Cada vez que hay alguna crisis, y últimamente se suceden, se pone en evidencia la necesidad de una agricultura y una ganadería que nos permita disponer de una fuente saludable de alimentos, fundamental para garantizar la salud humana. La población mundial va en aumento así que son sectores claves para la economía. Junto con el cambio climático y el aumento de las temperaturas la globalización ha repartido por el mundo plagas que muchas veces son difíciles de erradicar y que afectan a numerosos cultivos. Por ello, la Organización para la Agricultura y la Alimentación (FAO) y el Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) impulsan desde hace años proyectos encaminados a la aplicación pacífica de las radiaciones para disponer de una buena agricultura y también luchar contra las enfermedades transmitidas por insectos mediante las técnicas de esterilización.

Las plagas son responsables, junto con otras enfermedades vegetales, de la pérdida del 40% de los cultivos alimentarios en todo el mundo cada año, según cálculos de la FAO. Las enfermedades que padecen las plantas cuestan anualmente a la economía mundial más de 220.000 millones de dólares y los insectos invasores al menos de 70.000 millones. Además, muchas enfermedades, sobre todo tropicales, son transmitidas por moscas, mosquitos y otros insectos, como la malaria, la fiebre amarilla y la enfermedad del sueño. Entre las actuaciones que la FAO y el OIEA han puesto en marcha para atajar estos problemas está la técnica del insecto estéril, que es utilizada con mucho éxito en la lucha contra un buen número de plagas, por ejemplo contra la mosca tsé-tsé, la mosca del ganado, o la mosca mediterránea de la fruta. Su utilización se da ya en los cinco continentes.

La técnica del insecto estéril (TIE) consiste en la cría masiva de insectos de la misma especie a combatir que, tras ser esterilizados mediante irradiación, son liberados sobre la superficie de los cultivos afectados por la plaga. De esta manera, los insectos estériles se acoplan con los insectos silvestres, obteniéndose como resultado de estas cópulas huevos que no llegan a desarrollarse. Con el paso de generaciones esto provoca que la población del insecto plaga disminuya. Se trata de una acción preventiva, selectiva y ecológica. Gracias a esta herramienta, los machos son esterilizados con radiación ionizada y liberados para aparearse con las hembras, que no pueden reproducirse, lo que provoca una reducción de la población a tratar.

La técnica requiere la producción masiva de machos estériles de alta calidad, lo que significa que deben ser capaces de volar, sobrevivir y dispersarse en el medio ambiente, mezclarse con la población silvestre de su especie y competir en el cortejo, apareamiento e inseminación de hembras salvajes, para reducir así la probabilidad de que esas hembras se apareen con machos salvajes fértiles.

La mosca mediterránea de la fruta, la Ceratitis capitata, es una plaga endémica en las áreas frutícolas españolas, sobre todo en el litoral mediterráneo. En la Comunidad Valenciana representa un serio problema en el cultivo de cítricos y numerosas especies frutales. La Consejería de Agricultura de la Comunidad Valenciana, con objeto de minimizar el uso de productos fitosanitarios y promover técnicas de lucha respetuosa con el medio ambiente, se decidió a implantar un programa de control integrado de esta especie mediante TIE. Valencia cuenta, precisamente, con la única biofábrica de España, ubicada en Caudete de las Fuentes y gestionada por la empresa pública Tragsa, que lleva trabajando con esta técnica desde 2007, y concretamente con Ceratitis.

En 2016 comenzó un proyecto piloto para su aplicación contra el mosquito tigre (Aedes albopictus), por encargo de la Generalitat Valenciana y dentro del Proyecto Regional Europeo para el Control de Mosquitos Invasores que fue iniciado por el OIEA debido a la creciente presencia del mosquito tigre en nuestro continente y su importancia como agente transmisor de enfermedades graves, como el dengue, zika y chikungunya. El proyecto fue todo un éxito, ya que en 2018, primer año de liberación de machos estériles, la eclosión de huevos se redujo sustancialmente.

