Cría de insectos para control biológico de plagas en cultivos

1. Introducción
2. El papel de los artrópodos en la entomología agrícola
3. Insectos depredadores empleados en el control biológico de plagas
4. Insectos parasitoides empleados en el control biológico de plagas
5. La cría masiva de insectos para el control biológico de plagas
6. La importancia del control de calidad en la cría de insectos para control biológico
7. Bibliografía

1. Introducción

Los insectos auxiliares o enemigos naturales aplicados para el control biológico de plagas criados en cautividad han supuesto una revolución en la agricultura moderna. Pero su uso, en beneficio de la humanidad, se remonta a hace miles de años cuando ya se empleaban ciertos insectos para la producción de seda o de tintes naturales para uso textil. Aunque su empleo, en la actualidad, es algo distinto a su uso inicial, todavía se emplean estas técnicas serícolas ancestrales en nuestros sistemas productivos.

Hoy en día, hay numerosas empresas a nivel mundial que se dedican a la producción en masa de enemigos naturales en biofabricas, para el control de las plagas de cultivos hortícolas protegidos y algunos frutales al aire libre. De modo, que esto ha supuesto un cambio en la mentalidad del sector no sólo en las empresas y agricultores sino también a nivel de consumidor que, sin duda, ha contribuido a un cambio hacia sistemas productivos más respetuosos con el medio ambiente.

2. El papel de los artrópodos en la entomología agrícola

La relación entre los artrópodos, las plantas y los seres humanos se remonta a hace millones de años. Esta relación no siempre ha sido positiva, púes ciertas especies de artrópodos han provocado las mayores enfermedades para seres humanos y animales que se conocen en el mundo, siendo algunas de ellas las que mayor mortandad han producido en toda la historia del ser humano, como por ejemplo la peste bubónica, el tifus o la Malaria.

Los artrópodos (arthon:articulación; podo:pie) son uno de los linajes de animales más amplio y diverso que se conoce en nuestro planeta. Se tienen evidencias de icnofósiles o rastros fósiles de los artrópodos que datan de hace más de 400.00 millones de años, y se estima que el 80% de las especies animales que habitan hoy día en la tierra son artrópodos.

Los artrópodos son uno de los grupos de invertebrados más exitoso que ha colonizado el medio terrestre. Supieron adaptarse con cambios estructurales importantes como el desarrollo de nuevas formas en su esqueleto, así como de sus órganos respiratorios para asegurar su supervivencia al nuevo medio de vida.

La mayoría de científicos considera que los artrópodos proceden de un ancestro común (monofilético) y que los rasgos que presentaban sus antepasados están presentes hoy día en los artrópodos actuales, como el que posean un exosqueleto de quitina, que sus cuerpos estén segmentados, o que presente extremidades articuladas.

Dentro de los artrópodos, los insectos son uno de los animales más abundantes y exitoso evolutivamente hablando que existen hoy día en la naturaleza.

Los insectos están presentes en todos los ecosistemas terrestres, excepto en los mares, océanos y fondos marinos. Su relación con el ecosistema terrestre es fundamental, ya que el 85% de los vegetales requieren de la presencia de los insectos para reproducirse y perpetuar la especie.

En la actualidad, los científicos no se ponen de acuerdo en el número de especies de insectos que habitan en nuestro planeta, pero de forma general se estima que existen del orden de 5.000.000 de especies, lo que constituye cerca del 60% de todos los seres vivos actuales.

La entomología es la ciencia que se encarga del estudio de todo lo que tenga que ver con los insectos desde un punto de vista zoológico. Dentro de la entomología se encuentra la entomología agrícola, que se define como la ciencia que estudia los insectos que son capaces de relacionarse directamente con el sistema agrícola y modificarlo.

La entomología agrícola es una ciencia que constituye una especialidad dentro de la zoología y que tiene sus orígenes en la época prehistórica, fundamentalmente desde la aparición de la agricultura. Pero el estudio profundo de los insectos y su relación con las plantas no tuvo lugar hasta el siglo XVI.

