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¿Alguna vez has imaginado una batalla presa depredador en un mundo microscópico? En general, cuando imaginamos una competencia o lucha entre un predador y su presa, pensamos en seres superiores, principalmente, grandes animales que actúan como predadores —los cuales desarrollan brillantes estrategias de combate— y muchas veces son grandes corredores; pero, en ocasiones, hacen uso de diversas tácticas cuya finalidad es capturar a su presa, y aquí conviene aclarar que esto también sucede en el ámbito microscópico.
En la naturaleza hay parásitos que causan grandes daños a plantas y animales, por lo que ocasionan pérdidas económicas en agricultura, ganadería y también en la salud de los animales de compañía. Para contrarrestar el efecto de estos parásitos, la medicina utiliza diversos fármacos; sin embargo, algunos de ellos se han vuelto resistentes, por lo que se ha buscado otras alternativas de combate; una de ellas es el control biológico; es decir, seres vivos son empleados como predadores naturales de las plagas o parásitos, para eliminarlos sin ocasionar efectos nocivos al ambiente. Un ejemplo de control biológico que puede ser prometedor es el uso de hongos.
Cuando pensamos en hongos, nos viene a la cabeza la imagen de champiñones (setas comestibles), pero también son hongos los causantes de enfermedades como tiñas o pie de atleta (que resultan invisibles sin microscopio), además, hay una gran cantidad de hongos que desempeña un papel fundamental en la naturaleza, ya que se encargan de descomponer —degradar— la materia orgánica muerta; incluso, algunas de sus especies son parasitarias, lo cual puede sernos muy útil, si lo sabemos manejar.
Los hongos se reproducen creando estructuras especiales llamadas conidios y clamidosporas; los primeros permiten al hongo colonizar nuevos ambientes, por lo que, al llegar a un ámbito favorable, germinan y dan origen a la formación de hifas (figura 1), que son estructuras largas y delgadas por las que se lleva a cabo el transporte de nutrientes, materiales de desecho y comunicación. A su vez, un conjunto de hifas forma un micelio ramificado, el cual puede ser tan extenso que aparenta formar pequeños bosquecillos en el suelo (figura 2).
Las clamidosporas son estructuras de resistencia que confieren al hongo la capacidad de soportar condiciones adversas, como falta de nutrientes, baja humedad o ambientes muy ácidos; pero, cuando hay condiciones favorables, las clamidosporas también pueden llegar a germinar y formar micelio (figura 3).
Distintos tipos de hongos son empleados para el control biológico: los entomopatógenos y los nematófagos.
Hongos entomopatógenos
Éstos se alimentan de artrópodos, entre los cuales están los insectos (chinches, moscas, saltamontes) y arácnidos —como ácaros y garrapatas— que suelen afectar cultivos, animales de ganadería e, incluso, las mascotas.
Estos hongos —de los cuales hay alrededor de 750 especies— tienen gran potencial y, una vez que se dispersan en el ambiente, sus esporas se adhieren a los insectos y degradan las paredes de sus cuerpos, permitiendo que penetren en ellos hasta que digieren a su víctima por completo (Figura 4).1
Hongos devoradores de nematodos
Desde luego, entre estos hongos también hay predilecciones y algunos de ellos prefieren un platillo de espaguetis vivientes; hablamos de hongos que se alimentan de nematodos (término que significa cuerpo de hilo): estos últimos son gusanos invertebrados con cuerpo cilíndrico, de colores blanco, amarillento o rosado, aunque también pueden ser incoloros. De ellos existen alrededor de 80,000 especies diferentes que presentan una amplia variedad de caracteres: algunos miden sólo unos milímetros y otros hasta 30 centímetros de longitud o poco más. Se encuentran en una gran diversidad de hábitats: suelos húmedos o aguas continentales, pero siempre en sitios con algún grado de humedad.
Las especies de nematodos de vida libre son aquellas que pasan toda su vida en el ambiente y suelo de la selva, bosque, suelo agrícola o ganadero; pero otras son parásitos, es decir, necesitan otro ser vivo, al que se denomina huésped —ya sea planta o animal—, para desarrollarse y reproducirse; algunas más pasan una parte de su vida en el ambiente y otra en un huésped, pero todas son muy abundantes; de hecho, se calcula que en un metro cuadrado de suelo de cultivo puede haber hasta 10 millones de nematodos; en el suelo de un bosque, unos ocho millones; y, en el suelo de un prado, unos siete millones por metro cuadrado.
