Radiobiología aplicada: estudios en diferentes especies artropódicas (página 2)

– Fisiología del aparato bucal masticador: debido al daño
que sufre por aplicación de radiaciones el sistema muscular estriado,
el que se repara parcialmente post irradiación, los músculos
que accionan las mandíbulas y otras partes del aparato bucal, no presentan
la tonicidad exhibida en los insectos controles, es decir que su actividad
se ve disminuida a la hora de la ingesta.

Según la información obtenida, se observa que todos
los insectos irradiados a dosis subletales y potencialmente letales, presentan
secuelas postratamiento, independientemente del método empleado.

Claramente todos los insectos sufren daños, algunos nunca totalmente
reversibles y otros no reversibles, de variada magnitud según la dosis
(a mayor dosis mas daño), el Orden (los lepidópteros son mas
sensibles que los dípteros, coleópteros e himenópteros),
la tasa de dosis (a mayor tasa, mas daño irreversible), la etapa del
ciclo biológico (las fases de larva y pupa, son mas sensibles que los
adultos), las características del tratamiento (temperatura, gases),
actividad metabólica (mas actividad, mayor daño) y nunca un
insecto irradiado será igual o semejante a uno no tratado ya que la
reparación no es absoluta.

La Técnica del Insecto Estéril

En la lucha contra algunas especies de insectos holometábolos
y voladores existe una opción al tratamiento químico clásico
que se presenta ambientalmente segura, selectiva, respetuosa del equilibrio
biológico del agrosistema y no tóxica: es la Técnica
del Insecto Estéril.

Consiste en aplicar bajas dosis de radiación a insectos criados
en medio artificial para generar cambios en su sistema genital. Luego, miles
de ellos son dispersados en el agrosistema comercial para que compitan con
sus semejantes salvajes en la búsqueda de insectos del sexo opuesto
para copular y reproducirse. Pero esta última función no puede
concretarse debido a que los ejemplares esterilizados llevan a las poblaciones
a reducir el número de individuos, de modo tal que los pocos insectos
que queden en el campo no causen daños significativos a la producción.

Hasta el momento sólo se han conseguido resultados viables
en algunas especies de moscas que producen daños a la ganadería
(gusano barrenador Cochliomya homnivorax [Diptera: Callyphoridae],
la mosca tse-tse Glossina spp [Diptera: Glossinidae]),
las moscas de los frutos (principalmente Ceratitis capitata, Bactrocera
spp y Anastrepha spp [Diptera: Tephritidae]),
la polilla de la manzana Cydia pomonella en Columbia Británica
(Canadá), la polilla de la vid Lobesia botrana (Lepidoptera:
Tortricidae) en Sudáfrica y la lagarta rosada Pectinophora
gossypiella (Lepidoptera: Gelechiidae) en Estados Unidos

Si bien se ha investigado la viabilidad de aplicación de la
TIE a otras especies, hasta el momento no se han obtenido resultados esperados
principalmente por dificultades en la cría masiva, a complicaciones
biológicas y a la tecnología de las radiaciones que se presentan
a la hora de irradiar millones de especimenes (la instalación debe
tener un diseño ad hoc), dificultades que en algunos casos
no se observan a nivel experimental y que pueden crear expectativas falsas.

En consecuencia, aunque continúan los esfuerzos para ampliar
el rango de usos, hoy sólo se ha trata de optimizar la TIE orientando
las investigaciones hacia la obtención de moscas de los frutos (Ceratitis
capitata) genéticamente modificadas para disponer de un sexado
genético confiable. Además se ha abandonado la pretensión
de erradicar esas plagas, buscándose mantener las poblaciones por debajo
de la Línea de Significancia Económica.

Respecto de este Complejo, nuestro aporte fue trabajar en el tratamiento
de pupas de Ceratitis capitata llevadas a 18º C preirradiación
y mantenidas a esa temperatura por medio de una corriente de aire, que puede
ser enfriada antes de ingresar a la cámara de irradiación del
equipo empleado. Comprobamos que se generan menores daños por absorción
de radiaciones para lograr efectos no reversibles en las gónadas de
estos insectos, a las dosis máximas recomendadas de 100 Gy para cualesquiera
de los ecotipos locales.

También comprobamos que al desplazar el ozono formado durante
la irradiación, haciendo circular una suave corriente de aire desde
el exterior hacia la cámara, se evita su incidencia negativa (oxidación
acelerada) en el material biológico; obviamente los recipientes con
las pupas no deberán estar cerrados o bien disponer de algún
tipo de ventilación.

Resultados de otros ensayos realizados en el laboratorio
a ser profundizados y completados:

Cydia pomonella (Lepidoptera: Tortricidae)
[1994-97]: se irradian en estado adulto, por lo tanto el manejo es complicado
debido a la fragilidad de las alas escamosas y deben ser procesados antes
de su primera cópula, situación que compromete el éxito
del método. Si bien hay soluciones técnicas para estos inconvenientes,
de hecho hay en marcha un programa de manejo integrado con TIE como medio
de lucha directa entre EUA y Canadá, no resulta practicable en países
con sus economías regionales en estado comprometido.

