Las plagas del alcornoque

Como se ha dicho anteriormente, durante el período 2006-2010 se ha desarrollado una Encomienda de Gestión entre la Dirección General para la Biodiversidad (Ministerio de Medio Ambiente) y el CSIC, en la que el principal objetivo era el control de plagas del alcornoque (Quercus suber L.) por métodos específicos y no contaminantes en las CC AA de Andalucía, Cataluña, Extremadura, Madrid y Valencia. El alcornoque es una valiosa planta endémica de la región mediterránea que se extiende en más de 2,5 millones de hectáreas (Institute C.M.C. 1999, www.iprocor.org) y que produce aproximadamente unas 340.000 toneladas de corcho por un valor de 1,5 billones de dólares por año (www.realcork.org). Se calcula que unos 13 billones de tapones se producen cada año (www.corkqc.com).

El trabajo se ha concentrado en dos coleópteros-plaga perforadores de encinas y alcornoques: Coroebus florentinus (foto 1) y C. undatus (foto 2) (Coleoptera: Buprestidae), éste último también llamado 'culebra' o 'culebrilla' en Andalucía, 'corc del suro' en Cataluña, 'ver du liège' en Francia o 'colebra' en Portugal. Especialmente dañino es C. undatus, una de las más importantes plagas del alcornoque en la Península Ibérica (M.A.P.A. 2002) y Francia, ya que devalúa sensiblemente la calidad del corcho del árbol atacado. Sobre las pérdidas ocasionadas por C. undatus en Cataluña, se calcula que en esta Comunidad se pelan por año alrededor de 3.500 hectáreas de alcornoque con un rendimiento medio de unos 1.200 kilos de corcho por hectárea. Teniendo en cuenta que el precio medio puede reducirse sensiblemente como consecuencia de la depreciación causada por el insecto desde los 2,20 /kg hasta 1,20 /kg, ello representa unas pérdidas medias anuales sólo en Cataluña de unos 4.320.000 euros. En Andalucía se recogen anualmente unas 41.000 toneladas de corcho y se estima que un 15% son destinadas a refugo por daños ocasionados por C. undatus, lo que representa unas pérdidas económicas anuales de unos 8.500.000 euros. Asimismo, en Extremadura se calculan unas pérdidas de unos 3.000.000 /año.

Las larvas de C. florentinus construyen largas galerías en ramas jóvenes y expuestas al sol que evitan la circulación de la savia. Si bien la presencia del insecto no es letal para el árbol, sus daños provocan sequedad y amarilleamiento de las hojas y finalmente la muerte de ramas y brotes (Soria and Ocete, 1993) (foto 3). No se han establecido efectivos tratamientos de control ya que las larvas se alimentan en el interior de la corteza de las ramas haciendo inútiles los tratamientos con insecticidas. Además, la aplicación de éstos puede implicar serios riesgos para la salud humana dada la posible contaminación del corcho y afectar en consecuencia la cadena alimenticia. Las hembras de C. undatus, por contra, ponen los huevos en fisuras de la corteza y del tronco en la zona de producción del corcho (Evans et al., 2007), de manera que las larvas penetran y construyen grandes galerías alrededor del tronco (de hasta 1,8 metros de largo y 3-4 milímetros de ancho), que rellenan con sus desechos reduciendo la consistencia y cualidad del corcho y haciéndolo inútil para tapones de calidad (foto 4). No existen aquí tampoco tratamientos efectivos para controlar la plaga y ni siquiera se conocen enemigos naturales, por lo que se hace urgentemente necesario el desarrollo de métodos de control específicos y respetuosos con el medio ambiente, como por ejemplo mediante feromonas.

