Abstract
Parasitism (proportion of parasitized nymphs) and host-feeding (proportion of consumed nymphs) of Tamarixia triozae females of different ages was evaluated on N3-N4-N5 instars of Bactericera cockerelli on tomato (Solanum lycopersicum) leaflets, together with the sex ratio and longevity of the progeny (F1 generation). Irrespective of the female age, the parasitism rate was not significantly different on N3 and N5 instars, but the oldest females (10 and 12.5 d-old) parasitized significantly more N4 than the youngest ones. Within a female age, the parasitism of T. triozae increased with the age of the nymph when they were young (3-4.5 and 6 d-old) and did not change when they were older (7.5 to 12.5 d-old). Host-feeding was independent of the parasitoid female age (maximum of 28 ± 4 for N3 and 7.5 d-old females) and was lower on older nymphal stages of the host. A significantly higher number of males were only detected in the offspring of 12.5 d-old females that parasitized N3 nymphs. Female longevity was longer, but not statistically significant differences were obtained. In host-feeding preference experiments with three nymphal stages of B. cockerelli (N3-N4-N5) and leaflets of two host plants [tomato and chili pepper (Capsicum annuum)], neither nymphal instars nor plant species had a significant effect on the parasitism rate. However, T. triozae female host-feeding was inversely related to the nymphal instar offered. In conclusion, the combination of T. triozae female parasitism and hostfeeding on B. cockerelli nymphs may significantly affect the population dynamics of this pest.
Introducción
El psílido Bactericera cockerelli (Sulc., 1909) (Hemiptera: Triozidea) es una de las principales plagas de los cultivos de tomate (Solanum lycopersicum L., 1753), papa (Solanum tuberosum L., 1753), chile (Capsicum annuum L., 1753) y otras solanáceas en los Estados Unidos de América, Méxi co, América Central y Nueva Zelanda (Liu y Trumble 2006; Munyaneza et al. 2007a, 2007b; Liefting et al. 2008). Además del daño directo causado por la alimentación, las ninfas y adultos de este insecto contaminan hojas y frutos a través de la producción de mielecilla, con la siguiente aparición del hongo fumagina.
Por otro lado, B. cockerelli es el principal vector de la bacteria Candidatus Liberibacter psyllaurous (= Candidatus Liberibacter solanacearum) (Jagoueix et al. 1997), la cual está asociada con la enfermedad conocida comúnmente como zebra chip en tubérculos de papa (Hansen et al. 2008; Lie fting et al. 2008, 2009; Lin et al. 2009). Esta enfermedad origina un patrón distintivo de necrosis muy evidente cuando los tubérculos infectados se usan para freír y por ello causa pérdidas de millones de dólares en la industria de la papa en los Estados Unidos de América (Munyaneza et al. 2007a, 2007b).
Para combatir a B. cockerelli, los agricultores usan insec ticidas químicos de amplio espectro, pero el control no es exitoso debido a la alta capacidad reproductiva de la plaga, el desarrollo de resistencia (Dávila et al. 2012), y la reducción de la abundancia de enemigos naturales, entre otros factores. El control biológico, a través del uso del parasitoide Tama rixia triozae (Burks, 1943) (Hymenoptera: Eulophidae), podría jugar un papel importante en el manejo de esta plaga.
En condiciones de campo, T. triozae puede parasitar hasta 80% de las ninfas de B. cockerelli (Bravo y López 2007) у una hembra puede depositar hasta 165 huevos durante toda su vida (Rojas 2010). La larva se alimenta de la hemolinfa de su hospedero pero las hembras de este parasitoide, pueden además alimentarse de las ninfas del huésped, contribuyendo a su muerte (Rojas 2010). Las hembras de T. triozae consiguen así los nutrientes necesarios para incrementar la producción y maduración de huevos y prolongar su longevidad, tal y como se ha visto en otros parasitoides (Heimpel y Collier 1996; Giron et al. 2004; Burger et al. 2005).
En insectos parasitoides, la decisión de parasitar o alimentarse del hospedero parece basarse en una evaluación de su calidad, siendo determinante el tamaño del mismo (Rosenheim y Rosen 1992), y en general, prefieren alimentarse de los estadios juveniles (Heimpel y Rosenheim 1995). Por lo tanto, el estado del hospedero seleccionado para alimentarse vs. parasitismo podría tener un impacto en el rendimiento final del parasitoide como agente de control biológico. Además, en el caso de T. triozae, no existe información sobre la influencia que pudiera tener la morfología de la planta hospedera sobre el parasitismo y alimentación en ninfas de B. cockerelli. En este estudio se determinaron diversos parámetros de vida (parasitismo, alimentación, longevidad y proporción de sexos) de T. triozae sobre B. cockerelli en foliolos de tomate y hojas de chile.
