Control biológico :componente fundamental del manejo integrado de plagas en una agricultura sostenible Memorias

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(1)Ci corpolca. ~CalamblanDO.In.a!JC .. Iil•~. ·. Subdirección de In ves tigación Estratégica. CINDOR. :. Eje Cafetero. ¡. ·e-. ~~l6t k+. 2000. ['"'. -. control biológico Componentl fundamental del Mane~ IJJtegrado de Plagas en una IlgricuJmra Sostenible.

(2) 1Curso-Taller Internacional. biológico IJomponeJIÍll Imuliunental del Manejo Integrado de Plagas en una Agrimdtnra 8oshlnible. MEMORIAS Editor A. López-Ávlla. Coordinador Programa Nacional Manejo Integrado de Plagas CorPoica, Santafé de Bogotá, Colombia. Editores Asistentes: C. Espine! Correal Entomologfa, MIP - CorPoica Santafé de Bogotá, Colombia. Lab. Bio_plaguicidas, MIP • CorPoica Santafé de Bogotá, Colombia. M. Forero Lozano Lab. Bioplaguicidas, MIP - CorPolca Santafé de Bogotá, Colombia. Lab. Bioplaguicidas, MIP - CorPoica Santafé de Bogotá, Colombia. M. l. Gómez Álvarez. A. Dfaz Garcfa. M. C. Perry Rocha. Oficina de Relaciones Externas - CorPolca Santafé de Bogotá, Colombia. Publicado por. Programa Nacional de Manejo Integrado de Plagas Corpoica. Saritafé de Bogotá, OC, mayo de 2000.

(3) ·1',1. ... 1 1' -- ..,,.,. 1. 1 1. 1. ¡ Í:. © Corpolca 2000. Se pueden reproducir extractos cortos de este documento siempre que sea sin ánimo de lucro y no para publicidad, citando la fuente de la siguiente manera: 1 ·i. Corpolca • MIP (2000). 1Curso Taller lntemaclonal Control Biológico, Componente Fundamental del Manejo Integrado de Plagas en una Agricultura Sostenible. Santafé de Bogotá, Colombia. Editor A. López-Avna. ¡ No obstante, para su reproducción comercial se debe solicitar permiso al Director del Programa Nacional de Manejo Integrado de Plagas -MIP- de la Corporación Colombiana de Investigación Agropecuaria, Corpolca. Santafé de Bogotá, OC, Colombia. slte: www.corpolca.org.co. 1 •. 'f¡b :! '. Fotograffa de la carátula: . "Gusano peludo del algodonero•, ESilgmeneacrea (Drury} atacado por la chinche depredadora Pod/sussp. (Fotograffa: A. López-Avlla) Fotograffa de la contra carátula: Ninfa de la "langosta llanera", Rhammatocerus schlstocercoldes (Rhen 1906} afectada por el hongo entomopatógeno Metarhlzlum anlsop/lae (Metschn.) Sorokln. (Fotograffa: C. Espinal). © Corporación Colombiana de lnvesllgacJ6n Agropecuaria - Corpolca. Programa Nacional de Manejo Integrado de Plagas Producción EdHoñal Fotomecán!ca, !mpres!ón y Encuadernación LC-'ZJ r7"7P'IODIIJili!i)IO.Í _ _ ,¡¡¡¡,¡,¡¡¡¡ .. Dlsa!\o total: Marklla. Te!.: 288 5338 Senlafé de Bogolé, oc. Colombia i. Impreso en Colombia Prtnled In Colombia. 1 !. 1. 1. l.

(4) -~. • Memor/IIS •. Contenido Pág. (nd!ce de Autores. 5. Presentación. 7. Control Biológico Componente Fundamental del MIP: Origen, Definiciones y Conceptos Básicos. 9. Técnicas Evaluación y Selección de Microorganismos para el Control Biológico delnseclos '. 21. Los Entomopat6genos en el Manejo Integrado de Plagas. 25. Control Biológico de la Chlza (Coleoptera: ~!,lolonthldae). 40. Epldemlology: A Sclentlflc Basls for Optlml:zlng Plant Dlsease Control in lntegrated Pest Management Programa ·. 49. Procedures In a Program for Blologlcal Control of Weeds. 57. Sustalnable Methods anci Strategles for Controillng Plant Pathogens In lntegrated Pest Management Programa: l. Envlronmental, Phys!cel, Cultural, and Chemlcal Methods. 61. Blologlcal Control of Dlseases In the Phyllosphere. 66. Sustalnabie Methods and Strategles for Controillng Plant Pathogens In lntegrated Managemerit Programs: 11 Blologlcal Control. 79. _ How to Determine Whether a Blologlcal Control Agent ls Safe to Ralease agalnst a Target Weed Producción y Utilización de Medios Biológicos de Uso Fltosanltarlo en Cuba. 84 95. Producción Masiva de Microorganismos Blocontroladores. 100. Formulación de Bloplagulcldas. 108. El Control Biológico en el Cultivo de la Cana de Azúcar en Cuba. 113. Control Biológico y Cuarentena: Riesgos y Precauciones. 119. Control Biológico de la Polilla Dorso de Diamante Plutella xy/ostella (L) Clepldoptera: Yponomeutldae). 125. ~-MIP. 3.

(5) I Curso-TaiJer Iniemm:lontd Control BloJóglco J. .i. 1 1. J!lég. ' ¡. Utilización Combinada de Técnicas de Pregermlnacl6n Controlada de Semillas y del Agente de Control Biológico Trlchoderma sp. para el Control de Patógenos Radicales. 137. Manejo Biológico de Plagas en el Algodonero. 142. Algunas Consideraciones Sobra el Control Biológico de Nematodos.. 149. Manejo Integrado del Gusano CogoDero del Malz, Spodoptera fruglperda. 156. Manejo Biológico de Plagas en Tomate. 162. 1. 1. Uso de Ácaros Phytoselldae para el Control de Ácaros Tetranychldae ·. r72. Interacciones entre la Resistencia Varfetaf y el Control Biológico de Insectos ·. 179 ,•. Patrones de Disposición Espacial y su Importancia en la Definición de un Plan de Muestreo en MJP. 182. El Manejo Integrado de las Plagas Principales an el Cultivo de la Yuca. 210. Manejo Biológico de Plagas en. Soya. 244. Control Biológico de la Broca del Café: Generación y Transferencia de Tecnologla ·. 255. Control Biológico en Programas de Manejo Integrado de Moscas en la Producción Animal. 273 1. Integración, Única Estrategia VIable del MIP en Forestales. 286. Contribución al Estudio de la Bfologla de la Langosta !.lanera Rhamrnetocerus schlstocerco/des y Desarrollo de un Bloplagulclda Para su Control. 300. Control Integrado de Plagas en Cftrfcos con ~nfasis en Uma Ácida. '312. Manipulación y Aumento de Enemigos Naturales en el Manejo Integrado de las Plagas de la Calla de AzOcar Crla y Producción Masiva de Insectos en un Programa de Control Biológico en Calla de Azúcar. 4. ; 1 1. -. 328 335.