Insectos

Adultos vivos de C. florentinus se obtuvieron en bosques atacados de las provincias de Girona, Valencia y Madrid. Los árboles atacados fueron identificados por poseer ramas con hojas amarillentas en la copa del árbol. Las ramas atacadas se cortaron en troncos de 25-30 centímetros de largo x 3-4 de diámetro, se llevaron al laboratorio y se dispusieron en cajas de cartón (50 x 40 x 40 cm) a temperatura ambiente y protegidas de la luz hasta la emergencia de los adultos. El nivel de emergencias fue del orden del 50%. También se mantuvieron en nevera a 10 °C durante 4-8 semanas para retrasar el desarrollo de los insectos y de esta manera alargar la emergencia de los adultos. Sin embargo, hay que añadir que a mayor tiempo de conservación en nevera le corresponde un menor porcentaje de adultos emergidos.

Para la obtención de adultos vivos de C. undatus se ha intentado la cría artificial de los mismos en laboratorio pero sin éxito. En consecuencia, se han debido recolectar mediante la colocación de trampas de tela tipo mosquitera alrededor de troncos del árbol huésped. Aún así, el número de insectos capturados vivos fue decepcionante, muy inferior al número de trampas. Los insectos fueron cuidadosamente enviados al laboratorio, sexados y mantenidos en condiciones de laboratorio en presencia de hojas frescas de Q. suber.

Recogida y análisis de volátiles de la planta huésped

Se aplicó el denominado 'Dynamic Headspace Method' (DHS) en el que se hace pasar una corriente de aire purificado (500 ml/min) durante 24 horas por ramas con hojas de Q. suber colocadas en el interior de un Erlenmeyer de 2 litros. Los volátiles se recogieron en cartuchos de vidrio conteniendo 30 miligramos del absorbente Super Q. Los volátiles se extrajeron con 200 µl de diclorometano (DCM) y los extractos se inyectaron en cromatografía de gases (CG) y cromatografía de gases-espectrometría de masas (CG-EM). Los análisis se llevaron a cabo por comparación de los espectros de masas con los descritos en la bibliografía, así como de los tiempos de retención (RI o índices de Kovats) en comparación con los de muestras auténticas.

Recogida y análisis de volátiles de insectos

La recogida de volátiles de machos y hembras se ha llevado a cabo por dos métodos diferentes: por el DHS ya citado y por microextracción en fase sólida (solid phase microextraction, SPME). En el primero se hace pasar una corriente de aire purificado (350 ml/min) por un matraz ovalado conteniendo los insectos (7 machos y 7 hembras por separado) durante 24 horas. Los volátiles se recogen en un absorbente adecuado (carbón activo, Porapak Q, etc.). En el método por SPME se utiliza una fibra de sílice activada, Carbowax o Carboxen, que absorbe las sustancias volátiles que emiten los insectos colocados en el interior de un vial. Los insectos permanecieron en el vial durante 20 horas y se utilizaron 5 machos y 5 hembras por separado. Los extractos se analizaron por CG y CG-EM y se compararon los tiempos de retención y EM obtenidos con los descritos en la bibliografía y/o con los de muestras auténticas.

Bioensayos de comportamiento en olfactómetro de doble elección

Los bioensayos de laboratorio de C. florentinus se han llevado a cabo con la ayuda de un olfactómetro de vidrio en forma de Y de doble elección. El olfactómetro permite cuantificar el número de individuos que son atraídos hacia uno de los dos brazos (fuente de volátiles, extractos o insectos vivos) con respecto al otro brazo (control) (Foto 5). A través de ambos brazos se hace pasar una corriente de aire de 2,5 l/min purificado a través de un lecho de carbón activo. El olfactómetro se coloca en posición vertical y en su interior se dispone un alambre para facilitar el ascenso de los insectos. El sistema se ilumina con una lámpara de luz blanca de manera que haya una intensidad lumínica homogénea tanto en el interior como en el exterior del olfactómetro. Para cada uno de los ensayos se ha utilizado un máximo de 51 insectos y un mínimo de 17. Los estímulos empleados en los ensayos fueron extractos de heces y abdómenes de ambos sexos, mezcla de volátiles de la planta huésped (GLV) y productos sintéticos. Como control se utilizó aire purificado o el disolvente utilizado en los extractos.

