Читать книгу Temas selectos en ecología química de insectos - Julio C. Rojas - Страница 6

Prólogo

Todos los organismos requieren alimento para sobrevivir, el que contiene una variedad muy diversa de elementos químicos (carbono, nitrógeno, oxígeno, hidrógeno, azufre, fósforo). Esto significa que todos los organismos requieren de una cierta cantidad de energía, y la única fuente externa de ésta proviene del Sol. Las plantas verdes son las únicas capaces de capturar la energía solar y convertirla en energía química, produciendo glucosa a partir de bióxido de carbono y agua. Esta habilidad autotrófica tiene un precio, la mayoría de los organismos no son autótrofos y necesitan obtener su energía para crecer y desarrollarse, consumiendo a otros organismos, incluyendo a las plantas, las cuales, de hecho, son la fuente directa de energía para una pléyade de organismos: bacterias, hongos, invertebrados, vertebrados, e incluso, plantas heterótrofas (se estima que el 1% de las angiospermas, unas 3000 especies, son parásitas de otras plantas).

Los microorganismos son los seres vivos más numerosos de la biósfera, muchos de ellos dependen de las plantas y pueden ser biótrofos (solo viven dentro de plantas vivas) o necrótrofos (se alimentan de tejido vegetal muerto). Entre los invertebrados, los insectos representan un grupo de herbívoros de enorme importancia. En la actualidad se conocen aproximadamente un millón de especies de insectos, y la estimación del número total es muy difícil. Se calcula que esta cantidad representa aproximadamente un veinte por ciento de la biodiversidad total de insectos, y que existen, como mínimo dos o tres millones, aunque es probable que haya entre cinco y diez millones de especies (Cardé & Millar, 2004). Cerca de la mitad de los insectos conocidos, son herbívoros. Los hay masticadores de los tejidos vegetales, minadores, chupadores de los fluidos, y formadores de agallas, y las adaptaciones que han adquirido a través de la evolución, ha determinado su modo de alimentarse de las plantas, pueden ser especialistas (mono u oligófagos) o generalistas, o bien mutualistas e incluso simbiontes viviendo dentro de los tejidos de su hospedera. Entre los vertebrados, particularmente mamíferos, hay numerosas especies que se alimentan de plantas, la mayoría son polífagos, y un gran número de ellos son frugívoros u omnívoros, aunque encontramos especialistas de ciertas partes de las plantas como los nectaríferos (néctar y polen) y gomíferos (exudados) (Schoonhoven, 2005; Walters, 2011).

El estudio de la co-adaptación entre organismos, abarca diversos niveles, uno de enorme importancia que nos permite entender, a un nivel más profundo, las respuestas adaptativas, es el bioquímico; estas respuestas se basan en la capacidad que tienen los organismos de sobrevivir en un medio condicionado por los productos bioquímicos de otros seres vivos. A medida que se hace más poderosa y sofisticada la tecnología para hacer investigación acerca de las relaciones químicas entre organismos, y de cómo se han adaptado unos a otros a través del tiempo evolutivo, el conocimiento sobre los aspectos ecológicos, químicos, fisiológicos, bioquímicos, celulares, y de comportamiento de los organismos que interactúan entre sí, a través de la intermediación de metabolitos secundarios, contribuye al crecimiento de la estructura y estabilidad de una de las vertientes de investigación íntimamente relacionada con la co-evolución biológica, la ecología química.

La ecología química es una ciencia que surge durante mediados del siglo XX y es, por definición, una ciencia integrativa que, como punto de partida, reconoce que todos los organismos utilizan señales químicas para interactuar entre si. A medida que ha avanzado en su camino, esta ciencia ha permitido el reconocimiento de que la comunicación química, que en cierta forma involucra células u organismos, es uno de los atributos fundamentales de la vida misma.

Como seres humanos, sabemos que, comparados con otros animales, percibimos el mundo, principalmente a través de la visión, el sonido y el tacto, pero tenemos, en general, un sentido del olfato muy poco desarrollado; por ello, no es de sorprender que fallamos en apreciar que importantes son las señales químicas en la vida de otros organismos (Cardé & Millar, 2004).

Los atributos y señales químicas son utilizadas por los insectos de múltiples formas incluyendo el reconocimiento sexual, la organización social, como defensa o ataque, y en la búsqueda y reconocimiento de recursos diversos y, en su caso, de hospederos. La ecología química de insectos busca caracterizar el tipo de metabolitos secundarios que intervienen en las múltiples relaciones que los insectos establecen entre si y con otros organismos, particularmente con las plantas.

