Una de las últimas innovaciones para combatir una importante plaga agrícola ‒ la chinche marrón neotropical, también conocida como chinche marrón de la soja (Euschistus heros) ‒ se asemeja a una placa del circuito impreso de una computadora, con chips y otros componentes redondos y cuadrados que solo los expertos en electrónica saben nombrar. El dispositivo transmite vibraciones de baja frecuencia, de 60 a 130 hercios (Hz) ‒ las mismas que utilizan las chinches para comunicarse ‒, a superficies sólidas como plantas de soja y trampas de vigilancia de insectos. En pruebas de campo, el prototipo desarrollado en Brasil por la estatal de investigación agropecuaria Embrapa Recursos Genéticos y Biotecnología (Cenargen), con sede en el Distrito Federal, y la Universidad del Estado de Mato Grosso (Unemat), demostró que puede atraer a estos insectos.
Al succionar las hojas o los granos de soja y maíz, estos insectos, que miden de 12 a 15 milímetros (mm) de largo, causan pérdidas a los productores rurales. Para reducir los daños, en primer lugar debe determinarse la población de insectos que han infestado el cultivo. Para ello se utiliza un método llamado paño de muestreo, que consiste en la colocación de una tela blanca de alrededor de 1 metro cuadrado (m2) sobre el suelo en forma vertical, entre dos hileras del cultivo. A continuación, se sacuden las plantas de estas dos hileras durante unos instantes para que las chinches caigan sobre la tela.
La población puede estimarse con base en el recuento manual del número de insectos capturados. Basta que un promedio de dos chinches caigan en el paño para saber que ha llegado la hora de controlar su población, lo que normalmente se hace con insecticidas. Una aplicación por cosecha cuesta alrededor de 130 reales por hectárea (ha) y, en ocasiones, es necesario realizar hasta tres aplicaciones. En la campaña 2022-2023, los cultivos de maíz abarcaron 21 millones de ha y los de soja casi 45 millones (1 ha equivale a 10.000 m2).
“Nuestra idea es incorporar el dispositivo a una trampa que captura los insectos y se utiliza para monitorear su población. También podemos instalarle sensores que identifiquen y realicen un conteo de los ejemplares capturados”, explica el biólogo Raúl Laumann, del Cenargen, uno de los responsables de la innovación. “De esta manera, podríamos automatizar la detección de las chinches y enviarles información en tiempo real a los productores mostrándoles las zonas que ameritan más cuidados. Esto permitiría tomar mejores decisiones acerca de cuándo y cuál técnica de control debe utilizarse”, añade.
Esta estrategia, según Laumann, puede sumarse a otras, como la que utiliza feromonas, compuestos volátiles que se propagan por el aire y facilitan la comunicación entre los ejemplares de una misma especie. Los insectos las utilizan para atraer a sus parejas a la hora de aparearse, para delimitar territorios o como advertencia en situaciones de peligro.
A principios de la década de 1990, el biólogo Miguel Borges, también del Cenargen, aisló y sintetizó el tridecanoato de metilo 2,6,10, trimetilo, el principio activo de la feromona de E. heros. Cuando se aplican en trampas instaladas en los cultivos, estas feromonas sintéticas pueden ser útiles para capturar, identificar, monitorizar o controlar la población de insectos. La sustancia los confunde y engaña: cuando detectan el olor del macho, las hembras se sienten atraídas y caen en la trampa (lea en Pesquisa FAPESP, edición nº 189).
“La feromona actúa a gran distancia, sobre un radio de unos 100 metros [m], mientras que a distancias menores la comunicación tiene lugar principalmente por vibraciones”, dice Laumann. Éstas se producen por el movimiento de unas estructuras rígidas del abdomen del insecto llamadas escleritos y se transmiten a través de las patas, pudiendo viajar hasta 2 m por las plantas hasta ser captadas por los receptores de las patas de otras chinches.
Desde hace tiempo se sabe que los insectos se comunican mediante señales sonoras. A partir de los años 1980, científicos de varios países han venido demostrando que el uso de vibraciones propagadas en sustratos sólidos también es una forma habitual de comunicación entre los insectos. En el caso de las chinches, las señales vibratorias intervienen en la atracción a corta distancia.
Además de la chinche marrón neotropical, el equipo del Cenargen ha estudiado otras especies, entre ellas la chinche verde pequeña o chinche de la alfalfa (Piezodorus guildinii), la chinche hedionda de hombros rojos (Thyanta perditor) y otro de los tipos de chinche verde (Chinavia impicticornis). El grupo constató que cada especie posee un repertorio de señales característico, tal como lo describen en un artículo publicado en 2005 en la revista Physiological Entomology, redactado en colaboración con el biólogo Andrej Čokl, del Instituto Nacional de Biología de Liubliana, la capital de Eslovenia.
Diego BresaniPrototipo del dispositivo que transmite las señales vibratorias que imitan las de las chinches conectado a una plántula de frijolDiego Bresani
El grupo brasileño y el esloveno realizaron otros estudios. En uno de ellos, los científicos estudiaron las vibraciones de E. heros y arribaron a la conclusión de que son similares a las de las chinches europeas, que también se consideran una amenaza para los cultivos. Todas sus vibraciones abarcan frecuencias que van de 60 a 130 Hz, con un promedio de 100 Hz, pero se diferencian por la duración y la forma en que se repiten las señales.
