Los daños que sufren las plantas a causa de la competencia de las malas hierbas y otras plagas, como virus, bacterias, hongos e insectos, reducen considerablemente su productividad y, en algunos casos, pueden destruir por completo la cosecha. Actualmente, se obtienen cosechas fiables mediante el uso de variedades resistentes a enfermedades, prácticas de control biológico y la aplicación de plaguicidas para controlar enfermedades, insectos, malas hierbas y otras plagas. En 1983, se invirtieron 1300 millones de dólares en plaguicidas —excluidos los herbicidas— para proteger los cultivos y limitar los daños causados por enfermedades, nematodos e insectos. Las pérdidas potenciales de cosechas en ausencia de plaguicidas superan con creces esa cantidad.
Durante aproximadamente 100 años, el mejoramiento genético para la resistencia a enfermedades ha sido un componente importante de la productividad agrícola a nivel mundial. Sin embargo, los éxitos logrados mediante el mejoramiento vegetal son en gran medida empíricos y pueden ser efímeros. Esto se debe a la falta de información básica sobre la función de los genes de resistencia, por lo que los estudios suelen ser aleatorios en lugar de exploraciones dirigidas específicamente. Además, cualquier resultado puede ser transitorio debido a la naturaleza cambiante de los patógenos y otras plagas a medida que se introduce nueva información genética en sistemas agroecológicos complejos.
Un excelente ejemplo del efecto del cambio genético es el rasgo de polen estéril incorporado a la mayoría de las principales variedades de maíz para facilitar la producción de semillas híbridas. Las plantas que contienen citoplasma Texas (T) transfieren este rasgo de esterilidad masculina a través del citoplasma; está asociado con un tipo particular de mitocondria. Sin que los mejoradores lo supieran, estas mitocondrias también portaban vulnerabilidad a una toxina producida por el hongo patógeno.HelmintosporiomaydisEl resultado fue la epidemia de tizón foliar del maíz en Norteamérica durante el verano de 1970.
Los métodos empleados en el descubrimiento de pesticidas químicos también han sido en gran medida empíricos. Con poca o ninguna información previa sobre su mecanismo de acción, se prueban los productos químicos para seleccionar aquellos que matan al insecto, hongo o maleza objetivo, pero que no dañan el cultivo ni el medio ambiente.
Los enfoques empíricos han logrado enormes éxitos en el control de algunas plagas, en particular malezas, enfermedades fúngicas e insectos. Sin embargo, la lucha es continua, ya que los cambios genéticos en estas plagas a menudo pueden restaurar su virulencia sobre una variedad vegetal resistente o hacer que la plaga sea resistente a un pesticida. Lo que falta en este ciclo aparentemente interminable de susceptibilidad y resistencia es una comprensión clara tanto de los organismos como de las plantas que atacan. A medida que aumenta el conocimiento sobre las plagas (su genética, bioquímica y fisiología, sus huéspedes y las interacciones entre ellos), se diseñarán medidas de control de plagas más eficaces y mejor dirigidas.
Este capítulo identifica varios enfoques de investigación para una mejor comprensión de los mecanismos biológicos fundamentales que podrían aprovecharse para controlar patógenos de plantas e insectos. La biología molecular ofrece nuevas técnicas para aislar y estudiar la acción de los genes. La existencia de plantas hospedantes susceptibles y resistentes, así como de patógenos virulentos y avirulentos, puede aprovecharse para identificar y aislar los genes que controlan las interacciones entre el hospedante y el patógeno. Los estudios de la estructura fina de estos genes pueden proporcionar pistas sobre las interacciones bioquímicas que ocurren entre ambos organismos y sobre la regulación de estos genes en el patógeno y en los tejidos de la planta. En el futuro, debería ser posible mejorar los métodos y las oportunidades para la transferencia de rasgos deseables de resistencia a los cultivos y, a la inversa, crear patógenos que sean virulentos contra ciertas malezas o plagas de artrópodos. Una mayor comprensión de la neurobiología de los insectos y de la química y la acción de las sustancias moduladoras, como las hormonas endocrinas que regulan la metamorfosis, la diapausa y la reproducción, abrirá nuevas vías para controlar las plagas de insectos al alterar su fisiología y comportamiento en etapas críticas del ciclo de vida.
Hora de publicación: 14 de abril de 2021