La domesticación de los artrópodos ha requerido muchos años de estudios y observación por parte de muchos científicos, para comprender su biología y el papel tan importante que desempeñan en la naturaleza, y que, sin duda, sin su esfuerzo y dedicación no hubiéramos podido evolucionar hacia sistemas productivos agrícolas y ganaderos más respetuosos y sostenibles con el medio ambiente.

Fig. 1: Enemigos naturales depredadores y parasitoides empleados en el control biológico de plagas: Mariquita (Coccinella septempunctata) (izq.), Ácaro (Amblyseius swirskii) (centro) y Aphidius colemani (izq.). Fuente: MAPA

3. Insectos depredadores empleados en el control biológico de plagas

Entre los organismos que se consideran beneficiosos para los sistemas agrícolas se encuentran los enemigos naturales o auxiliares. Estos pueden ser generalistas, que viven alimentándose de una gran cantidad de especies, o específicos, que viven y se desarrollan de una o pocas especies, y ejercen un control natural sobre los insectos plaga.

Los enemigos naturales pueden agruparse, desde un punto de vista biológico, en cuatro grupos básicos: los depredadores, los parásitos, los parasitoides y los patógenos (Margaría, 2012).

Un depredador es aquel organismo de vida libre que captura y se alimenta de otros artrópodos (presas) para completar su desarrollo. En general, los depredadores están limitados por el tamaño corporal de sus presas y la mayoría son carnívoros, aunque algunos de ellos sólo muestran un comportamiento depredador los estados juveniles, como es el caso de las Crisopas y los Sírfidos.

A la mayoría de los depredadores les afecta mucho, en su habilidad para controlar las plagas, sus requerimientos dietéticos, que pueden verse modificados según el estado de desarrollo en que se encuentren. Además, requieren densidades poblacionales altas de la plaga para su alimentación y desarrollo, lo que implica que su velocidad de desarrollo es altamente dependiente de sus presas.

El desarrollo del conocimiento sobre la biología y el comportamiento de los depredadores ha permitido que sean una herramienta fundamental en el control biológico de plagas.

Entre los insectos depredadores con mayor importancia para su uso en el control biológico de plagas se encuentran los insectos del orden Hemíptera, Coleóptera, Acarina, Neuróptera y Díptera (Tripplehorn y Johnson, 2005).

El orden Hemíptera comprende numerosas especies depredadoras que han sido muy estudiadas por su gran éxito como agentes de control biológico en cultivos protegidos, como es el caso del género Orius sp. o los Míridos Nesidiocoris tenuis o Macrolophus pygmaeus.

Fig. 2: Depredadores del orden Hemíptera: Orius spp. (izq.) y Nesidiocoris spp. (dec.). Fuente: MAPA.

El orden Coleóptera comprende a varias familias muy diversas y heterogéneas, integrándolo más de 300.00 especies. Comúnmente se le denomina mariquitas y resultan ser uno de los enemigos naturales más importantes que se emplean en el control biológico de plagas de cuerpo blando, ya que es uno de los grupos de insectos con mayor éxito evolutivo al encontrase ampliamente distribuidos en casi todos los ecosistemas existentes. Entre las especies más representativas de este orden se encuentran Adalia bipunctata, Coccinella septempunctata, Harmonia axyridis, etc.

Dentro del orden Acarina se encuentra el superorden Parasitiformes que es uno de los linajes más grande de ácaros, donde se conocen más de 70 familias entre ellas la de los Phytoseiidae.

La familia Phytoseiidae es una de las familias de ácaros más frecuentes sobre las plantas cultivadas y constituyen una de las piezas fundamentales del control biológico de plagas, especialmente en hortícolas bajo invernadero y en frutales (Helle y Sabelis, 1985). Entre las especies que se emplean para el control de plagas se encuentran Amblyseius andersoni, A. swirskii, A. californicus y Phytoseiulus persimilis.

