taxonomía y biologíade los patógenos de insectos · puede infectar muchos tipos de insectos. se...

Taxonomía y Biología de losPatógenos de Insectos

Típos de Patógenos de InsectosBacteriaVirusesHongosNematodosProtozoa

Virus de vertebrados

Bacterias

Bacillus thuringiensis cepasBacillus sphaericusPaenibacillus popilliaeSerratia entomophila

Cepas de Bacillus thuringiensis

kurstaki-para orugas de palomillas

tenebrionis-para algunas familias de escarabajos

israelensis-para mosquitos y algunos dipteros más

Gusano matado por Bacillus thuringiensis (arriba)y uno sano (debajo)

P. rapaefeeding and frass

Celulas de Bacillus thuringiensis tienen un cristal de una proteínatóxica, una espora para sobrevivir condiciones desfavorables, y los

genes del organismo

P. rapaefeeding and frass

Larvas escarabaeido sanas (I) o infectadas por Paenibacilluspopilliae (D)

P. rapaefeeding and frass

Hongos

Hongos Imperfecti- especies deBeauveria, Metarhizium, Verticillium, Hirsutella, Ashersonia

Entomophthorales, como Entomophaga maimaiga

Bajo condiciones artificiales, con niveles altos de humedad (como en cajas petri), Beauveria bassiana

puede infectar muchos tipos de insectos

Se puede ver aquí, el micelio de Beauveria bassiana alrededor del cuerpo de un trip matado por el hongo

Para control de plagas, se aplican esporas de hongos. aquí son los de Beauveria bassiana

Hospederos infectados por algunas especies de hongos en Aschersonia pueden tornarse rojos

Viruses

Baculoviruses– atacan solementeartropodos

No se usan otros grupos de virus paracontrol biológico de insectos

El virus del palomilla gitana es un baculovirus (NPV) típico

Gusanos matados pormuchos viruses puedencolgar cabeza abajo, permitiendo la contaminación del follaje de abajo con virus

El virus de la palomilla de la

manzana es del tipo“granulosis”

Aquí, se puede veruna celula con

grupos de virus dentro del nucleo

Virus

Un gusano joven de la palomilla de la manzana, matadopor virus granulosis

Protozoa

Microsporidia--son patógenos que atacan y debilitan muchostipos de insectos --Son contaminantes potenciales en proyectosclásicos y plagas en las colonias de cria masiva

Esporas de Microsporidia (Nosema sp.) en la tripa de Trichoplusia ni

Nemátodos

Hay muchas familias de nemátodosparasiticos asociados con insectos (e.g., Mermithidae) y son parte del control natural

Se crian en masa, solemente especies de dos familias para uso como bioplaguicidas: Steinernematidae and Heterorhabditidae–

Nemátodo juvenil, infectivo

Larva de Popilla japonica matada por nematodos heterorhabditidos (note el color rojo)

stylet

Patógenos virales de los vertebrados

Pocos vertebrados han sido objetode programas de CBCEjemplos: conejos, ratones, gatosLos patógenos empleados incluyeron

viruses y parásitos internos, metazoas

Gatos silvestres son plagas ecologicas severas en algunasislas oceanicas deshabitadas, por su impacto sobre coloniasde aves marinas. Leucemia felina fue liberado sobre la islaMarian, Sud Africa, con el propósito de reducir tal plaga

La caza nocturnatambién fue un componente del

programa contra gatos en Marion Island.

El virus Myxomatosis fue liberado en Australia y Europaen los 1950s para el control de conejos. En los 1990s, un

segundo virus (calicivirus) también fue liberado porrazones de resistencia

rabbit index

Biología de Patógenos de Insectos

Contacto con nuevoshosperderos

Penetración de hospederosReproducción en el hospederoSalida de los hospederos ya

infectadosCiclos de vida, complejos vs

sencillos

Contacto con el Hospedero

Al final de una generación, la progenie del patógeno es liberada en el ambiente

La siguiente generación del patógeno comienza cuando estosencuentran un hospedero nuevo

Contacto con el Hospedero- cuando las larvas de la palomilla gitana se agregan, se pasan virus una a otra.