Pruebas de campo

Las pruebas de campo se han llevado a cabo en Cataluña en las zonas de Arbùcies y Santa Coloma de Farners y en ellas se ha ensayado el efecto de diferentes tipos de trampas y atrayentes. Se utilizaron trampas púrpura porque este color había sido encontrado atrayente de otro bupréstido Agrilus planipennis, importante plaga del fresno en USA (Francese et al., 2005). Los dispensadores utilizados han sido tubos blancos de polipropileno semipermeables C-Flex, (Masterflex Cole-Parmer Inst. Co. USA) de 55 cm de longitud y diámetro interior 3,1 milímetros, a los que se añadieron diferentes cantidades de los atrayentes. A efectos comparativos se añadió el atrayente comercial Pherotech (bolsa blanca, 12 trampas), descrito para capturar insectos perforadores, y como control se utilizó etanol (12 trampas). Como atrayente se preparó en etanol una mezcla de los 3 compuestos encontrados (geranilacetona, nonanal y decanal) juntamente con nerilacetona, isómero de la geranilacetona y presente en un 40% en muestras comerciales de ésta.

A partir de ahora esta mezcla será denominada 'formulación CSIC' o 'compuestos CSIC' y, como se ha dicho anteriormente, se encontró en los volátiles de ambos sexos de C. florentinus y resultó activa sobre machos y hembras en ensayos electrofisiológicos (no citados aquí) y en olfactómetro de doble elección. Se utilizó también una mezcla en etanol de los volátiles de Q. suber (GLV), que son activos en hembras de C. florentinus en ensayos electrofisiológicos y en el olfactómetro. Esta mezcla contiene (E)-2-hexenol, (E)-2-hexenal, acetato de (Z)-3-hexenilo, 1-hexanol, y acetato de hexilo en diferentes proporciones. La mezcla así preparada se añadió a cada dispensador. Por otro lado, se probaron tres tipos de trampas de color púrpura: Lindgren (Foto 6), Prisma (Foto 7) y Lámina o Panel (Foto 8), estas dos últimas engomadas.

Análisis de extractos y volátiles

En C. florentinus se han realizado también extractos de abdómenes, heces y cuerpo entero de machos y hembras que se han analizado por CG-EM. En extractos de cuerpo entero se han detectado hidrocarburos lineales de C21, C22, C23, C24, C25, C26, C27, C29 y ramificados de cadena larga como el 11-metiltricosano, 13-metilpentacosano, 13-metilhexacosano, 11,14-dimetilhexacosano y 13-metilnonacosano. La composición de los extractos es muy parecida en ambos sexos. Por otro lado, el estudio de extractos de abdómenes, heces y volátiles de ambos sexos ha conducido a la identificación de 30 compuestos, la mayoría de ellos hidrocarburos saturados, lineales o ramificados, aldehidos y ácidos carboxílicos (Tabla 1) (Furstenau et al., 2012).

En machos y hembras de C. undatus se observan algunas diferencias cuantitativas entre los compuestos identificados, que son hidrocarburos saturados de cadena larga, lineales o ramificados, y monoinsaturados (con un doble enlace) (Figura 1). Se destaca especialmente la presencia de los compuestos 13 y 18 sólo presentes en hembras y no en machos cuya estructura, posiblemente de hidrocarburos ramificados, se encuentra aún por identificar. Es probable que los hidrocarburos provengan de la cutícula del cuerpo del insecto y no de volátiles del mismo, toda vez que estos hidrocarburos son todos de cadena larga y poco volátiles. La composición de los extractos es muy similar a la de C. florentinus.

