La alta adaptabilidad permite que la mosca de la fruta invasora prospere en nuevos entornos

La alta adaptabilidad permite que la mosca de la fruta invasora prospere en nuevos entornos

Hace 1 mes <img src="https://antimoscas.es/wp-content/uploads/spotted-wing-drosophila-on-fruit.jpg" "spotted wing drosophila (Drosophila suzukii)"

<La mosca de la fruta invasora, la drosófila de alas manchadas (Drosophila suzukii) se originó en Asia pero ha invadido regiones alrededor del mundo. Una nueva revisión de la investigación existente publicada en mayo en el Journal of Insect Science detalla el alto grado de plasticidad fenotípica de la especie: la capacidad de cambiar los rasgos en respuesta a las influencias ambientales. (Foto de Sean McCann, Ph.D.)

Por Jon Ruedas, Ph.D.

Drosophila de ala punteada (Drosophila suzukii) es una mosca de la fruta que se originó en Asia y fue detectada por primera vez como especie invasora en los Estados Unidos en Hawai en 1980. Fue descubierta en los Estados Unidos continentales en California en 2008, pero debido a que es tan pequeña y difícil de detectar, podría haber estado en América del Norte mucho antes. También se convirtió en una especie invasora en América del Sur y Europa y ahora tiene un área de distribución mundial.

>Parte del éxito de esta especie en la expansión de su área de distribución se debe a su eficacia en la explotación de nuevos hábitats, comunidades y nichos ecológicos. Un estudio reciente reportado en mayo en el Journal of Insect Science detalla una importante razón por la cual la drosophila de ala manchada es tan efectiva como especie invasora: Tiene un alto grado de adaptabilidad.

Drosophila de ala manchada pone huevos en pequeños frutos como cerezas, arándanos y fresas. Uno de los rasgos que la hace problemática para la agricultura es que las hembras tienen un ovipositor dentado que les permite cortar la piel de la fruta intacta para depositar los huevos. Esto es destructivo en dos niveles. Primero, porque depositar huevos en la fruta intacta puede dañar la fruta que no sería tocada por otras especies de moscas de la fruta. Segundo, porque los huevos y las larvas están dentro de los frutos, son difíciles de ver, lo que hace más difícil controlarlos cuando los frutos están siendo transportados. Otros rasgos que la convierten en una plaga problemática son su capacidad para dispersarse rápidamente, reproducirse con rapidez y alimentarse de una amplia gama de frutas. La especie causa un daño estimado de 500-700 millones de dólares en los EE.UU. anualmente, y puede acabar con cultivos enteros.

La variación en una población, que ayuda a esta especie invasora a prosperar en nuevos entornos, se produce en dos niveles. El nivel en el que más a menudo pensamos es la variabilidad dentro de una población que se forma por la selección natural. En la selección natural, los alelos de los genes que proporcionan a su portador una ventaja en términos de supervivencia y éxito reproductivo tienden a aumentar en frecuencia en la población. Esto permite que las poblaciones se adapten mejor a su entorno a través de múltiples generaciones. Pero los miembros de las poblaciones también pueden cambiar su fenotipo, o conjunto de características, dentro de sus vidas en algo llamado plasticidad fenotípica.

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Drosophila de ala puntiaguda (Drosophila suzukii) tiene una robusta y variada capacidad de expresar plasticidad fenotípica. La plasticidad se encuentra en su morfología, su desarrollo y su comportamiento. Un ejemplo es que, cuando las temperaturas son más frías, el desarrollo de la SWD se ralentiza, lo que resulta en alas más grandes. Estas alas más grandes permiten a las moscas volar más rápido y dispersarse más y más lejos, permitiéndoles aumentar la expansión de su rango de invasión. (Foto de Sean McCann, Ph.D.)

En la plasticidad fenotípica, las líneas germinales de los individuos involucrados no cambian, pero el código genético del organismo tiene un plano que permite al organismo ajustarse facultativamente a diferentes ambientes o a las fluctuaciones dentro de un ambiente. La plasticidad fenotípica ofrece la ventaja de proporcionar ajustes al medio ambiente que son muy rápidos. Además, en el caso de las especies invasoras, la variabilidad sobre la que puede actuar la selección natural suele verse reducida por los cuellos de botella genéticos causados por el pequeño tamaño inicial de la población de una especie colonizadora. La plasticidad fenotípica puede proporcionar una variación que se ajusta a las condiciones locales, incluso en poblaciones muy pequeñas sujetas a cuellos de botella genéticos.

En su artículo de revisión, Catherine Little, estudiante de doctorado en la Universidad Memorial de Terranova y Labrador, junto con su colega de la Universidad Memorial Thomas Chapman, Ph.D., y Kirk Hillier, Ph.D., de la Universidad de Acadia, compilaron exhaustivamente lo que se conoce sobre la plasticidad fenotípica en la drosófila de ala manchada y examinaron la asombrosa medida en que la especie puede cambiar sus rasgos en respuesta al medio ambiente.

La drosófila de ala manchada (SWD) tiene una capacidad robusta y variada de expresar la plasticidad fenotípica. La plasticidad se encuentra en su morfología, su desarrollo y su comportamiento. Un ejemplo es que, cuando las temperaturas son más frías, el desarrollo de la SWD se ralentiza, lo que resulta en alas más grandes. Estas alas más grandes permiten a las moscas volar más rápido y dispersarse más rápido y más lejos, permitiéndoles aumentar la expansión de su rango de invasión.