Los nematodos, a su vez, pueden tener varias fuentes de alimentación: bacterias o materia orgánica en descomposición, pero los que son parásitos se alimentan de los nutrientes contenidos en las plantas, en el hombre o en otros animales (cuadro 1), ya se trate de ganado, mascotas o seres silvestres (figura 5).2
Hongos nematófagos
En esta ocasión, nos centraremos en los hongos nematófagos depredadores, de los cuales, alrededor de 200 especies han sido descritas; entre las más conocidas están las pertenecientes a los géneros Arthrobotrys, Monacrosporium y Duddingtonia.3 Los hongos nematófagos son microscópicos y, generalmente, saprobios; sin embargo, cuando entran en contacto con los nematodos, pueden alimentarse de ellos.
El escenario de la captura es el suelo; los nematodos se desplazan en él buscando a quién parasitar o en quién reproducirse; en tanto que los hongos permanecen, crecen, extienden sus hifas y desarrollan estructuras: botones pegajosos, redes tridimensionales bastante complejas o anillos constrictores para capturar sus presas. En promedio, tanto los anillos como las redes en las que puede quedar atrapado un nematodo miden de 10 a 30 μm (micrómetros) de diámetro (los bichos más pequeños estarán a salvo). Cuando los nematodos quedan atrapados en los anillos o redes tridimensionales, las hifas rompen sus capas externas o cutícula para penetrar en el cuerpo de los nematodos; además, en este punto, el hongo secreta sustancias para causar la muerte de la presa y lograr una mejor digestión; ésta es la forma como el hongo se alimenta del tejido ya digerido.
Hongos nematófagos como control biológico
Como mencionamos antes, los hongos nematófagos son estudiados, principalmente, en el sector agrícola y, paralelamente, se realiza investigación para la posible aplicación de algún control dirigido a los nematodos gastrointestinales, que grandes problemas causan en la ganadería; de manera particular, en rumiantes, ya que:
◂ Provocan enfermedades en plantas y animales en los que se encuentran.
◂ En ambos casos paralizan su crecimiento, provocando que la producción agrícola y pecuaria disminuyan.
◂ Causan pérdidas económicas, porque se requiere invertir en fármacos para combatirlos.4
◂ El uso de fármacos contamina el ambiente y, en muchas ocasiones, induce daño en otras especies también; y muchos de ellos ya son obsoletos.
Ante esta situación, el uso de hongos nematófagos en la ganadería se ha aplicado mayoritariamente en rumiantes (bovinos, ovinos, caprinos) y caballos, mediante la administración oral de clamidosporas, pues las de algunas especies son de gran utilidad, por contener una abundante cantidad de sustancias de reserva, por lo que pueden resistir las condiciones ácidas del tracto digestivo; al salir germinan y desarrollan un micelio extenso con órganos de captura,5 de esta forma, la reducción de parásitos se lleva a cabo al disminuir el número de nematodos parásitos existentes en el suelo.
La forma más eficiente de reducir el número de nematodos de las pasturas reside en la administración oral de clamidosporas, ya sea en el alimento o en bloques elaborados parecidos a galletas.6
Nematodos parásitos de rumiantes
Los parásitos adultos se encuentran en el tracto digestivo de los rumiantes, pero se reproducen liberando una gran cantidad de huevos (desde 25 hasta 5,000 por gramo de heces o más) provenientes de las heces del rumiante parasitado. Ya en el ambiente externo, los huevos de los parásitos se desarrollan para formar una larva que, al salir del huevo, se alimenta por varios días de las bacterias ubicadas en las heces, hasta desarrollarse y convertirse en una larva infectiva capaz de subir al pasto, ya con la madurez suficiente para propagarse entre rumiantes.