En otro trabajo conjunto, cuyos resultados fueron publicados en 2018 en la revista Journal of Pest Science, los investigadores demostraron de qué manera las señales artificiales podían interferir en el comportamiento reproductivo de E. heros. En un experimento a largo plazo, en el que los insectos fueron expuestos a las vibraciones por 24 horas en el laboratorio, la frecuencia de apareamiento se redujo en un 24,7 % en comparación con el grupo de control. “La fecundidad y fertilidad de las hembras expuestas al ruido de fondo disminuyó”, señalan los autores del estudio.
Resistencia a los insecticidas
En 2012, tras asistir a una conferencia que el equipo del Cenargen dictó sobre el tema, un estudiante de maestría de la Unemat decidió abocarse a diseñar un dispositivo que reprodujera artificialmente las señales emitidas por los insectos. La Fundación de Apoyo a la Investigación Científica del Estado de Mato Grosso (Fapemat) aprobó su propuesta, pero después el muchacho abandonó los estudios.
“Me quedé con un proyecto aprobado a mi nombre, como investigador responsable, y la misión de desarrollar un dispositivo electromecánico capaz de reproducir las señales vibratorias de las chinches, que estos insectos debían tomar como señales naturales”, comenta el ingeniero agrícola Tadeu Miranda de Queiroz, de la Unemat, quien se aprestaba a dirigirlo y finalmente se hizo cargo del trabajo.
“El equipo de la Unemat tuvo que desarrollar tanto el software como el hardware que, en conjunto, fueran capaces de grabar, almacenar y reproducir las señales vibratorias de los insectos”, recuerda Queiroz, quien cuenta con experiencia en el desarrollo de sistemas automáticos para la agricultura. “Una parte importante del reto consistió en hallar un medio físico [electromecánico] para generar las señales vibratorias a partir de los archivos originales de la colección de sonidos de chinches en poder del Cenargen”, subraya el investigador de la Unemat. Se ha presentado una solicitud de patente del conjunto integrado por el software, el hardware y el dispositivo electromecánico al Instituto Nacional de la Propiedad Industrial (INPI).
“Este aparato compacto, accesible y portátil reproduce las vibraciones con la frecuencia, la amplitud y la potencia adecuadas. Se trata de un primer prototipo, con un amplio abanico de aplicaciones en el campo, pero que todavía requiere cierto desarrollo”, reconoce Laumann. Actualmente, Embrapa se encuentra abocada a la búsqueda de un socio para perfeccionar el dispositivo y poder sacarlo al mercado.
“Estas tecnologías tienen potencial para volverse muy importantes en el control y el manejo de las chinches, por lo que la inversión vale la pena”, comenta el biólogo Raul Guedes, de la Universidad Federal de Viçosa (UFV), quien no participó en las investigaciones. “La carga de pesticidas en los cultivos de soja destinada al control de las chinches es alta, lo que implica un gasto abultado para los productores y riesgos para el medio ambiente y la salud humana. Asimismo, muchas especies de chinches están adquiriendo resistencia a los insecticidas”.
No obstante, el camino desde la invención hasta el campo puede ser largo. En 2016, la feromona de la chinche fue patentada y licenciada por Embrapa a Isca Tecnologias, una empresa productora de bioinsecticidas, con la mira puesta en el desarrollo de una trampa. El presidente de Isca Latam, Leando Mafra, informa que el desarrollo del producto ya se ha completado y ahora están trabajando en las cuestiones legales, regulatorias, industriales y comerciales para posibilitar su lanzamiento. No hay una fecha prevista para la conclusión de este proceso.
Ashbern FarmsLa aspiradora de insectos que diseñó el granjero australiano Brendon HoyleAshbern Farms
Soluciones poco convencionales pueden ayudar a librar de amenazas a los cultivos
Hasta que estén disponibles las trampas con feromonas y los dispositivos electrónicos, los agricultores que quieran reducir el uso de insecticidas pueden recurrir a alternativas más sencillas para monitorear y, eventualmente, controlar la presencia de chinches en sus plantaciones de soja. Una de ellas, desarrollada por Embrapa Soja, consiste en el uso de trampas preparadas con una botella de plástico rellena con una solución de orina bovina y sal de cocina (cloruro de sodio). La proporción recomendada es de 3 litros de orina y 500 gramos de sal disueltos en 7 litros de agua; la orina se recolecta directamente de las vacas, que son estimuladas mediante un masaje perivulvar. Las trampas deben fijarse a estacas y colocarse en los bordes o en el interior del cultivo de soja, espaciadas entre 30 y 50 metros. Los insectos, atraídos por el olor, caen en el líquido y mueren.
En Australia, para mantener su cultivo de fresas libre de insecticidas y de moscas de la fruta, el granjero Brendon Hoyle recurrió a una aspiradora de insectos de tamaño industrial a remolque de un tractor, similar a algo que había visto que se hacía en Estados Unidos. Su versión utiliza tres grandes aspiradoras, instaladas dentro de barriles, que pasan por encima de los canteros de fresas y succionan los insectos adheridos a las hojas sin dañar las plantas (la fotografía superior). Las moscas de la fruta aspiradas se aplastan sobre una rejilla que cubre la parte superior de cada barril donde se encuentran las aspiradoras. En dos años, la población de moscas de la fruta ha descendido entre un 75 % y un 90 %. En 2022, su invención le valió a Hoyle el premio al Agricultor del Año, de la Industria Orgánica Australiana.
Artículos científicos
MORAES, M. C. B. et al. Vibratory signals of four neotropical stink bug species. Physiological Entomology. v. 30, p. 175-88. may. 2005.
LAUMANN, R. A. et al. Substrate‑borne vibrations disrupt the mating behaviors of the neotropical brown stink bug, Euschistus heros: Implications for pest management. Journal of Pest Science. v. 91, p. 995-1004. 20 feb. 2018.