(6) -~--. •Memorias •. lndice de Autores L® números entre paréntesis Indican la página en la que el respectivo articulo empieza.. R. Bélanger. (66) DLO Research lnst!Me for Plant Protectlon (IPO_DLO), Binnenhaven 5 P O Box 9060 NL-6700 GW Wagenlngen, The Netherlands.. A. C. Bellottl. (210} Unidad de Manejo Integrado de Plagas y Enfermedades, Proyecto Yuca. Ciat. A.A. 6713, Cali, Colombia. E-mal!: A.Bellottl@cglar.org. A. Bustlllo. (255) Disciplina de Entomologla Cenlcafé, Chlnchlná, Colombia. E-mal!: fcabus@cafedecolombla.com. C. Cardona. (179) Centro Internacional de Agricultura Tropical~ Clat, A. A. 6713, Cal!. Valle. Colombia. E-mall: c.cardona@cglar.org.. J. A. Castellanos Sarmiento. (95, 113) Instituto de Investigaciones de Sanidad Vegetal (lnlsav), Calle 110 No. 514 e/5ta By Sta F, Zona Postal11600 Mlrarnar, Municipio Playa, Ciudad de La Habana, Cuba. E-mail: lnlsav@cenial.lnf.cu. A. M. Cotes. {21, 137, 300} Programa Nacional de Manejo Integrado de Plagas -MIP- Corpolca. Centro de Investigación Tibaitatá. A.A. 240142 Las Palmas. Santafé de Bogotá- Colombia. E-mal!: acotes@corpolca.org.co.. M. C. Duque Echeverrl. (182) Centro Internacional De Agricultura Tropical- Clat. Palmlra, Colombia. E-mail: m.duque@cgiar.org. E. Ebratt. (300) Programa Nacional de Manejo Integrado de Plagas -MIP- Corpolca, Apartado Aéreo 240142 Las Palmas. Santafé de Bogotá, D. C. Colombia. E-mall: cblologico@corpoica.org.co. Y. Elad. {66) Dept. of Plant Pathology, The Volean! Center, Bet Dagan 50250, Israel. E-mal!: elady@netvislon.net.il.. c. Espine!. (300) Programa Nacional de Manejo Integrado de Plagas -MIP- Corpolca, Apartado Aéreo 240142 Las Palmas. Santafé de Bogotá, D. C. Colombia. E-mail: cbiologlco@corpolca.org.co. M. Forero Lozano. (100) Programa Nacional MIP. Corpolca. Centro de Investigación Tibaltatá. Apartado Aéreo 240142 Las Palmas Santafé de Bogotá D. C. Colombia. E-mall: cblologlco@corpolca.org.co. W. Fomo. (57, 84) Csiro Entomology 120 Meiers Road lndooroopllly Q4068 Australia. E-mal!: wendy.fomo@brs:ento.csiro.au. F. Garcfa. (142, 156, 162, 244) Carrera 61 N" 10 - 51 Barrio Santa Anlta, Call - Valle. Colombia. L A. Gómez. (328, 335) Cenlcafla. Apartado Aéreo 91-38, Cali -Valle Colombia. E-mal!: lagomez@cenicana.org.. Corpolca- MlP. 5.

(7) 1 Curso-Taller InternacJonal Control Biológico. M. l. Gómez. (108, 300) Programa Nacional de Manejo Integrado de Plagas -MIP- cbrpoica, Apartado Aéreo 240142 Las Palmas. Santafé de Bogotá, D. C. Colombia. E-mall: cbiologlco@corpolca.org.co. T. Heard. (84) Csiro Entomology 120 Melers Road lndooroopllly 04068 Australia.. J. JaramDio. (125) Corpoica, Centro de Investigación "La Selva".AA. 100 Rlonegro, Antioquia-Colombla. E-rnaD : corpoic1 @epm.netco. · J. K5hl. {66) DLO Research lnstltute for Plant Protection (IPO_DLO), Binnenhaven 5 PO Box 9060 NL-6700 GW Wagenlngen, The Netherlands. L. A. Lastra. (328, 335) Cenicafia. Apartado Aéreo 91-38, Cali - Valle Colombia. E-mall: lagomez@cenicana.org. ·. M. E. Londofto. (40, 125) Corpoica. Centro de Investigación "La Selva". A.A. 100 Rlonegro, Antioqula -Colombia. E-mai!:melzu@hotrnafl.com.. 1. i. 1. •. A. L6pez-Avlla. {9, 119) Programa Nacional de Manejo Integrado de Plagas -MIP- cril]loica. Ce.ntro de Investigación 1ibaitatá, Apartado Aéreo 240142 Las Palmas. Santafé de Bogotá, D. C. Colombia. E-mail: alopez@corpoica.org.co. A. Madrigal Cardefto. {286) Universidad Nacional de Colombia. Apartado Aéreo 840, Medeilln. Colombia. E-mail: amadrlga@perseus.unaimed.edu.co. · N. C. Mesa. {172) Universidad Nacional de Colombia-Sede Palmira. Facultad de Ciencias Agropecuarias, Sección Entomologfa-Acarologia. AA 237 Palmira, Valle. Colombia, E-mail: noramesa@co!2.telecom.com.co.. J. E. Pefta. {312) University of Florida, iFAS. Tropical Research and Education Cantar 18905 SW 280th Street, Homestead, FL 33031. United States. ! R. Richard. {66) University Lava!, Dept. Phytopathologie-FSM, Cité Universitalre, Quebec, G1K 7P4 Canadá. ' D. A. Rodriguez. {25) Av. 26#42-B-31. Apto.12-01. Santafé de Bogotá D. C. Colombia. Email: rodriguezsierra@hotmail.com.. J. C. Sutton. (49, 61, 79) Department of Environmentai Bioiogy. University of Guelph, :ontario, Canadá. E-mail: jsutton@evbhort.uoguelph.ca. r ¡ F. Varón-Agudelo. (149) Laboratorio de Di;:~gnóstico Vegelai. Instituto Colombiano Agropecuario, ICA. Colombia. E-mail: icasaniveg@uniweb.net.co. R. Vergara. {273) Facultad de Ciencias Agropecuarias. Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellfn. AA 1779. E-mall: rvergara@perseus.unalmed.edu.co. L. F. Vlllamlzar. {108, 300) Programa Nacional de Manejo Integrado de Plagas -MIP- Corpoica, Apartado Aéreo 240142 Las Palmas. Santafé de Bogotá, D. C. Colombia. E-mall: cbiologico@corpoica.org.co.. 6. 1. 1.

(8) •Memorias•. Presentación. La.Corporaclón Colombiana de Investigación Agropecuaria, Corpolca, a través del Programa Nacional de Manejo Integrado de Plagas, MIP, desarrolla Investigación clentlflca y genera tecnologla para el control de plagas agrlcolas, con base en un conocimiento profundo de la blologla, la ecologla y la dlnilmlca de los agroecoslstemas. En este marco y bajo los conceptos del desarrollo agrlcola sostenible, el control biológico adquiere la máxima relevancia como componente fundamental de cualquier estrategia del control de plagas, sean éstas animales (artrópodos, moluscos, vertebrados), plantas (malezas) o microorganismos (enfermedades). En este contexto, el control biológico se define como la acción de los enemigos naturales: parasltoldes, depredadores, patógenos, y antagonistas, en la regulación de la población de las plagas. El Programa Nacional MIP ha venido desarrollando en los últimos anos, un Intenso trabajo en el campo del control biológico de los diferentes grupos de plagas, tanto a nivel de estudios básicos como en la Investigación aplicada y la lr<lnsferencla de los conocimientos y las tecnologlas generadas. Como parte de la estrategia de capacitación y transferencia el Programa MIP ofrece este Primer CursoTaller Internacional en Control Biológico, eon el propósito de divulgar, además también de los principios y metodologlas básicas de esta ·ciencia, las experiencias y resultados alcanzados por Investigadores nacionales y extranjeros en su aplicación práctica en el campo. Se da un énfasis especial se da al Control Biológico como componente fundamental en la estrategia de Manejo Integrado de Plagas. Durante este Curso-Taller se presentaron 36 conferencias y se realizaron 14 prácticas de laboratorio y campo, en los centros de Investigación de Corpolca "TTbaltaté" y "Palmlra", cuyo contenido se ofrece en dos pubHcaclones: este libro que compila las conferencias dictadas en las sesiones de teorla y el Manual de Prácticas de Laboratorio y Campo. Se contó con la colaboración de cinco conferencistas extranjeros y 20 nacionales, especialistas en las diferentes disciplinas y campos del control biológico. Todos ellos con amplio reconocimiento a nivel nacional e Internacional, pertenecientes a Institutos,. centros de Investigación y universidades de reconocido prestigio a nivel mundial. Además se contó con el apoyo de un excelente grupo de estudiantes de pregrado y posgrado, vinculados al Programa Nacional MIP en el desarrollo de sus trabajos de grado, asl como a auxiliares y asistentes de laboratorio y campo. Entra los asistentes se logró reunir un grupo de representantes claves del ámbito de la protección de cultivos, la ensenaoza del control biológico, la Investigación pura y aplicada y el desarrollo agrlcola, de once paises de lberoamérica. Agflldeclmlentos El Coordinador del Programe Nacional de Manejo Integrado de Plagas expresa un amplio reconocimiento y sus sentimientos de gratitud a: el doctor Alvaro Francisco Uribe Célad Director Ejecutivo de Corpolca por el decidido apoyo Institucional brindado para la realización del curso; a los Investigadores y ctentfflcos nacionales e Internacionales por sus aportes y el enorme Interés puesto en la preparación y presentación de sus conferencias, as! como a sus respectivas lnstltucjones por facilitarles el tiempo requerido; a todo el personal de apoyo del Programa Nacional MIP y demás dependencias de la Corporación por su colaboreclón en los aspectos loglstlcos; a todos los Integrantes del Programa MIP, profesionales, estudiantes, auxiliares y secretarias por su gran dedicación y total compromiso con la realización dei"Primer Curso-Taller Internacional en Control Biológico, a los editores asistentes por su trabajo Incansable, dedicación y esmero en la revisión de los documentos. Finalmente, a los asistentes al Curso y lectores juiciosos d.e este documento, por buscar profundizar en fa fascinante y gratlflcante ciencia del Control Biológico.. A. López-Avila Santafé de Bogotá, mayo de 2000. Corpoica-MIP. 7.