Materiales y métodos
La cría del parasitoide T. triozae se inició con adultos provenientes de ninfas de B. cockerelli parasitadas y coleccionadas el 7 julio 2011 en un cultivo de chile, C. annum (var. Chilaca), ubicado a 3,5 km de la localidad De La Laja (20°42′26,74″N 101°21′57,37″O 1731 msnm), Guanajuato, México. Se seleccionaron hojas de chile con ninfas N3, N4 y N5 parasitadas (color cobrizo oscuro), y se colocaron en bolsas Ziploc® para su transporte al LEA del IIAF-UMSNH, donde se introdujeron en una caja de plástico ventilada (27 x 17,5 cm) hasta la emergencia de los adultos del parasitoide. Para evitar la deshidratación de las hojas, se puso una capa de papel absorbente húmedo en el fondo. Después de la emergencia, los adultos del parasitoide se introdujeron en las jaulas de madera donde se encontraban las plantas de tomate infestadas con ninfas N3, N4 y N5 de B. cockerelli. Los adultos de T. triozae se alimentaron con pequeñas gotas de miel de abeja al 100%, colocadas sobre rectángulos de PVC (22 x 1,5 cm) dispuestos en la parte superior interna de las jaulas. Los parasitoides se mantuvieron en laboratorio a ~25 °C, HR de 56% y fotoperiodo de 12:12 h luz-oscuridad.
Cuando las hembras de T. triozae tenían 3; 4,5; 6; 7,5; 10 y 12,5 días de edad se les ofreció para parasitar, sucesivamente, cada uno de los estadios ninfales N3, N4 y N5 de B. cockerelli durante 36 h. Se realizaron diez repeticiones por edad de la hembra y estadio ninfal del hospedero.
Después de cada exposición, se anotó el número de ninfas de las que se había alimentado el parasitoide, reconocibles por la forma de V invertida que adoptan sin contenido de hemolinfa en su cuerpo, lo que las asemeja a una exuvia ninfal. Once días después de cada exposición, se registró el porcentaje de parasitismo sobre cada uno de los estadios ninfales ensayados, y cuando emergieron los adultos de la F1, la proporción sexual y su longevidad, para lo cual se individualizaron hembras y machos en vasos de plástico ventilados (5,7 cm diámetro x 4,4 cm altitud), se alimentaron tal y como se ha descrito y se observaron cada seis horas hasta su muerte.
Porcentaje de parasitismo (± error estándar) de hembras de distintas edades de T. triozae sobre diferentes estadios ninfales de B. cockerelli.
Medias dentro de las columnas (letras mayúsculas) y dentro de líneas (letras minúsculas) seguidas por la misma letra no difieren significativamente (P > 0,01; LSD separación de medias).
Durante todos los ensayos, los parasitoides tuvieron a su disposición, pequeñas gotas de miel de abeja al 100% y agua destilada (vasos de plástico de 3,8 cm diámetro x 3,1 cm altitud cubiertos con papel Parafilm® atravesado por una tira de esponja Scotch Brite®).
Resultados
Porcentaje de alimentación (± error estándar) de hembras de distintas edades de T. triozae sobre diferentes estadios ninfales de B. cockerelli.
Medias dentro de las columnas (letras mayúsculas) y dentro de líneas (letras minúsculas) seguidas por la misma letra no difieren significativamente (P > 0,01; LSD separación de medias).
Longevidad de la progenie (generación F1) (± error estándar) de T. triozae proveniente de diferentes estadios ninfales de B. cockerelli.
Entre cada edad de la hembra de T. triozae, medias dentro de cada columna (letras mayúsculas) y dentro de cada línea (letras minúsculas), seguidas por la misma letra no difieren significativamente (P > 0,01; LSD separación de medias).
N = Número de individuos a los cuales se les siguió la longevidad.
ND = No determinada porque no hubo descendencia.
_ = Datos no incluidos en el análisis debido a que la descendencia de los parentales fue ≤ 2.
Proporción de sexos de la descendencia (generación F1) (± error estándar) de T. triozae proveniente de diferentes estadios ninfales de B. cockerelli.
Entre cada edad y entre cada sexo de T. triozae, medias dentro de cada columna (letras mayúsculas) y cada línea (letras minúsculas) seguidas por la misma letra no difieren significativamente (P > 0,01; LSD separación de medias).
Porcentaje de parasitismo (± error estándar) causado por T. triozae sobre diferentes estadios ninfales de B. cockerelli presentes en foliolos de tomate y hojas de chile.
Medias dentro de cada columna (letras mayúsculas) y cada línea (letras minúsculas) seguidas por la misma letra no difieren significativamente (P > 0,01; LSD separación de medias).
