Estudian microorganismos del tracto digestivo de la broca del café
Por Carmen Báez
Ciudad de México. 5 de julio de 2016 (Agencia Informativa Conacyt).- Originaria de África Central, Hypothenemus hampei (Ferrari), mejor conocida como la broca del café, es la plaga más dañina en las plantaciones de café. Este coleóptero ha ocasionado daños de hasta 500 millones de dólares anuales, según Javier A. Ceja Navarro, quien recibiera su título de doctor en biotecnología en el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) del Instituto Politécnico Nacional (IPN).
Foto Cortesía Dr. Ceja Navarro.
La pudrición de granos, caída de frutos jóvenes y la disminución del peso del grano son los principales daños que la broca del café puede ocasionar. En tanto, reduce y merma la calidad del grano de café, que por lo general es rechazado, lo que posibilita el aumento en el precio de compra.
Javier A. Ceja Navarro, quien realiza estudios relacionados con la búsqueda de los mecanismos que permiten al escarabajo tolerar niveles tóxicos de la cafeína en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, California, Estados Unidos, comentó que Hypothenemus hampei tiene la capacidad de consumir el equivalente a 500 tazas de café expreso en solo 10 horas.
A raíz de estos cálculos, surgió en el científico originario de Nayarit la idea de estudiar y entender cómo los microorganismos del sistema digestivo del insecto le ayudan a desintoxicarse. De estas investigaciones descubrió que existen 13 diferentes bacterias en el tracto digestivo de la broca del café capaces de sobrevivir solamente de cafeína.
Mediante un estudio que involucró la secuenciación de ADN de insectos y de sus bacterias, recolectados de regiones productoras de Guatemala, Hawai, India, Indonesia, Kenia, Puerto Rico y México, el equipo de investigación al que pertenece el biotecnólogo descubrió un grupo de microorganismos comunes en todos los insectos analizados con la habilidad de consumir cafeína.
Se realizaron disecciones del tracto digestivo de los insectos para analizar sus bacterias con el uso de técnicas de microbiología tradicional y molecular. En otro análisis, el grupo de investigadores se dio a la tarea de tratar el insecto con antibióticos para observar si este era capaz de degradar cafeína.
“Posteriormente, dimos a la broca una dieta de granos de café con antibióticos para limpiarla de sus microorganismos. Esperamos a que defecara para medir el nivel de cafeína presente y comparar con los insectos tratados con una dieta normal”, explicó el especialista en ecología microbiana y biología molecular.
Lo anterior permitió a los investigadores observar que la broca del café, al alimentarse con café y antibióticos al mismo tiempo, no puede degradar la cafeína. Una vez probado esto, el científico se dio a la tarea de reinfectar el insecto con bacterias degradadoras de cafeína, observando que después de la infección el insecto recuperaba su habilidad para degradar el tóxico alcaloide.
Actualmente el grupo de investigación busca organismos bacteriófagos, virus de bacterias, que infecten únicamente los microorganismos que ayudan al insecto a desintoxicarse de la cafeína.
“Es una de las estrategias que vamos a probar para determinar si nos ayudará a obtener una nueva forma de control. La idea principal es y ha sido entender la biología del insecto, los orígenes de su capacidad para sobrevivir a dosis extremadamente altas de cafeína cuando no hay ningún otro insecto u organismo que tenga esta capacidad”, comentó el también miembro de la Red Global MX.
Daños que ocasiona
Javier Ceja Navarro señaló —con datos obtenidos de los estudios de los entomólogos Fernando E. Vega, del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos, y Juliana Jaramillo— que Hypothenemus hampei puede afectar a 20 millones de productores de café de todo el mundo. En Brasil, por ejemplo, las pérdidas anuales son de alrededor de 315 millones de dólares.
En México, la presencia de esta plaga en los cultivos se detectó por primera vez en 1978, en el municipio de Cacahoatán, Chiapas, y paulatinamente se extendió a otras regiones productoras.
En el periodo de 2006 a 2015 se destinó un presupuesto federal de 264 millones de pesos para la campaña contra la broca del café. Actualmente la estrategia opera en Chiapas, Guerrero, Oaxaca, Puebla, Veracruz, Colima, Hidalgo, Jalisco, Nayarit, Querétaro y San Luis Potosí, con un financiamiento de más de 40 millones de pesos para este 2016, de acuerdo con datos del Servicio Nacional de Sanidad, Inocuidad y Calidad Agroalimentaria (Senasica).
Financiamiento y otros proyectos
En el presente, el doctor Javier Ceja Navarro también enfoca sus investigaciones en el escarabajo pasálido, que se alimenta de grandes cantidades de madera para producir la energía que necesita para realizar sus funciones.
A decir del investigador, el mecanismo por el cual el insecto degrada la madera mediante los microorganismos presentes en su tracto digestivo puede ser útil para el desarrollo de nuevas estrategias enfocadas en el desarrollo de biocombustibles.
En una tercera línea de investigación, ahora establecida por el doctor y su grupo de investigación, se estudia la microbiota del suelo y su papel en la transformación de nutrientes, proyecto que tiene el potencial de transformar los conceptos de manejo de suelo y control de plagas.
Los estudios del doctor Javier Antonio Ceja Navarro han tenido financiamiento del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) y de los departamentos de Agricultura y Energía de los Estados Unidos de Norteamérica.
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