El gusano cogollero ( Spodoptera frugiperda ) es una especie del orden Lepidoptera y una de las especies de polillas del gusano cogollero que se distinguen por su etapa de vida larvaria . El término "gusano cogollero" puede referirse a varias especies, describiendo a menudo el comportamiento invasivo a gran escala de la etapa larvaria de la especie. Se considera una plaga y puede dañar y destruir una amplia variedad de cultivos , lo que causa un gran daño económico. Su nombre científico deriva de frugiperda, que en latín significa fruta perdida , llamado así por la capacidad de la especie para destruir cultivos. [1] Debido a su propensión a la destrucción, los hábitos del gusano cogollero y sus posibilidades para la protección de los cultivos se han estudiado en profundidad. También es un caso notable para estudiar la especiación simpátrica , ya que parece estar divergiendo en dos especies actualmente. [2] Otro rasgo notable de la larva es que practican constantemente el canibalismo , a pesar de sus costos de adaptación. [3] [4]
El gusano cogollero está activo en una época del año diferente a la del gusano cogollero verdadero , otra especie del orden Lepidoptera y la familia Noctuidae , pero del género Mythimna . Los brotes del gusano cogollero verdadero suelen ocurrir durante la primera parte del verano; el gusano cogollero causa más daños a fines del verano en la parte sur de los Estados Unidos y a principios del otoño en las regiones del norte. [5]
Las polillas adultas miden entre 32 y 40 milímetros ( 1+1 ⁄ 4 a 1+1 ⁄ 2 pulgada) de punta a punta del ala, con un ala anterior marrón o gris y un ala posterior blanca . Hay un ligero dimorfismo sexual , los machos tienen más patrones y una mancha blanca distintiva en cada una de sus alas anteriores. El primer estadio larvarioes de color claro con una cabeza oscura más grande. A medida que se desarrollan a través de los estadios, se vuelven más marrones con líneas longitudinales blancas. También desarrollan manchas oscuras con espinas. [6]
El gusano cogollero está ampliamente distribuido en el este y centro de América del Norte y en América del Sur. No puede sobrevivir el invierno en temperaturas bajo cero, [7] [8] por lo que solo sobrevive el invierno en las regiones más meridionales de los Estados Unidos, concretamente Texas y Florida. Debido a esto, el gusano cogollero es una plaga más importante en los estados del sureste. Sin embargo, estacionalmente se extenderá por el este de los Estados Unidos y hasta el sur de Canadá , habitando áreas con suministros de alimentos adecuados. [6]
La distribución global potencial de S. frugiperda [9] se ha modelado utilizando CLIMEX. [10] [11] La distribución global potencial modelada refleja la marcada dinámica de distribución estacional experimentada en América del Norte, con gran parte de la distribución potencial en Europa, Sudáfrica, China y Australia consistente en hábitat que solo es climáticamente adecuado durante los meses más cálidos. [ cita requerida ] . Se desarrolló un modelo de dinámica de población basado en la fisiología más reciente para evaluar la distribución potencial de S. frugiperda en Europa. El modelo mostró que las áreas costeras mediterráneas del sur de Europa podrían ser particularmente adecuadas para el establecimiento de la especie. [12]
S. frugiperda se encontró por primera vez en el continente africano en 2013 en Santo Tomé , [13] luego se extendió por Nigeria , Benin , Togo y se encontró en Ghana en febrero de 2017. [13] En diciembre de 2020, S. frugiperda se encontró por primera vez en Siria en Daraa en la frontera con Jordania y se cree que llegó desde allí sin ayuda humana, habiendo sido encontrado recientemente también en ese país. [14] [15] El gusano cogollero está causando daños importantes a los cultivos de maíz en África y tiene un gran potencial de propagación y daño económico. [16] Desde entonces se ha extendido a 28 países de África. [17] [18]
S. frugiperda se detectó por primera vez en Bangladesh a fines de 2018. [19] [20] [21] Al 23 de enero de 2020, [actualizar]había llegado a 37 distritos . [19] Como resultado de la introducción de S. frugiperda y la enfermedad de la piel nodular con unos pocos meses de diferencia, la FAO, el Programa Mundial de Alimentos , los funcionarios del gobierno de Bangladesh y otros acordaron comenzar a mejorar las capacidades de respuesta a emergencias agrícolas de Bangladesh. [19] Se recomienda el uso de dos biopesticidas : el virus de la polihedrosis nuclear de Spodoptera frugiperda/SfNPV (el SNPV/ virus de la polihedrosis nuclear única específico de S. frugiperda ) y Habrobracon hebetor . [22]