(9) Control Biológico Componente Fundamental del MIP Origen, Definiciones y Conceptos Básicos. A. López-Ávlla.. Programa Nacional de Manejo Integrado de Plagas ·MIP· Corpolca. Centro de Investigación Tlbaitatá. Apartado Aéreo 240142 Las Palmas. Santafé de Bogotá, D. C. Colombia. E-mall: alopez@corpolca.org.co. Introducción El control biológico, a pesar de existir como fenómeno natural desde los comienzos de la formación de las comunidades biológicas y, de conocerse su acción desde "tiempos Inmemoriales", cuando los agricultores chinos colocaban nidos de hormigas depredadoras sobre árboles de cftrlcos, con el propósito de reducir poblaciones de plagas del follaje, hoy es considerado como uno de los métodos modernos para el control de plagas en la agricultura. Como reacción a la crisis en el manejo de plagas ocurrida durante la "revolución verde" y caracterizada por la aparición de resistencia de las plagas a los plagulcldas, la acumulación de los clorinados en el ambiente, el aumento exagerado en los costos de los plagulcidas y otra serie de factores de tipo biológico y conceptual, surgen en la década del setenta, propuestas más racionales para el manejo de las plagas en la agricultura como el Manejo Integrado de Plagas ·MIP· y dentro de éste, el control biológico adquiere la mayor relevan· cla, como uno de los componentes fundamentales y quizá, el más estratégico. Sin embargo, el uso del control biológico en los agroecoslstemas, as! como otros métodos de control de plagas, puede tener grandes y diversas Implicaciones para el hábitat natural y su con· servación. Esta es actualmente una de las más grandes preocupaciones de: ecólogos, biólogos, conservaclonlstas, en general de la comunidad clentlfica y últimamente de los polltlcos. En una charla Introductoria a un Curso sobre control biológico como éste, es pertinente y necesario abordar el tema empezando por dar un vistazo al origen y desarrollo histórico de este método como estrategia para el control de plagas. Asl como a las definiciones y con· captas en los que se fundamenta dicho método. Por lo cual en esta presentación trataremos estos aspectos. Además mencionaremos algunos casos de éxito y fracaso en los Intentos por establecer el control biológico en la agricultura, los campos de aplicación, la clase de agentes utilizados y sus caracterlstlcas. Otros aspectos del control biológico, aunque muy relevantes, no los considero pertinentes en esta charla, debido a su amplio conocimiento y aceptación por la comunidad, tales como las ventajas del control biológico frente a otros métodos de control de plagas. Aspectos como la contaminación ambiental, el desarrollo de resistencia de las plagas, los riesgos para la salud de los productores o de los consumidores, la relación costo-efectividad-beneficio, o temas más especlficos serán tratados con mayor detalle y profundidad a lo largo de este Curso-Taller.. Desarrollo Histórico y Definición Las primeras aplicaciones del control biológico ocurrieron muchos anos antes de que exis· !lera una definición de éste, cuando el hombre empezó a proteger sus productos almacenados del dafio de los roedores usando los gatos. A partir de allf, existe un buen número de. Corpoica • MIP. 9.

(10) 1 Cul'SO-Taller lntemaclo1UÚ Co'!f'ol Biológlco. 1. !. ejemplos en los cuales se Intento el control de vertebrados e Invertebrados plaga~ ukndo sus depredadores naturales, muchos de los cuales resultaron en fracasos e Inclusiva en problemas peores a los que se Intentó solucionar, debido a la falta de especificidad de los agentes de control. ·El origen del aprovechamiento del fenómeno natural del control biológico en beneficio del hombre parece estar en la práctlca de los cltricultores chinos, y aunque la literatura menciona varios casos en los siglos XVI, XVII y XVIII, eri los que se observa el fenómeno y se plantean algunas posibilidades de su utilización, el primero en sugerir que los parasltoldes podrlan ser utilizados en el control de plagas fue Erasmo Darwln en 1800, al observar la muerte de larvas del follaje en repollo atacadas por una avispa (Ichneumonldae), (Doutt, 1964) y es solo hasta hace poco mas de un siglo, en 1888, cuaitdo se presenta el primer Intento serio y bien planeado de control biológico. Es por eso que tal afio ha sido tomado como el Inicio del control biológico en el mundo. Se trata del caso bien conocido y documentado de la introducción del cocclnalldo predador Rodolia cardinalls (Mulsant) de Australia a California para el contrql de la escama algodonase /cerya purr:ha$ Maskell plaga que estaba causando dalias sev~rqs a la industria citrlcola da California. (Los pormenores anecdóticos de esta aventura técniqo-cientlfica aparecen en todos los libros de control biológico) (Debach, 1964). En este caso! curiosamente también son los cltricultores, en California, los que hacen uso del fenómeno natural del control biológico dando origen a un nuevo e Importante concepto: "El control biológico clásico", el cual se define como "la Introducción y establecimiento permanente de una especl~ exótica para el control o supresión, a largo término, de la población de una plaga" y distingue esta técnica de otras aplicaciones del control biológico que comprenden liberaciones periódicas de agentes nativos o exóticos, o la manipulación tendiente a mejorar el impacto de los enemigos naturales ya presentes en un agroecosistema. Este hecho marcó el Inicio del"control biológico clásico" con la Introducción de un depredador, pero la primera introducción exHose de un parasltoide solo ocurrió hasta en 1906 cuando se Introdujo a Italia, procedente de los Estados Unidos, la avlspita Encarsia berlesi (Howard) para cel control de la escama de la mora Pseudolacaspispentagona Targioni-Tozzelll (Greathead, 1986). Desde entonces hfl habido muchos Intentos de control de plagas por el método del"control biológico clásico", algunos de ellos han terminado con un establecimiento exHoso del enemigo natural pero otros h!in tenido poco éxHo y la mayorla quizá han terminado en fracaso. ' Hoy dla pueden encontrase fácilmente en la literatura mas de 30 definiciones de Control biológico, que de una u otra forma buscan precisar o deliinHar el campo da acción de esta ciencia, desde la primera definición dada por Smlth en 1919 como: "el uso de enemigos naturales bacterias, hongos, parásitos y depredadores en el control de plagas". Las definiciones más amplias incluyen además de la anterior, casi todos los métodos de control diferentes del control qulmico convencional, .como la resistencia de plantas, la esterilización o técnica del macho estéril, el uso de feromonas y la manipulación genética de las especies. Pero quizá, la más apropiada simple, tradicional, bien delimHada y de más amplia aceptación es la dada por DeBach (1964) como: "la acción de parásitos, predatores y patógenos en mantener la densidad de población de otro organismo a un promedio más bajo del que ocurrirla en su ausencia". Esta definición describe un fenómeno natural que al ser estudiado, entendido y utilizado por el hombre en el manejo de plagas, malezas y enfermedades en los agroecoslstemas, c:Onstituye la ciencia del control biológico. De acuerdo con la Información registrada en la literatura sobre control biológico, (Waage & Greathead 1988; Greathead & Greathead 1992; Huffaker & Dahlsten 1999) hay registros de mas de 1200 establecimientos exitosos de 563 especies de insectos con~ra 292 especies de plagas en 168 paises, de los cuales, aproximadamente entre un 30 a 40% han producido un éxito substancial en el control de plagas. Los fracasos son mucho mas diflclles de documentar y analizar, pero los registros e información disponible sobre introduc-. JO. 1. 1.

