Los áfidos son uno de los visitantes del jardín menos bienvenidos. Estos pequeños insectos pueden causar daños sustanciales en la agricultura, pero ¿cómo eligen realmente sus plantas anfitrionas? ¿Cuáles son los mecanismos básicos detrás de esto? Investigadores de las Universidades de Bonn y Kassel ahora presentan dos modelos novedosos que pueden usarse para analizar la visión del color de los áfidos y, por lo tanto, cómo responden los animales a las plantas. Esto abre nuevas posibilidades para futuras investigaciones sobre este tema, pero también puede ser relevante para aplicaciones agrícolas. El estudio ha sido publicado en la revista Philosophical Transactions of the Royal Society B:Biological Sciences .

Se sabe desde hace años que a los pulgones les gusta especialmente el color amarillo, por lo que a veces se utilizan trampas de color amarillo en la agricultura para controlar los pulgones en los cultivos. Para su estudio actual, los investigadores desplegaron un total de más de 200 trampas de color con alrededor de 70 colores diferentes en el campo en dos primaveras consecutivas.

Usando un espectrómetro de luz, midieron los llamados espectros de reflectancia de los colores individuales para cada longitud de onda. "El espectrómetro nos permite cuantificar objetivamente los colores. Esto es importante porque los humanos perciben los colores de manera bastante diferente a los insectos, por lo que no podemos confiar en nuestros ojos para eso", dice el profesor Dr. Thomas F. Döring del Instituto. de Ciencias de Cultivos y Conservación de Recursos (INRES) de la Universidad de Bonn.

Los datos de reflectancia y los datos de comportamiento, es decir, el número de áfidos capturados por trampa, formaron la base de dos modelos matemáticos. El objetivo era correlacionar la reflectancia y los datos de comportamiento, y de esta manera averiguar qué longitudes de onda son decisivas para la respuesta del pulgón.

Dos modelos con resultados similares

En el primer modelo, los científicos incorporaron datos ya conocidos sobre qué fotorreceptores se estimulan cuando los pulgones buscan alimento. El segundo modelo prescindió de los datos fisiológicos y consideró únicamente el comportamiento de los animales y los datos medidos de reflectancia por color. Para este modelo, los investigadores aplicaron un método estadístico especial llamado regresión de mínimos cuadrados parciales (PLSR).

Ambos modelos llegaron a conclusiones similares. En primer lugar, confirmaron la preferencia de los pulgones por el color amarillo. En segundo lugar, ambos modelos sugirieron un mecanismo neuronal específico que controla el comportamiento visual de los pulgones. "El hecho de que los resultados de ambas evaluaciones fueran finalmente tan similares nos sorprendió", dice el Dr. Sascha M. Kirchner de la Universidad de Kassel. "Pero el resultado es tan fuerte que no puede ser un artefacto matemático".

Una conclusión de los investigadores:incluso para las especies de áfidos para las que no hay datos fisiológicos disponibles hasta el momento, el nuevo método de evaluación, junto con estímulos de color seleccionados, puede ayudar a proporcionar información más precisa sobre el comportamiento visual. "De esta manera, podríamos evitar costosos estudios electrofisiológicos en los animales en el futuro", señala Döring, miembro del Área de Investigación Transdisciplinaria "Futuros Sostenibles" y el Clúster de Excelencia PhenoRob de la Universidad de Bonn.

Puente entre biología y agricultura

Con su estudio, los investigadores combinan la investigación biológica y agrícola de una manera especial. En neurobiología, los pulgones normalmente no sirven como organismos modelo para estudiar los mecanismos básicos. En agricultura, sin embargo, tales análisis de comportamiento a menudo no se aplican debido a su nivel de detalle. "Tratamos de construir un puente entre la ciencia aplicada y la investigación básica en nuestro estudio", dice el ecologista de campo Thomas Döring.

Específicamente, los nuevos modelos podrían ayudar a optimizar las prácticas agrícolas existentes, como los llamados métodos de acolchado que pueden alterar el fondo visual de los cultivos y, por lo tanto, "ocultar" las plantas huésped de las plagas. Los resultados también podrían ser relevantes para los intentos de cambiar el color de las hojas, por ejemplo, mediante reproducción o fertilización especial. El estudio actual ya proporciona evidencia de que las hojas de trigo son más atractivas para los áfidos cuando se fertilizan con bajos niveles de nitrógeno que cuando se tratan más intensamente con nitrógeno.

¿Por qué amarillo?

La pregunta sigue abierta sobre por qué los áfidos en realidad tienen tanta preferencia por el amarillo; después de todo, su alimento son las hojas verdes de las plantas. "Ahora podemos explicar esto fisiológicamente, pero el beneficio subyacente para los áfidos aún no está claro", dice Thomas Döring.

En futuros estudios, a él y a sus colegas les gustaría investigar el efecto de la luz ultravioleta con más detalle, lo cual es interesante tanto para aplicaciones en la protección de cultivos como desde una perspectiva biológica.

Además, el estudio proporciona evidencia preliminar de que algunas especies de áfidos responden de manera algo diferente a la mayoría. Si este comportamiento es fundamentalmente diferente también debe aclararse en futuras investigaciones. + Explora más

Los pulgones manipulan su comida