En diciembre de 2018, [22] el gusano cogollero comenzó a propagarse ampliamente en la India. En enero de 2019, se registró una fuerte infestación de gusano cogollero en plantaciones de maíz en Sri Lanka . [23]
La plaga se detectó por primera vez en China en la provincia suroccidental de Yunnan en enero de 2019 [24] (o junio de 2019). [22] Durante 2019, la plaga infestó un total de 26 provincias. Se espera que en 2020 el gusano cogollero afecte el cinturón de trigo del noreste de China. Un informe emitido por el Ministerio de Agricultura y Asuntos Rurales califica la situación como "muy grave". [25]
El gusano cogollero se informó por primera vez en el sudeste asiático a fines de 2018 en Tailandia y Myanmar y ahora su presencia está confirmada en casi todos los países del sudeste asiático. [26]
En enero de 2020, se detectó S. frugiperda en las islas del estrecho de Torres , [27] en febrero en el norte de Queensland , [28] [27] y luego continuó hacia el resto de Queensland , [27] [22] [29] y el Territorio del Norte , [27] [22] Australia Occidental , [27] [22] y luego en septiembre se encontró en Nueva Gales del Sur [22] entre Moree [27] [22] y Boggabilla [22] (y más tarde en Narrabri , [27] Wee Waa , [27] Dubbo , [27] Breeza , [27] y Maitland ). [27] Se espera que S. frugiperda afecte gravemente a la industria de la lana de Queensland porque se alimenta de las principales plantas de pastoreo . [29] Se observó en trampas cebadas con un señuelo de feromonas masculinas, primero en la isla Darnley y las islas Saibai en el estrecho de Torres , y posteriormente en el continente cerca de Croydon . En una semana se declaró oficialmente que era imposible erradicarla. En abril de 2020, se detectó en Papúa Nueva Guinea , propagándose por el estrecho de Torres. [30]
El gusano cogollero se detectó por primera vez en Nueva Zelanda en febrero de 2022. Biosecurity New Zealand y sus socios del sector llevaron a cabo una respuesta de bioseguridad para limitar la propagación del gusano cogollero y tratar de erradicarlo de Nueva Zelanda. Esto incluyó vigilancia e investigación para comprender mejor la polilla, su propagación y sus posibles impactos en Nueva Zelanda. En abril de 2023, quedó claro que el gusano cogollero estaba muy extendido, particularmente en la Isla Norte , y que era poco probable que se erradicara porque había sido arrastrado por el viento desde Australia , y es probable que esto ocurra repetidamente. [31]
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La dieta del gusano cogollero consiste principalmente en pastos y cultivos de granos como el maíz , pero se ha observado que la especie consume más de 80 plantas diferentes (50 plantas no económicas y 30 plantas económicas). [32] Los gusanos cogolleros ganaron su nombre común al comer toda la materia vegetal que encuentran en sus amplias dispersiones, como un gran ejército. Algunas variedades de maíz dulce tienen resistencia parcial, pero no completa, a los gusanos cogolleros. [6] La resistencia proviene de una proteinasa única de 33 kD que el maíz produce cuando es alimentado por gusanos cogolleros u otras larvas. Se encontró que esta proteína disminuye significativamente el crecimiento de las larvas del gusano cogollero. [33]
Cuando es posible, las larvas canibalizan a las larvas de estadios más pequeños. Un estudio de 1999 demostró que el canibalismo solo beneficia a la oruga cuando escasean otros alimentos. A pesar de esto, las orugas canibalizan a otras siempre que pueden, aunque se descubrió que esto disminuye su propia aptitud en muchos casos. Una razón conocida por la que el canibalismo es perjudicial para el gusano cogollero es la transmisión de enfermedades al caníbal. En la naturaleza, los efectos negativos del canibalismo pueden verse compensados por el hecho de que el canibalismo elimina a los competidores , lo que hace que haya más recursos accesibles y aumenta indirectamente la aptitud de los gusanos cogolleros. [4]
Las polillas adultas sorben el néctar de flores como el de hamamelis ( Hamamelis virginiana ) . [34]