(11) Control Blológko Componente FUIUÚliMntal del MIP: Origen, Dejfnldones y CoDUptos Bdskos •. clones de parasltoldes sugieren que el control biológico ha sido exitoso, en aproximadamente una cuarta parte de las plagas contra las cuales se ha Intentado, y la misma proporción de los parasltoides y depredadores Importados, ha llegado a establecer satisfactoriamente después de su introducción, lo que indica que hasta ahora ha habido más de 4.200 Intentos de establecimiento de parasltoldes o depredadores. El control biológico clásico usando patógenos es relativamente nuevo y la Información disponible muestra unos pocos casos de éxito contra insectos y contra malezas.· En cuanto al control biológico de patógenos de plantas, este es un campo en el que recientemente se han incrementado las Investigaciones y ya existen en le mercado mundial, una serie de productos con base en antagonistas como Trichoderma spp. Pseudomonas fluorescens y Bacilfus subt/1/s, recomendados contra patógenos del suelo. Igualmente el control biológico de malezas ha recibido gran atención en los últimos allos, Julien & White (1997) mencionan que a partir del primer caso en 1980, en el mundo ha habido un total de 729 liberaciones de agentes de control biológico contra malezas, de los cuales, en el64% se ha logrado el establecimiento del agente y un 28% han resultado en éxito en el control de las malezas. Muchos de estos casos se podrfan mencionar como ejemplos, y de hecho muchos se encuentran en todos los libros y publicaciones sobre el tema. Sin embargo, vale la pena mencionar acá dos casos que considero de la mayor importancia como ejemplos de "control biológico clásico" de desarrollo reqiente, ampliamente conocidos en nuestro medio, y a nivel global. El primero es quizá el proyecto de control biológico más grande y mejor financiado que ha habido en el mundo. Se trata del programa de control de la cochinilla o piojo harinoso de la yuca, Phenococcus manlhotl Matilde-Ferrero y los ácaros Mononychleflus tanajoa (Bondar) Sensu fato en África. En este proyecto estuvieron involucrados varios institutos Internacionales en América, Europa y África, y consecuentemente, un gran número de Investigadores al rededor del mundo. Varios parasltoldes fueron encontrados y colectados en Sur América e Introducidos en África con resultados exitosos en el control de la cochinilla harinosa. En igual, forma varios ácaros depredadores han sido llevados de Colombia a N!geria para el control de los ácaros plagas del cultivo. El segundo caso es el del control biológico de la broca del café (Hypothenemus hampe1) en América Latina, en el cual han estado Involucrados la mayorla de los paises productores de café, como Brasil, Perú, Ecuador, México, Guatemala, El Salvador Honduras, y por supuesto Colombia. En Colombia las Investigaciones en control biológico clásico, con parasltoldes para el control de la broca se Iniciaron en 1989 (Orozco, 1993) y desde entonces, se han Introducido tres especies de avispas parasito!des originarios de África: Cephalonomla stephanoderls, Prorops nasuta, y Phymastlchus coffea. Los resultados hasta ahora logrados en este proyecto son ampliamente conocidos por la comunidad cientlfica nacional e Internacional. Conceptos Bloecológlcos Individuo: Es la unidad biológica más fácilmente caracter!zable por sus atributos: tamallo, edad, estado, sexo, color, tolerancia o reacción a factores flslcos. Se a¡racter!za por sus manifestaciones fenotfpfcas que son la expresión genética modificada por el ambiente. Población: Es un grupo de Individuos de la misma especie que ocupan un área determinada e inter-actúan y procrean entre ellos. Una población debe tener un tamallo mfnlmo y ocupar un área que contenga todos los requisitos ecológicos para desplegar completamente sus caracterfsticas, como crecimiento, dispersión, fluctuación, variabilidad genética y contl: nuldad en el tiempo.. Co~oka-MUP. 11.

(12) 1 Cuno-Taller Internacional Control Biol6gico. '. Especie: Esta constituida por las poblaciones que real o potencialmente se rep~Jucen entre si. Poblaciones de la misma especie pueden estar separadas por factores fislcos como las barreras geográficas. Comunidad biológica: Esta constituida por poblaciones de diferentes especies que. comparten un espacio fislco e interactúan entre si. La interacción se manifiesta mediante: • Competencia: dos poblaciones que intentan explotar los mismos recursos, sus nichos ecológicos se traslapan. • Depredación y Parasitismo: una población explota a la otra consumiéndola total o parcialmente. • Mutualismo: dos poblaciones Interactúan para su beneficio mutuo. i. l. Nichos y niveles tróflcos: Cada población de un organismo exige un complejo dd requisitos de su ambiente para sobrevivir y reproducirse, éstos constituyen su nicho ecológico. Las plantas ocupan nichos definidos principalmente por factores fisicos y constituyen él primer nivel trófico (productores), el segundo nivel esta constituido por los consumidores primarios (organismos fitófagos), los consumidores secundarios utilizan a los primarios como fuente de alimento (depredadores, parasitoides), y asl se constituye una cadena trófica a través de la cual fluye la energia. Ecosistema: El complejo de las interacciones de los factores fisicos (abióticos) con la comunidad biológica da fugar a un flujo dinámico de materia y energla que constituye el ecosistema. · Agroecosistemas: Son ecosistemas Intervenidos y transformados por el hombre mediante actividades agropecuarias, con el fin de producir materiales para satisfacer sus necesidades.. i. Capacidad de carga: Es el nivel máximo de uso de un ecosistema, frente a la utilizkclón de un tipo o combinación de recursos especificos. i Capacidad de reslllencla: Es la capacidad de recuperación de un sistema, frente a un tipo y nivel especifico de perturbación. Entre menor sea la capacidad de reslllencia mayor es la fragilidad del sistema.. Conceptos Bioeconómlcos Plaga: Se denomina plaga en este contexto a cualquier organismo que a determinado nivel de población o inóculo, compite y causa daflo económico sobre una especie animal o vegetal en cualquiera de las etapas de: establecimiento, crecimiento, desarrollo, producción o en el manejo posterior que el hombre hace de ella para su beneficio.. Causas de aparición de una plaga: • Cambios o manipulación de un ecosistema. • Transporte de una especie de un área en donde el organismo forma parte de un ecosistema balanceado a otro ecosistema o área donde no existe. ' • El establecimiento, por diferentes razones, de umbrales económicos cada vez más bajos. .. 12. ! !.

(13) • Control Biológico Componente FUIUiomental del MIP: Origen, Definiciones y Concqtos Básicos •. Umbrales económicos: • Posición general de equilibrio - PGE: Es la densidad promedio de una población en un periodo de tiempo (largo) en ausencia de cambios ambientales permanentes. • Umbral económico- UE: También se le conoce como "Umbral de Acción", "Umbral de control", "Nivel critico". Es la densidad de población de una plaga a la cual'debe aplicarse una medida de control para evitar que la población alcance el "Nivel de dailo económico". · • Nivel de dafto económico • NDE: Es la densidad de población más baja (minima) que puede causar un dailo económico. Daflo económico es la cantidad de daf\o que justifica el costo de una medida de control. Tipos de plagas agricolas: • • • •. Especies no plagas Plagas ocasionales Plagas constantes Plagas severas. Descripción del Método y Técnicas Los factores a considerar en la implementación del control biológico son los mismos de cualquier método de control, y están relacionados con la Interacción entre la densidad de la población de la paga, el dailo que causa y la producción. Sin embargo, un prerequlsito en el cual se basa enteramente un programa de control biológico es la correcta identificación de la plaga. Los demás factores son: • El umbral económico de la plaga • La magnitud de las pérdidas • El valor de la cosecha {en términos monetarios, ecológicos y sociales}. Cuando se considera un problema de plagas en relación con el control biológiCO, se debe determinar si se trata de una plaga que puede ser aceptada en bajas densidades, ya que este es el objetivo del control biológico clásico y no la eliminación completa. Hay dos tipos de plagas que no son aceptables Inclusive a bajas densldades, éstas son: los vectores de enfermedades y las que causan dailo directo al producto final del cultivo, daflo cosmético.. Resumiendo ampliamente la Información sobre el método de trabajo en control biológico (ZwOifer et al1976, Van Lenteren 1980}, los siguientes serian los pasos fundamentales en un proyecto de «control biológico clásico»: • Definir la posición taxonómica y la Importancia del organismo que se va a controlar (plaga, maleza o enfermedad}. • Colectar y evaluar toda la Información disponible acerca de dicho organismo. • SI la Información anterior no revela un agente de control biológico disponible, se debe seleccionar un área de exploración para Iniciar un Inventarlo de los enemigos naturales. Generalmente, esta área es un pais extranjero o pais de origen de la plaga. • Selección del agente benéfico y estudios bloecológicos. • Introducción y liberación del agente benéfico. • Evaluación del establecimiento.. Corpoica. MlP. 13.