Ahora bien, si esos rumiantes reciben tratamiento con clamidosporas, éstas atravesarán el tracto digestivo hasta salir en las heces. Pero, en el ambiente externo, el hongo nematófago se desarrolla y forma anillos o redes atrapadoras de larvas. Es así como los hongos se alimentan de los nematodos parásitos, disminuyendo la cantidad de larvas en la pastura y, por tanto, la probabilidad de que un animal se infecte con estos parásitos o ingiera demasiados (ver figura 6).
La lucha por el control
Anillo no constrictor de Arthrobotrys musiformis
Actualmente, los estudios mencionados se llevan a cabo en condiciones controladas, en laboratorio; no obstante, esta propuesta de combate ha demostrado ser lo suficientemente buena para emplearse en el campo a gran escala. Además, también se hace investigación para identificar las sustancias nematicidas (las que causan la muerte de los nematodos). En este sentido, en un equipo interdisciplinario, conformado por especialistas de la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, la Facultad de Medicina de la UNAM y el Centro Nacional de Investigaciones Disciplinarias-CENID-PAVET, buscamos proteasas (proteínas capaces de digerir otras proteínas) que intervengan en la destrucción de la cutícula de los nematodos y puedan convertirse en uno de los factores desencadenantes de su muerte.
Referencias
1. Micaela Pucheta-Díaz, Antonio Flores Macías, Silvia Rodríguez Navarro (2006). “Mecanismo de acción de los hongos entomopatógenos”. INCI. [online]. dic. 2006, vol.31, no.12 [citado 04 Enero 2012], p.856-860. Disponible en la World Wide Web:
<http://www.scielo.org.ve/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0378-18442006001200006&lng=es
&nrm=iso>. ISSN 0378-1844.
2. M. Tamayo (2004). “Nematodos”. Ciencias. Disponible en:
http://www.revistaciencias.com/publicaciones/EpZypuEFZZHkjMhdBl.php
3. P. Mendoza (2004). “Utilización de hongos y bacterias para el control de nematodos gastrointestinales de rumiantes”. En: Diagnóstico y control de los nematodos gastrointestinales de los rumiantes en México. Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias. Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación. Centro Nacional de Investigación Disciplinaria en Parasitología Veterinaria. 2004:146-157.
4. R. Campos, D. Herrera, R. Quiroz (1992). “Diagnóstico in vitro de Haemonchuscontortusresistente al albendazol, fenbendazol, oxfendazol y febantel en tres rebaños ovinos Tabasco o Pelibuey”. VetMex 23:51-56.
5. T. Herrera, M. Ulloa (1990). El reino de los hongos. Micología básica y aplicada. México: UNAM CFE.
6. M. Sagüés, P. Purslow, S. Fernández, L. Fusé, L. Iglesias, C. Saumell (2011). “Hongos nematófagos utilizados para el control biológico de nematodos gastrointestinales en el ganado y sus formas de administración”. Rev. Iberoam. Micol. 28 (4):143-147.
Autores
Perla María del Carmen Acevedo Ramírez es bióloga por la Facultad de Ciencias-UNAM, Maestra en Ciencias por la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia-UNAM, además de estudiante de doctorado en esta misma institución. Participó como becaria en Universum, en varios talleres y concursos de difusión y divulgación de la ciencia. Obtuvo el primer y segundo lugares del concurso
Premios para la Socialización de la Ciencia 2008 y 2009, respectivamente. Su área de investigación es la parasitología.
Héctor Quiroz Romero es profesor emérito del Departamento de Parasitología de la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia de la UNAM. Su línea de investigación es la Epidemiología de parásitos con importancia veterinaria, en particular, de Fasciola hepatica y nematodos gastrointestinales en rumiantes. Imparte clases desde 1960, ha dirigido más de 265 tesis de licenciatura, maestría, doctorado y posdoctorado. Ha recibido innumerables reconocimientos y es autor del libro Enfermedades parasitarias de los animales domésticos.
Pedro Mendoza de Gives es investigador del Laboratorio de Helmintología del Instituto Nacional de Investigación Forestal, Agrícola y Pecuaria. Su línea de investigación es el Control biológico de parásitos de rumiantes, con énfasis en el estudio de los hongos nematófagos.
Juan Luis Rendón Gómez es profesor de tiempo completo en el Departamento de Bioquímica UNAM. Su línea de investigación versa en Físico-química de proteínas, incluyendo proteasas de hongos nematófagos.