El orden Neuróptera constituye uno de los grupos de insectos con una distribución geográfica más amplia a nivel mundial. Son insectos que tienen una gran voracidad y capacidad reproductiva, además de una elevada agresividad biológica. Dentro de las familias más importantes de este orden se encuentran los Chrysopidae y los Coniopterygidae, siendo la especie Chrysoperla spp. la que más se emplea para el control biológico de plagas.

Fig. 3: Depredadores del orden Coleóptera (Adalia spp., izq.), Acarina (Amblyseius spp., centro) y Neuróptera (Chrysoperla spp., der.). Fuente: MAPA.

El orden Díptera lo integran insectos depredadores con apariencia de mosquitos y avispas cuyas larvas son depredadoras principalmente de pulgones, tanto para cultivos bajo invernadero como al aire libre. Dentro de este orden se encuentran las especies Aphidoletes aphidimyza, Feltiella acarisuga, Syrphus fabricius o Episyrphus balteatus que son las que principalmente se utilizan para el control biológico de plagas.

Fig. 4: Depredadores del orden Díptera: Aphidoletes spp. (izq.) y Syrphus spp. (der.). Fuente: MAPA e Infoagro.

4. Insectos parasitoides empleados en el control biológico de plagas

Los parasitoides son uno de los enemigos naturales que se emplean más a menudo para el control biológico de plagas. Esta preferencia por el uso de parasitoides se debe principalmente a que tienen mayor especificidad frente a sus hospedadores que los depredadores, lo que hace que sean más eficaces en localizar y seleccionar a los hospedadores que son adecuados para su desarrollo y, por tanto, ejercen un mayor control biológico sobre los insectos plaga.

El término parasitoide en entomología se emplea para referirse a insectos que parasitan otros artrópodos que, a diferencia de los depredadores, sólo parasitan a los hospedadores los estados inmaduros o juveniles que se desarrollan a expensas de estos. Los adultos suelen ser de vida libre que frecuentemente se alimentan de néctar, mielecilla o desechos orgánicos de origen vegetal o animal. También hay especies de parasitoides que necesariamente las hembras tienen que alimentarse del hospedador para poder producir los huevos.

Otra cosa que diferencia a los parasitoides de los depredadores es que todos los parasitoides son holometábolos, es decir, que tienen una metamorfosis completa y pasan por cuatro fases de desarrollo: huevo, larva, pupa y adulto. Además, los parasitoides mantienen una relación muy estrecha con su hospedero y es poco probable que puedan tener una gran diversidad de ellos, debido a que los hospedadores presentan mecanismos de defensa fisiológicos y morfológicos frente a los distintos parasitoides que intentan atacarles.
Entre los insectos parasitoides más empleados para el control biológico de plagas se encuentran los insectos del orden Hymenoptera, que representan el 85% de ellos, siendo el resto, el 15%, del orden Díptera.

Dentro del orden de los Himenópteros se encuentran los agentes de control biológico de pulgón más importantes, siendo las familias de insectos que más se emplean para tal fin Aphelinidae y Aphidiidae.

La familia Aphelinidae se cree que procede de unas especies primitivas de insectos fitófagos (que se alimentan de plantas) que, en un momento dado, evolucionaron y comenzaron a alimentarse de larvas y huevos de insectos. Esto les creó una gran dependencia hacia estas nuevas fuentes de alimentación, de modo que ya no se alimentaban de plantas y se transformaron en parasitoides de insectos. Entre las especies que más se emplean para el control de plagas se encuentran Aphelinus abdominalis, Encarsia formosa, Eretmocerus mundus y Eretmocerus eremicus.

Por otro lado, la subfamilia Aphidiidae sólo incluye endoparásitos (introduce sus huevos dentro del hospedador) estrictos y solitarios (sólo ponen un huevo por hospedador) de pulgón (Michelena y González, 1987). Entre las especies que más se emplean para el control de plagas se encuentran Aphidius colemani y Aphidius ervi.