(14) I Curso-Taller Internacional Control Biológico 1 !. El inventarlo debe ser razonablemente amplio e Incluir una cantidad pertinente de/información ecológica (hábitos, hlperparasitoldes, rango de huéspedes,). Con estos datos se podrá iniciar el análisis comparativo de los factores naturales. Durante la exploración no se podrán establecer todos los factores que Influyen en la dinámica de población de una especie en su ambiente nativo, pero algunos parámetros Importantes pueden ser establecidos mediante Investigaciones de laboratorio y campo. 1. Je~ble. Aunque hasta aquf la investigación no puede predecir si el enemigo natural se va cero va a ser efectivo en un nuevo ambiente, se pueden plantear algunos crltertoé, de tipo general, para fijar prioridades en la selección de candidatos. • Después de una primera selección de candidatos, una serie de caracterfsticas del enemigo natural deben ser estudiadas antes de la introducción. .. 1. • Basados en la información obtenida en los estudios previos, se selecciona el ag~nte para la introducción. Algunos Investigadores opinan que esta selección es la fase más critica en cualquier programa de control y es aún un proceso bastante empirlco. · • En el siguiente paso el material seleccionado es preparado y enviado al pals donde va a ser introducido. Luego vendrá la liberación en las áreas donde la plaga va a ser controlada. ' • Después de la liberación debe haber una evaluación del establecimiento y la efectividad en el control de la plaga. Esta es otra de las fases criticas del proyecto y sobre la cual ha habido mucha discusión. Algunos de los proyectos de control biológico más recientes o actualmente en desarrollo, incluyen una etapa muy importante entre el envio del material seleccionado del pafs de origen y su liberación en el área del problema. Es una fase cuarentenarla durante la cual, generalmente se aconseja criar los enemigos naturales por una o varias generaciones antes de ser liberados. Con el objeto de eliminar cualquier riesgo de introducción accidental de un organismo no deseable. En algunos casos esta fase se lleva a cabo en un tercer pais pero generalmente se realiza en el pais receptor. En una charla posterior (ver página 119) se aborda con mayor detalle el tema del control biológico y las restricciones cuarentenarias. Aunque puede haber algunas innovaciones, Introducidas por las mas recientes tecnologias de la blologfa molecular (Unruh & Woolley 1999), el control biológico actualmente se práctica mediante las siguientes técnicas o estrategias consideradas como convencionales:. Introducción: La introducción y establecimiento de un agente exótico para la regulación de la población de una plaga a largo plazo, "Control biológico clásico" Inoculación: es una estrategia similar a la anterior, pero que requiere de liberaciones periódicas del agente de control ya que éste no puede persistir y establecerse definitivamente. Aumento: incluye liberaciones de enemigos naturales ya existentes en forma nativa en el agroecoslstema y el propósito es contribuir a la acción de los agentes nativos, principalmente en determinadas épocas cuando la plaga se halla en los estados más susceptibles. Inundación: liberación de grandes cantidades de agentes de control, para controlar una sola generación de la plaga. En esta técnica no se espera que las liberaciones tengan efecto sobre las generaciones siguientes de la plaga. Esta estrategia se utiliza con los bioplaguicidas y podria considerarse similar a la del control quimico.. 14.

(15) • ConJrol Blol6gleo Componente Fll1lllametrltJJ tkl MJP: Origen, DejlnlcioiU!S y Conceptos Básleos •. Agentes de Control Biológico A pesar·de la amplia gama de organismos reportados en su acción como controladores naturales de Insectos plaga, malezas o enfermedades, desde el punto de vista del control biológico convencional, los organismos usados como agentes de control biológico son clasificados en cuatro categorfas: parasitoides, depredadores, patógenos y antagonistas El tercer y cuarto grupos será tratado en detalle en otras charlas durante este curso, as! que aquf solo nos referimos a los parasitoides y los depredadores. El estudio de estos dos grupos de enemigos naturales como agentes de control biológico puede ocupar volúmenes y tomar mucho tiempo, sin embargo quiero solo mencionar algunas de las propiedades que los diferencian. En términos generales, los depredadores se caracterizan porque son relativamente grandes comparados con la presa a la cual deben cazar, dominar y devorar o succionar los fluidos de su cuerpo en un periodo relativamente corto. Un depredador consume más de una presa para completar su desarrollo, y la mayor!a de los depredadores son camfvoros, tanto en los estados Inmaduros, como en el adulto y se alimentan generalmente del mismo tipo de presas en ambos estados. Se ha dicho que los insectos depredadores son los leones, tigres, lobos, tiburones, barracudas, halcones y gavilanes del mundo de los insectos. Los artrópodos depredadores incluyen las aranas, ácaros e insectos. Las aranas generalmente son polffagas y de gran importancia como depredadores en algunos ecosistemas. Los ácaros depredadores se alimentan casi exclusivamente de ácaros fltófagos y la clase insecta contiene la mayor cantidad de especies depredadoras en los Ordenes Coleóptera, Dfptera, Hemfptera, Hymenóptera y Neuróptera. Los parasitoides son invariablemente parasltlcos solo durante su estado inmaduro, el cual, se desarrolla dentro de un solo huésped que es destruido lentamente a medida que la larva del parasitoide completa su desarrollo. El estado adulto de los parasitoides es de vida libre y generalmente se alimenta de substancias diferentes a la del estado parasltlco como néctar de flores u otro tipo de secreciones azucaradas, aunque algunas veces lo hace de fluidos del cuerpo de sus huéspedes, para lo cual debe sacrificar algunos huéspedes actuando en este caso como depredadores. Esta es una acción de reciente descubrimiento y estudio y se ha encontrado que es un factor de mortalidad Importante en la relación huésped-parasitolde en algunas especies.. Campos de Aplicación del Control Biológico A pesar de que ha habido Intentos de ampliar el campo de aplicación del control biológico a otras áreas y ciencias, y de hecho actualmente se trabaja en campos como la medicina y la salud pública, tradicionalmente el control biológico· se ha aplicado en la agricultura para el control de artrópodos plaga, enfermedades y malezas. El control biológico clásico por definición está dirigido a establecer o restablecer una Interacción de equilibrio entre las plagas y sus enemigos naturales en los agroecosistemas. Claramente los agentes serán afectados por la estabilidad o permanencia en el tiempo del cultivo. · Plantaciones a largo término como Palma Africana, caucho, cacao o café, proveen un sistema Ideal para el control biológico debido a su estabilidad. Cultivos de término medio,. Copolca- MIP. 15.

(16) 1 Curso-Tttller InternaciOnal Control Biológico. como la cafla de azúcar, plátano, banano, que son replatandas cada determinado número de aflos son menos estables que las plantaciones, pero a su vez, mas estables que Jos cultivos arables de periodo corto como la papa, las hortalizas etc. Existe una obvia correlación entre este tipo de estabilidad de los cultivos y las posibilidades de éxito de un programa de control biológico. Waage & Greathead (1983} trabajaron un sistema de puntaje para cultivos con base en la estabilidad de clima, duración del cultivo, época de siembra y labranza. Relacionado el puntaje para cada cultivo con el número de intentos y éxitos de control biológico clásico, ellos confirmaron un mayor éxito de control biológico en los cultivos con alto puntaje como las plantaciones. Sin embargo, aunque el éxito puede ser considerado más probable en este tipo de cultivos, hay también buen número de ejemplos de éxitos en los sistemas de cultivos arables. 1. Parasltoldes como Agentes de Control Biológico. 1. '. 1. El término "parasitoide" fue usado por primera vez por Reuter en 1913 para referirse y describir el grupo de insectos que se desarrollan como larvas en los tejidos de otros artrópodos a los cuales terminan matando (Waage &Hassel, 1982); Doutt (1959} en una revisión sobre la biologla de los himenópteros parásitos establece que, a pesar de que hay mucha justificación para usar el término parasitolde, este no ha sido adoptado ampliamente y ~s usado indistintamente intercambiándolo con el término parásito por las autoridades en este campo. Sin embargo, durante los últimos 15 aflos ha sido mas frecuentemente usado a nivel mundial debido a que en los aflos 80 fue adoptado oficialmente por instituciones como el Instituto Internacional del Control Biológico de CABI, en sus publicaciones y aquf. en Colombia Entidades como Instituto Colombiano Agropecuario, ICA, Corpoica y la Sociedad Colombiana de Entornologla, Socolen, han hecho lo propio. Los parasitoides difieren de los verdaderos parásitos en que aquellos, Invariablemente matan sus huéspedes cuando completan su desarrollo, mientras que los segundos, pueden vivir por varias generaciones alimentándose del huésped sin cuasar su muerte. La forma de vida de un parasltolde se puede resumir asl: la hembra adulta busca activamente por los huéspedes, deposita los huevos mediante el oviposltor dentro, sobre; o en los alrededores del huésped. El huevo eclosiona y emerge la larva que empieza a ali~Ttentarse de los tejidos del huésped y pasa a través de varios estados o instares dentro del'huésped como endoparasitoide o sobre él como ectoparasitoide. En los parasltoides solitarios se desarrolla solo un Individuo por cada huésped mientras que los gregarios pueden: desarro!!arse en grupos originados de huevos puestos durante una o más ovlposic!ones. Una cantidad de terminologfa considerable ha sido propuesta para tratar de especificar y categorlzar las diferentes formas en las cuales los parasitoldes expresan su relación con los huéspedes, diferencias en rango de huéspedes, tipos de huéspedes y naturaleza de su desarrollo. Algunas de las categorlas .propuestas son: Parasltolde primario. El caso en el cual una especie de parasitoide se desarrolla en, o sobre huéspedes no paraslticos, estos huéspedes pueden ser fitófagos, saprófagos, coprófagos, polinlferos, funglferos o depredadores pero en ningún caso parasitoldes. Hlperparasltolde. Es un parasitoide que se desarrolla en otros parasitoldes. Puede haber más de un nivel de hiperparasltismo en este tipo de relación (hiperparasitoldes secundarlos, terciarios ... ).. 16.