En colaboración con el programa conjunto FAO/OIEA, el Grupo Tragsa ha desarrollado un dispositivo capaz de diferenciar mediante visión artificial machos y hembras de mosquitos y eliminar estas últimas mediante rayos láser, ya que son las responsables de la transmisión de enfermedades a través de sus picaduras. El prototipo desarrollado consiste en un disco rotatorio en el que se distribuyen las pupas (estado biológico anterior al adulto) de mosquitos provenientes de la cría masiva en condiciones artificiales. “Los resultados preliminares de los ensayos realizados son muy esperanzadores si los comparamos con los obtenidos mediante los sistemas mecánicos manuales de separación de mosquitos por sexo que actualmente existen”, aseguran desde Tragsa.

Esterilización irradiada

En general, la esterilización de los insectos se realiza en la fase pupa del insecto. El día antes de la eclosión de los adultos de las pupas, el insecto desarrolla su aparato genital. En ese momento se somete a la dosis de irradiación controlada, causando que el esperma de los machos quede irreversiblemente dañado. La dosis que se debe administrar es de 90 a 100 Gy. Una vez esterilizadas las pupas se deja que completen su ciclo biológico y los machos adultos son liberados en las plantaciones donde se desea controlar la plaga. “La esterilización se consigue mediante exposición a radiación, para ello se pueden utilizar fuentes emisoras de radioisótopos de alta energía (Co-60 y Cs-137) y aceleradores de electrones de alta energía. La biofábrica valenciana tiene una fuente radiactiva de Co-60. La instalación se clasifica como radiactiva de segunda categoría, como las instalaciones con aceleradores de partículas o de irradiación de investigación y médica.

“Para conseguir la esterilización de los insectos mediante la TIE, es necesario someter al insecto a una dosis de radiación controlada. El equipo utilizado para irradiar los insectos constituye una instalación radiactiva y el proceso de autorización es competencia del Consejo de Seguridad Nuclear (CSN). La cría masiva de insectos se realiza en la biofábrica, pero este aspecto no es competencia del CSN”, aclara Blanca Alonso del Área de Instalaciones Radiactivas Industriales del organismo. Esta biofábrica adquirió un irradiador biológico (autónomo y autoblindado), que está autorizado dentro de la instalación radiactiva de la biofábrica de los insectos estériles.

Las radiaciones ionizantes tienen aplicaciones importantes en medicina, industria e investigación. En industria se utilizan para la esterilización de alimentos, para conocer la composición y estructura interna de diversos materiales, o para detectar errores de fabricación y ensamblaje, entre otras aplicaciones.

La sanidad vegetal avanza hacia un control más orgánico y biológico, dice Vicente Dalmau, jefe del Servicio de Sanidad Vegetal de la Generalitat Valenciana, que prefiere hablar de bioplanta más que de biofábrica. Este técnico avala el procedimiento TIE para tratar y conseguir estos machos estériles de Ceratitis capitata para tratar las plagas que afectan a los cítricos, y a otros frutales de verano.

“Esta planta se creó porque empezamos a tener problemas fitosanitarios. Ya teníamos muchas evidencias de que la mosca de la fruta se había vuelto resistente a los insecticidas más frecuentes y otros insecticidas fueron prohibidos por la normativa europea, así que había que buscar alternativas. La Generalitat decidió apostar por la TIE al ser una técnica de control biológico, que no genera problemas para el medio ambiente, y para utilizar esta estrategia era necesario disponer de una bioplanta”, añade Dalmau.

“Si otras comunidades no se han sumado a este proyectos es, tal vez, porque es muy costoso. Nosotros ni siquiera estamos cubriendo toda la Comunidad Valenciana, que, solo en su parte central, supone unas 140.000 hectáreas. La Ceratiris ya es una plaga endémica, lo que pretendemos es minimizar los daños en los cultivos, reduciendo las poblaciones por debajo de cierto umbral”.