Fig. 5: Parasitoides del orden Hymenoptera: Aphelinus spp. (izq.), Encarsia spp. (centro) y Aphidius spp. (izq.). Fuente: MAPA e Infoagro

También otras familias de interés dentro del orden Hymenoptera y que se emplean para el control de otras plagas distintas al pulgón son Eulophidae, Braconidae y Trichogrammatidae.

La familia Eulophidae es una de las familias más grandes y diversas de Himenópteros que incluye tanto especies parasíticas, depredadoras como fitófagas. Las especies de parasitoides pueden poner sus huevos dentro del hospedador (endoparásitos), fuera del hospedador (ectoparásitos) o parasitar a otros parasitoides (hiperparásitos). Dentro de esta familia se encuentra el género Diglyphus spp. que se emplean sus larvas para el control de minadores de hojas del género Liriomyza spp.

La familia Braconidae es una familia de Himenópteros que está considerada como la segunda familia más grande de este orden. Se conocen más de 42.000 especies con una distribución muy amplia a nivel mundial. La mayoría de especies de esta familia son endoparásitos, aunque también hay un gran número de ectoparásitos. La particularidad de esta familia es que los insectos establecen una relación simbiótica con un virus que infecta insectos denominado polydnavirus que inyectan a sus hospedadores permitiéndoles que no sean rechazados por ellos. Dentro de esta familia se encuentra el género Dacnusa spp. que se emplea, al igual que el anterior, para el control de minadores de hojas del género Liriomyza spp., aunque es el adulto y no la larva la que ejerce el control de la plaga.

La familia Trichogrammatidae es una familia dentro del orden Hymenoptera que incluye las especies de insectos más pequeños que se emplean para el control de plagas. Se han descrito más de 140 especies de Trichogramma spp. en todo el mundo, con diferencias significativas entre las distintas especies en cuanto al hospedador, adaptabilidad al medio ambiente, capacidad de búsqueda y tasa reproductiva. Son endoparásitos polífagos, pero tienen una clara preferencia por huevos de lepidópteros.

Entre las especies de esta familia que más se emplean para el control biológico de plagas se encuentra Trichogramma achaeae.

Fig. 6: Parasitoides del orden Hymenoptera: Diglyphus spp. (izq.), Dacnusa spp. (centro) y Trichogramma spp. (der.).

Por último, dentro del orden Díptera existen algunas familias de interés agrícola por un lado por constituir plagas de cultivos, pero por otro lado por formar parte de la fauna auxiliar como depredadores o parasitoides.

Los dípteros que son parasitoides se engloban principalmente en dos familias, la familia Bombyliidae y la familia Tachinidae.

La familia Bombyliidae se encuentra distribuida principalmente en las áreas secas o desérticas de todo el mundo. Sus formas y tamaños son muy diversas, pero su aspecto general es similar a avispas o abejas. En la Península ibérica existen descritas unas 200 especies. Las larvas son las que tienen hábitos depredadores o parasitoides, mientras que los adultos se alimentan de néctar o polen.

La familia Tachinidae se encuentra distribuida en todos los hábitos del mundo y, generalmente, sus miembros tienen forma de mosca común, aunque algunos miembros tienen aspecto de avispa.

En la Península ibérica se han descrito más de 500 especies, siendo las larvas las que tienen hábitos parasíticos. La mayoría de sus hospederos son larvas de lepidópteros que depositan sus huevos en el follaje y sus larvas recién emergidas parasitan a sus hospedadores cuando estos pasan por sus cercanías, se sujetan y penetran para su desarrollo. También algunas especies depositan sus huevos en el suelo o sobre troncos podridos de árboles a la espera de que sus hospedadores se acerquen a ellas.

Existen algunos Taquínidos que se emplean para el control biológico de plagas, pero que a la vez pueden constituir una plaga para ciertos cultivos como es el caso de Exorista sorbillans que se emplea para el control de lepidópteros, pero puede constituir una plaga para el gusano de seda (Bombyx bori) llegando a producir pérdidas del orden del 30% de la producción serícolas de estos gusanos (Kumar et al., 1993).