En volátiles de Q. suber se han identificado y cuantificado un total de 33 compuestos que se relacionan en la Figura 2. Entre éstos se encuentran los típicos volátiles de árboles y plantas denominados green leaf volatiles (GLV), que son alcoholes, aldehidos y esteres de 6 a 10 átomos de carbono. Además, se han detectado mono-, homo- y sesquiterpenos. Los GLV de 6 carbonos, hexanal, (E)-2-hexenal, (Z)-3-hexenol, (E)-2-hexenol, 1-hexanol y los acetatos de (Z)-3-hexenilo, hexilo y (E)-2-hexenilo, con más de 20 µg por 36,5 gramos de peso fresco de ramas, representan la mayor parte de los compuestos volátiles obtenidos (Figura 2). Además, destaca la presencia del (3E)-4,7-dimethyl-1,3,7-nonatriene (3 µg), un compuesto generalmente inducido en plantas después de un ataque de herbívoros y potente atrayente de muchos insectos (Furstenau et al., 2012).

Bioensayos de laboratorio

Los resultados obtenidos en los bioensayos de doble elección indican que los machos vírgenes de C. florentinus son significativamente atraídos por hembras vírgenes y extractos de abdómenes de hembras, pero no por otros machos. Las hembras no se sienten atraídas por extractos de abdómenes de machos, ni por machos o hembras vírgenes. Los volátiles y extractos de hojas de Q. suber y la mezcla de los 5 GLV que se mostraron activos en electroantenograma ((E)-2-hexenal, (E)-2-hexenol, 1-hexanol, acetato de (Z)-3-hexenilo y acetato de hexilo) no inducen ningún tipo de efecto sobre machos pero sí sobre las hembras, que se dirigen de manera significativa hacia los diferentes estímulos de la planta huésped ofrecidos (Furstenau et al., 2012). Estos resultados pueden explicarse por el hecho de que las hembras tienen una mayor necesidad que los machos de alimentarse y encontrar un árbol adecuado para la puesta y así garantizar el alimento de sus crías. En ensayos individuales de los 5 compuestos anteriores las hembras demuestran una mayor respuesta hacia el 1-hexanol, seguida por el (E)-2-hexenol y el acetato de (Z)-3-hexenilo. En cuanto a volátiles de ambos sexos, los machos vírgenes se sienten atraídos de manera significativa por decanal y por la mezcla de geranilacetona, nonanal y decanal (Tabla 1). Estos resultados sugieren que el decanal es probablemente el compuesto más atrayente de la mezcla activa. Cuando se comparó en el olfactómetro la actividad del nonanal frente al decanal, los machos prefirieron el brazo conteniendo decanal, lo que indica que la diferencia de un solo carbono en la longitud de la cadena hidrocarbonada es suficiente para permitir a los machos discriminar entre ambos aldehidos. Las hembras también se sienten atraídas por la mezcla de los tres componentes nonanal, decanal y geranilacetona, pero, en contraste con los machos, son atraídas por la geranilacetona y no por decanal (Figura 3). El hecho de que las hembras sean atraídas por los compuestos sintéticos pero no por volátiles de los insectos (machos o hembras) puede ser debido a la mucha mayor dosis de los compuestos sintéticos probada frente a las cantidades emitidas por los insectos. Esta “menor sensibilidad” es consistente con el menor número de sensilas olfativas en hembras que en machos. Los resultados combinados con el hecho de que los individuos de C. florentinus se alimentan en grupos sugieren que los tres compuestos nonanal, decanal y geranilacetona podrían promover agregación en los adultos, siendo decanal el preferido para atraer a los machos y la geranilacetona para las hembras (Furstenau et al., 2012).

Pruebas de campo

A lo largo de las 8 semanas que duraron los ensayos se capturaron un total de 88 individuos de C. undatus en la zona de Arbúcies y 139 en la de Santa Coloma y en todos los casos se obtuvieron únicamente hembras. Las curvas de vuelo en las dos zonas aparecen desplazadas una respecto a otra y así el máximo número de insectos fueron atrapados el 6 de de julio de 2010 (primera revisión) en la zona de Santa Coloma y una semana después en la zona de Arbúcies (Figura 4.). Los resultados indican que la emergencia de insectos en Santa Coloma empieza significativamente antes por lo cual sería conveniente en próximas campañas empezar con el trampeo 2-3 semanas antes. A partir del 30 de agosto no se llegó a capturar ningún individuo.

