Científicos explican de qué manera un hongo puede controlar a la principal plaga de los cultivos de maíz

La investigación, publicada en la revista Scientific Reports, se llevó a cabo en el SPARCBio, un centro brasileño constituido por la FAPESP y la empresa Koppert en la Escuela Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, de la Universidad de São Paulo

Por José Tadeu Arantes  |  Agência FAPESP – La chicharrita del maíz (Dalbulus maidis) se ha convertido en un serio problema para la agricultura. Esta especie de diminuto insecto se encuentra distribuida en la actualidad prácticamente por todo el continente americano, desde el sur de Estados Unidos hasta el norte de Argentina. En Brasil se vale únicamente de las plantas de maíz como hospedantes, y aún se desconocen sus mecanismos de adaptación a otros vegetales. En la planta de maíz, la chicharrita causa un daño directo mediante la succión de la savia del floema, el tejido vivo a través del cual circulan compuestos orgánicos solubles −especialmente la sacarosa− por el cuerpo del vegetal.

Pero este no es el principal problema: el insecto es también un transmisor de fitopatógenos –bacterias y virus– que pueden causarles grandes daños a las especies vegetales, afectar la productividad y, como consecuencia de ello, también la producción de maíz.

Para combatir a la chicharrita del maíz –menguando su población y principalmente impidiendo la transmisión de fitopatógenos a nuevas plantas hospedantes–, lo habitual es la adopción de dos estrategias: la fumigación con productos agroquímicos y el control biológico. Los insecticidas químicos son lejos los que más se emplean. Con todo, frente a sus desfavorables efectos colaterales, el control biológico ha venido obteniendo una creciente adhesión.

Uno de los agentes bioinsecticidas que se emplean en los productos que actualmente se comercializan es el hongo Cordyceps javanica (anteriormente denominado Isaria fumosorosea o Cordyceps fumosorosea). Esta especie generalista posee un alto potencial de control de insectos succionadores. Pero hasta ahora no se sabía exactamente de qué manera transcurría este proceso. Para dilucidar el mecanismo de actuación del hongo entomopatogénico sobre la chicharrita del maíz,  se llevó a cabo un estudio pionero en el Centro de Investigación Avanzada de São Paulo para el Control Biológico (SPARCBio), constituido por la FAPESP y por la empresa Koppert Biological Systems en la Escuela Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, de la Universidad de São Paulo (Esalq-USP).

La investigación estuvo a cargo de la ingeniera agrónoma Nathalie Maluta, posdoctora en el área de fitosanidad e investigadora de Koppert Brasil, y contó con la participación de Thiago Rodrigues de Castro, coordinador de Investigación y Desarrollo de Koppert Brasil, y de João Roberto Spotti Lopes, docente de la Esalq-USP. Y los resultados de la misma salieron publicados en la revista Scientific Reports.

“Nuestro trabajo puso en evidencia que este hongo empieza a tener efectos sobre la conducta de las chicharritas del maíz dos días después de la fumigación con el bioinsecticida, al menguar la actividad alimentaria de los insectos en los vasos del floema de las plantas de maíz, el sitio en donde se concreta la transmisión de fitopatógenos”, le comenta Maluta a Agência FAPESP.

Para obtener este resultado, la investigadora aplicó una técnica aún poco conocida en Brasil llamada electrical penetration graph (EPG): la chicharrita de prueba, que se encuentra activa sobre la planta de maíz, es conectada a un electrodo. Y la actividad de su estilete –es decir, de su estructura bucal, similar a unas minúsculas pajillas que utiliza para succionar la savia– puede entonces monitorearse y representársela en un gráfico, lo que hace posible asociar las formas de las ondas producidas con las actividades biológicas que realizan los insectos. Salvadas las debidas proporciones, este procedimiento es análogo al del electrocardiograma, que monitorea gráficamente la actividad del corazón.

“La técnica de EPG genera formas de ondas con distintas características, tales como el nivel de tensión, de frecuencia y de amplitud, que pueden correlacionarse con las actividades biológicas de estos insectos. Esto nos permite saber en tiempo real qué están haciendo y qué está sucediendo con ellos, lo que comprende al efecto del bioinsecticida sobre su actividad succionadora o transmisora de patógenos”, informa Maluta.

La chicharrita del maíz conectada al electrodo del sistema de EPG sobre una planta de maíz (foto: Nathalie Maluta)

“El producto que contiene hongos se fumiga sobre las plantas y llega a los insectos que allí se encuentran presentes. También deposita una película sobre la superficie vegetal con la cual entran en contacto los insectos que posteriormente se posan. De una manera u otra, los hongos penetran en los cuerpos de los insectos. Su efecto insecticida no es inmediato. Su germinación requiere algunos días para luego producir las esporas que causan la muerte de los insectos. Pero antes ya los hongos empiezan a afectar sus comportamientos, incluso su conducta alimentaria”, informa Maluta.

La investigadora afirma que la actuación del Cordyceps javanica es por entero específica y no reviste ningún riesgo para los consumidores tanto humanos como animales; tan es así que se permite su uso en cultivos orgánicos. “Este hongo ya existe y actúa en la naturaleza. No se lo fabricó en un laboratorio mediante manipulación genética”, enfatiza.

Maluta sostiene que además de haberse agravado ahora debido a la crisis climática, la gran proliferación de la chicharrita del maíz es una consecuencia directa de la expansión del monocultivo a gran escala y fundamentalmente del uso inadecuado de las herramientas de manejo, como el control químico.

“Al aplicar insecticidas químicos sin un previo monitoreo y sin saber si existe la necesidad de aplicar alguna medida de control, se concreta la selección de ejemplares resistentes, toda vez que los insectos susceptibles se mueren y los resistentes permanecen en el campo, a punto tal que ningún instrumento de control funcione. Es necesario alterar radicalmente las estrategias de manejo”, dice.

“Este insecto afecta al maíz desde hace mucho tiempo. Pero en los últimos años su población ha crecido de manera explosiva. Esto también se vio afectado por los cultivos sucesivos. Hoy en día se concretan no solamente las cosechas, sino también las llamadas segundas cosechas o safrinhas, lo que eleva la tasa de proliferación de esta plaga, dada su disponibilidad de alimento prácticamente constante”, remarca la investigadora.

Puede accederse a la lectura del artículo intitulado DC-electrical penetration graph waveforms for Dalbulus maidis (Hemiptera: Cicadellidae) and the effects of entomopathogenic fungi on its probing behavior en este vínculo: www.nature.com/articles/s41598-023-48779-x.