Aliados invisibles: la increíble relación entre parasitoides-polydnavirus

La cosecha de vegetales es importante para alimentarnos. Para muchos es su principal fuente de ingresos. Los vegetales son susceptibles a la infección por plagas. Por ejemplo, las personas dedicadas a cosechar coles (Trichoplusia ni) han encontrado plagas al menos una vez en sus sembradíos, siendo el principal agente causal la oruga de la mariposa blanca de la col (Pieres brassicae).

Hay organismos biológicos capaces de controlar las plagas mediante un mecanismo conocido como “control biológico”. La avispa (Cotesia congregata) es un ejemplo, ya que es capaz de eliminar a las orugas de la col de manera natural, como parte de su ciclo de vida. A los organismos que realizan este tipo de procesos se les denomina parasitoides (Figura 1).

 

Una estrategia natural contra las plagas

El uso de sustancias químicas para contrarrestar las plagas trae consigo el riesgo de contaminación, tanto de alimentos como del entorno y, por lo tanto, afectan nuestra salud.

En cambio, el control biológico consiste en usar enemigos naturales, como parasitoides y depredadores, para combatir a los organismos causantes de plagas.

Existen tres tipos de estrategias para el uso de estos organismos:

• Importación. Consiste en la introducción del agente de control biológico en los sembradíos.
• Incremento. Se basa en reforzar la población de los enemigos naturales contra la plaga.
• Conservación. Radica en mantener las poblaciones de los enemigos naturales, evitando su eliminación.

Así, el uso parasitoides en sembradíos contribuye a disminuir la contaminación ambiental, evitando el uso de sustancias químicas.

 

Las avispas como ejemplo de parasitoides

Los parásitos son organismos que viven a costa de otra especie, usándola como fuente de nutrientes y otros beneficios para sobrevivir, sin llegar a matarla. Por otro lado, los parasitoides son insectos cuyas larvas se alimentan y desarrollan en el interior o superficie de un artrópodo (sus hospedadores), por lo general, un insecto al cual terminan matando.

Los parasitoides se clasifican en endoparasitoides y ectoparasitoides. Los primeros se caracterizan por ovopositar dentro del hospedador, mientras que los segundos depositan sus huevos en la superficie. Hay una tercera clasificación que no tiene un nombre en particular, pero se caracteriza por que los insectos colocan sus huevos en la superficie de la planta o lugar donde se encuentre el hospedador.

La avispa (Cotesia congregata) es un endoparasitoide que ha desarrollado estrategias únicas para infiltrarse en sus hospedadores, manipulando su comportamiento o suprimiendo su sistema inmune, con lo cual asegura su reproducción y supervivencia.

Para llevar a cabo estos procesos, la avispa vive de manera simbiótica con un virus que le provee ventajas para que sus huevos se desarrollen y vivan en el hospedador.

 

Relación simbiótica entre la avispa y los polydnavirus (PDVs)

Los virus de la familia Polydnaviriformidae, antiguamente Polydnaviridae, sólo se han aislado de especies de parasitoides bracónidos, por lo que se les ha llamado bracovirus, y de parasitoides ichneumónidos, cuyos virus son Ichnovirus.

Los PDVs son simbióticos, se caracterizan por tener ADN de doble cadena y un genoma segmentado. Se encuentran como pro-virus en el genoma de las avispas; de ahí se escinden para replicarse cuando la larva pasa al estado adulto. El mecanismo de replicación del virus no se conoce bien, solo se sabe que su replicación se lleva a cabo en las células cáliz del ovario de la avispa. Cuando el PDV se escinde del genoma y se replica, ocurre la lisis celular expulsando los viriones generados al fluido del cáliz, donde recubrirán a los huevos para que, posteriormente, se depositen en la oruga.

Durante la ovoposición dentro de la oruga, los huevos van recubiertos no solo de partículas virales, sino que también llevan veneno y proteínas del aparato reproductor de la avispa. Las principales funciones de este conjunto de moléculas son detener el desarrollo de la oruga y suprimir su sistema inmune. Las células del sistema inmune de la oruga, los hemocitos, le proporcionan protección ante la presencia de los huevos o las larvas de parasitoides. Este mecanismo se conoce como encapsulación y consiste en el recubrimiento de los huevos/larvas para su posterior destrucción. En presencia de los PDVs y las moléculas mencionadas, los hemocitos son incapaces de encapsular huevos/larvas, permitiendo que sigan su desarrollo dentro de la oruga (Figura 2).

En el hospedador, los viriones invaden un gran número de tejidos, incluyendo los hemocitos circulantes de la hemolinfa y el cuerpo graso. Además, los PDVs perduran dentro de la oruga todo el tiempo que dura la parasitosis.

 

Cuando los huevos del parasitoide pasan a un estado larvario, emergen cargados de viriones mediante un proceso sumamente agresivo y traumático para la oruga.

Al salir las larvas, algunas se sacrifican quedándose dentro de la oruga, para manipular su SNC y proteger a las larvas que emergieron. Aunado a esto, la oruga desarrolla un “instinto materno” hacia las larvas de la avispa, fabricándoles nidos de seda para protegerlas de depredadores. Una vez fuera, las larvas forman capullos y pasan a su fase de pupa, en la cual se lleva a cabo la replicación viral. Cuando las avispas llegan a su fase adulta, dejan el nido y el ciclo se repite, así el virus perdura durante toda la vida de la avispa. Una vez que la oruga ha cumplido la función de proteger a las avispas, muere antes de que llegue otra avispa a parasitarla.

La interacción entre parasitoides y virus es un ejemplo asombroso de coevolución; los virus ayudan a los parasitoides a superar las defensas de sus hospedadores, mientras que los parasitoides proveen un ambiente adecuado para la replicación viral.

 

Conclusiones

• Emplear un control biológico de plagas es una alternativa ecológica con potencial que promete ser eficaz, sobre todo a largo plazo.
• La relación entre parasitoides y PDVs no solo tiene un impacto significativo en el control biológico, sino que también contribuye en la regulación de poblaciones de insectos, lo cual es un ejemplo sorprendente de la complejidad y creatividad de la naturaleza.
• Esta alianza invisible es fundamental para mantener el equilibrio ecológico y la diversidad de especies en los ecosistemas naturales.