Las tasas de consumo de T. triozae sobre ninfas de B. cockerelli oscilaron entre un 17 y un 36%. El estadio ninfal de B. cockerelli sí influyó en la alimentación de T. triozae sobre cada especie de planta ensayada y para una misma planta hospedera, la tasa de consumo fue significativamente más baja sobre N5, que sobre N3 0 N4 (F = 2,50; gl = 54; F= 0,041) (Tabla 6). Para un mismo estadio ninfal, no se registraron diferencias entre las dos plantas hospederas.
Porcentaje de alimentación (± error estándar) de T. triozae sobre diferentes estadios ninfales de B. cockerelli presentes en foliolos de tomate y hojas de chile.
Medias dentro de cada columna (letras mayúsculas) y cada línea (letras minúsculas) seguidas por la misma letra no difieren significativamente (P > 0,01; LSD separación de medias).
Discusión
Los parasitoides se pueden desarrollar con éxito sobre más de un estadio de desarrollo de sus hospederos, pero el costo del parasitismo puede variar notablemente entre éstos (Godfray 1994). Así en nuestros estudios hemos comprobado que las hembras de T. triozae parasitan ninfas de diferentes edades del huésped B. cockerelli, pero prefirieron las N4 antes que las N3 0 N5, en ensayos de no elección sobre foliolos de tomate, y los valores de parasitismo coinciden con los registrados para este insecto por Caudillo (2010) en plantas de chile (5%, 62% y 35% para N3-N4 y N5, respectivamente). Pero especies próximas, se pueden comportar de manera diferente, pues la especie cercana Tamarixia radiata (Waterston, 1922) (Hymenoptera: Eulophidae) aunque prefiere también parasitar ninfas N4 (77%) de su huésped [el psílido asiático de los cítricos Diaphorina citri (Kuwayama, 1908) (Hemiptera: Psyllidae)], parasita más ninfas jóvenes N3 (28%) que N5 (3%) (Tang y Huang 1991). Sobre el estadio más preferido del hospedero B. cockerelli, N4, los porcentajes de parasitismo de las hembras de T. triozae incrementaron con la edad de la hembra al parasitar (30 y 31% para las de 10 y 12,5 días de edad y 8 a 14% para las de 3 a 6 días). Similarmente, los máximos porcentajes de parasitismo (alrededor del 30%) se obtuvieron entre los 13 y 16 días de edad de las hembras de T. triozae cuando se les ofreció una mezcla de ninfas N4 y N5 (A. Luna C., com. pers. 2012). El hecho de que la parasitación de T. triozae sobre B. cockerelli haya sido proporcional al incremento de su edad pudo ser debido a su condición sinovigénica. Las hembras de estos parasitoides deben de madurar sus huevos a través de su vida adulta antes de ser depositados sobre sus hospederos (Jervis y Coplan 1996; Heimpel y Rosenheim 1998).
Las hembras del género Tamarixia parecen preferir para alimentarse ninfas N3 de sus huéspedes, pues tanto en nuestro trabajo T. triozae sobre B. cockerelli como T. radiata sobre D. citri (Tang y Huang 1991) exhibieron esa pauta. Esta preferencia alimentaria de los parasitoides por los estadios jóvenes del hospedero, se da también en otras especies, como Encarsia sophia (Girault y Dodd, 1915) y Eretmocerus melanoscutus (Zolnerowich y Rose, 1998) (Hymenoptera: Aphelinidae) sobre Bemisia tabaci (Gennadius, 1889) (Hemiptera: Aleyrodidae) (Lian y Tong 2007). Entre las razones de este comportamiento podría estar un menor gasto energético en la manipulación comparado con estadios más viejos, o que sólo los estadios jóvenes le proporcionan los requerimientos nutricionales necesarios para el desarrollo de su descendencia.
La longevidad de la generación F1, de T. triozae, no difirió según la edad de la hembra al parasitar o según el estadio ninfal del hospedero B. cockerelli parasitado, al igual que se ha visto para Tamarixia leucaenae (Boucek, 1988) (Hymenoptera: Eulophidae) sobre el psílido de la leucaena, Heteropsylla cubana (Crawford, 1914) (Hemiptera: Psyllidae) (Patil et al. 1993). En ambos estudios, los adultos de los parasitoides se alimentaron constantemente con miel de abeja al 100%, lo que sin duda pudo incrementar la longevidad de ambas especies, al proporcionarles carbohidratos necesarios para su desempeño biológico (Kapranas y Luck 2008).
