Eldana es un género de polillas de la familia Pyralidae que contiene una sola especie, el barrenador africano de la caña de azúcar ( Eldana saccharina ), que se encuentra comúnmente en Guinea Ecuatorial , Ghana , Mozambique , Sierra Leona y Sudáfrica . [2] Los adultos tienen alas anteriores de color marrón pálido con dos pequeñas manchas en el centro y alas traseras de color marrón claro, y tienen una envergadura de 35 mm. Esta especie es particularmente relevante para los humanos porque las larvas son una plaga de la especie Saccharum , así como de varios cultivos de cereales como el sorgo y el maíz . [3] Otras plantas hospedantes registradas son la yuca , el arroz y las especies de Cyperus . Al atacar estos cultivos, E. saccharina perfora los tallos de su planta huésped, causando graves daños al cultivo. Este comportamiento es el origen del nombre común de E. saccharrina , barrenador africano de la caña de azúcar. El barrenador africano de la caña de azúcar es una plaga resistente, ya que puede sobrevivir a la quema de cultivos. Se han empleado otros métodos, como cultivos intercalados y avispas parásitas, para evitar mayores daños a los cultivos.
El único miembro del género Eldana , E. saccharina, fue descrito por Francis Walker en 1865. [4] Es de la familia Pyralidae del orden Lepidoptera y tiene once subespecies. [5] El nombre común de E. saccharina , el barrenador africano de la caña de azúcar, se deriva de su actividad como plaga en zonas del África subsahariana.
Los barrenadores africanos adultos de la caña de azúcar son relativamente pequeños, con un abdomen de 3 mm de ancho. [6] Tienen una envergadura de 35 mm. Las alas anteriores son de color marrón pálido con dos manchas distintas de color marrón oscuro en el centro. Las alas traseras son de color marrón blanquecino y contienen franjas cortas y venas longitudinales de color marrón. [7] Tanto los barrenadores africanos de la caña de azúcar, machos como hembras, comparten la misma apariencia, pero las hembras son un poco más grandes. [8] Cuando descansa, E. saccharina pliega sus alas sobre su abdomen de modo que sus alas delanteras queden paralelas y cubran las alas traseras blancas. [7]
E. saccharina es autóctona de África y está ampliamente distribuida por todo el África subsahariana. Se puede encontrar en Guinea Ecuatorial , Ghana , Mozambique , Sierra Leona y Sudáfrica . [2] También hay poblaciones del barrenador africano de la caña de azúcar en zonas del norte de África, en particular en Etiopía y partes de Senegal . [5] Las temperaturas más frías limitan el rango de distribución de E. saccharina en estas áreas de África. Sin embargo, en la frontera entre Congo y Uganda, los acontecimientos geológicos han ampliado estos rangos. Hay lagos de cráter y pantanos que son resultado de erupciones volcánicas, en los que se ha encontrado que contienen poblaciones de E.saccharina . [5] E. saccharina vive principalmente en juncos y pastos silvestres entre la vegetación ribereña. Sin embargo, recientemente se ha descubierto que los barrenadores africanos de la caña de azúcar extienden su área de distribución a cultivos de gramíneas , particularmente en África oriental y meridional. [9] También existe una relación entre el material parental del suelo y la existencia del barrenador africano de la caña de azúcar. La especie es menos frecuente en áreas con suelos más arenosos. [10]
La caña de azúcar es la principal planta huésped de E. saccharina. De ahí también el nombre común de la especie: barrenador africano de la caña de azúcar. También atacará al maíz , sorgo , mandioca , arroz y especies de Cyperus , y también se ha descubierto que alberga pastos silvestres como pasto de Guinea , juncos de humedales como el papiro , juncos y tifa . [7] Varios signos indican la presencia de E. saccharina en sus plantas hospedantes. Principalmente la presencia puede determinarse mediante la formación de túneles en el tallo y otros signos de rotura en los tallos de las plantas. Las infestaciones de la caña de azúcar también pueden provocar pérdidas de rendimiento. [11]
La oviposición es el acto de depositar huevos. Las hembras de los barrenadores africanos de la caña de azúcar prefieren depositar sus huevos sobre hojas secas o muertas. Las kairomonas , que son semioquímicos emitidos por un organismo para mediar interacciones interespecíficas, se encuentran en las hojas muertas y atraen a las hembras para que ovipositen. [12] Además de apuntar a las hojas muertas, las hembras de E. saccharina ocultan sus huevos entre las superficies de las hojas en grupos apretados de alrededor de 300 huevos. [6]
La comunicación entre E.saccharina es compleja y poco comprendida. Al igual que otras especies de polillas, los barrenadores africanos de la caña de azúcar se comunican mediante ultrasonidos emitidos por el tímbalo, una membrana que produce sonido y que se encuentra comúnmente en especies de insectos. [13] Los machos que producen vibraciones de ultrasonido inducen un comportamiento de aleteo en las hembras, y la señal también funciona como un signo de agresión hacia otros machos. Cuando los machos se acercan a otros machos, se rodean entre sí mientras emiten ráfagas de sonido y, finalmente, uno abruma al otro durante la interacción, ahuyentándolo. Cuando los machos se acercan a las hembras, las hembras pasan caminando o producen sus propios sonidos. Si las hembras responden a la señal masculina, los machos contactarán sus lápices de pelo con las antenas femeninas. Estos comportamientos de comunicación de hombre a mujer son distintos de los rituales de apareamiento. [13]
