Los científicos quieren luchar contra los escarabajos barrenadores del fresno invasores con avispas parásitas

Kristine Grayson es profesor asociado de biología en la Universidad de Richmond. Esta historia apareció originalmente en La conversación.

El barrenador esmeralda del fresno (Agrilus planipennis) es un escarabajo adulto de color verde metálico engañosamente atractivo con un abdomen rojo. Pero pocas personas ven al insecto en sí, solo el rastro de destrucción que deja bajo la corteza de los fresnos.

Estos insectos, que son nativos de Asia y Rusia, fueron descubiertos por primera vez en Michigan en 2002. Desde entonces se han extendido a 35 estados y se han convertido en insecto perforador de madera invasivo más destructivo y costoso en la historia de Estados Unidos. También se han detectado en las provincias canadienses de Ontario, Quebec, Manitoba, New Brunswick y Nueva Escocia.

En 2021, el Departamento de Agricultura de EE. UU. dejó de regular el movimiento de fresnos y productos de madera en áreas infestadas porque los escarabajos propagarse rápidamente a pesar de los esfuerzos de cuarentena. Ahora, los reguladores e investigadores federales están siguiendo una estrategia diferente: el control biológico. Los científicos piensan que diminutas avispas parásitas, que se alimentan de los barrenadores esmeralda del fresno en su área de distribución nativa, son la clave para frenar a esta especie invasora y devolver los fresnos a los bosques de América del Norte.

Estudio insectos invasores del bosque y trabajar con el USDA para desarrollar formas más fáciles de criar barrenadores del fresno esmeralda y otros insectos invasores en los laboratorios de investigación. Este trabajo es fundamental para descubrir y probar formas de gestionar mejor la recuperación forestal y prevenir futuros brotes. Pero mientras que el barrenador esmeralda del fresno se ha extendido incontrolablemente en la naturaleza, producir un suministro constante de estos insectos en el laboratorio es sorprendentemente desafiante, y desarrollar un programa de control biológico efectivo requiere una gran cantidad de insectos objetivo.

El valor de los fresnos

Los investigadores creen que el barrenador esmeralda del fresno probablemente llegó a los EE. UU. En material de embalaje de madera importado de Asia en algún momento de la década de 1990. Los insectos ponen huevos en las grietas de la corteza de los fresnos; cuando las larvas eclosionan, atraviesan la corteza y se alimentan de la capa interna del árbol. Su impacto se hace evidente cuando se retira la corteza, revelando dramáticas huellas de alimentación. Estos canales dañan los árboles ‘ tejido vascular

– redes internas que transportan agua y nutrientes – y finalmente matan al árbol.

Antes de que esta plaga invasora apareciera en escena, los fresnos eran particularmente populares para los desarrollos residenciales, representando entre el 20 y el 40% de los árboles plantados en algunas comunidades del medio oeste. Los barrenadores esmeralda del fresno han matado a decenas de millones de árboles en los EE. UU. Con un costo de reemplazo estimado de 10 a 25 mil millones de dólares.

La madera de fresno también es popular para la madera utilizado en muebles, equipamiento deportivo y papel, entre muchos otros productos. La industria de la madera de fresno produce más de 100 millones de pies tablares al año, valorados en más de $ 25 mil millones.

Por qué han fallado las cuarentenas

Las agencias estatales y federales han utilizado cuarentenas para combatir la propagación de varios insectos forestales invasores, incluidos Escarabajos asiáticos de cuernos largos y Lymantria dispar, anteriormente conocido como polilla gitana. Este enfoque busca reducir el movimiento de huevos e insectos jóvenes escondidos en la madera, plantas de vivero y otros productos de madera. En los condados donde se detecta una especie invasora, las regulaciones generalmente requieren que los productos de madera sean tratados térmicamente, descortezados, fumigados o astillados antes de poder moverlos.

La cuarentena federal del barrenador esmeralda del fresno comenzó con 13 condados en Michigan en 2003 y aumentó exponencialmente con el tiempo para cubrir más de una cuarta parte de los Estados Unidos continentales. madera.

Sin embargo, las hembras barrenadores del fresno esmeralda puede volar hasta 12 millas por día durante hasta seis semanas después del apareamiento. Los escarabajos también son difíciles de atrapar y, por lo general, no se detectan hasta que han estado presentes durante tres a cinco años, demasiado tarde para que funcionen las cuarentenas.

Siguiente opción: avispas

Cualquier plan de control biológico plantea preocupaciones sobre las consecuencias no deseadas. Un ejemplo notorio es la introducción de sapos de caña en Australia en la década de 1930 para reducir los escarabajos en las granjas de caña de azúcar. Los sapos no se comieron a los escarabajos, pero se propagaron rápidamente y comieron muchas otras especies. Y sus toxinas mataron a los depredadores.

La introducción de especies para el control biológico está estrictamente regulada en los EE. UU. Puede llevar de dos a 10 años demostrar la eficacia de los agentes de control biológico potenciales, y obtener un permiso para las pruebas de campo puede llevar dos años más. Los científicos deben demostrar que la especie liberada se especializa en la plaga objetivo y tiene un impacto mínimo en otras especies.

Cuatro especies de avispas de China y Rusia que son enemigos naturales del barrenador esmeralda del fresno han pasado por el proceso de aprobación para su liberación en el campo. Estas avispas son parasitoides: depositan sus huevos o larvas en otro insecto, que se convierte en una fuente de alimento desprevenida para el parásito en crecimiento. Los parasitoides son excelentes candidatos para el control biológico porque normalmente explotan una sola especie huésped.

Las avispas seleccionadas son pequeñas y no pican, pero sus órganos de puesta de huevos pueden penetrar la corteza del fresno. Y tienen habilidades sensoriales especializadas para encontrar larvas o huevos del barrenador esmeralda del fresno que sirvan como sus anfitriones.

El USDA está trabajando para criar cantidades masivas de avispas parasitoides en instalaciones de laboratorio al proporcionar barrenadores de fresno esmeralda cultivados en laboratorio como huéspedes para sus huevos. A pesar de las interrupciones del COVID-19, la agencia produjo más de 550.000 parasitoides en 2020 y los liberó en más de 240 sitios.

El objetivo es crear poblaciones de parasitoides autosostenibles en el campo que reduzcan las poblaciones del barrenador esmeralda del fresno en la naturaleza lo suficiente como para permitir que los fresnos replantados crezcan y prosperen. Varios estudios han demostrado alentando los primeros resultados, pero asegurar un futuro para los fresnos requerirá más tiempo e investigación.

Un obstáculo es que los barrenadores esmeralda del fresno cultivados en el laboratorio necesitan troncos y hojas de fresno frescos para completar su ciclo de vida. Soy parte de un equipo que trabaja para desarrollar una alternativa al proceso de recolección de troncos, que requiere mucho tiempo y dinero: una dieta artificial que la larva del escarabajo puede comer en el laboratorio.

La comida debe proporcionar la textura y la nutrición adecuadas. Otros insectos que se alimentan de hojas comen fácilmente dietas artificiales hechas de germen de trigo, pero las especies cuyas larvas digieren la madera son más exigentes. En la naturaleza, los barrenadores esmeralda del fresno solo se alimentan de especies de fresno.

En la economía global actual, con personas y productos que se mueven rápidamente en todo el mundo, puede ser difícil encontrar opciones de manejo efectivas cuando las especies invasoras se establecen en un área grande. Pero las lecciones aprendidas del barrenador esmeralda del fresno ayudarán a los investigadores a movilizarse rápidamente cuando llegue la próxima plaga forestal.

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