El ciclo de vida del gusano cogollero se completa en 30 días durante el verano y 60 días durante las estaciones de primavera y otoño; durante el invierno, el ciclo de vida de estas orugas dura alrededor de 80 a 90 días. [3] La cantidad de generaciones que tendrá una polilla en un año varía según el clima, pero durante su vida útil, una hembra normalmente pondrá alrededor de 1500 huevos. [6] Debido a que las larvas no pueden entrar en diapausa, no pueden sobrevivir a temperaturas frías. [34]
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El huevo del gusano cogollero tiene forma de cúpula y mide alrededor de 0,4 milímetros ( 1 ⁄ 64 pulgadas) de diámetro y 0,3 milímetros ( 3 ⁄ 256 pulgadas) de altura. [6] Las hembras prefieren poner huevos en el envés de las hojas, pero en poblaciones altas los pondrán prácticamente en cualquier lugar. [35] En climas cálidos, los huevos eclosionarán y se convertirán en larvas en unos pocos días. [ cita requerida ]
Las larvas pasan por seis estadios diferentes , cada uno de los cuales varía ligeramente en apariencia física y patrón. El proceso larvario dura de 14 a 30 días, nuevamente dependiendo de las temperaturas. [6] La oruga madura mide aproximadamente 1+Mide entre 38 y 51 mm ( 1 ⁄ 2 y 2 pulgadas) de largo. [1] Esta es la etapa de vida más destructiva, ya que las larvas tienen piezas bucales que muerden. Las larvas tienen una distintiva sutura en Y invertida en la frente. [ cita requerida ]
Las larvas luego pupan bajo tierra durante 7 a 37 días en un capullo que forman de tierra y seda. La duración y supervivencia de la etapa de pupa dependen de la temperatura del ambiente. [35]
Una vez emergidos, los adultos viven alrededor de 10 días, y a veces hasta 21 días, y la hembra pone la mayoría de sus huevos a temprana edad. [6] Los adultos son nocturnos y les va mejor durante las noches cálidas y húmedas. [6]
Los adultos son capaces de volar largas distancias, por lo que, aunque no pueden pasar el invierno al norte de la región sur de los Estados Unidos, las polillas pueden migrar tan al norte como el sur de Canadá en los meses cálidos. [35] [6] Su tasa de migración es notablemente rápida, estimada en 300 millas (483 km) por generación. [35] [ verificación fallida ] [ página necesaria ] Algunos científicos especulan que esta rápida migración se ve favorecida por el movimiento del aire en los frentes meteorológicos. [35]
Oeh et al 2000 descubrieron que tanto la alatotropina como la alatotropina + alatostatina C ( neuropéptidos ) extraídos de Manduca sexta suprimen la alimentación en todas las etapas de vida, aumentan la mortalidad larvaria y reducen la esperanza de vida de los adultos. [36]
Las orugas del gusano cogollero son presa directa de muchos invertebrados y vertebrados . Los depredadores comunes incluyen aves , roedores , escarabajos , tijeretas y otros insectos . Se ha demostrado que la depredación directa puede causar pérdidas significativas a las poblaciones de orugas. [6] La principal defensa de la larva contra los enemigos es su capacidad de alcanzar grandes cantidades y migrar antes de que las condiciones estacionales sean adecuadas para los depredadores. [35]
Los parasitoides de moscas y avispas atacan al gusano cogollero, más comúnmente Archytas marmoratus , Cotesia marginiventris y Chelonus texanus . El gusano cogollero también es vulnerable a otros parasitoides, que varían según la ubicación. [6] En 2018, se descubrió que las avispas parasitoides de huevos de los géneros Telenomus y Trichogramma atacaban los huevos del gusano cogollero en África Oriental. [37] Cotesia icipe es otra avispa bracónida africana adecuada para el control biológico de este lepidóptero. [38]
Se han descubierto cincuenta y tres especies diferentes de parásitos en las larvas del gusano cogollero, que abarcan diez familias diferentes. [32] A menudo, las larvas pueden sobrevivir a gran parte de su consumo de cultivos a pesar de los brotes de enfermedades, debido al rápido ciclo de vida de la larva. [6] A pesar de esto, los parásitos del gusano cogollero se están estudiando ampliamente como un medio para combatir los ataques del gusano cogollero a los cultivos. Un enfoque sugerido sería introducir parásitos de América del Sur en los gusanos cogolleros de América del Norte, y viceversa. [32]
