Efecto tóxico de los glucosinolatos contra Plutella xylostella
El estatus de plaga principal en muchas partes del mundo de la palomilla dorso de diamante, se debe a la ausencia de enemigos naturales efectivos, especialmente parasitoides. Plutella xylostella L. es cosmopolita e infesta a plantas de la familia Brassicaceae. Producen agujeros en las hojas para alimentarse siendo las infestaciones de particular importancia en cultivos de col, brócoli y la coliflor, donde las larvas a menudo invaden las hojas del corazón y el florete.
Es una plaga ampliamente distribuida en nuestro país, considerándosele como una plaga clave o principal de la col, coliflor y especialmente de brócoli. Además se le ha registrado infestando nabo, col de Bruselas y otras Brassicas. De esta manera, la palomilla dorso de diamante –Lepidóptera: Plutellidae–, es el principal problema entomológico limitante de la producción de repollo. Las larvas de esta plaga se alimentan principalmente del mesófilo de las hojas tiernas del repollo, causando perforaciones irregulares que reducen el rendimiento y valor comercial del producto y facilitan además la penetración de organismos patógenos. Es una plaga originaria de la región mediterránea, esta afirmación está basada en la rica y diversa fauna de parasitoides de P. xylostella presentes en estas regiones, así como el número de especies nativas de Brassicaceae; sin embargo, en la actualidad está presente donde se cultivan hortalizas de esta familia, y este insecto se cree es el de mayor distribución universal de todos los Lepidóptera.
Los huevos son pequeños en tamaño, aplanados, ovales y de color amarillo, se oscurecen después del desarrollo del embrión; son colocados individualmente o en pequeños grupos en depresiones de la superficie de las hojas, a lo largo de la nervadura central y de las venas de las hojas. Las hembras pueden depositar 250 a 300 huevos. La longitud de las larvas del último estadío en promedio es de 10 mm. La coloración varía del amarillo a verde, aunque incoloras en el primer estadio; el cuerpo tiene relativamente pocos pelos, que son cortos en longitud; el cuerpo de la larva es estrecho en ambos extremos, las propatas posteriores forman una “V” distintiva; son bastante activas y si son molestadas se mueven violentamente hacia atrás y se dejan caer sosteniéndose de la planta en un hilo de seda.
Las pupas miden 5 – 6 mm de longitud, aproximadamente cuatro veces más grande que el ancho. La pupa puede ser sexada por la morfología de la abertura genital. La pupa recién formada es de color verde, posteriormente se torna marrón amarillento; el cremaster está conformado por 7 pares de pequeños ganchitos. Se ubica dentro de un fino cocón o capullo de seda blanco y tejido de forma suelta que permite verla en su interior; en coliflor y brócoli, la pupación puede ocurrir en los floretes.
Las polillas adultas son pequeñas, de cuerpo delgado y angosto con una expansión alar de 12-15 mm. Es pequeña, esbelta, marrón grisácea con antenas pronunciadas; en posición de descanso es posible ver sobre el dorso tres constricciones de coloración amarillo cremoso, mucho más definidas en los machos que en las hembras, este carácter le dio el nombre común a esta especie; por otro lado, pueden ser fácilmente sexados usando estas figuras a modo de diamantes. También las hembras pueden ser identificadas por el mechón de pelos al final del abdomen, en tanto los machos tienen dos clasper definidos.
Los adultos de P. xylostella no se pueden confundir con otras especies de Plutellidae, por la coloración; los machos se caracterizan por la peculiar forma del aedeagus, este es extremadamente delgado y fuertemente bulbosa basalmente, con bordes diferenciados en cada lado del cuarto basal; las hembras presentan el antrum débilmente esclerotizado y extremadamente delgado y el ductus bursae membranoso tan ancho y más largo que el antrum.
Compuesto natural que contribuyen a la defensa de las plantas contra las plagas
Las plantas hospedantes tienen efectos significativos en el tiempo de desarrollo, fecundidad y longevidad de P. xylostella, por lo tanto los parámetros pueden ser influenciados por el alimento y la calidad de éste; así mismo las tasas de desarrollo en condiciones naturales son en gran medida determinados por la temperatura; sin embargo la lluvia ha sido identificada como un importante factor de mortalidad para las larvas jóvenes, por lo que no es sorprendente que los cultivos con riego por aspersión tiendan a tener menos larvas de la polilla, que los cultivos con goteo o irrigación por surcos.