Este proceso es llamado transmisión horizonal

Transmisión Horizonal

stylet

Transmisión Vertical

stylet

La hembra a la izquierda (de Musca domestica) estáinfectada con nemátodos

Infectada Normal

Abdomenhinchado

Efecto del nemátodo Paraiotonchium muscadomesticaesobre los ovarios de Musca domestica

Hembra normal Hembra infectada

Nemátodos (Paraiotonchium muscadomesticae) emergiendo de los ovarios de una mosca infectada

Pentración a los Hospederos

Los patógenos, después de contactarun hospedero deben penetrar suintegumento de alguna manera

Bacillus thuringiensis

La estructura de la proteína toxica de Bt

Los hongos contactan a sus hosperderos cuando sus esporas llegan al integumento de algun insecto por viento o contacto fisico. Las esporas

germinan y penetran el integumento por la acción de hifas especializadas

espora

Tubo de germinación

Las hifas de penetracion producen enzimas para digerir el integumento y usan la presion hidrostatica para romperlo

cuticla rompiendo

Micrografico a través del integumento de Diprionsimilis en el momento de la invasion porEntomopthora tenthredinidinis

el exterior del insecto

el interior del insecto

Las oosporas se empotran después del contacto con el hospedero, es la primera etapa de penetración

Coelomomyces dodgei empotrada en la cutícula de una larva de mosquito (Anopheles quadrimaculatus)

oosporas-purpuras

Tubos de germinación emergen de las oosporas y penetranel hospedero

cyst

Tubos de germinación

Integumento de hospedero

Las nematodos penetran el integumento del hospedero con un estilete

Coelomomyces dodgei in cuticle of mosquito larva (Anopheles quadrimaculatus)

Encysted oospores-purple

estilete

Una sección transversal del integumento de un insecto, mostrando el canal hecho por el estilete de un nemátodo

Canal de stilete

Reproducción en el hospedero

Después de la penetración del hospedero, los patógenos debenreproducirse Algunos patógenos matan a sus

hospederos y se reproducen en loscadáveres Otros se reproducen en hospederos vivos

(virus, hongos)

La reproducción de los virus require celulas vivas. Los baculovirus se reproducen en los núcleos.

Channel of stylet

Sección tranversal de los tejidos de un insecto infectado con baculovirus(teñido en rojo), indicando la localización del virus en los núcleos.

Channel of styletBacterias simbioticas

Los nemátodos de las fámilias Steinernematid y heterorhabditid se reproducen en tejidos putrificados de hospederos muertos. Bacterias simbioticas, localizadas en

las tripas de nematados, matan al hospedero

Salida del hospedero

Después de reproducirse, la mayoria de lospatógenos (aparte de los que son transmitidosverticalmente, de madre a progenie) salenfísicamente del hospedero y se dispersan en el ambiente, buscando otros hospederos

Mecanismos de sálida, dispersión, y persistencia fuera del hospedero son críticospor el exito (“fitness”) de un patógeno

Hongos emergen de sus hospederos via el crecimiento de hifas especiales, que brotandel cadáver del hospedero y producen esporas que se dispersan por el aire

Channel of styletConidosporas Hifascreciendo del cadáver de un hospedero

cadáver

Channel of stylet

La apariencia mohosa de insectos matados por hongos escausada por el crecimiento profuso de hifas saliendo del

cadáver

Un larva de “spruce budworm” matada por Zoopthora radicans

Una sección transversal del integumento de un insecto, mostrando hifas creciendo a través del integumento

Channel of stylet

El exterior

Hifas ya emergidas

Micelio por dentro del insecto

Hifas cruzando el integumento

En algunos grupos de hongos, la hifas salen de un hospedero se unen y forman estructuras grandes. Aquí estas hifas tienen la forma de

“cuernos’ sobre esta chicharrita muerta

Channel of stylet

Channel of stylet

El papel de estas hifas es liberar las conidiosporas en el aire. Aquí se ven esporas de Entomophthora sp. alrededor de una

larva muerta de Plutella. El patron de las esporas estádeterminado por el rango de expulsión de esporas de las hifas.

Channel of stylet

Explusión bajo el agua de zoo-esporas por un hongo quemata una larva de mosquito

Tubos de explusión

cadáver

agua

Nemátodos de la familia Mermitidae (Romanomermisculicivora) se sacuden para liberarse de sus hospederos y

nadan en busca de otras larvas

Mermitido emergiendo

Channel of stylet

Los baculovirus emergen de su hospederos cuando loscadáveres se licuan, goteando virus sobre el follaje de

abajo

Un larva de Douglas fir tussock moth matada por NPV

Nemátodos de las familias Steinernematido y Heterorabditido nadan(en el agua del suelo) para dispersarse de los cadávers putrificados

de sus hospederos

cadaver

Channel of stylet

Antes de emerger de las celulas de sus hospederos, los baculovirusdeben cubrirse en laminas de proteína, formando “cuerpos de

oclusión” para protegerse de la luz uv y la sequedad

Douglas fir tussock moth larvae killed by NPV

Channel of stylet

Los patógenos deben tener ciclosde vida sencillos(un hospedero) o complejos (dos o mas hospederos)

Especies de hongosen el genero

Coelomomycetes, por ejemplo,

requieren dos, unalarva de mosquito

y un copepodo

El nemátodo Romanomermis culivorax requiere solamente un hospedero, pero tiene estadios de vida libre (fuera de su hospedero)

Channel of stylet