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Bacillus thuringiensis: cómo funciona y las plagas a las que se dirige

Tema: Agentes de biocontrol

Descripción:

Aunque mucha gente piensa que las bacterias sólo son microbios que causan enfermedades dañinas, también pueden ser beneficiosas; por ejemplo, desempeñan un papel crucial en algunas biopesticidas microbianos para evitar que las plagas ataquen los cultivos. Bacillus thuringiensis (a veces abreviado como Bt) es un tipo de bacteria que vive en el agua y el suelo. Es un importante agente de control biológico porque puede matar muchas plagas comunes que dañan los cultivos, pero es relativamente inofensivo para los humanos, los animales y los insectos que no son plagas. Hay muchos Bacillus thuringiensis variedades, también conocidas como Bacillus thuringiensis subespecie. Por ejemplo, los insecticidas biológicos 'Btk' utilizan una subespecie llamada "kurstaki".

Bacillus thuringiensis se ha utilizado durante más de sesenta años para eliminar plagas y proteger las plantas de daños. Es especialmente importante porque no causa daños al medio ambiente como lo hacen muchos pesticidas químicos. Esto significa que puede reemplazar los pesticidas químicos para combatir ciertas plagas y disminuir el impacto dañino de los pesticidas en el medio ambiente. Hoy, Bacillus thuringiensis se utiliza en todo el mundo y está disponible en diferentes formulaciones (como el spray Btk), lo que significa que se puede utilizar en diferentes contextos, como la agricultura, la silvicultura e incluso en zonas urbanas.

En este artículo, proporcionaremos una descripción general de Bacillus thuringiensis incluyendo qué plagas mata y cómo las mata.

¿Qué es Bacillus thuringiensis?

Bacillus thuringiensis Es una bacteria, que es un tipo de microbio. Al microscopio, parece diminuto y con forma de bastón. Fue descubierto por primera vez en Japón, pero su primer registro científico ocurrió en una parte de Alemania llamada Turingia. Aquí es donde el nombre Bacillus thuringiensis viene de. Comenzó a utilizarse en Estados Unidos en la década de 1950 y en Canadá en la década de 1970 para proteger los bosques de insectos dañinos como los gusanos del abeto.

Bacillus thuringiensis Es una parte tan importante de la protección de cultivos que las técnicas utilizadas para cultivarlo se han optimizado significativamente en las últimas décadas. Se cultiva en tanques esterilizados y los factores importantes para su crecimiento incluyen la temperatura, los niveles de oxígeno y el tipo de nutrientes. Para formulaciones de pulverización, Bacillus thuringiensis Se combina con agua o aceite mineral y otros aditivos (como pegatinas) que ayudan a matar las plagas.

Una vista microscópica que muestra la bacteria con forma de bastón bacillus thurigiensis.
Imagen microscópica de manchado, en forma de varilla. Bacillus thuringiensis esporas. Crédito: Ansel Oommen vía Bugwood.org

¿Cómo Bacillus thuringiensis matar plagas?

Durante la fase de formación de esporas de su ciclo de vida, Bacillus thuringiensis activa genes importantes llamados grito genes que le permiten crear estructuras tridimensionales llamadas cristales que son tóxicas para las larvas de plagas. Se llaman toxinas cry y están formadas por partes más pequeñas llamadas proteínas cry.

Cuando una plaga come Bacillus thuringiensis, ingresa al intestino y libera toxinas del llanto. Estas toxinas se adhieren a la pared intestinal y causan agujeros, lo que provoca la muerte de la plaga. A continuación se muestra una explicación más técnica de cómo sucede esto.

Una parte de la toxina cry denominada 'dominio Cry III' es importante para permitir que las toxinas se unan a las células de las larvas de la plaga. El intercambio de dominio III de Cry puede ocurrir entre diferentes toxinas. Esto es un poco como intercambiar piezas de Lego para crear diferentes formas y funciones. La unión de la toxina Cry ocurre en el intestino de la plaga en lugares llamados vesículas de membrana del borde en cepillo, que son como pequeñas burbujas en la superficie de algunas células. Las toxinas se unen específicamente a partes de la célula llamadas receptores de cadherina. La secuencia de aminoácidos de la toxina determina su capacidad para unirse al receptor. Esto se debe a que la secuencia de aminoácidos determina la forma de proteínas como las toxinas y los receptores de cadherina, lo que les permite encajar como piezas de un rompecabezas.

¿Cuáles son las diferentes plagas? Bacillus thuringiensis puede controlar?

Bacillus thuringiensis es importante para controlar una amplia variedad de plagas y actúa específicamente durante la fase larvaria de las plagas. Las siguientes plagas son excelentes. Bacillus thuringiensis objetivos: 

Gusano de las yemas del abeto (Choristoneura fumiferana)

Estas plagas son un tipo de polilla particularmente problemática en los bosques canadienses, donde causan daños importantes a las hojas de los abetos y abetos balsámicos. Las larvas de los gusanos de las yemas del abeto son las que causan daños a las plantas.

