El gusano de la raíz del maíz occidental sigue aumentando en Europa. Por qué han fracasado los intentos de atacar biológicamente esta plaga de cultivos mediante la aplicación de nematodos entomopatógenos, Ahora puede explicarse por la asombrosa estrategia de defensa de este insecto. En su nuevo estudio, científicos de la Universidad de Berna, Suiza, y el Instituto Max Planck de Ecología Química en Jena, Alemania, demuestran que las larvas del gusano de la raíz son capaces de secuestrar compuestos de defensa de las plantas de las raíces del maíz en una forma no tóxica y pueden activar las toxinas siempre que las necesiten para protegerse contra sus propios enemigos.

El gusano de la raíz del maíz occidental ( Diabrotica virgifera virgifera ) es una plaga devastadora de las plantas de maíz, que se ha extendido por toda Europa. El monitoreo de plagas de este año en Alemania reveló que el número de escarabajos atrapados en trampas se ha multiplicado nuevamente en comparación con el año anterior. El insecto es originario de Centroamérica, desde donde se extendió invasivamente por toda América del Norte desde la década de 1950. Las autoridades agrícolas de los EE. UU. Estiman que el gusano de la raíz del maíz occidental causa daños por valor de miles de millones de dólares cada año.

Las plantas despliegan sofisticadas estrategias de defensa para defenderse de las muchas especies de insectos interesados ​​en alimentarse de sus nutritivas hojas o raíces. Investigadores de Berna y Jena ahora han investigado el caso de una larva de escarabajo, que explota las defensas de la planta para su propio uso. Las plantas de maíz almacenan compuestos de defensa conocidos como benzoxazinoides en sus raíces en una forma no tóxica. Si los herbívoros atacan las plantas, estas moléculas se descomponen rápidamente en compuestos que son tóxicos para la mayoría de los insectos. "Pudimos demostrar que el gusano de la raíz del maíz occidental estabiliza un benzoxazinoide tóxico al agregar una molécula de azúcar. Esta molécula modificada se usa directamente para mantener a los nematodos, utilizado como control biológico, lejos. Es más, los gusanos de la raíz pueden estabilizar un segundo benzoxazinoide derivado de plantas, secuestran su forma no tóxica en sus cuerpos, y activarlo ante el ataque de nematodos ", explica la primera y principal autora Christelle Robert, quien inició este proyecto en Jena y lo continuó en la Universidad de Berna. Por eso, el gusano de la raíz una vez utilizó una estrategia doble para utilizar las defensas de las plantas para su propia protección.

El control biológico con nematodos alguna vez pareció una alternativa prometedora al uso de pesticidas químicos. Estudios anteriores en los que participaron científicos del Instituto Max Planck de Ecología Química habían descubierto que las raíces del maíz emiten (E) -betacariofileno para atraer nematodos beneficiosos. Nematodos entomopatógenos en el suelo, como el organismo benéfico Heterorhabditis bacteriophora , tienen el potencial de invadir insectos plaga donde segregan bacterias simbióticas. Las bacterias asociadas matan al insecto huésped y los nematodos proliferan en el cadáver. Esta parecía una estrategia razonable para combatir el gusano de la raíz del maíz occidental.

"Desafortunadamente, los nematodos a menudo no redujeron Diabrotica poblaciones mucho, pero no estaba claro por qué era así. Gracias al presente trabajo, ahora podemos diagnosticar exactamente por qué el control biológico es ineficaz. El gusano de la raíz está demasiado bien protegido con las propias defensas de la planta. Otro método para controlar el gusano de la raíz es cultivar maíz para obtener más defensas benzoxazinoides. Según los nuevos hallazgos, esto tampoco tendrá mucho efecto en Diabrotica debido a su resistencia a estos compuestos químicos, e incluso empeora las cosas al hacer Diabrotica más resistente a los nematodos y posiblemente a otros controles biológicos, "Resume Jonathan Gershenzon del Instituto Max Planck de Ecología Química.

Estos enfoques fallidos con controles biológicos y plantas con altas concentraciones de benzoxazinoides han dejado a los científicos atrapados entre Scylla y Caribdis y mostrar lo difícil que es controlar el gusano de la raíz. Los científicos ahora intentarán identificar los genes o enzimas que permiten a los gusanos de la raíz burlar las defensas del maíz para asegurar su propia supervivencia. Quizás si estos genes pueden silenciarse, los gusanos de la raíz se volverán susceptibles a la infección por nematodos.

"Nuestro trabajo ilustra cómo una plaga de maíz especializada y altamente destructiva ha desarrollado la capacidad de utilizar las principales toxinas de su planta huésped para escapar de la depredación de los enemigos naturales del suelo. Estos resultados proporcionan una explicación del éxito limitado de los programas de control biológico dirigidos a la gusano de la raíz del maíz occidental ", dice Christelle Robert. El estudio es una base importante para futuras investigaciones con el objetivo de mejorar considerablemente el control de esta importante plaga agrícola en el futuro.