

Entomólogo Edward F. Knipling

Bushland y Knipling comenzaron a buscar una alternativa a los pesticidas químicos a fines de la década de 1930 cuando trabajaban en el Laboratorio del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos en Menard, Texas . En ese momento, el gusano tornillo devastaba los rebaños de ganado en todo el sur de Estados Unidos. Los suministros de carne roja y lácteos se vieron afectados en México, América Central y América del Sur.

Knipling desarrolló la teoría del control autocida: romper el ciclo reproductivo de la plaga. El entusiasmo de Bushland por la teoría de Knipling impulsó a la pareja a buscar una forma de criar moscas en un entorno de "fábrica" ​​y encontrar una forma eficaz de esterilizarlas.

Su trabajo fue interrumpido por la Segunda Guerra Mundial , pero reanudaron sus esfuerzos a principios de la década de 1950 con pruebas exitosas en la población de gusanos tornillos de Sanibel Island , Florida . La técnica del insecto estéril funcionó; la casi erradicación se logró utilizando moscas esterilizadas con rayos X.

Éxitos

El mapa muestra el área de distribución actual (naranja) y anterior (amarilla) y la propagación estacional aproximada de la mosca del gusano barrenador .

En 1954, la técnica se utilizó para erradicar los gusanos tornillos de la isla de Curazao , de 176 millas cuadradas (460 km 2 ) , frente a la costa de Venezuela . Los gusanos destornilladores se eliminaron en siete semanas, salvando los rebaños de cabras domésticas que eran fuente de carne y leche.

Desde finales de la década de 1950 hasta la de 1970, la TIE se utilizó para controlar la población de gusanos tornillos en los EE. UU. En la década de los ochenta, México y Belice eliminaron sus problemas de gusanos de tornillo con la TIE. Los programas de erradicación progresaron en América Central en la década de 1990, seguidos por el establecimiento de una barrera biológica en Panamá para evitar la reinfestación desde el sur. El mapa muestra el área de distribución actual y anterior y la propagación estacional aproximada de la mosca del gusano barrenador .

En 1991, la técnica de Knipling y Bushland detuvo un brote grave de gusano tornillo del Nuevo Mundo en el norte de África. Los programas contra la mosca mediterránea de la fruta en México, Florida y California utilizan el SIT para mantener su estatus libre de moscas. La técnica se utilizó para erradicar la mosca del melón de Okinawa y en la lucha contra la mosca tsetsé en África.

La técnica ha suprimido los insectos que amenazan al ganado, las frutas, las verduras y los cultivos de fibra. La técnica fue alabada por sus atributos ambientales: no deja residuos y no tiene ningún efecto negativo (directo) sobre especies no objetivo.

La técnica ha sido de gran ayuda para proteger los productos agrícolas para alimentar a la población humana del mundo. Tanto Bushland como Knipling recibieron reconocimiento mundial por su liderazgo y logros científicos, incluido el Premio Mundial de la Alimentación de 1992 . La técnica fue aclamada por el exsecretario de Agricultura de los Estados Unidos, Orville Freeman, como "el mayor logro entomológico del siglo XX".

Tripanosomiasis africana

La enfermedad del sueño o tripanosomiasis africana es una enfermedad parasitaria en los seres humanos. Causada por protozoos del género Trypanosoma y transmitida por la mosca tsetsé, la enfermedad es endémica en las regiones del África subsahariana y abarca unos 36 países y 60 millones de personas. Se estima que entre 50.000 y 70.000 personas están infectadas y unas 40.000 mueren cada año. Las tres epidemias más recientes ocurrieron en 1896-1906, 1920 y 1970.

Los estudios de la mosca tsetsé muestran que las hembras generalmente se aparean solo una vez (ocasionalmente dos). Los estudios encontraron que este proceso es eficaz para prevenir el flagelo.

Programas exitosos

Artículo principal: Lista de ensayos de técnicas de insectos estériles

Objetivos

Historia del envío transfronterizo de insectos estériles

El envío transfronterizo de insectos estériles ha tenido lugar de forma continua durante 55 años (desde 1963). El número total de insectos estériles enviados se ha estimado en más de un billón en miles de envíos a través de fronteras a 23 países receptores desde 50 fábricas de insectos estériles en 25 países. Durante este largo período y muchos precedentes, no se han identificado problemas asociados con posibles peligros y, por lo tanto, el envío de insectos estériles nunca ha estado sujeto a ninguna acción reguladora. La tabla muestra la historia de los envíos transfronterizos que comenzaron en 1963 con los envíos de mosca de la fruta mexicana estéril ( Anastrepha ludens , Loew), desde Monterrey, México, a Texas, EE. UU.

Inconvenientes

  • A veces se requieren períodos de población naturalmente bajos o tratamientos repetidos con pesticidas para suprimir las poblaciones antes del uso de insectos estériles.
  • La separación de sexos puede ser difícil, aunque esto se puede realizar fácilmente a gran escala donde se han desarrollado sistemas genéticos de sexado como para la mosca mediterránea de la fruta.
  • Los tratamientos de radiación, transporte y liberación pueden reducir la aptitud de apareamiento de los machos.
  • La técnica es específica de la especie. Por ejemplo, la técnica debe implementarse por separado para cada una de las 6 especies de mosca tsetsé económicamente importantes.
  • La cría masiva y la irradiación requieren procesos de precisión. Han ocurrido fallas cuando se liberaron machos reproductores inesperadamente fértiles.
  • El enfoque a nivel de área es más efectivo, ya que la migración de insectos silvestres desde fuera del área de control podría volver a crear el problema.
  • El costo de producir suficientes insectos estériles puede ser prohibitivo en algunos lugares, pero disminuye con las economías de escala.

Conclusión y perspectivas

Los enfoques biotecnológicos basados ​​en organismos modificados genéticamente ( organismos transgénicos ) aún están en desarrollo. Sin embargo, dado que no existe un marco legal para autorizar la liberación de tales organismos en la naturaleza, la esterilización por irradiación sigue siendo la técnica más utilizada. Se celebró una reunión en la sede de la FAO en Roma, del 8 al 12 de abril de 2002, sobre "Evaluación del estado y los riesgos del uso de artrópodos transgénicos en la protección de las plantas". Las actas resultantes de la reunión han sido utilizadas por la Organización de Protección Vegetal de América del Norte (NAPPO) para desarrollar la Norma Regional N ° 27 de la NAPPO sobre "Directrices para la importación y liberación de artrópodos transgénicos en campos confinados", que podría proporcionar la base para el desarrollo racional del uso de artrópodos transgénicos.

Beneficios económicos

Se han demostrado beneficios económicos. Se estima que los beneficios directos de la erradicación del gusano barrenador para las industrias ganaderas de América del Norte y Centroamérica superan los 1.500 millones de dólares al año, en comparación con una inversión de más de medio siglo de alrededor de 1.000 millones de dólares. México protege un mercado de exportación de frutas y verduras de más de $ 3 mil millones / año a través de una inversión anual de alrededor de $ 25 millones. Se estima que el estatus libre de moscamed ha abierto mercados para las exportaciones de frutas de Chile hasta $ 500 millones. Cuando se implementa sobre una base de área amplia y un proceso de crianza a escala, SIT es competitivo en costos con el control convencional, además de sus beneficios ambientales.

Técnicas relacionadas en plantas

Recientemente se ha aplicado una técnica similar a la SIT a las malezas utilizando polen irradiado, lo que da como resultado semillas deformadas que no brotan.

Ver también

Referencias

enlaces externos