El rango natural de hospedantes de P. xylostella, se limita a la familia Brassicaceae cultivadas y silvestres que se caracterizan por tener glucosinolatos. Los adultos utilizan un conjunto integrado de señales químicas y morfológicas para la localización y reconocimiento de la planta huésped; este rango de hospederos se limita a las especies que contienen aceites de mostaza y sus glucósidos, muchos glucosinolatos estimulan la alimentación, sin embargo, dos de éstas, el (3-butenilo y el 2- fenil etil) son tóxicos para éstos a altas concentraciones. Los glucósidos sinigrin, sinalbin, y glucocheirolin actúan como estimulantes específicos de alimentación para esta plaga; y 40 especies de plantas que sirven de hospederos contienen uno o más de estos químicos.
Los glucosinolatos son compuestos naturales que se encuentran en muchas plantas picantes como la mostaza, el repollo y el rábano picante. La pungencia de estas plantas se debe a los aceites de mostaza producidos a partir de los glucosinolatos cuando se mastica, corta o daña el material vegetal. Estos productos químicos naturales probablemente contribuyen a la defensa de las plantas contra las plagas y enfermedades e imparten un sabor amargo característico de las hortalizas crucíferas.
La palomilla es considerada como un insecto oligófago siendo introducido en los EEUU, procedente de Europa. En la actualidad está presente en todos los lugares donde se cultivan las Brassicaceae. los glucosinolatos pueden afectar la preferencia y performance de los herbívoros, e indirectamente afectar la presión de enemigos naturales; así encontraron que a una alta concentración de sinigrin en la col, disminuye la abundancia del generalista Mamestra brassicae L. (Lepidóptera: Noctuidae) y la especialista Plutella xylostella; las plantas con alto contenido de sinigrin sufren menos lesiones en las hojas. Los glucosinolatos pueden actuar como un potente disuasivo alimenticio para las especies de insectos generalistas, su toxicidad causa daño a su desarrollo y actividad biológica; mientras que en insectos especializados, estos compuestos actúan como estimulantes de oviposición y alimentación (rol kairomonal).
Hortaliza de alto valor nutricional y medicinal
En muchos países, el repollo es una de las hortalizas más cultivadas por excelencia, a ella se dedica la mayor superficie de las huertas por su gran demanda para consumo y la posibilidad de poder cultivarse casi todo el año, su importancia radica por la preferencia en el consumo principalmente en ensaladas y sopas, también es elegido por su alto valor nutritivo y su contenido en vitaminas y calorías. La coliflor, brócoli, repollo, col china, etc., son hortalizas muy apreciadas en la alimentación humana, pues poseen un alto valor nutricional y medicinal; por su contenido de vitaminas, minerales, ácido fólico, fibra dietética; así como por sus propiedades antivirales, actividad antibiótica frente a infecciones de Helicobacter pylori, actividad antioxidante y principalmente por sus propiedades en la prevención del cáncer.
Una característica de estas hortalizas es la síntesis de compuestos ricos en azufre, como los glucosinolatos. El efecto quimioprotector de éstas hortalizas se debe a su alto contenido de glucosinolatos; y dentro de éste, el sulforafano y la glucagrasicina presentes en el brócoli, sustancias anti cancerígenas que inducen la enzima fase dos que combate el cáncer, se encarga de la detoxificación de sustancias potencialmente carcinogénicas, debido a que aumentan su solubilidad lo cual facilita su excreción; la fase dos es crítica, si la fase uno se encuentra en buen estado de funcionamiento, pero no así la fase dos, la amenaza potencial de agentes cancerígenos aumenta.
Las plantas de repollo son bianuales, el primer ciclo de su vida corresponde a la fase vegetativa y termina con la producción de un tallo ancho y corto. Para la fase reproductiva requiere el estímulo de bajas temperaturas, las que activan los procesos fisiológicos que culminan con la producción de uno o más tallos florales en los que se origina la inflorescencia. La fase de crecimiento vegetativo es lo más importante para los productores y la única que se cumple de forma natural en las condiciones climáticas tropicales. Esta fase se divide en cuatro etapas, útiles para planificar el manejo del cultivo.
El repollo posee un sistema de raíces muy fibroso y abundante, llegan a medir de 1.50 y 1.05 m de crecimiento lateral; la mayor cantidad de raíces se encuentran a 45 cm de profundidad. El tallo al principio del desarrollo es pequeño, grueso y no se ramifica. Las hojas pueden ser sésiles (sin tallo) o con pecíolo (con tallo) y son más anchas (60 cm de diámetro) de un largo 35 cm longitud. La forma de las hojas es casi redonda, y tienen un color verde claro con nervaduras muy pronunciadas. Las flores son de color amarillo, con cuatro pétalos, el fruto es café o gris y tiene un diámetro de 2 a 3 mm.
La cuarta etapa se lleva a cabo con la formación de la cabeza de repollo, que se caracteriza por la producción de hojas sin pecíolo que se superponen formando una bola o cabeza llamada pella. Al final de esta etapa las hojas han formado una bola compacta que al tacto se siente firme y dura. La pella es la parte comestible.