Charnov et al. (1981), propusieron que el tamaño del hospedero influye en el éxito reproductivo de las hembras de los parasitoides y existen numerosos ejemplos en la bibliografía que lo apoyan. Las hembras de los parasitoides seleccionan a los huéspedes de mayor tamaño para depositar los huevos que darán origen a hembras, porque ofrecen mayor cantidad de recursos (Trivers y Willard 1973; Vinson e Iwantsch 1980). Así, para una misma especie de parasitoide, los hospederos de menor edad o más pequeños, dan lugar a una descendencia fundamentalmente masculina, que es haploide y los de mayor talla a femenina, que es diploide (Heinz 1996; Joyce et al. 2002). Similarmente, Escudero (2011) observó que en nuestra especie T. triozae, el sexo de la descendencia dependía del tamaño de las ninfas del huésped: las grandes daban lugar a mayor descendencia femenina (1371-1570 µm; 10% machos y 90% hembras) y las pequeñas al contrario (971-1170 µm; 60% machos y 40% hembras). En nuestro estudio, independientemente de la edad de la hembra (4,5-7,5-12,5 días) al parasitar las ninfas de diferentes edades del hospedero, en general emergieron más hembras que machos pero estas diferencias sólo fueron significativas para una cierta edad de la hembra, en la descendencia de ninfas N4 y N5. Sin embargo, las hembras de más edad (12,5 días) dieron lugar a un número de machos, significativamente mayor cuando parasitaron ninfas N3. Entre los factores que influyen, está la reducción en calidad y cantidad de los espermatozoides presentes en la espermateca de la hembra del parasitoide (Godfray 1994) y la menor necesidad de recursos para producir machos, debido a que son haploides.
En el estudio de elección cuando el hospedero estaba sobre foliolos de tomate u hojas de chile, la parasitación de T. triozae fue idéntica, con independencia del estadio ninfal de B. cockerelli ofrecido (N3, N4 y N5). Sin embargo, existió una tendencia hacia una mayor parasitación de ninfas N3 y N5 sobre hojas de chile. En otras investigaciones, la preferencia de los insectos parasitoides hacia ciertos estados/estadios de desarrollo de sus hospederos dependió de la calidad y condición de éstos (King 1993; Godfray 1994), y de la planta hospedera (Qiu et al. 2005; Urbaneja et al. 2007). Las diferencias en la preferencia de parasitación pueden deberse a la pubescencia, y al grado de hirsutez de la misma, presente en las hojas de las plantas hospederas de la plaga (Qiu et al. 2005). En general, las hembras de los parasitoides requieren de mayor tiempo, e invierten más energía, para localizar y manipular a sus hospederos en plantas con mayor cantidad de pubescencia en sus hojas (Urbaneja et al. 2007). Así, el parasitoide Eretmocerus mundus (Mercet, 1931) (Hymenoptera: Aphelinidae) parasitó mas ninfas N2 y N3 de B. tabaci sobre plantas de chile (30%) que sobre tomate (21%) (Chacón y López 2010) y Eretmocerus sp. cercano a furuhashii (Rose y Zolnerowich, 1994) (Hymenoptera: Aphlinidae) parasitó más B. tabaci en tomate (S. lycopersicum), que en pepino (Cucumis sativus L., 1753), berenjena (Solanum melongena L., 1753) o col (Brassica oleracea L., 1753) (Qiu et al. 2005).
El consumo del parasitoide también puede ser influido por la planta hospedera. Urbaneja et al. (2007) observaron que las hembras de E. mundus consumieron el 100% de la ninfas N2 de B. tabaci ofrecidas sobre plantas de C. annuum, y sólo el 69% sobre S. lycopersicum. En el presente estudio los porcentajes de ninfas consumidas no fueron significativamente diferentes para las dos plantas hospederas, pero para una misma planta, el consumo disminuyó al aumentar la edad ninfal siendo siempre significativamente inferior sobre ninfas N5. Esto es congruente con los resultados obtenidos en el primer ensayo de este estudio, donde las hembras del parasitoide no tuvieron la posibilidad de elección entre los estadios ninfales de su hospedero.
Conclusiones
El impacto complementario del parasitismo y alimentación de T. triozae sobre su hospedero B. cockerelli podría ser importante desde el punto de vista práctico para contribuir al control de esta plaga de una manera más rápida y eficaz. Sin embargo, estos resultados de laboratorio, habría que validarlos en condiciones más reales (invernadero, semicampo) para conocer la verdadera importancia de este enemigo, antes de desarrollar un programa de gestión integrada de la plaga, donde es esencial conocer los parámetros de vida de T. triozae estudiados aquí.
Footnotes
Agradecimientos
Este trabajo fue financiado por la Coordinación de la Investigación Científica de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo a través del Programa de Investigación 2012 y forma parte de la tesis de Licenciatura de Sinue I. Morales Alonso.