(17) • Control Biológico Componente FrmdGmenltll del MIP: Origen, Dejfnldonesy Com:eplos Básieos •. Endoparasltolde. Es un parasltolde que se desarrolla dentro del cuerpo del huésped; Hay dos categorlas: • Endoparasltolde solitario, es cuando solo una larva completa su desarrollo en un huésped dado. • Endoparasltolde gregario, es cuando varias larvas se desarrollan completamente dentro de un solo huésped. Ectoparasltolde. Esto ocurre cuando un parasltolde se desarrolla externamente sobre el huésped. Como con los endoparasltoldes, también en este caso hay ecotoparasltoldes solitarios y gregarios. Parasitismo múltiple. Este fenómeno ocurre cuando más de una especie de parasltoide se presentan simultáneamente dentro o sobre un solo huésped. Superparasltlsmo: Ocurre cuando más Individuos del número que puede desarrollarse, de una especie de parasltolde determinada ocurren en un solo huésped. Cleptoparaslüsmo. Este caso ocurre cuando un parasltoide ataca un huésped que ya ha sido parasitado por otra especie de parasitolde. Adelphoparasltlsmo. Este raro fenómeno ocurre cuando una especie se paraslta a si misma, como en el caso de ciertas especies de Aphellnldos en los cuales, los machos se desa'rrollan como parasltoldes de las hembras de su propia especie.. •. El fenómeno en el cual los machos y las· hembras de una especie de parasltolde tiene diferertte relación parasftlca· con su huésped, fue Identificado y descrito por Flanders en 1937 (Doutt, Annecke & Tremblay, 1976) y a él se han referido desde entonces, en diferentes formas, muchos autores (Fianders 1959, Zlnna 1961, 1962, Fervlere, 1963). Pero una de las más recientes denominaciones es la de hyperparasltoldes heteronomlcos propuesta por Walter en 1983, en la cual clasifica y explica el fenómeno en la familia Aphellnldae. En esa clasificación las especies cuyos machos siempre se desarrollan en Individuos de su misma especie, en cualquiera de los dos sexos, se llaman "autoparasltoldes obligados", especies cuyos machos son parasltoldes en Individuos de otra especie o de su propia especie se describen como "autoparasltoldes facultativos", mientras que las especies cuyos machos siempre se desarrollan en otras especies diferentes a la. propia se llaman "alloparasltoldes". Haeselbarth, (1979) clasifica los par"'sltoldes en dos grupos: si se producen en huéspedes que continúan su desarrollo después de que el huevo del parasitolde ha sido depositado en él o nó; los primeros se llama "parasltoldes kolnophltlcos" y los segundos "parasltoldes ldlophltlcos". Pero Askew & Shaw, (1986) prefieren utilizar los términos "kolnoblontes" e "ldloblontes" para las mismas dos categorlas. En cuanto a la producción de huevos, las hembras se clasifican como: Proovlogenlcas, cuando al emerger del pupario, vienen con su carga o dotación completa de huevos que van a depositar en toda su vida, y prácticamente listos para ser depositados. Estas hembras en general no tienen periodo de preovlposiclón y en muchos casos, ni siquiera requieren alimentarse y su tiempo de vida como adultos es relativamente corto. Slnovlgénlcas, cuando los huevos se producen y maduran durante el estado adulto. Las hembras de este tipo requieren alimentarse para producir los huevos, presentan periodo de preoviposlción mientras maduran los primeros huevos, y el tiempo de vida de esta hembras es mas largo comparado con las proovigenlcas.. Corpoicll- MIP. 17.

(18) 1 Curso-Taller lntNnaclonal Control Biológico. Caracterfstlcas de un Enemigo Natural Efectivo Hay muchos factores que pueden influir en la relación huésped-parasltolde o depredadorpresa y determinar el nivel de acción del enemigo natural y por esto el éxito o fracaso de un programa de control biológico. Durante el desarrollo del este Curso-Taller, se prof\Jndizará en el estudio y comprensión de esta relación y los factores que influyen en ella, los quales se clasifican as!: · i. 1. - Factores ablóticos tales como la temperatura, la humedad y la luz. Una buena carabterfstica de una especie seria la adaptabilidad a cambios ffsicos del medio ambiente o' sea a factores ablóticos. - Factores bióticos tales como la especie y condiciones de la planta huésped, la cualldad de la especie estarla en atacar al huésped sobre diferentes especies de planta. - Caracterfsticas biológicas intrfnsecas. • Buena sincronización con el huésped 1 • Especificidad en el huésped ! ¡ •. Habilidad para sobrevivir periodos libres de huésped , : • Habilidad para responder a cambios en la densidad del huésped y a la prdpia (respuestas funcionales y numéricas, agregación, Interferencia, alta capacidad: de búsqueda y corto tiempo da manipuleo) • Buen potencial reproductivo expresado por una fecundidad alta y un ciclo de vida corto. • Facilidad para la crfa masiva. Esta caracterlstica es útil principalmente en programas de liberación inundatlva o lnoculativa. Es importante tener en cuenta que estos atributos son necesarios para un buen agente de control, pero claramente no son suficientes ni tampoco son todos indispensables y su valor o importancia no es absoluta sino relativa comparados con los valores de otros enemigos naturales. Control Biológico y Conservación La Introducción y establecimiento permanente de una especie exótica en un ecosistema, Jo cual constituye el concepto fundamental del "control biológico clásico", es de por sf una pesadilla para los conservacionistas. Una desventaja potencial del control biológico, y argumento en cierta forma válido, de los conservacionistas es que el agente exótico introducido para el control de plagas, puede cambiar hacia las especies nativas y limitar su población. Un agente de control biológico una vez ha sido introducido y establecido en un pafs, será tan diffcil eliminarlo como puede ser eliminar la plaga por otros medios. Desde este punto de vista el control biológico es un proceso Irreversible con posibles Implicaciones para la estructura del ecosistema y sus especies nativas. El uso desastroso de vertebrados generalistas como agentes de control en los primeros dlas del control biológico, ha persistido a través de los siglos en la mente del público y es causa de oposición continua al método del control biológico. Persiste la noción en el público de que el agente de control se puede convertir en una nueva plaga, una vez este ha eliminado la plaga contra la cual ha sido liberado. Por otra parte, existe una gran aversión a la presencia de organismos extraf\os en un medio ambiente, consecuencia quizá del progreso de la investigación en Ingeniarla genética y juntos estos temores pueden constituir un nuevo desafio al desarrollo del control biológico. En el control biológico moderno estos temores parecen Infundados ya que los agentes de control, parasitoldes o depredadores no pueden reemplazar en su rol ecológico al Insecto plaga o maleza contra la cual han sido liberados, debido a su especificidad que es determinada entre otros, por factores fisiológicos y coevoiutivos. Sin. 18.