Para estudiar el efecto de la trampa, en la última semana de junio se colocaron 24 trampas (8 de cada tipo, Lindgren, Prisma y Lámina) en la zona de Arbùcies y se cargaron con el atrayente comercial Pherotech o con sólo etanol como control. En todas las revisiones se capturaron más insectos en las trampas Prisma y Lámina que en las trampas Lindgren, particularmente durante las 4 primeras semanas. Esto se hizo también patente en la zona de Santa Coloma en la que se dispusieron la mezcla de los 4 compuestos CSIC (formulación CSIC, 8 trampas), la mezcla de los 5 GLV (8 trampas) y etanol como control (8 trampas). En las revisiones del 6 y 12 de julio se capturaron significativamente más insectos por trampa con las trampas Prisma que con los otros dos tipos de trampas (Figura 5). En las otras revisiones se observó una clara preferencia hacia las trampas Prisma y Panel aunque las diferencias no son significativas.

Cuando se consideran los promedios de capturas totales de insectos por trampa durante todo el tiempo del ensayo se observa una clara diferencia significativa entre los 3 tipos de trampa con el siguiente orden de eficiencia: Prisma > Lámina o Panel > Lindgren (Figura 6).

Para evaluar la influencia del tipo de atrayente, en la zona de Arbùcies se utilizó el atrayente comercial Pherotech (bolsa blanca) frente a etanol como control utilizando los 3 tipos de trampas. No se observaron diferencias significativas en el número de insectos capturados en ninguna de las revisiones durante los 2 meses de trampeo. En Santa Coloma se estudió el efecto de la formulación CSIC y de los 5 GLV frente a Pherotech y etanol como control utilizando trampas Lindgren y Prisma. Para aplicar los métodos estadísticos con mayor fiabilidad se han reunido los datos de las 2 zonas y se ha analizado el promedio de capturas por trampa comparando el efecto de los diferentes atrayentes (CSIC, GLV, Pherotech y etanol) con el del tipo de trampa Lindgren y Prisma. Se observa que se han capturado significativamente más insectos en trampas Prisma con la mezcla de los 4 compuestos CSIC (10,25 individuos/trampa) y la mezcla de 5 GLV (11.50 individuos/trampa) que con la bolsa blanca (Pherotech) (7,25 individuos/trampa) y el etanol (6,88 individuos/trampa) (Figura 7). No se observan diferencias entre atrayentes cuando se utilizan trampas Lindgren.

En Andalucía las pruebas que se llevaron a cabo en 2010 en la zona de Las Majadas han sido también prometedoras. Se capturaron un total de 43 adultos de C. undatus (31 con trampas Prisma y 12 con trampas Lindgren). Los compuestos CSIC capturaron 25 insectos, los GLV 11 y el control 7. Sin embargo, en la zona del Robledal sólo se capturaron 5 adultos, posiblemente debido a la prácticamente completa ausencia de plaga en la zona. El ensayo de la zona de Las Majadas confirma la mayor eficiencia de las trampas Prisma, así como de la formulación CSIC.