Los huevos ovalados de color amarillo se depositan en grupos de 250 a 500 en el lado interno de las vainas de las hojas, estructuras que se envuelven firmemente cerca de los tallos, lo que les permite encajar cómodamente en los tallos de las plantas. Después de ser puestos, los huevos suelen requerir de 5 a 7 días de incubación antes de eclosionar. [6] [14]
La apariencia de las larvas del barrenador africano de la caña de azúcar varía desde el marrón claro hasta el gris oscuro. [15] Tienen una placa marrón distintiva en el lado dorsal de su tórax y la duración larval promedio es de 31 días. Las larvas se propagan desde el lugar de eclosión después de 1 a 3 días. Cuando se encuentran con depredadores, las larvas excretan un líquido de color marrón por la boca, lo que disuade la depredación. [6] Después de la eclosión, las larvas se alimentan de las superficies externas de las plantas antes de hacer túneles en los tallos donde se convierten en pupas . Este comportamiento es la fuente del nombre común de E. saccharina , barrenador africano de la caña de azúcar. [15]
La pupación es la tercera etapa del desarrollo de las polillas durante la cual las polillas se transforman de etapas inmaduras a maduras. Durante este tiempo, las pupas pasan por etapas de desarrollo conocidas como estadios. Las pupas de E. saccharina se pueden encontrar en túneles dentro de las plantas hospedantes. Se encuentran muy cerca, a menudo a sólo 5 centímetros, del orificio de salida, que es visible en la superficie de la planta. Los barrenadores africanos de la caña de azúcar suelen pupar durante 7 a 13 días antes de emerger por el orificio de salida. [6] Si bien están excavadas en túneles dentro de la planta, las pupas son muy resistentes a los intentos humanos de eliminarlas. Incluso pueden sobrevivir a las quemas de cultivos. [dieciséis]
Los barrenadores africanos adultos de la caña de azúcar emergen de los orificios de salida de sus plantas hospedantes. Los adultos suelen emerger tras un rápido descenso de temperatura, tras lo cual trepan verticalmente y extienden las alas. [8] Después de 10 a 15 minutos de colocar sus nuevas alas, los adultos recién emergidos solo sobreviven de 6 a 13 días, durante los cuales las hembras pasan dos días en preoviposición y tienen una vida reproductiva de 4 días. Debido a su corta esperanza de vida, es probable que las hembras sólo se apareen una vez. [8] [6]
Al igual que otras polillas, los barrenadores africanos de la caña de azúcar experimentan los mayores niveles de mortalidad durante los ciclos de vida de los huevos y las larvas. [17] Varias especies de hormigas y ácaros se han establecido como depredadores de huevos de E. saccharina . En particular , Pheidole , una especie de hormigas pequeñas que se adaptan bien a los huevos del barrenador africano de la caña de azúcar, que suelen estar escondidos en espacios reducidos detrás de las vainas de las hojas. Los depredadores de huevos de ácaros son menos conocidos, pero plantean un gran problema para E.saccharina debido a su pequeño tamaño y abundancia en los hábitats donde viven los barrenadores africanos de la caña de azúcar. [17] Las hormigas más grandes y agresivas como Dorylus , así como algunas arañas, son depredadores comunes de las larvas del barrenador africano de la caña de azúcar. Los depredadores larvales a menudo atacan a larvas jóvenes que se dispersan o que no han penetrado en los tallos de la planta huésped. [17]
Se han encontrado varios parásitos que se dirigen a las larvas de E. saccharina . Éstas incluyen:
De ellos, G. natalensis es el más importante, porque es el principal parásito que afecta al barrenador africano de la caña de azúcar. [18] Se ha descubierto que ataca a las pupas del cuarto, quinto y sexto estadio. G. natalensis se siente atraída por los agujeros dejados por E. saccharina y, tras entrar, pica a la larva, paralizándola temporalmente y permitiendo la oviposición. Los ovipositores de G. natalensis se dirigen preferentemente a las larvas hembras del barrenador africano de la caña de azúcar, y sus huevos eclosionan después de tres días de incubación y proceden a consumir las larvas de E. saccharina . [18]
La exhibición es un conjunto de comportamientos de cortejo, que un organismo utiliza para atraer parejas potenciales. Después de emerger, los machos adultos colocarán sus alas y después de 30 minutos comenzarán a exhibirlas ante las hembras. Allí, miran hacia abajo y baten sus alas rápidamente. Los machos tienden a agruparse en grupos de 3 a 6 en la misma planta para que a las hembras les resulte más fácil localizarlos. Este comportamiento puede continuar durante entre 15 y 20 minutos. Durante este período, los machos pueden permanecer quietos o moverse ligeramente antes de reiniciar la paliza. Las hembras, cuando están presentes, también comienzan un comportamiento similar de aleteo. [19] Sin embargo, este comportamiento ocurre independientemente de la presencia femenina y libera una feromona atrayente y un afrodisíaco para atraer a las hembras lejanas. [8] Dado que el barrenador africano de la caña de azúcar es muy sensible a la temperatura, se ha descubierto que los comportamientos de apareamiento de los machos se detienen cuando las condiciones son inferiores a 15 grados Celsius. [8]