Si la temperatura fluctúa mientras se desarrollan las SWD, tienen una mayor tolerancia al frío cuando son adultas. La aclimatación a las bajas temperaturas regula más de 1.500 genes, incluyendo aquellos para la señalización celular, el metabolismo de los carbohidratos y el transporte de iones. Las bajas temperaturas regulan más de 1.300 genes, incluyendo los genes para el desarrollo de los huevos. La exposición al frío estimula la tolerancia al frío a través de mecanismos que incluyen la acumulación de aminoácidos y carbohidratos que protegen contra las bajas temperaturas.

En los hábitats subtropicales como el sudeste asiático, los SWD están activos durante todo el año. Sin embargo, en hábitats templados como el centro y el norte de los Estados Unidos, las hembras adultas que se han apareado pasan los meses de invierno como una morfología invernal latente. La aclimatación a las temperaturas frías y a los días cortos mejora la supervivencia en estos morfos de invierno, que son más grandes y más resistentes al frío que los morfos no invernales. Las hembras que pasaron el invierno como morfos de invierno tienen un mayor éxito reproductivo y una mejor duración de la vida en comparación con los morfos no invernales. Los morfos de invierno pueden sobrevivir en largos períodos de bajas temperaturas. Las hembras de los morfos de invierno también pueden vivir en largos períodos de baja humedad mejor que los morfos de verano pueden.

<img src="https://antimoscas.es/wp-content/uploads/spotted-wing-drosophila.jpg" "spotted wing drosophila (Drosophila suzukii)"

"Es probable que no exista una solución única de manejo de plagas para esta especie en todos los sistemas de cultivo o en todas las áreas geográficas", dice la doctora Catherine Little. estudiante de la Universidad Memorial de Terranova y Labrador y autora principal de un nuevo artículo de revisión publicado en mayo en el Journal of Insect Science sobre el alto grado de plasticidad fenotípica en la mosca de la fruta invasora drosophila de ala moteada (Drosophila suzukii). "Pero los cambios en la fisiología de D. suzukii están a menudo ligados a cambios en el comportamiento. Comprender el comportamiento de las moscas morfo de invierno puede abrir nuevas oportunidades para controlar esta especie invasora antes de que las poblaciones locales alcancen niveles perjudiciales cada año." (Foto de Sean McCann, Ph.D.)

La dieta también puede desencadenar patrones de plasticidad fenotípica en la drosófila de ala manchada. Una diferencia en la disponibilidad del fruto cambia la morfología del ala, que a su vez cambia la capacidad de vuelo. Con una dieta pobre, los adultos de SWD muestran una menor selectividad a la hora de elegir pareja y una menor capacidad de atraer a sus compañeros.

El desarrollo de SWD procede de los huevos, a las larvas, a través de tres estadios, a los adultos. Las investigaciones han encontrado que las larvas de SWD que se alimentan de ciertas frutas, como frambuesas, cerezas y arándanos, se desarrollan más rápidamente que aquellas alimentadas con dietas estándar. Los investigadores también han encontrado que las larvas que se alimentan de moras y frambuesas tienen una mayor capacidad para sobrevivir a la competencia que las larvas que se alimentan de otros tipos de frutas.

Pequeña observa, "La conclusión más importante de nuestro estudio fue que la biología, fisiología y comportamiento de D. suzukii dependen del clima regional, las condiciones ambientales locales y los recursos disponibles de alimentación y oviposición. "

Cuando se le preguntó cómo los detalles de lo que sabemos sobre la plasticidad fenotípica podrían ayudar a informar el control de esta especie, Little dice, "Probablemente no hay una única solución de manejo de plagas que se adapte a esta especie en todos los sistemas de cultivo o en todas las áreas geográficas. Pero los cambios en la fisiología de D. suzukii están a menudo ligados a cambios en el comportamiento. Entender el comportamiento de las moscas morfo de invierno puede abrir nuevas oportunidades para controlar esta especie invasora antes de que las poblaciones locales alcancen niveles dañinos cada año."

En cuanto a las posibles direcciones para el trabajo futuro, Little dice, "Sugerimos que la investigación sobre el comportamiento de D. suzukii y el uso de recursos durante las estaciones previas a cuando los cultivos frutales están en riesgo, podría ser útil para limitar el potencial de D. suzukii crecimiento de la población."

El co-autor Kirk Hillier añade, "Como ecologista químico, creo que también hay muchas direcciones a seguir en la búsqueda de tecnologías de atracción y repulsión."

Hemos visto que la drosófila de ala manchada tiene una plasticidad fenotípica pronunciada. Dado que la capacidad de esta plasticidad fenotípica debe ser codificada por sus genes, surge una intrigante pregunta de investigación adicional: ¿Por qué evolucionó la capacidad para un grado tan alto de plasticidad en esta especie?

Debido a sus pronunciadas capacidades para adaptarse a nuevos y cambiantes entornos, la drosófila de ala manchada es una especie invasora formidable y una plaga agrícola desafiante. Además, dos factores generales que se dan a nivel regional y mundial podrían mejorar aún más las condiciones de la drosófila de ala manchada y tenderán a requerir un ajuste continuo de las medidas de control: el cambio climático y la extinción de las especies autóctonas. Debido a su dificultad para evitar la detección y a su capacidad para destruir cultivos enteros, es fundamental realizar investigaciones y pruebas adicionales de las estrategias de control para este insecto adaptable y dañino.

"La plasticidad es la clave del éxito de la invasión de Drosophila suzukii (Dípteros: Drosophilidae)"

>Jon Ruedas, Ph.D., es un autor, biólogo y educador dedicado a hacer que la ciencia rigurosa sea clara y accesible. Director de Science View Productions y profesor adjunto en el College of the Holy Cross, el Dr. Roche ha publicado más de 200 artículos y ha escrito y enseñado extensamente sobre ciencia. Para más información, visite https://authorjohnproche.com.

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