Se ha caracterizado una serie de compuestos presentes en extractos y/o volátiles de las plagas del corcho y la encina Coroebus florentinus y C. undatus que pueden formar parte de la comunicación química entre sexos de una de las dos especies, y se han identificado compuestos volátiles de la planta huésped. En bioensayos de laboratorio los machos vírgenes de C. florentinus son atraídos por hembras vírgenes y extractos de abdómenes de hembras. Las hembras, en cambio, no se sienten atraídas ni por machos o hembras vírgenes ni por extractos de abdómenes de machos, pero sí por volátiles y extractos de hojas de la planta huésped, en especial por los GLV (E)-2-hexenal, (E)-2-hexenol, 1-hexanol, acetato de (Z)-3-hexenilo y acetato de hexilo. Los machos y las hembras se sienten atraídos por mezclas de geranilacetona, nonanal y decanal, siendo los machos particularmente sensibles al decanal y las hembras al nonanal. En el campo se ha constatado la actividad atrayente de la 'formulación CSIC' así como de la mezcla de volátiles de la planta (GLV), mucho mayor que el producto comercial Pherotech. Todos los insectos capturados que se han identificado son hembras de C. undatus, lo que realza notablemente el éxito de las formulaciones. Además, se ha desarrollado una trampa eficaz para la captura de individuos adultos de esta especie, que podría ser útil para la captura de otros bupréstidos.

Agradecimientos

Agradezco a mis colaboradores Benjamin Furstenau, Gloria Rosell y Carmen Quero por su inestimable aportación y trabajo en el proyecto. Al Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino por el soporte financiero (Encomienda de Gestión Ministerio de Medio Ambiente-CSIC, 2006-2010) y la Generalitat de Catalunya por una beca FI a B.F. También agradezco a Josep M. Riba (Servei Gestió Forestal, Generalitat de Catalunya), y Antonio Torrell (Forestal Catalana, Generalitat de Catalunya) por su ayuda en la recolección de insectos y pruebas de campo en Cataluña, y Eduardo Pérez-Laorga (Servicio de Prevención de Incendios y Sanidad Forestal, Generalitat Valenciana), Miguel Prieto y Eudaldo González (Servicio de Sanidad Forestal y Equilibrios Biológicos, MARM) por el envío de especímenes de Valencia y Madrid, respectivamente. Especial agradecimiento se lo debo a Gerardo Sánchez (Servicio de Sanidad Forestal y Equilibrios Biológicos, MARM) por la coordinación del proyecto, Belén Torres por el soporte logístico y administrativo y Mariano Rojo (Departament de Medi Ambient, Generalitat de Catalunya) por su continuo apoyo e interés en el proyecto.

Referencias

• Evans HF, Moral LG and Pajares JA. 2007. Biology, ecology and economic importance of Buprestidae and Cerambicidae. En: Lieutier F, Day KR, Battisti A, Grégoire JC, Evans HF (eds) Bark and wood boring insects in living trees in Europe: A synthesis. 2nd ed. Springer, Netherlands, pp 447.
• Francese JA, Mastro VC, Oliver JB, Lance DR, Youssef N and Lavallee SG. 2005. Evaluation of colors for trapping Agrilus planipennis (Coleoptera: Buprestidae). J. Entomol. Sci. 40:93-95.
• Furstenau B, Rosell, G, Guerrero A and Quero C. 2012. Electrophysiological and behavioral responses of the black-banded oak borer Coroebus florentinus to conspecific insect and host plant volatiles. J. Chem. Ecol. 38:378-388.
• M.A.P.A. (Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación). 2002. Plagas de insectos de las masas forestales españolas. Nueva edición, Madrid. Editado por Mundi-Prensa y S.E.C.F., 252 pp.
• Soria FJ and Ocete ME. 1993. Estudios poblacionales sobre Coroebus florentinus (Herbst) (Col. Buprestidae) en alcornocales andaluces. Bol. San. Veg. Plagas 19:27-35.

Ángel Guerrero Pérez es doctor en Ciencias Químicas por la Universidad de Barcelona y profesor de investigación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) desde el 2001. Es autor o coautor de más de 160 publicaciones, la gran mayoría internacionales. Ha impartido conferencias por invitación en congresos, universidades y centros nacionales y extranjeros. Ha sido presidente del Comité Organizador del 22th International Society of Chemical Ecology Meeting (Barcelona, 2006) y Councilor de la International Society of Chemical Ecology (2007-2010). Sus campos de especialización son: ecología química, feromonas de insectos, antagonistas feromonales, comunicación química y control de plagas por métodos no contaminantes.