En febrero de 2021, se informó que una agrónoma australiana , Georgia Rodger, había encontrado en una propiedad cerca de Beaudesert (sur de Queensland) el hongo tropical Nomuraea rileyi , que se sabía que era eficaz para matar y consumir gusanos cogolleros. [39] Se enviaron muestras de este a Maree Crawford, patóloga de insectos del Departamento de Agricultura de Queensland para su posterior análisis. [39] Los entomólogos australianos han dicho que el hallazgo es tranquilizador y que las pruebas de laboratorio han sido prometedoras. [40] Esto está respaldado por varios estudios, incluido un artículo de revista de 2018 que analizó la eficacia de N. rileyi en las infestaciones de gusanos cogolleros en los cultivos de maíz de la India . [41] El estudio concluyó que N. rileyi podría ser una herramienta rentable para combatir la plaga, compatible con prácticas de gestión respetuosas con el medio ambiente, aunque se requieren más estudios. [41] Los agricultores de Australia han luchado para controlar la plaga que ha estado destruyendo los cultivos, lo que ha suscitado preocupaciones sobre una posible escasez de alimentos que podría causar un aumento en los precios de los alimentos para los consumidores. [40] La investigación sobre N. rileyi les ha dado la esperanza de que esto se puede evitar. [40]
El gusano cogollero puede estar actualmente atravesando una divergencia en dos especies separadas. Estas dos cepas tienen diferencias genéticas importantes que están conectadas con las plantas de las que se alimentan, a pesar de que ambas todavía existen en la misma área ( especiación simpátrica ). Estas dos cepas pueden clasificarse libremente en una cepa de arroz y una cepa de maíz. Esta separación se está produciendo debido a diferencias en el hábitat ( planta huésped preferida ) y diferencias en el comportamiento reproductivo . Las diferencias reproductivas pueden dividirse en dos categorías: diferencia en el momento del apareamiento por la noche y diferencia en las feromonas sexuales femeninas . [2]
La hembra atrae a los machos posándose sobre la zona de alimentación de la planta huésped y liberando una feromona sexual como señal de que desea aparearse. Se ha estudiado la feromona y se ha descubierto que contiene los componentes Z7-12 y Z9-14. [42] Cada hembra se aparea sólo una vez por noche; esto crea un conflicto físico entre los múltiples machos que volarán hacia una hembra lista. Existe un orden en el que las hembras llaman y se aparean: las hembras vírgenes lo hacen primero, las hembras que se han apareado una vez después, y las hembras que ya se han apareado varias veces llaman y se aparean por último durante la noche. [35]
Las células de S. frugiperda ( líneas celulares Sf9 y Sf21 ) se utilizan comúnmente en la investigación biomédica con el propósito de la expresión de proteínas recombinantes utilizando virus específicos de insectos llamados baculovirus . [43]
Debido a sus preferencias alimentarias, las larvas del gusano cogollero pueden causar estragos en una amplia gama de cultivos . El primer relato histórico de la destrucción del gusano cogollero fue en 1797 en Georgia. La destrucción puede ocurrir casi de la noche a la mañana, porque las primeras etapas de la vida de una oruga requieren muy poco alimento, y las etapas posteriores requieren aproximadamente 50 veces más. Debido a este rápido cambio en el consumo de alimentos, la presencia de larvas no se notará hasta que hayan destruido casi todo en tan solo una noche. [35] Algunos ejemplos de cultivos objetivo incluyen algodón , tabaco , maíz dulce , arroz , maní e incluso frutas como manzanas , naranjas y muchas más. La lista de posibles fuentes de alimento para los gusanos es extensa, por lo que el daño a los cultivos es de amplio alcance. [6] Se estima que casi el 40 por ciento de las especies a las que apuntan los gusanos cogolleros son económicamente importantes. [32] Debido a que las larvas comen gran parte de la planta, son muy perjudiciales para la supervivencia y el rendimiento de los cultivos. En el maíz, las larvas incluso excavan en la mazorca para comer los granos. [6]
La Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura estima que S. frugiperda reducirá los rendimientos del maíz en 17,7 millones de toneladas métricas (19,5 × 10 6 toneladas cortas)/año si no se controla con éxito. [44] El gusano cogollero ha demostrado ser una plaga en muchas regiones y se siguen desarrollando métodos de control.
