Nemátodos herbívoros y la clave para combatirlos

Figura 1: Nemátodo macho de la especie Pratylenchus que se alimenta de raíces, recolectado desde raíces de zanahoria. Como escala, 100 μm es 10 veces más pequeño que 1 mm y equivale aproximadamente ¡al grosor de un cabello humano!

Figura 2: Zanahorias dañadas por nemátodos que se alimentan de raíces, lo que causa la bifurcación de la raíz principal.

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Elisabeth Darling¹, Marisol Quintanilla-Tornel¹*, Henry Chung^1
1 Departamento de Entomología, Universidad Estatal de Michigan, East Lansing, MI, Estados Unidos

Las raíces de las plantas interaccionan con muchas bacterias, hongos y otros organismos microscópicos en el suelo que pueden afectar el crecimiento de las plantas. Algunos de estos organismos microscópicos son animales llamados nemátodos, y son una parte especialmente importante de la vida en el suelo. Los nemátodos pueden ser buenos, malos o neutrales para las plantas. Algunos científicos llamados nematólogos estudian a los nemátodos y a cómo evitar que los que son malos dañen a cultivos importantes, como las zanahorias. Los nematólogos y otros científicos se asocian para ayudar a los agricultores a controlar estas pestes y producir cultivos saludables.

PEQUEÑOS ORGANISMOS QUE PUEDEN CAUSAR ENORMES PROBLEMAS

Un puñado de suelo contiene miles de animales que son tan pequeños que necesitamos un microscopio para verlos. Pero por más diminutos que sean, algunos de ellos tienen un impacto global en el buen crecimiento de los cultivos. Los nemátodos (Figura 1) son gusanos pequeños y redondos que viven en los suelos de nuestros jardines, campos de cultivos y parajes. Mientras que algunos nemátodos son útiles para las plantas, otros son enemigos del mundo vegetal. Estos nemátodos peligrosos se alimentan de las raíces de las plantas, lo que al final daña a la planta e impacta severamente en el crecimiento vegetal. Mientras se alimentan, los nemátodos crean heridas en las raíces que pueden dejarlas vulnerables a la infección por otros organismos del suelo que causan enfermedades [1]. A los nemátodos que dañan a las raíces se les conoce como parásitos. 

NEMÁTODOS HERBÍVOROS: UNA AMENAZA PARA LOS TUBÉRCULOS

Algunas plantas tienen raíces que comemos, como las zanahorias, las remolachas y las papas. Los nemátodos pueden dañar estos cultivos junto con muchos otros. Los nemátodos poseen una pieza bucal parecida a una pajita que inyecta una mezcla de enzimas en la planta, que descomponen las células vegetales en una sopa de células vegetales. Luego que las células se descomponen, los nemátodos se alimentan de esa sopa [2]. Cuando los nemátodos se alimentan de las raíces de la zanahoria durante las primeras etapas de la vida de la planta, pueden causar serios daños o incluso la muerte de la planta. Cuando algunos nemátodos parásitos se alimentan de las zanahorias al comienzo de la estación de crecimiento, dañan tanto a las raíces que los agricultores no pueden venderlas. Si ciertos nemátodos del género Pratylenchus se alimentan de zanahorias muy jóvenes, el daño en las raíces causa que las zanahorias desarrollen raíces bifurcadas (Figura 2). Cuando hay muchos nemátodos parásitos vegetales en el suelo, puede resultar en grandes pérdidas del cultivo.

Los nematólogos son los científicos que estudian a los nemátodos. Los nematólogos que investigan a los nemátodos parásitos de plantas pueden trabajar con los agricultores para evaluar la eficacia de productos que puedan matar a los nemátodos peligrosos, para encontrar las mejores formas de combatir a estas plagas. Los nemátodos que se alimentan de tubérculos comestibles son particularmente difíciles de controlar debido a que a veces los agricultores no pueden ver los síntomas de la infección hasta el final de la estación, cuando las raíces se cosechan.

¿CÓMO SE DIAGNOSTICA UNA INVASIÓN DE NEMÁTODOS?

