Ecología Química para el manejo sostenible de Drosophila suzukii: respuesta olfativa de parasitoides y machos estériles a claves químicas de fruta

Abstract

La ‘mosca de alas manchadas’, Drosophila suzukii (Diptera: Drosophilidae), es una plaga de la fruta fina (frutillas, frambuesas y arándanos) de relevancia mundial. Está presente en Uruguay desde 2015 y representa una amenaza sanitaria para la fruticultura. Su incidencia próxima a la cosecha de la fruta restringe la aplicación de insecticidas, requiriendo la búsqueda de prácticas alternativas y ambientalmente sostenibles para su mitigación; entre ellas, el control biológico con parasitoides y la técnica del insecto estéril. Estas dos estrategias complementarias se abordan en esta tesis desde un enfoque de Ecología Química. Específicamente, se exploran las capacidades olfativas de un potencial bio-controlador, la avispa Trichopria anastrephae (Hymenoptera: Diapriidae), y de los machos de D. suzukii esterilizados por radiación ionizante. Los estímulos olfativos estudiados fueron compuestos volátiles de fruta, potenciales claves químicas de relevancia ecológica en un contexto agro-ecosistémico. Primeramente, evaluamos cómo incide la infestación de D. suzukii en los perfiles químicos de los compuestos volátiles de frutillas (Fragaria x ananassa) a los 5 y 10 días posteriores a la oviposición. Como resultado, obtuvimos que los perfiles presentan tres ésteres principales de cadena corta ubicuos de frutas; butanoato de etilo, hexanoato de metilo y hexanoato de etilo. La diferenciación entre los perfiles (fruta control vs. infestada) se observa al décimo día, y es parcialmente explicada por la dinámica de emisión de los ésteres mayoritarios. La frutilla infestada presenta una emisión incrementada de hexanoato de etilo y una emisión sostenida de hexanoato de metilo, el cual muestra una disminución en la frutilla libre de infestación. Mediante estudios de electrofisiología (GC-EAD), encontramos que los principales compuestos volátiles que conforman el perfil químico de la frutilla infestada son detectados por la antena del bio-controlador, pudiendo por lo tanto ser utilizados como claves químicas asociadas a la presencia del hospedero. Uno de estos ésteres frutales, el hexanoato de etilo, presenta una típica relación dosis-respuesta con saturación en ensayos de electroantenografía (EAG). Mediante bioensayos de olfatometría de doble opción, encontramos que los volátiles de frutilla infestada por D. suzukii resultan atractivos para hembras de T. anastrephae, en comparación con volátiles de frutilla sin infestación. Finalmente, en experimentos diseñados para estudiar el efecto de la experiencia olfativa previa en un potencial condicionamiento para la avispa, encontramos que la respuesta comportamental a hexanoato de etilo es modificada según la experiencia de oviposición en asociación a la clave olfativa, mas no la exposición al estímulo olfativo durante el desarrollo pre-imaginal. En segundo término, evaluamos la afectación sensorial de la olfacción a nivel de la detección periférica (EAG dosis-respuesta) de machos de D. suzukii expuestos a distintas dosis de radiación esterilizante (0, 120 y 220 Gy), así como a nivel de número de sensilias olfativas en las antenas y del comportamiento en respuesta a claves olfativas (0 y 220 Gy). Las curvas dosis-respuesta a tres ésteres frutales (butanoato de etilo, acetato de isoamilo y hexanoato de etilo) asociados a probables sitios de encuentro entre sexos en ambientes naturales, mostraron una tendencia a la baja en la sensibilidad de la detección conforme aumenta la radiación administrada, y una disminución en la detección de los machos estériles con 220 Gy a dosis alta de estímulo. Sin embargo, no se observaron malformaciones ni reducciones en el número de sensilias olfativas, y serían igualmente competitivos en cuanto a la habilidad para orientarse en base a semioquímicos volátiles. Este abordaje sienta un precedente a nivel nacional en el uso de técnicas nucleares para la esterilización de insectos. Este hito, junto a la continuidad del estudio con parasitoides, contribuye al desarrollo de prácticas alternativas de mitigación de plagas de relevancia mundial presentes en Uruguay.