La respuesta de la ciencia para luchar contra la principal plaga mundial de frutas

Investigadores del Instituto Leloir y del CONICET descubrieron cómo se forman las manchas marrón dorado en las moscas de la fruta, una variable que contribuye a su apareamiento. Los detalles de este avance científico
La mosca mediterránea de la fruta (Ceratitis capitata), la principal plaga mundial de frutas

La Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación (FAO, por sus siglas en inglés) prevé en sus últimos informes la necesidad mundial de producir un 60 por ciento más de alimentos para el sustento de una población más numerosa en todo el planeta para el año 2050, donde la agricultura deberá seguir suministrando un 80 por ciento de los alimentos del mundo.

Reducir las pérdidas de alimentos causadas por las plagas de los cultivos, por lo tanto, es de gran importancia para satisfacer las necesidades de alimentos del mundo.

Cientos de investigadores en todo el mundo trabajan para reducir esas pérdidas. Y en Argentina también. Aquí, años de investigación derivaron en un reciente logro científico argentino respecto a una plaga mundial: la mosca de la fruta.

Investigadores argentinos del Instituto Leloir y del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (Conicet) descubrieron que las manchas marrón dorado de la principal plaga mundial de frutas y huertos – la mosca mediterránea de la fruta (Ceratitis capitata) – se generan sorpresivamente cuando ya no hay células en sus alas.

El doctor Luis Alberto Quesada Allué (izq.), jefe del Laboratorio Bioquímica y Biología Molecular del Desarrollo del Instituto Leloir, e integrantes de su grupo, los doctores Martín Pérez, Alejandro Rabossi y Pablo Bochicchio

"Nuestro hallazgo de fisiología básica no tiene una aplicación directa para el control de esta plaga, pero la información eventualmente podría ser de utilidad para las fábricas que generan millones de moscas macho estériles (en Argentina y otros países) para desplazar a las fértiles y disminuir así su población", indicó el director del estudio, el doctor Luis Alberto Quesada Allué, jefe del Laboratorio Bioquímica y Biología Molecular del Desarrollo de la Fundación Instituto Leloir (FIL) e investigador del Conicet.

Además de los movimientos corporales y señales químicas (feromonas), esas moscas se reconocen por la vibración de alas y sus manchas, una variable que contribuye a su apareamiento.

"Después de la metamorfosis las células de las alas de los jóvenes insectos adultos se van muriendo y éstas pasan por un proceso de endurecimiento (esclerotización) que los hace aptos para volar", asegura la investigación publicada en la revista internacional Journal of Insect Physiology.

Esta transformación opera no solo en las alas sino también en todo el cuerpo de los insectos dando lugar a un exoesqueleto o "cascarón" duro llamado cutícula. "Para nuestra sorpresa descubrimos que una proteína que habilita la formación del color marrón dorado de las alas – llamada NBAD sintetasa- se mantiene activa en la cutícula aún después de que desaparecen las células que le dieron origen", precisó Quesada Allué, quien también es profesor Consulto titular de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA y miembro titular de la Academia Nacional de Ciencias de Buenos Aires.

Sorpresivamente los científicos del Instituto Leloir y del CONICET descubrieron que las manchas marrón dorado de la principal plaga mundial de frutas y huertos se generan sorpresivamente cuando ya no hay células en sus alas

En estudios previos, el grupo de Quesada demostró que la proteína producto del gen "niger" es una enzima que combina un neurotransmisor llamado Dopamina (también presente en el cerebro humano) y un aminoácido especial, beta-alanina, dando origen a la molécula NBAD en las células de las alas.

Ahora, tal como se revela en el estudio Quesada e integrantes de su laboratorio, los doctores Martín Pérez, Alejandro Rabossi y Pablo Bochicchio, lograron demostrar que la enzima NBAD-sintetasa se mantiene funcional en la zona de la cutícula donde se generarán las manchas.
"Es la primera vez que se describe un proceso de coloración marrón en insectos sin participación de células. Es algo biológicamente inusual", subrayó Pérez, el primer autor del trabajo.

Los científicos del Conicet en la FIL demostraron que cuando la dopamina y beta-alanina, que fluyen por las venas del ala, difunden y entran en contacto con la enzima NBAD-sintetasa, se producen las manchas marrón dorado. "Para comprobarlo, interrumpimos el flujo de fluidos de las venas de las alas y vimos que no se formaban las manchas", destacó Pérez.

Las plagas y enfermedades de las plantas siguen representando un desafío importante para la producción de alimentos y la seguridad alimentaria

Además del interés biológico vinculado con la plaga de la fruta, "nuestros resultados abren la posibilidad de situaciones similares en otros organismos y pueden servir como modelo para mejorar procesos de biocatálisis y/o biología sintética, para aplicaciones industriales o investigaciones en el campo de la biomedicina. Nuestro grupo ya demostró anteriormente que la enzima NBAD-sintetasa es multifacética, estando también implicada en procesos de inmunidad y de actividad cerebral, todavía en su mayor parte desconocidos", puntualizó Quesada Allué.

El hambre en el mundo y el control sobre los alimentos

Hoy en día, con el auge sin precedentes del comercio mundial de productos agrícolas, las plagas y enfermedades de las plantas siguen representando un desafío importante para la producción de alimentos y la seguridad alimentaria.

El problema consiste en que como la gente y los productos agrícolas se desplazan entre los países y las regiones, las plagas los acompañan, ocultas posiblemente en el envés de las hojas o en las grietas de los embalajes.

Las plagas y las enfermedades de las plantas tienen serias repercusiones en la producción de alimentos: todos los años la producción agrícola mundial se reduce del 20 al 40 por ciento a causa de estas plagas y enfermedades, según estimaciones de la Secretaría de la CIPF con sede en la FAO.

Todos los años la producción agrícola mundial se reduce del 20 al 40 por ciento a causa de estas plagas y enfermedades

"En la era globalizada de hoy, la tarea de prevenir la propagación de las plagas y enfermedades, al tiempo que se facilita el comercio en vez de obstaculizarlo, es a la vez más compleja y más importante que nunca -dijo el Director General de FAO, José Graziano da Silva-. Sobre todo porque se prevé que el aumento de las temperaturas debido al cambio climático fomente la propagación de plagas hacia nuevas zonas, y vuelva más susceptibles a sus efectos a algunas plantas."

Agregó que prevenir en un país la introducción de nuevas plagas, incluidas las plantas invasoras, es mucho más rentable que tratar de erradicar o controlar un brote una vez que se presenta.

"La prevención también significa evitar un uso excesivo de plaguicidas químicos, reducir la carga económica sobre los agricultores y proteger el medio ambiente y los ecosistemas productivos", observó Graziano da Silva.

Por lo tanto, la investigación argentina podría contribuir enormemente a reducir las pérdidas de alimentos y sus consecuencias económicas para los países productores.

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