(19) • Cont1'ol Biológico Componente Fundamental del MIP: Origen, Dejinidgnes y Conceptos Bdskos •. embargo, lo que perjudica la imagen del control biológico en los tiempo modernos son los casos que se manejan sin la debida Investigación básica e información clentlfica sobre estos aspectos. Como ejemplo de estos errores podrfamos mencionar en Colombia, el caso de la "hormiga loca". Parece que a finales de la década de los sesenta fue Introducida al pa!s procedente del Brasilia hormiga depredadora Paratrechina fu/va (Mayr) con el proposito de controlar la hormiga arriera, culebras y quizá algunos pequei'los vertebrados indeseables en algunas fincas. Hoy en d!a este insecto conocido como "hormiga loca" se ha dispersado a casi todo el pa!s y constituye una de las plagas agr!colas más importantes en las zonas donde se ha establecido, debido no a su acción directa sobre las plantas, sino a sus relaciones ecológicas con otros Insectos plagas. Finalmente, debo mencionar que la legislación más reciente sobre conservación en los paises desarrollados tiende a prohibir la introducción de nuevas especies en los ecosistemas. Es as! como un acto legislativo del Parlamento Inglés en 1981 sobre la vida silvestre y áreas rurales, establece que en la Gran Bretai'la es una ofensa contra el Estado liberar organismos exóticos a menos que sea aprobado por una licencia especial. En los Estados Unidos las nuevas leyes que tienen que ver con el medio ambiente también. afectan el control biológico. La preocupación norteamericana en esta área es una curiosa mezcle de la preocupación por las especies en peligro y los temores recientes por la introducción en el ambiente de las especies producidas por ingeniarla genética. Un acto legislativo en el Congreso de los Estados Unidos sobre el Control Biológico y Biotecnolog!a, regula estrictamente la liberación de organismos exóticos en el ambiente, y se entiende por organismos exóticos no solo los que vienen de otro pa!s, sino también los que contienen una nueva combinación genética en su genoma. Ambos deber ser tratados de la misma manera. Blbllograffa para Consulta Askew R. R. & Shaw, M. R. 1986. Parasitoid communities: thelr slze, structure and development.Jn: lnsect parasitoids (de. J. Waage & D. Greathead}, pp. 225-264. London; Academic Press. DeBach, P. 1964. Biological control ofinsect pests and weeds. London; Chapman and Hall. Doutt, R.L. 1959. The biology of parasitic Hymenoptera. Annual Review of Entomology 4, 161-182. Doutt, R.L. 1964. The historical development of biological control. En: Blologlcal control of lnsect pest and weeds, Chapter 2. Ed. P. DeBach. Chapman & Hall: London. 21-42 Doutt, R. L.; Annecke O.P. & Tremblay E. 1976. Biology and host relationships of parasltoids . .I.o.: Theory and practica of biological control Ed. C.B. Huffaker & p.s. Mesenger, Academic Press. New York; 143-168 Fisher,T.W. and Andrés, LA. 1999 Quarantlne. Concepts, Facilities, and Procedures.]n: Handbook of Biological Control. Chapter 6. Ed. Thomas S. Bellows & T.W. Fisher. Academic Press USA. 103-124 Flanders, S.E. 1959. Differential host relations of the sexes in parasitlc Hymenoptera. Entomologia Experimentalls et Appllcata 2, 125-142 Greathead, D.J. 1986. Parasitoids In classical biologfcal control. In: lnsect Parasltolds ed. J. Waage & D. Greathead. London, Academic Press., 290-318 Greathead, D.J. &Greathead, A. H. 1992. Blological control of insect pest by insect parasltoids and predators: the BIOCAT database, Biological News and lnformation 13, 61N-68N Greathead, D.J.; Waage, J.K. 1983. Opportunities for biological control of agricultura! pests In developlng countries. World Bank Technical Paper No. 11. 44pp.. Corpoica- MIP. 19.

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(21) Técnicas Evaluación y Selección de Microorganismos para el Control Biológico de Insectos. A. M. Cotes.. Programa MIP - Corpolca. Centro de Investigación Tlbaltatá. AA 240142 Las Palmas. Santafé de Bogotá- Colombia. E-mal!: acotes@corpolca.org.co. Un bloensayo se define, como la suma de los experimentos que conducen a la determinación de la potencia de un blolnsecticida, usando como referencia una colonia estandarizada de insectos. La potencia del insecticida microbiano depende de un conjunto de factores y el efecto combinado de éstos puede ser medido por el insecto como único Instrumento sensitivo (Galán et al, 1993).. La potencia de un blolnsecticlda puede ser determinada por varios métodos tales como Rocket Inmunológico, células de Insectos o por bloensayos con Insectos. Este último método determina en forma completa la potencia del microorganismo patógeno pues permite además, usar una población de Insectos estandarizada (Galán et al, 1993). Los bloensayos con microorganismos entomopatógenos pueden perseguir tres objetivos diferentes: a) determinar la eficiencia relativa de una cepa recientemente obtenida, o de un producto de fermentación, sobre una población especifica de insectos; b) determinar la suceptlbllldad de diferentes especies de Insectos a una cepa estándar de un microorganismo y e) cuantificar la actividad de los productos de una fermentación del microorganismo como método control de calidad de productos comerciales (Friedlender, 1989) Las ventajas de realizar los bioensayos en condiciones controladas son: permitir un adecuado control de los factores nutrlclonales de los insectos, evitar la Introducción de patógenos y poder realizar los experimentos en cualquier época del af'io, debido a que se puede contar con grandes cantidades de insectos, mantenidos en condiciones uniformes. Los bioensayos se basan en la comparación bajo condiciones experimentales Iguales de la potencia Insecticida de un preparado con base en cepas de ac!Mdad y potencia desconocidas contra un estándar o cepa de referencia cuya actividad es conocida. Ambas substancias deben ser puestas en contacto con una población adecuada de! lr¡secto de prueba y se debe observar la mortalidad que provoca en diferentes diluciones, ceiculándose la Dl50 (dosis letal media). La potencia de la muestra en unidades Internacionales se asigna por medio de la siguiente ecuación: Potencia de la muestra= ((LD50 estándar)I(LD50 muestra)) X (potencia del estandar). Este resultado se expresa en unidades lr¡temaclonales por miligramo (IU 1 mg). La medida de potencia, fue especialmente dlsef'iada pare Bacillus thuringiensis, ya que para esta bacteria exlsteh estándares Internacionales. Sin embargo, para muchos hongos entomopatógenos no existen patrones de comparación. Los procedimientos de los bloensayos pueden ser muy diferentes dependiendo fundamentalmente del organismo contra el que se desea medir la toxicidad. En algunos casos, éste se mantiene en una dieta artificial o semi-artificial a la que se le agrega el entomopatógeno distribuido en la superficie de dicha dieta. En otros casos, los insectos se alimentan de hojas de plantas susceptibles sobre las que previamente se ha agregado el microorganismo de. Corpolca • MlP. 21.

(22) 1 Curso-Talkr lntJmlacional Control Biológico. 1 1. 1. i l '. forma homogénea y en otros, se aplica el producto directamente sobre los insect~. El tiempo de exposición puede variar de acuerdo con el tipo de insecto y con el microorganismo. Los factores que influyen sobre el bloensayo y sus resultados son la preparación y almacenamiento del material, el estadio del insecto, el tipo y el volumen de la dieta, los recipientes o jaulas en que se lleva a cabo el bioensayo, el número de Insectos, el número de repeticiones (mfnimo 3), el número de dosis (no menor de 5), el factor de dilución, el tiempo de exposición, el tiempo de efecto medible (mortalidad, parálisis , etc.), la temperatura, la humedad relativa, el fotoperlodo (!barra, 1993). Los bioensayos presentan las siguientes ventajas: Permiten corregir las variaciones debidas a diferentes estadios y estado fisiológico del Insecto, asf como a diferentes localidades; permiten eliminar la incertidumbre propiciada por las diferencias de actividad blocontroladora que presentan las diferentes cepas, ya que se ensayan los organismos de prueba bajo las mismas condiciones; pueden medir directamente la capacidad insecticida de un~ d~terml nada cepa, la cual al no estar formulada como producto comercial, no contiene impOrezas que interfieran con el bloensayo. Pero a su vez los bloensayos presentan las siguientes desventajas: Son altamente susceptibles a diferencias en el procedimiento tales como el tipo de dieta que se utilice, el tipo de organismos de prueba o las edades de los insectos, por lo que son poco reproducibles y poco comparables, si se varfan estas condiciones; pueden generar confusión en ,los usuarios, ya que una elevada potencia reportada en la etiqueta para la cepa, no asegura una alta actividad del producto con base en ésta contra un insecto en el campo, a menos que se trate de la misma especie que se empleó para el bioensayo; requiere de personal altamente entrenado y de instalaciones especiales tanto para conservar los organismos de prueba y los estándares, como para llevar a cabo los bioensayos, por lo que estos procedimientos se restringen a laboratorios especializados; requiere de tiempos de ensayo que pueden variar desde 24 horas hasta 40 dlas, no siendo los que requieren mucho tiempo, útiles como métodos de monitoreo de la fermentación o del proceso de fabricación de un producto; además, normalmente f.os resultados req!Jieren de un tratamiento estadfstico para ser considerados confiables. Para disminuir estas desventajas Dulmage definió los siguientes requisitos que deben cumplir los bioensayos, en cuanto a su ejecución y a sus cuantificaciones (Burgerjon & Pulmage, 1977), (Dulmage, 1987), {Rowe & Margaritis , 1987). Los controles deben tener una mortalidad menor al 10%. Respecto de las diluciones necesarias, deben utilizarse mlnimo 5 concentraciones de la muestra y 7 del estándar, con no menos del10%, ni más del 90% de mortalidad. La razón entre los limites de confianza máximo y mlnimo de las I.U. determinadas debe ser menor de 2. Las pendientes de las curvas de regresión deben ser "razonables" según dicte la experiencia y deben ser paralelas entre sf. Los ensayos dében realizarse por triplicado, calcular las desviaciones estándar y los coeficientes de variación. La razón entre limites de confianza máximo y mfnimo de la LD 50 debe ser menor que 2. otras acciones que permiten dlsmlnuir.el error son: definir claramente todo el protocolo con el que se debe llevar a cabo el bloensayo, describiendo el insecto de prueba , el estadio de la larva, la formulación del medio o sustrato de alimentación de ésta, el método de aplicación del bloinsecticida, la preparación y dilución de los estándares y de las muestras.. Bloensayos con Bacl/lus thurlnglens/s la utilización de una metodologla estandarizada para bloensayos ha permitido obtener preparaciones de Baclllus thuringlensis da las cuales se conoce su actividad en unidades de. 22.

