El gusano del algodón (Helicoverpa armígera) es una polilla que causa enormes daños a los cultivos en todo el mundo y cuesta alrededor de 3 mil millones de dólares en pérdidas económicas cada año.

Este insecto tiene una notable capacidad para adaptarse a diferentes plantas hospedantes y pesticidas, lo que lo convierte en un enemigo formidable tanto para los agricultores como para los científicos.

Uno de los factores que contribuye al éxito del gusano del algodón es su flexibilidad dietética.

La polilla tiene dos etapas de vida distintas: una larva que se alimenta de tejidos vegetales y un adulto que se alimenta de néctar.

La larva y el adulto tienen diferentes preferencias y sensibilidades a los azúcares, que son la principal fuente de energía para ambos estadios.

Pero, ¿cómo cambian estas preferencias a medida que la polilla madura y cuáles son los mecanismos moleculares detrás de ellas?

Un nuevo estudio revela los sistemas de detección de azúcar del gusano del algodón

(Foto: ATTA KENARE/AFP vía Getty Images)

Un equipo de investigadores de China y Australia ha publicado recientemente un estudio en eVida que arroja luz sobre los sistemas de detección de azúcar del gusano del algodón.

Los editores describen el estudio como importante, quienes dijeron que ofrece evidencia convincente de que dos receptores gustativos (GR) diferentes para la detección del azúcar subyacen al cambio en la preferencia de dieta entre las larvas y los adultos del gusano del algodón.

Los investigadores primero compararon las respuestas electrofisiológicas y de comportamiento de las larvas y los adultos del gusano del algodón con siete azúcares que se encuentran en las plantas, incluidas la sacarosa, la fructosa y la glucosa.

Confirmaron que tanto las larvas como los adultos tienen neuronas sensoriales gustativas (GSN) que detectan el azúcar, que son células nerviosas especializadas que transmiten señales gustativas al cerebro.

Sin embargo, encontraron que el perfil de respuesta, la intensidad y la sensibilidad de los GSN diferían notablemente entre las dos etapas.

Los GSN de azúcar en las larvas respondieron fuertemente a la sacarosa con alta sensibilidad, lo que puede ayudarlos a localizar sacarosa en los tejidos de las plantas con escasez de azúcar.

Mientras tanto, los GSN de azúcar en adultos respondieron a la sacarosa, fucosa y fructosa con menor intensidad y sensibilidad, lo que puede reflejar su adaptación al néctar de las plantas rico en azúcar.

Luego, los investigadores analizaron la expresión y función de nueve genes GR candidatos de azúcar en órganos gustativos de larvas y adultos.

Descubrieron que dos de ellos, Gr4 y Gr12, se expresaban en los GSN de azúcar de ambas etapas, pero con patrones diferentes. Gr4 se expresó en todos los GSN de azúcar de larvas, pero solo en un subconjunto de GSN de azúcar de adultos. Gr12 se expresó en un subconjunto de GSN de azúcar de larvas, pero en todos los GSN de azúcar de adultos.

Para probar el papel de estos GR en la detección del azúcar, los investigadores utilizaron una técnica llamada interferencia de ARN (ARNi) para anular su expresión en el gusano del algodón.

Descubrieron que derribar Gr4 reducía la respuesta de los GSN de azúcar larvarios a la sacarosa, pero no tenía ningún efecto sobre los GSN de azúcar adultos.

Derribar Gr12 redujo la respuesta de los GSN de azúcar adultos a la sacarosa, fucosa y fructosa, pero no tuvo ningún efecto sobre los GSN de azúcar larvales.

Estos resultados sugirieron que Gr4 y Gr12 son los principales GR responsables de la detección del azúcar en el gusano del algodón y que cambian sus funciones a medida que la polilla madura.

Gr4 es el GR dominante para la detección de sacarosa en larvas, mientras que Gr12 es el GR dominante para la detección de sacarosa, fucosa y fructosa en adultos.

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Implicaciones para el control de plagas y la protección de cultivos.

El estudio de Zhang y sus colegas proporciona nuevos conocimientos sobre las bases moleculares del cambio en la dieta que se produce en el gusano del algodonero a medida que pasa de larva a adulto.

El estudio también tiene implicaciones para el control de plagas y la protección de cultivos, como explican los autores en su artículo.

Los autores afirmaron que sus hallazgos revelan que el gusano del algodón ha desarrollado diferentes sistemas de detección de azúcar para hacer frente a los diferentes entornos de azúcar en sus etapas larvaria y adulta.

También sugirieron que esto puede contribuir a su notable variedad de huéspedes y su adaptabilidad a diversos hábitats.

Propusieron que comprender los mecanismos moleculares de la detección del azúcar en esta plaga puede ayudar a desarrollar nuevas estrategias para su manejo, como manipular su comportamiento alimentario o interrumpir su reproducción al interferir con sus RR.GG. de azúcar.

El estudio también abre nuevas vías para futuras investigaciones, como explorar el origen evolutivo y la diversidad de los RR.GG. del azúcar en otros insectos, e investigar la regulación neuronal y hormonal de la detección del azúcar y el comportamiento alimentario en el gusano del algodón.

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