En nuestro país no se suelen utilizar insectos parasitoides del género Díptera para el control biológico de plagas.

5. La cría masiva de insectos para el control biológico de plagas

La cría de insectos se práctica desde hace muchos años, unos 7.000 años (Singh, 1985). En Asia existen muchos escritos antiguos de sericultura, donde se describen técnicas de manejo y cría para el gusano de la seda (Bombyx bori) para la producción de seda, o del gusano de la laca o cochinilla laca (Laccifer lacca) cuyas secreciones naturales se han empleado para extraer colorantes y ceras naturales durante muchos años. Pero no ha sido hasta el siglo XX donde realmente se ha desarrollado la producción masiva de insectos comerciales mediante dietas artificiales, con el fin de usarlos para el control biológico de plagas.

Para la cría masiva de los insectos en laboratorio se han necesitado numerosos estudios sobre la biología y nutrición de los insectos, además de los procedimientos adecuados para su producción, almacenamiento y liberación en campo.

La finalidad de la cría masiva de insectos es producir individuos en la mayor cantidad posible, en un período corto de tiempo, así como a bajo coste, espacio y mano de obra. Por eso, el empleo de dietas artificiales ha constituido un gran avance para la cría masiva de insectos que ha permitido producir un número casi ilimitado de insectos a costes razonables, así como aumentar su capacidad reproductiva o eliminar las cuarentenas que hay que realizar al usar hospedadores naturales o artificiales. Pero la cría con dietas artificiales no está exenta de dificultades, por un lado, la formulación misma de las dietas que son muy específicas según la especie de la que se trate, las condiciones ambientales adecuadas, y por otro lado la calidad de los insectos obtenidos suele ser menor en cautividad, además de la problemática de las contaminaciones por hongos y bacterias en las dietas e instalaciones por falta de protocolos de higiene adecuados.

Una dieta artificial es el medio mediante el cual las larvas de los insectos realizan todos sus procesos fisiológicos y metabólicos. De manera que, todas las interacciones y reacciones entre sus componentes, así como sus propiedades físicas y químicas influyen en el desarrollo y comportamiento de los insectos.

Una dieta artificial formulada correctamente debe ser reconocible por el insecto, estar en una forma fácil de ingerir y digerir, así como aportar todos los nutrientes necesarios para su supervivencia y desarrollo.

De forma general, el diseño de una dieta artificial se puede enfocar desde dos puntos de vista, cualitativo o cuantitativo.

• Nutrición cualitativa: Aquí se tiene en cuenta los nutrientes necesarios para el insecto desde el punto de vista químico.
• Nutrición cuantitativa: Aquí se tiene en cuenta no sólo los nutrientes básicos necesarios para el insecto sino también la cantidad que es ingerida, digerida, asimilada y convertida en tejidos durante su crecimiento.

La proporción entre los nutrientes esenciales y no esenciales tiene que ser equilibrada en las dietas artificiales de los insectos porque si no, pueden aparecer problemas en su desarrollo. Además, ciertos nutrientes como los aminoácidos, vitaminas y ciertas sales deben incluirse, porque los insectos son incapaces de sintetizarlos por sus propios medios.

En cuanto a las instalaciones para la cría masiva de los insectos son requerimientos básicos que ciertas variables bióticas y abióticas se mantengan constantes y controladas durante la cría y lo más parecido posible a lo que tendrían en la naturaleza. Pero es importante someter a los insectos a ciertas variaciones de estas variables para adaptarlos a los posibles cambios que puedan suceder en el campo, ya que así evitaremos que cambios bruscos de temperatura o humedad provoquen la muerte prematura y masiva de los insectos.

También es muy importante mantener las medidas de seguridad e higiene en las instalaciones, mediante protocolos de trabajo, de bioseguridad y de higiene, además de tener un buen diseño del insectario y del laboratorio, para que el producto final tenga unos buenos estándares de calidad, de modo que su uso en el campo sea eficiente y seguro.