El cortejo del barrenador africano de la caña de azúcar sólo se ha documentado una vez en estado salvaje. [8] Después de encontrarse con una hembra, un barrenador africano macho de la caña de azúcar se enfrentará a la hembra con antenas extendidas. Luego, los dos girarán en círculo y el macho seguirá a la hembra, lo que indica su interés con las alas extendidas. Después de dar vueltas, los machos treparán a las hembras y harán que la punta de su abdomen se encuentre con las hembras. Luego, los machos agarrarán el tórax de las hembras y podrán copular durante hasta tres horas. Durante este tiempo, las parejas se trasladarán a la vegetación más baja, ya que las hembras son particularmente vulnerables durante la cópula. [8]
Los machos africanos del barrenador de la caña de azúcar secretan feromonas mediante las glándulas alares y los lápices capilares abdominales para atraer a las hembras. El análisis por cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC-MC) mostró un componente volátil importante. Se identificó que este compuesto era trans-3-metil-4-dimetilalil-𝛾-lactona (C 10 H 16 O 2 ). [20]
Las larvas del barrenador africano de la caña de azúcar ingresan a las plantas maduras a través de grietas o aberturas en el tallo. Se ha descubierto que sobreviven a las quemas de cultivos mientras se perforan en la base de la planta y luego emergerán tan pronto como aparezcan nuevos brotes de plantas jóvenes. [16] Las infestaciones de E.saccharina se encuentran más comúnmente en caña de azúcar cultivada intensivamente que en campos cultivados por campesinos. Esto se debe a los niveles más altos de nitrógeno y al estrés hídrico en las plantas, lo que es particularmente problemático ya que muchos fertilizantes industriales contienen nitrógeno. [21]
Dado que se sabe que los barrenadores africanos de la caña de azúcar ponen huevos específicamente en el material de las hojas secas, los agricultores desarrollaron una técnica simple pero efectiva conocida como trituración previa. La trituración previa implica la eliminación preventiva del material de hojas secas o muertas de los campos de caña de azúcar que no tienen poblaciones existentes de E.saccharina . Esta técnica no sólo evita que los barrenadores africanos de la caña de azúcar pongan huevos y pueblan nuevos campos, sino que también cualquier huevo no detectado, ya presente, se alejaría demasiado del tallo de la caña para que las larvas recorrieran la distancia. Esta técnica, sin embargo, tiene algunos inconvenientes, ya que la trituración previa causa daños irreversibles a las plantas en crecimiento y reduce el rendimiento de los cultivos. [22]
Un método común para combatir E. saccharina es intercalar plantas objetivo con plantas no hospedantes. Estas plantas trampa atraen a las hembras de los barrenadores africanos de la caña de azúcar para que desoven, donde los huevos a menudo se desarrollan mal o no se desarrollan en absoluto. [23] Además de utilizar especies de plantas existentes, los investigadores han intentado desarrollar nuevas plantas, como la caña de azúcar, que sean resistentes a las plagas que a menudo las atacan y dañan. Se desarrolló una planta de caña de azúcar con resistencia a E. saccharina , pero se descubrió que la planta fue repentinamente atacada y dañada por otro organismo, C. sacchariphagus, y cuando se resistió a este último, fue atacada por el primer organismo. [24]
También se han empleado otros métodos biológicos contra E. saccharina. Dos avispas parásitas, Cotesia flavipes y Xanthopimpla stemmator , atacan a las larvas africanas del barrenador de la caña de azúcar parasitándolas. Cuando eclosionan, las larvas de estas avispas consumen las larvas de la plaga. Este método es particularmente útil para apuntar a larvas que ya han perforado la planta huésped y que normalmente son muy difíciles de alcanzar. [23]
En muchas especies de plantas, se ha descubierto que la aplicación de silicio puede mejorar la resistencia de una especie de planta a las plagas porque aumenta la deposición de silicio en las células epidérmicas. Esto aumenta la dureza de la planta y reduce la digestibilidad. [25] Los estudios han demostrado que esto es particularmente cierto para el barrenador africano de la caña de azúcar, ya que la caña de azúcar tratada con silicio conduce a una menor penetración de las larvas y ganancia de masa. [26] Además, las plagas que se alimentan de plantas tratadas con silicio sufren una reducción de la ingesta de alimentos, la supervivencia y el crecimiento de la población. [25] En plantas de caña de azúcar en macetas, se ha descubierto que el tratamiento con silicio no sólo reduce el daño de las plagas sino que también mejora la tolerancia de las plantas al estrés hídrico. [27] Sin embargo, estos estudios no mencionaron cómo el tratamiento con silicio afectó la viabilidad de la caña de azúcar como producto.
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