A diferencia de los insectos plaga, los nemátodos no pueden verse a simple vista, por lo que confirmar una invasión de nemátodos requiere pruebas de laboratorio. Si un agricultor se preocupa por tener daños causados por nemátodos parásitos, puede enviar una muestra de suelo colectada de su campo a un laboratorio de nematología. En el laboratorio, el suelo se mezcla con agua y se sacude sobre tamices de malla, en un proceso parecido al tamizado de harina. El objetivo es retirar cualquier pedazo grande de arena o desechos del suelo y capturar solo a los nemátodos. La mezcla se transfiere a tubos que se colocan en una centrífuga – una maquina grande que gira extremadamente rápido para colectar las partículas más densas en el fondo de los tubos. Los nemátodos flotan en el agua mientras que las partículas más pesadas de arena y barro se mantienen en el fondo del tubo. Luego, se agrega una solución de azúcar al tubo que causa que los nemátodos floten hacia la parte superior del tubo. Los científicos pueden recolectar a los pequeños animales y observarlos bajo un microscopio óptico e identificar qué especies de nemátodos están en el campo del agricultor.  Sin embargo, algunas especies de nemátodos se parecen tanto entre sí que necesitan ser identificadas por analisis de su ADN.

¿CÓMO PUEDEN LOS AGRICULTORES CONTROLAR A LOS NEMÁTODOS?

Los nematólogos y otros científicos trabajan juntos para abordar los problemas que los agricultores enfrentan con los nemátodos. Existen algunos compuestos químicos, llamados nematicidas, que se utilizan actualmente para tratar las invasiones de nemátodos. Estos productos químicos son tóxicos para los nemátodos, pero también pueden ser peligrosos para las personas que los aplican, y, además, son costosos. Los nematólogos están investigando otras formas efectivas para que los agricultores controlen estas plagas. Algunos tipos de bacterias y hongos [3] presentes en el suelo presentan cualidades nematicidas, lo que significa que pueden matar o inhibir a los nemátodos, y algunos están tan especializados que solo atacan a los nemátodos malos [4]. Muchos estudios actuales están tratando de identificar y crecer estas especies beneficiosas, para que puedan ser aplicadas en los campos agrícolas para disminuir las poblaciones de nemátodos malos en el suelo. El nematicida más deseable sería perjudicial únicamente para los nemátodos parásitos de plantas, para asegurar la protección de los recursos del suelo y otros organismos microscópicos beneficiosos en él.

HONGOS Y BACTERIAS: UNA POSIBLE CLAVE PARA COMBATIR LOS NEMÁTODOS PARÁSITOS DE PLANTAS

Los nemátodos parásitos de plantas, presentes en el suelo, son plagas peligrosas que pueden dañar las raíces de las plantas y causarles a los agricultores pérdidas de mucho dinero debido a que los cultivos no se pueden vender.  Por eso, es importante encontrar formas efectivas de controlar a los nemátodos parásitos de plantas. Idealmente, estos tratamientos deberían ser seguros para el ambiente y para otras especies que viven en el suelo y deberían también ser asequibles para el agricultor. Este es un desafío considerable para los nematólogos, ¡pero el futuro es brillante! La solución posible es encontrar tipos de hongos y bacterias del suelo que puedan controlar a los nemátodos parásitos de plantas, para desarrollar productos nuevos, efectivos y amigables con el medio ambiente, para que los agricultores los utilicen. Además, el uso del ADN de los nemátodos para identificar diferentes especies de nemátodos en el suelo ha ayudado a avanzar en el campo de la nematología. A veces, la ciencia molecular, como los análisis de ADN, puede ser costosa, pero trabajando juntos, los científicos pueden tener avances en técnicas moleculares que podrán hacer que el proceso sea más barato para los futuros científicos y agricultores. Estas técnicas allanarán el camino para que los equipos de nematólogos y sus socios científicos ayuden a encontrar mejores formas de controlar estas plagas perjudiciales.

GLOSARIO

Nemátodo
Grupo de animales (Filo: Nematoda) que tiene una forma parecida a un gusano, larga y cilíndrica. Pueden encontrarse en los 7 continentes (¡incluso en la Antártida!), así como en océanos y lagos.

Parásitos
Organismo que depende de otro organismo huésped para robarle alimento y nutrientes.

Enzimas
Moléculas biológicas que inducen reacciones químicas dentro de las células.

Nematólogos
Científicos que estudian a los nemátodos.

ADN
Instrucciones requeridas para formar las células que se almacenan en todos los organismos.

Hongos
Grupo de organismos eucariotas (células que contienen un núcleo) y se alimentan de materia orgánica. Este grupo incluye a las setas y las levaduras que comemos, así como también a los mohos.

Bacteria
Grupo de organismos procariotas, lo que significa que no tienen núcleo y solo poseen una célula.

Nematicida
Sustancia u organismo que es eficaz matando nemátodos.