Anastrepha fraterculus (Diptera: Tephritidae)
[1994-96], Plagiodera erythroptera (Coleoptera: Chrysomelidae)
[1990-1992] y Platypus sulcatus (Coleoptera: Platypodidae)[1998-2002]:
si bien se logran los efectos buscados (daños en gónadas) por
aplicación de bajas dosis de radiación ionizante a insectos
salvajes, la cría masiva para una campaña regional y aún
la producción artificial semimasiva para formalizar el desarrollo en
laboratorio, deben optimizarse siempre que esto sea tecnológica y económicamente
viable. Nosotros no lo hemos logrado.

Culex pipiens pipiens (Diptera: Culicidae)
[2005-2009]: engorrosa cría masiva (en particular la dieta) y como
se irradian en estadlo de pupa y en agua, su movimiento hace que la dosis
no sea pareja porque se alejan y acercan de la fuente y el agua ejerce un
efecto no favorable en el tratamiento.

Anthonomus grandis grandis (Coleoptera: Curculionidae)
[1989-91]: dificultades en la dispersión por vuelo propio en insectos
irradiados.

Radiodesinfestación

Los grandes volúmenes de producción de maderas, cereales
y algunos otros productos impiden su utilización inmediata, lo que
significa que deban almacenarse. Durante esta etapa están sometidos
a una gran diversidad de riesgos entre los cuales se presenta como uno de
los más significativos el ataque de insectos y otros artrópodos,
quienes no sólo los usan con fines alimentarios sino que es el sitio
donde completan su ciclo biológico produciendo numerosa descendencia.

Convencionalmente se intenta resolver este problema empleando productos
químicos o temperaturas extremas. Estos procedimientos de control son
contaminantes, tóxicos, riesgosos y/o no económicos.

La radiación ionizante, emitida por fuentes de cobalto 60 y
cesio 137, se caracteriza por su baja energía (1,2 MeV y 0,6 MeV) y
gran poder de penetración en los diferentes sustratos que la absorben,
sin producir ningún tipo de riesgo. Así, pueden aplicarse estas
bajas dosis de radiaciones a diferentes productos orgánicos con el
fin de luchar contra insectos y otros artrópodos que los atacan. Se
buscará con este tratamiento "desnaturalizar" a la fauna
infestante, es decir generarles esterilidad y pérdida de calidad de
vida, situación que los conduce a una letalidad prematura.

Este procedimiento se presenta como la única opción
de combate capaz de impactar en larvas que se encuentran en los planos internos
de los productos, en las pupas que se presentan cerca de la superficie y en
los adultos que se localizan en el exterior.

Debido a que este es un método físico, la aplicación
de radiaciones no tiene acción residual, por lo tanto no hay riesgos
de manipuleo y en el caso de los alimentos deshidratados, luego del tratamiento
pueden ser ingeridos sin ocasionar peligros a la salud. Los productos con
bajo contenido de humedad se presentan como perfectamente tolerantes a las
dosis de radiación necesarias para afectar a cualquier estado del ciclo
biológico en el que se encuentren los insectos perniciosos.

Hemos comprobado ciertamente en todas las especies artropódicas
estudiadas, que la aplicación de bajas dosis de radiación ionizante
produce disfunciones de variadas y de diferente magnitud.

Podemos identificar, primordialmente, esas manifestaciones como:

• Irritabilidad en larvas, principalmente en los últimos estadios.

• Pérdida de elasticidad en la pared de vasos conductores
  de hemolinfa (en larvas y adultos).

• Desordenes funcionales en las glándulas endocrinas.

• Dificultades o impedimentos de paso de una fase del ciclo a la
  siguiente.

• Daños en el sistema muscular estriado (al menos en adultos),
  muy evidentes en aparato bucal y patas.

• Afecciones en el sistema digestivo, en particular intestino (al
  menos en adultos).

• Lesiones en las gónadas (en pupas y adultos) que producen
  gametos inviables (en adultos).

• Perjuicios en la transmisión de impulsos nerviosos [SNC]
  (al menos en adultos).

• Muy evidentes dificultades en la traslación en individuos
  caminadores y voladores.

• Acortamiento de tiempo de vida, con pérdida de calidad.

Estos cambios radioinducidos deben ser tenidos en cuenta a la hora
de aplicar radiaciones ionizantes para desinfestar productos: algunas de estas
manifestaciones no sólo son irreversibles, sino que no responden a
los mecanismos de reparación enzimática, amplificándose
el daño según transcurren las horas postratamiento y generando
una descompensación que provoca una letalidad anticipada en el material
biológico pernicioso.

Otro asunto a tener en cuenta es que realizar el tratamiento con radiaciones
ionizantes a insectos con hábitos crepusculares y nocturnos durante
esas horas, significará aplicar dosis mas bajas debido a que estas
generan mayores daños cuando la actividad metabólica del animal
es mayor.

Esta modalidad significará generar menores daños a sustratos
susceptibles, reducción del tiempo de tratamiento, disponibilidad de
la planta para otros servicios y disminución del costo de tratamiento.

Agradecimientos

Al Dr José Mayo (1924-2009), sector Radiobiología de
la CNEA por su guía y permanentes recomendaciones.

A las personas que participaron en algunos de estos desarrollos: Repetti,
M., Legizamón, C., Merliuzi, E., Echeverria, N., Concheiro P, Barrenechea,
C., personal de la PISI y de dosimetria CAE, Colabino, M., Penzo, G., Alingui,
A., Manso, F., Zapater, M., Crespo, D., Quintana, G., Arriaga, L.

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Autor:

Miguel Ritacco

Investigador Consulto CNEA