El gusano cogollero fue identificado en África en 2016. A principios de 2017, los gusanos cogolleros infestaron grandes franjas de cultivos de maíz en el sur de África , devastando los medios de vida de muchos agricultores. Se cree que llegaron como una especie invasora de las Américas en forma de huevos en productos importados. [45] Esto está causando una inmensa preocupación entre los expertos agrícolas, debido a la cantidad potencialmente enorme de daño que esta especie invasora causará a los cultivos alimentarios africanos si se le permite propagarse. [46] [47] Muchos países africanos han acordado tomar medidas urgentes contra los gusanos cogolleros. [48]
Después de ser reportado por primera vez en India en mayo de 2018 en Tamil Nadu , el Ministerio de Agricultura de Sri Lanka emitió un aviso de advertencia a los agricultores en las provincias del noroeste y centro norte sobre una posible invasión del gusano cogollero. En el momento de la advertencia, ya se había informado de la destrucción de cultivos en las áreas de Ampara , Anuradhapura y Polonnaruwa . [49] Las larvas son conocidas entre la población local como Sena dalambuwa (oruga del gusano cogollero). [50] No solo el maíz, sino también las plantaciones de caña de azúcar fueron atacadas por las orugas en los distritos de Anuradhapura, Ampara y Monaragala. [51]
En diciembre de 2018, se identificaron fuertes infestaciones en el cultivo de maíz. [52] La propagación de la polilla provoca que ataque el maíz en todo el país en cuestión de semanas. [52] [ verificación fallida ] El 6 de enero de 2019, las orugas se propagaron al distrito de Monaragala y devastaron los cultivos de maíz. [53] [54] A fines de enero de 2019, el gusano cogollero estaba presente en todos los distritos de Sri Lanka, excepto Nuwara Eliya y Jaffna. [55]
El 29 de diciembre de 2018, se registraron gusanos cogolleros en los cultivos de arroz de la zona de Sinhapura , en Polonnaruwa. En enero de 2019, también se registraron orugas en los cultivos de arroz de la zona de Nochchiyagama , en el distrito de Anuradhapura. [56]
El Departamento de Agricultura de Sri Lanka recomendó 12 pesticidas en tres categorías, que se utilizarían alternativamente cada siete días. [57] El experto en agricultura orgánica, Thilak Kandegama, dijo que la amenaza se puede superar rociando cenizas de cáscara de arroz como repelente. [58] [ dudoso – discutir ] El Ministerio de Agricultura también decidió utilizar tecnología de drones para rociar insecticidas para controlar la propagación de orugas. [59] [60]
Debido al gran poder destructivo de los gusanos cogolleros, los agricultores deben hacer grandes esfuerzos para disuadir a las larvas. Los insecticidas son una forma de protección muy utilizada; en las regiones del sur, los agricultores pueden tener que aplicar insecticidas al maíz todos los días. [6] Se han utilizado drones agrícolas para aplicar pesticidas en China, Vietnam, Zambia y otras regiones. [61]
El programa dirigido por CABI , Plantwise y sus socios tienen varias recomendaciones para controlar el gusano cogollero, entre ellas: sembrar temprano, evitar la siembra escalonada y sembrar en forma intercalada con cultivos que no sean susceptibles al gusano cogollero, como la mandioca o el ñame. También recomiendan conservar los refugios y las plantas con flores en los bordes para los insectos beneficiosos, como los escarabajos terrestres y los parasitoides . [62] [63] [64] [65] [66]
El cultivo intercalado con la técnica de " empujar-tirar " con cultivos como Desmodium y pasto Napier se puede utilizar para controlar el gusano cogollero. [63]
Para algunos cultivos, incluidos el trigo , el sorgo , el mijo y el arroz , los socios de Plantwise recomiendan plantar variedades de maduración corta y menos preferidas por S. frugiperda . [63] [64] [65] [66]
Otra estrategia es plantar los cultivos antes para evitar el aumento del número de gusanos cogolleros a medida que avanza el verano. [6]
En Sudáfrica, los agricultores están utilizando cebos de feromonas con una combinación de bloques de diclorvos para atrapar y eliminar los gusanos cogolleros machos, con la intención de interrumpir los ciclos de apareamiento. [67]
El CIMMYT y sus socios están utilizando genética avanzada para mejorar la resistencia de S. frugiperda en el maíz. [68] Los estudios de asociación de todo el genoma (GWAS) son el método más eficaz para asociar la resistencia de S. f. a la región genómica responsable, especialmente utilizados en maíz , pero también en trigo, sorgo, mijo, arroz y legumbres . [69] [70] Los primeros usos del mejoramiento convencional en la primera década de 1900 fueron reportados por Gernet 1917 y Hinds 1914, mejorando la resistencia en maíz, sorgo, mijo, Cynodon dactylon y Arachis hypogaea . [69]
En Australia, en 2020 se aprobó bajo regulaciones de emergencia un virus específico de orugas envasado como biopesticida Fawligen para ayudar a controlar el gusano cogollero, y también se utiliza la avispa parasitoide Trichogramma pretiosum . [71] La Dirección de Protección Vegetal, Cuarentena y Almacenamiento, Ministerio de Agricultura, Gobierno de la India emite periódicamente avisos para gestionar la amenaza del gusano cogollero en la India.