REFERENCIAS

1. Shah, M. M. et Mahamood, M. Nematology: Concepts, Diagnosis and Control. (BoD – Books on Demand, 2017).
2. Zunke, U. Observations on the Invasion and Endoparasitic Behavior of the Root Lesion Nematode Pratylenchus penetrans. J Nematol 22, 309–320 (1990).
3. Poveda, J., Abril-Urias, P. et Escobar, C. Biological Control of Plant-Parasitic Nematodes by Filamentous Fungi Inducers of Resistance: Trichoderma, Mycorrhizal and Endophytic Fungi. Front. Microbiol. 0, (2020).
4. Topalović, O., Elhady, A., Hallmann, J., Richert-Pöggeler, K. R. et Heuer, H. Bacteria isolated from the cuticle of plant-parasitic nematodes attached to and antagonized the root-knot nematode Meloidogyne hapla. Sci Rep 9, 11477 (2019).

EDITADO POR: Malte Jochum

MENTORES CIENTÍFICOS: Irina Moshkova , Shruti Parikh

CITA: Darling E, Quintanilla-Tornel M and Chung H (2021) Plant-Eating Nematodes and the Key to Fighting Them. Front. Young Minds. 9:604175. doi: 10.3389/frym.2021.604175

CONFLICTO DE INTERÉS: Los autores declaran que la investigación se realizó en ausencia de cualquier relación comercial o financiera que se pudiera interpretar como un potencial conflicto de interés.

DERECHOS DE AUTOR/COPYRIGHT © 2021 Darling, Quintanilla-Tornel and Chung:Este es un artículo de acceso abierto distribuido bajo los términos de Creative Commons Attribution License (CC BY). Se permite el uso, la distribución o reproducción en otros foros, siempre que los autores originales y los propietarios de los derechos de autor sean acreditados y reconocidos, y que la publicación original en esta revista sea citada, de acuerdo con la práctica académica aceptada. No se permite el uso, la distribución o reproducción que no cumplan con estos términos.

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AUTORES

ELISABETH DARLING
Soy una estudiante doctoral en la Universidad Estatal de Michigan en el departamento de Entomología. Mis co-supervisores son la Doctora Marisol Quintanilla y el Doctor Henry Chung. Mi proyecto de investigación se enfoca en como distintas especies de Nemátodos que se alimentan de plantas, impactan las plantas de zanahoria. Estos nemátodos son llamados «nemátodos de la lesión de la raíz», y son !realmente dañinos para un gran número de diferentes cultivos! También estoy muy interesada en aprender sobre como y en que medida los nemátodos que se alimentan de plantas impactan otros sistemas de cultivos especiales, como las plantas de la zanahoria blanca y el lúpulo. Amo aprender sobre los diferentes aspectos de la Nematología.

MARISOL QUINTANILLA-TORNEL
Marisol Quintanilla es la nematóloga en el departamento de Entomología en la Universidad Estatal de Michigan. Su trabajo en nematología ayuda a evaluar las prácticas de gestión para reducir nemátodos parásitos de las plantas en los cultivos en Michigan. Ella obtuvo su doctorado en la Universidad Estatal de Michigan. *marisol@msu.edu

HENRY CHUNG
Henry es un biólogo trabajando en la Universidad Estatal de Michigan. Le fascina como la vida funciona al nivel molecular. Henry estudia insectos y nemátodos para entender como estos organismos se pueden adaptar a los diferentes ambientes o alimentarse de diferentes plantas huésped.

TRADUCTORES

MARÍA A. MOREL REVETRIA
A María le han gustado las plantas desde que tiene memoria. Durante sus estudios de biología en la Universidad, descubrió su interés por la microbiología, y desde entonces, ha trabajado con plantas y bacterias sin parar. Sus principales intereses son las bacterias del suelo y su relación con la productividad vegetal y la salud del suelo. Además, le encanta la idea de llevar la ciencia al público no científico. Es miembro de ComicBacterias, un proyecto de divulgación de la Microbiología a través de caricaturas. El turismo en familia es una de sus aficiones favoritas. †orcid.org/0000-0002-9064-5675

ALEJANDRO PEREIRA

FINANCIAMIENTO (TRADUCCIÓN)

El equipo Translating Soil Biodiversity agradece el apoyo del Centro Alemán para la Investigación Integrativa de la Biodiversidad (iDiv) Halle-Jena-Leipzig, financiado por la Fundación Alemana para la Investigación (DFG FZT 118, 202548816).

CITATION (TRANSLATION)

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Recommended citation format: Darling E, Quintanilla-Tornel M and Chung H (2025) Plant-Eating Nematodes and the Key to Fighting Them. (Spanish translation: María A. Morel Revetria and Alejandro Pereira). Translating Soil Biodiversity & Front. Young Minds. [Originally published in 2021], doi: 10.3389/frym.2021.604175