Realizan el primer atlas anatómico de un diminuto insecto responsable de las mayores pérdidas económicas en los cultivos de cítricos de todo el mundo

Científicos de la Universidad de Granada han realizado el primer atlas anatómico de un diminuto insecto de apenas 3 milímetros denominado Diaphorina citri, el psílido asiático de los cítricos (ACP), responsable de las mayores pérdidas económicas en los cultivos de cítricos de todo el mundo.

Los investigadores de la UGR Javier Alba-Tercedor e Ignacio Alba-Alejandre posan en el laboratorio mostrando parte de los resultados obtenidos. A sus espaldas, el microtomógrafo Skyscan 1172, y en las pantallas de los ordenadores, algunas reconstrucciones microtomográficas de la anatomía del psílido asiático de los cítricos objeto del estudio.Diaphorina citri representa una plaga muy dañina para los cultivos de cítricos (limones, limas, naranjas, pomelos, mandarinas y kumquats) al transmitir bacterias (Candidatus Liberibacter spp.) que causan la llamada enfermedad de Huanglongbing (HLB) (también conocida como enfermedad del enverdecimiento de los cítricos), considerada la enfermedad bacteriana más grave de los cítricos, ya que la infección bacteriana provoca pérdidas de rendimiento, frutos pequeños, amargos y de mal sabor, y finalmente la muerte del árbol. Esto se traduce en pérdidas anuales de millones de dólares.

Hasta la fecha, en la Península Ibérica no se ha detectado esta especie, aunque ya se ha ido extendiendo otra especie próxima (Tryoza eritreae) capaz de transmitir las bacterias que producen el Huanglonbing. Es mejor no pensar en el daño que podría producir a la economía de regiones españolas con gran producción de cítricos, y las autoridades competentes deben estar muy alertas para evitar la introducción de este insecto, o plantas enfermas al importar cítricos de países en que la enfermedad y esta especie vector esta presente.

Desde la Universidad Estatal de Kansas (EEUU), el grupo de investigación liderado por la profesora Susan J. Brown realizó un macroproyecto multidisciplinar para estudiar tanto el insecto, como las bacterias que transmite, sus efectos y medios de (www.citrusgreening.org).

Dada la amplia trayectoria del profesor del departamento de Zoología de la UGR Javier Alba-Tercedor en el estudio microtomográfico de insectos, cuyos trabajos (incluidas fotos y vídeos) han recibido diferentes premios internacionales y que dada su espectacularidad y estética han sido ampliamente difundidos por los medios de comunicación, los investigadores estadounidenses contactaron con él para que liderara el estudio de la anatomía funcional del insecto mediante técnicas microtomográficas.

Una vez establecido un convenio de colaboración entre la Universidad de Granada y a Universidad Estatal de Kansas, en colaboración con Dr. Wayne Hunter (del Departamento de Agricultura, en Fort Pierce, Florida) se obtuvieron los insectos para el estudio.

Este estudio se incluye dentro de la tesis doctoral de Ignacio Alba-Alejandre (dirigida por el profesor Alba-Tercedor). Un reciente artículo publicado en la prestigiosa revista Scientific Reports de Nature, culmina la serie de artículos en los que se da una visión de gran detalle, tanto de las estructuras externas como internas.

Este trabajo representa la primera reconstrucción completa por micro-CT de este insecto y constituye el primer estudio anatómico completo y detallado de un psílido. En general, es el primer estudio anatómico por micro-CT de un hemíptero estudiado en su totalidad. Y junto con otros trabajos ya publicados por este equipo de la Universidad de Granada sobre el escarabajo de la broca del café, estos estudios representan las reconstrucciones anatómicas de los insectos más pequeños realizadas hasta la fecha mediante micro-CT.

Además, de los aspectos descriptivos, se ha podido elucidar el funcionamiento de diferentes estructuras. Valgan algunos ejemplos, como la bomba espermática de los machos, una auténtica bomba aspirante impelente que tienen los machos para poder expulsar los espermatozoides, y de forma similar las hembras tienen una bolsa para almacenar los espermatozoides que actúa como una bomba aspirante impelente (aspira para guardarlos después de la cópula, los almacena y nutre y posteriormente en el momento de la puesta contrae las paredes ara expulsar los espermatozoides y fecundar los huevos). Para lo cual requieren toda una serie de válvulas y musculatura ad hoc.

Un pene articulado

Llama poderosamente la atención la complejidad del pene articulado de los machos, o que las hembras tienen un sistema nervioso más voluminoso que los machos, sin duda porque tienen que realizar funciones vitales más complejas, como es el hecho de la selección del lugar idóneo y posterior ovoposición.

Curiosamente el final del recto de las hembras está dilatado formando una pequeña ampolla, en la que deposita pequeñas cantidades de excremento. Al contraer las paredes de la ampolla, las heces son que son expulsadas violentamente a modo de disparo, alcanzando una distancia suficiente para no contaminar con heces las puestas de huevos.

Otro descubrimiento muy interesante fruto del análisis realizado en la UGR ha sido que estos insectos tienen unas glándulas en la base de las patas (glándulas coxales) y otras en la base de las antenas (glándulas antenales), estas producen feromonas (sustancias de atracción sexual). Así, al posarse en las hojas las impregnan con las secreciones de las glándulas coxales. También se ha observado que esto atrae a individuos del sexo contrario. Una vez están cerca machos y hembras, comienzan una especie de danza en que se tocan por las antenas, y gracias a las secreciones de las glándulas antenales se reconocen los sexos.

Estos son solo algunos ejemplos de los muchos descubrimientos realizados a lo largo del estudio de la UGR. En palabras de los investigadores, “en muchos momentos nos sentimos como auténticos conquistadores descubriendo nuevos territorios. Disfrutando al contemplar estructuras desde perspectivas nunca vistas, descubriendo nuevas estructuras, y deduciendo el cómo y el para qué de su función”.

Valor científico y estético

El trabajo científico ha generado numerosas láminas de figuras que, además de un gran valor científico, tienen un indudable valor estético. Además, por primera vez se ha podido reconstruir en 3D a un adulto alimentándose de la hoja de un cítrico, y como sus estiletes atraviesan las paredes de la hoja para alcanzar los vasos del floema para alimentarse chupando la savia, y se ha realizado un modelo 3D real del mismo que puede visualizarse con dispositivos móviles (tabletas y teléfonos inteligentes).

Todo ello, junto con numerosos videos animados, que permiten ver las estructuras en detalle desde múltiples perspectivas, hacen de esta investigación en atlas anatómico único de gran utilidad no solo para el estudio de esta especie, sino para la investigación en general de insectos. Además, su gran estética hace este material idóneo para la docencia y para la divulgación científica.

Referencia bibliográfica:

ALBA-TERCEDOR, J., HUNTER, W.B. & ALBA-ALEJANDRE, I. Using micro-computed tomography to reveal the anatomy of adult Diaphorina citri uwayama (Insecta: Hemiptera, Liviidae) and how it pierces and feeds within a citrus leaf.Sci Rep11,1358 (2021).