(23) • Técnicas Evaluación y Selección de Microorganismos para el Control Biológico de Insectos •. potencia constante. Estas preparaciones pueden ser usadas para comparar las otras cepas (Dulmage at.al, 1971) y consisten en una serie de dosis de Bacillus thuringlensls que se Incorporan en el alimento del insecto; después del bioensayo, tos insectos son clasfficados como vivos o muertos y se calcula el porcentaje de mortalidad (Ga!legos,1990). Con los datos obtenidos de mortalidad y concentración del insecticida, por medio del análisis estadlstico PROBIT, se obtiene la linea de regresión y con ésta se estima la concentración letal media LD60 (Infante &Calderón,1980). Como la susceptibilidad de la población de Insectos puede variar dfa a dfa, la LD00 de cada prueba se compara con la LD60 de una preparación esténdar, probada el mismo dfa y con la misma población de Insectos (Maclntosh et al, 1990). Esto puede demostrar estadfsticamente que el error en los célculos es menor cuando la concentración de la bacteria causa un 50% de mortalidad (LD00 ). Este dato es considerado como el valor més útil para comparar las actividades de varias preparaciones. En el caso de Bacillus thuringlansls, al Igual que en el de otros microorganismos, los procedimientos y resultados de los bioensayos, ocasionalmente se ven influenciados por algunas variables propias de las especies de insectos por utilizar, entre éstas: rangos de crecimiento, hábitos alimenticios y de conducta (Portar, 1993). Sin embargo, sólo existe una forma confiable de probar cepas de B. thuringiensis, y es por vfa oral, para lo cual se administran las cepas a los Insectos mezclados con las dietas. La exposición de las larvas a las cepas y, su efecto, es medido por la muerte. Sí las larvas tratadas retardan su crecímiento o están moribundas, pero se mueven con un estimulo, son consideradas vivas. Estas exposiciones iniciales son consideradas como bioensayos preliminares y se evalúan en porcentaje de mortalidad. Una vez preparada la dieta con una o varias diluciones de una cepa, son colocadas larvas naonatas o de primer instar en copas individuales, un total de 20 larvas por tratamiento y bajo condiciones controladas: temperatura 28°C ± 2; humedad relativa del 50-60 %; fotoperfodo 12 horas luz. Las lecturas de mortalidad en el caso de Lepidópteros se hacen durante los 6 a 7 dfas posteriores al bloensayo y se expresan como porcentaje de mortalidad. Si los resultados en los bloensayos preliminares son satisfactorios, entonces se procede a estimar la LD00 mediante la utilización de cinco o más diluciones apropiadas. No existe un método para definir exactamente el número de Insectos necesarios que aseguren que los resultados sean representativos de toda la población, sin embargo, se debe tener en cuenta que el grupo de individuos por evaluar sea lo más uniforme posible (una colonia de insectos de laboratorio nativa, sana y vigorosa); lo mismo que controlar el ambiente en el cual se encuentran los Insectos durante la crla y el ensayo; ademés debe tenerse en cuenta el estado del Insecto y la forma como se le suministre el agente evaluado en la dieta (aspe~ado sobre la superficie de la dieta o incorporado homogéneamente). En todo bioensayo es Importante determinar las concentraciones del biocontrolador a las cuales se consigue la mortalidad en los Insectos y el tiempo en el que una determinada concentración causa dicho efecto. Estas evaluaciones permiten determinar las concentraclones y tiempos letales. Para el primer caso, se preparan una serie de diluciones del microorganismo que se ponen a Interactuar con el insecto; después del bloensayo, los Insectos son clasificados como vivos o muertos y se calcula su porcentaje de mortalidad (Ga!Iegos,1990). Con los datos obtenidos de mortalidad y concentración del insecticida, por medio del anéllsis estadlstico Probit, se obtiene la linea de regresión y con ésta se estima la concentración letal media (C15ll). Como la susceptibilidad de la población de Insectos puede variar dfa a dfa,la (CI5ll) de cada prueba se compara con la (CI 50} de una preparación esténdar, probada el mismo dla y con la misma población de Insectos (Maclntosh et al, 1990). Copoica - MIP. 23.

(24) 1 Curso-Taller Intenwclonal Control Biol6gico. 1. 1. 1. 1. r. Esto puede demostrar estadfstlcamente que el error en estos cálculos es menor cuando el nivel que causa el 50% de mortalidad se determina y la (CI60} es considerada el vaidr más Otll para comparar las actlvldades de varias preparaciones. ' Debido a que las variables de un bloensayo son altamente controlables a nivel de laboratorio, la conflabllldad de los bloensayos hechos para estos propósitos se asegura con el uso adecuado del tamaf'!o de la muestra (número de lndMduos} y el número de réplicas. Los bioensayos deben ser repetidos 3 veces en dfas diferentes y el promedio y la desviación estándar (OS} entre los tres bioensayos debe ser determinada (GaUegos,1990). Blbllografia Burgeyon, A.;, Barjac. 1977. Another serotype, (4: 4a, 4c) of Bacillus thuringlensis whlch produces thermostable toxln. h J. lnvertebr. Pathol. 9 (4 }: 574-577. ' Dulmage, H. 1981. lnsecticldal activlty of lsolates of Bacil/us thuringiensis and thelr potencial for pest control. Mlcroblal control of pests and plant diseases. 1970-1980. Academlc Press, NewYork. pp 193-220. Dulmage, H. 1971. A propasad standardizad bloassayforformulations of Baciliusthuringiensis basad on the interactional unlts. Jn: J. lnvert. Pathol. 13 (2}: 240-245. Chlcago.USA Friedlender, B. 1989. The development of Bacillus thuringiensis and Baci/lus spha,ericus as control agent from research to Industrial production. Mem. lnst Oswaldo Cniz. Río de Janelro. Vol84 (3) 123-127 Galán, L.; Badil, M.; Rodriguéz, C.; Arévalo, K.; Pereyra, B.; Gómez, M.; Mercado, R. 1993. Blotecnolog!a pera la Producción de Blolnsecticldas Microbianos Centrada en Baci/lus thuringiensis. Universidad Nacional Autónoma de México. 97p Gallegos, G. 1990. Implementación de la concentración m!nlma letal como método para cuantificar actividad de formulaciones de Bacilllis thuringiensis. BIOTAM, 2(1 }. p 15-23 !barra, J. 1993. Corta historia sobre la patolog!a de Insectos y el control microbiano. Memorias del curso sobre BaciOus thuringiensis en Cu!lacán. México. ! · Infante, S.; Calderón, L. 1980. Manual de análisis Probit "Colegio de postgraduados y centro . de estadlstica y cálculo. México. · Maclntosh, S.; stone, T.;, Sims, S.; Hunst, P.; Greenplate, J.; Fuchs, R. 1990. Speciflcltyand efflcacy of purlfled Bacillus thuringiensis proteins agalnst agronomlcally lmportant lnsects. J. lnvertebr. Pathol. 56: 258-266. Portar, A. 1993. Mosqultlclcal toxlns of Bacilil and thelr genetic manlpulatlon for effectlve blologlcal control of mosqultoes. Microbiol. Rev. 57(4): 838-861. Rowe y Margaritls. 1987. Bioprocess development in the productlon of Blolnsecticldes by Bacillus thuringiensis. Critica! Reviews in Blotechnology. C.R.S. Press lnc. Florida.. 24.