Una larva del gusano de las yemas del abeto en una rama.
Gusano de las yemas del abeto (Choristoneura fumiferana). Crédito: Jerald E. Dewey, Servicio Forestal del USDA, Bugwood.org 

Polilla gitana (Lymantria dispar)

Las larvas de la polilla gitana (también conocida como polilla esponjosa) son responsables de daños considerables a los bosques de América del Norte y otros lugares. En grandes cantidades pueden causar una defoliación significativa (pérdida de hojas) en una variedad de tipos de árboles, afectando significativamente tanto a los bosques como a los paisajes urbanos.

Un macho adulto de la polilla gitana fijado en un tablero
Macho de la polilla gitana (o polilla esponjosa) (Lymantria dispar). Crédito: Petr Kapitola, Instituto Central de Supervisión y Pruebas en Agricultura, Bugwood.org 

barrenador europeo del maíz (Ostrinia nubilalis)

Esta especie de polilla causa importantes daños a los cultivos de maíz. Los adultos ponen huevos en el envés de las hojas y cuando las larvas eclosionan, atacan el cultivo y causan daños. El barrenador europeo del maíz puede atravesar múltiples ciclos de vida en un solo año.

Una larva del barrenador europeo del maíz forrajeando una hornilla de maíz
barrenador europeo del maíz (Ostrinia nubilalis). Crédito: Mariusz Sobieski vía Bugwood.org

Lanzador de repollo (Tricoplusia ni)

Las larvas de estas polillas atacan el repollo y cultivos similares, y se les llama “loopers” debido a un movimiento particular en bucle que realizan cuando se arrastran. Al igual que el barrenador europeo del maíz, los adultos ponen huevos en la parte inferior de las hojas de los que luego se alimentan las larvas, lo que provoca daños importantes.

Un primer plano de una larva de garfio de repollo en una hoja.
Lanzador de repollo (Tricoplusia ni). Crédito: Alton N. Sparks, Jr., Universidad de Georgia vía Bugwood.org

¿Cuáles son los pros y los contras de usar Bacillus thuringiensis?

Para Agencias y Operadores

Control de plagas dirigido:

Los beneficios de la Bacillus thuringiensis significa que se ha convertido en uno de los biopesticidas (si no el más) utilizados a nivel mundial. Según la Agencia de Protección Ambiental, Bacillus thuringiensis ofrece control específico de plagas de una variedad de especies dañinas y al mismo tiempo es relativamente inofensivo para humanos, animales e insectos que no son plagas. Esta actividad específica es posible gracias a su modo de acción a través de la producción de la criotoxina.

Amigable con el medio ambiente:

Bacillus thuringiensis es un microbio que se encuentra naturalmente en el suelo y el agua. Esto significa que es completamente biodegradable y no causa daños al medio ambiente como los pesticidas químicos. Su enfoque específico significa que no causa pérdida de biodiversidad, un efecto adverso común de los pesticidas químicos. Además, su eficacia para combatir plagas significa que ha sustituido a los pesticidas químicos en muchos casos. Esto aumenta aún más el efecto positivo que Bacillus thuringiensis tiene sobre el medio ambiente.

Múltiples cepas:

Bacillus thuringiensis Está disponible en diferentes cepas, lo que amplía su capacidad para combatir diferentes plagas.

Desventajas

Costo:

Productos que utilizan Bacillus thuringiensis En algunos casos, pueden resultar más caros que los pesticidas químicos. Esto significa que es posible que no sean una opción viable como tratamiento independiente. Sin embargo, utilizarlos dentro de un sistema de manejo integrado de plagas puede resultar más rentable.

Resistencia:

Uso prolongado de Bacillus thuringiensis contra ciertas plagas ha llevado a que esas plagas desarrollen resistencia a las toxinas lloronas. Esto puede provocar nuevas pérdidas de cultivos o defoliación de los bosques. Las soluciones a la resistencia a las plagas incluyen el cambio a otros Bacillus thuringiensis tipos que utilizan diferentes toxinas cry, o a otros biopesticidas con diferentes modos de acción.

Conclusión y direcciones futuras.

Bacillus thuringiensis juega un papel importante en el control moderno de plagas. Proporciona una herramienta eficaz y respetuosa con el medio ambiente contra muchas plagas dañinas en la agricultura y la silvicultura. Su modo de acción específico significa que puede atacar plagas como el gusano de las yemas del abeto, la polilla gitana, el barrenador europeo del maíz y el garfio de la col, sin dañar a los insectos beneficiosos, la vida silvestre ni a los humanos. Estas características hacen Bacillus thuringiensis una poderosa herramienta con importantes ventajas sobre los dañinos pesticidas químicos no específicos. A pesar de estos beneficios, desafíos como la resistencia y los requisitos de costos pueden ser un problema al usar Bacillus thuringiensis, aunque las múltiples cepas de Bacillus thuringiensis aportan versatilidad como solución a la resistencia. En última instancia, esta bacteria sigue siendo importante para ayudar a los agricultores a proteger sus cultivos y maximizar el rendimiento, minimizando al mismo tiempo el impacto en la salud humana y el medio ambiente.

Para obtener más información sobre soluciones respetuosas con el medio ambiente contra las plagas, puede consultar el Recursos del Portal de BioProtección de CABI. Para obtener más información sobre los diferentes tipos de control biológico, incluyendo nematodos, visite nuestra página dedicada en el tipos de control biológico.

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