Fig. 7: Instalaciones de insectarios para la cría masiva de insectos para el control biológico de plagas. Fuente: Servicio de Sanidad Vegetal de la Generalitat Valenciana.

Fig. 8: Interior de las instalaciones de un insectario con jaulas para adultos de insectos para el control biológico de plagas. Fuente: Servicio de Sanidad Vegetal de la Generalitat Valenciana.

6. La importancia del control de calidad en la cría de insectos de control biológico

La cría masiva artificial de insectos puede generar efectos indeseables en los insectos criados, que provoquen que estos pierdan ciertas características morfológicas y fisiológicas a lo lago de las generaciones, que de manera natural no sucedería. Por eso es imprescindible realizar controles de calidad, tanto en el proceso de cría como en el producto final, para que la calidad del producto cumpla con unos estándares tales que se pueda asegurar que su eficacia en el campo será la adecuada.

El control de calidad es un procedimiento que se realizan para desarrollar, mantener y mejorar la producción y calidad de cualquier agente de biocontrol (Leppla, 1984). Este procedimiento debe incluir todos los factores que puedan influir en el desempeño final del insecto y que debe ser revisado periódicamente por las personas competentes designadas para ello.

La calidad de los insectos para el control biológico de plagas se determina mediante un número definido de parámetros cuantificables que nos permiten comparar los individuos criados artificialmente con los silvestres.

Entre los parámetros que se emplean para valorar la calidad de los insectos se encuentran: la cantidad de individuos por envase comercial, la emergencia, el ratio de sexos, la proporción de hembras anómalas, la fecundidad de las hembras, la longevidad, el tamaño del adulto, el parasitismo, la depredación, la capacidad de vuelo y la eficacia que se suele estimar in situ en el campo.

Establecer un buen control de calidad en el proceso de cría nos proporcionará datos sobre los posibles problemas en el sistema de cría. Además, nos disminuirá la variabilidad de los resultados obtenidos en el campo ya que eliminará las causas de deficiencia que se puedan dar durante la cría, mediante el empleo de medidas correctivas.

En la actualidad, la calidad del producto final se acredita mediante certificaciones como la ISO 9000 u otras de este tipo.

7. Bibliografía

1. Helle, W. y Sabelis, M. W., 1985: Spider Mites. Their Biology, Natural Enemies and Control. World Crop Pests IB. Elsevier Science Publishers. The Netherlands: 458 pp.
2. Kumar, P., Manjunath, D., Prasad, K. S., Kishore, R., Kumar, V. Y Datta, R. K., 1993. Integrated management of the uzi fly, Exorista bombycis (Louis) (Diptera: Tachinidae), a parasitoid of the silkworm, Bombyx mori L. International Journal of Pest Management, 39: 445-448.
3. Leppla, N. C., 1984. Systems management of insect-population-suppression programs based on mass production of biological control organisms. pp. 292-294. In: King, E. G., and Leppla N. C (eds.), Advances and Challenges in Insect Rearing. Agricultural Research Service, USDA. New Orleans.
4. Margaría, C. 2012. Los enemigos naturales: I. Parasitoides. Su utilización en el manejo de plagas. Cátedra Zoología Agrícola, Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales (UNLP).
5. Michelena, J. M. y González, P., 1987. Contribución al conocimiento de la familia Aphidiinae (Hymenoptera) En España. I Aphidius nees. Eos, 63: 115-131.
6. Singh, P., 1985. Multiple-species rearing diets. In P. Singh & R.F. Moore (Eds.). Handbook of insect rearing. 1:19-44. New York: Elsevier.
7. Tripplehorn, C. A. y Johnson, N. F., 2005. Borror and DeLong’s Introduction to the Study of Insects. Thomson Brooks/Cole, Belmont, California, USA.

Autor: Dpto. Agronomía Infoagro