Los atributos biológicos y químicos de cualquier especie son, en el más amplio sentido, una manifestación de su historia evolutiva completa y, de hecho, de la historia entera de la vida. Durante la investigación científica nos encontramos con muchos problemas al tratar de explicar, en su totalidad, la evolución de una particular estructura, característica, conducta o adaptación fisiológica, sin embargo, por medio de aquellos parámetros que podemos medir, tratamos de llegar a una explicación razonable y consistente de un fenómeno biológico en términos de su existencia presente, más un mínimo de suposiciones acerca de su historia pasada.

Los objetivos encaminados a descifrar la estructura química y el contenido de la información de las moléculas que intermedian las relaciones químicas entre organismos, así como las consecuencias evolutivas y ecológicas de éstas, han derivado en nuevas e importantes vertientes de investigación. Un buen ejemplo del éxito de los enfoques modernos en la ecología química y la biología molecular es el estudio de las relaciones químicas planta-insecto, insecto-insecto y aquellas que involucran, además de éstos, a varios niveles tróficos. La investigación de todas estas relaciones ha tenido un crecimiento acelerado los últimos años, debido a que los resultados pueden ser aplicados en un tiempo muy corto en los problemas de la agricultura o de la medicina y, por lo tanto, tienen un valor potencialmente muy alto, desde el punto de vista económico y social. Por otro lado, estas investigaciones contribuyen al crecimiento integral de todos los aspectos básicos del proceso de comunicación química y señalización organismo-organismo, desde los microorganismos hasta los humanos, y a los niveles desde el molecular hasta el ecosistémico.

En el presente libro, investigadores de reconocido prestigio nacional e internacional, nos ofrecen un amplio panorama de los diversos temas de su especialidad dentro de la ecología química de insectos. Se mencionan en general los principales métodos utilizados en la actualidad para caracterizar diferentes tipos de semioquímicos; los mecanismos de detección de metabolitos que son reconocidos a nivel del centro olfativo primario del cerebro de los insectos, y varias de las técnicas neuroetológicas para estudiar este proceso, así como el papel de las neuronas olfativas de los triatominos (transmisores de la enfermedad de Chagas); se explica de que manera ciertas feromonas específicas, algunas ya caracterizadas químicamente, determinan el comportamiento sexual de lepidópteros y las estrategias en el uso de feromonas para el manejo de lepidópteros plaga; los aspectos de la ecología química de los flebotominos, vectores de Leishmania spp.; los estudios más recientes sobre las señales químicas que intercambian los escarabajos rodadores de estiércol; el flujo de defensas químicas entre individuos, tanto horizontal (de macho a hembra durante la cópula) como vertical (de hembras a su progenie), así como la evolución de las defensas químicas de los insectos especialistas que secuestran metabolitos secundarios de sus plantas hospederas; el origen y mantenimiento de la diversidad de metabolitos secundarios defensivos en las plantas silvestres y su posible aplicación como bioplaguicidas vegetales; los efectos de la domesticación de las plantas en la diversidad fitoquímica; el impacto ecológico de la emisión de variados compuestos volátiles por las plantas que modulan las interacciones entre distintos niveles tróficos y que, además, afectan la química de la atmósfera; los avances en el estudio de las interacciones tritróficas; las investigaciones encaminadas a identificar la función y biosíntesis de semioquímicos que permitan la manipulación del entorno químico para el manejo de las moscas de la fruta y de curculiónidos, entre otras plagas, así como el desarrollo de los inhibidores de enzimas responsables del catabolismo de feromonas como otra alternativa para el manejo integrado de plagas de insectos.

Además del excelente trabajo conjunto que se realizó para editar el presente libro, cabe destacar que tiene el gran mérito de hacer una amplia y valiosa divulgación de la ecología química en español, una tarea que hay que multiplicar para satisfacer las crecientes necesidades de conocimiento científico que tienen estudiantes, maestros e investigadores, en todos los países de habla hispana.

Ana Luisa Anaya

Literatura consultada

Cardé, R.T. & Millar, J.G. 2004. Advances in Insect Chemical Ecology. Cambridge University Press, New York.

Schoonhoven, L.M., Van Loon, J.J.A., & Dicke, M. 2005. Insect-Plant Biology. Oxford University Press.

Walters, D.R. 2011. Plant Defense: Warding off Attack by Pathogens, Herbivores, and Parasitic Plants. Wiley, New York-Blackwell, Chichester.