Este trabajo comenzó como un proyecto piloto en 2003, con la construcción de un evolucionario. “Traíamos los insectos de Argentina, que producía ya los machos estériles, y durante dos años hicimos un ensayo para saber si la técnica funcionaba. Los resultados fueron buenos y construimos la bioplanta, que se puso en marcha en el 2006 y desde 2007 ya pudimos utilizar esta técnica del mosquito estéril. Su ventaja es que soluciona un problema concreto. Al liberar machos estériles de Ceratitis reducimos su población, que es lo que queremos, sin afectar a otros insectos. Los insecticidas no solo matan el insecto que te está haciendo daño sino también a otros que son beneficiosos, así que obtenemos un menor impacto ambiental. Reduces la concentración de plaguicidas, que pueden afectar a la salud de los agricultores y de la gente que pasea por el campo y dejas menos residuos en la fruta, así que el consumidor come una fruta más sana”, explica Dalmau.

60.000 hectáreas más

Los agricultores están contentos porque están viendo que una plaga constante en su cultivo tiene ahora menos afección. El edificio de la biofábrica es de la Generalitat valenciana y la gestión es de Tragsa. En enero se informó que la bioplanta recibirá una inversión de 14,2 millones de euros para convertirla en referente mundial de la lucha biológica contra las plagas. Con la ampliación se pretende incrementar en un 60 por ciento la capacidad de producción de machos estériles. La consejera de Agricultura, Mireia Mollà, anunció que se aspira a actuar en 60.000 hectáreas más, que se sumarían a las 14.000 existentes.

La técnica de liberación de insectos macho estériles irradiados está exenta, a nivel global, de las regulaciones de productos biocidas y los animales esterilizados no están clasificados como organismos modificados genéticamente ni como organismos vivos modificados, de acuerdo con el Convenio sobre Biodiversidad Biológica de Naciones Unidas. Su riesgo para los ecosistemas y otras especies no diana se considera significativamente menor que los asociados con tecnologías menos específicas. Sin embargo, antes de implementar un programa de este tipo, es necesario realizar una planificación que incluya una evaluación de riesgos y medidas de mitigación, obtener las autorizaciones pertinentes y garantizar una gestión eficaz y eficiente del programa.

Por ejemplo, según Dalmau, la TIE se combina con otras técnicas, como trampeos masivos, que atraen al insecto. La mosca accede a la trampa y dentro hay un insecticida que la mata, “así vamos bajando poblaciones, que aumenta el efecto de liberar machos estériles. Estas trampas se colocan también en higueras, que es un huésped muy atractivo para ellas y se suelen tener dispersas en los campos. Pero de tantos tratamientos, la mosca se había vuelto resistente y este conjunto de técnicas son mejores para el medio ambiente y para la salud”.

La técnica del mosquito estéril se viene utilizando a nivel mundial desde los años 50. Empezó en Estados Unidos, pero ahora hay proyectos en todo el mundo. En el sur de California hay un programa muy parecido al de Valencia, de forma preventiva, ya que ellos no tienen Ceratitis capitata, pero temen posibles migraciones desde América central. Se estima que la infecta más de 250 especies de fruta y se ha convertido en una auténtica plaga en las zonas tropicales, subtropicales y mediterráneas, extendiéndose por Asia, África, América e, incluso, Australia. Las pérdidas que provoca en las cosechas son millonarias.

Para Miguel Ángel Miranda, del grupo de Entomología Aplicada de la Universidad de las Islas Baleares (UIB), la plaga de la mosca mediterránea lleva más de cien años siendo un problema para los agricultores, y cree que la implantación de la TIE puede ser buena, ya que la Ceratitis no tiene enemigos naturales. Baleares también está afectada por ella, “así que siempre ha habido intención de utilizarla. Además, al ser una isla seria muy útil. Existe voluntad científica, pero falta la voluntad técnica y práctica de la administración”. Y cita el ejemplo del beneficio que supone para Valencia, uno de los principales exportadores de cítricos en el mundo.

Para Miranda, “está demostrado que la técnica del mosquito estéril es mucho mejor para el medio ambiente que el uso de plaguicidas, al ser más inocua. Ahora que se quiere fomentar la agricultura ecológica, su uso es muy recomendable. También porque no hay impacto sobre otra fauna. Los plaguicidas de amplio espectro destruyen a depredadores y parásitos que ayudan a controlar plagas como arañas o avispas y también a los animales que forman parte del ecosistema como las aves que se alimentan de ellos”.

Para este entomólogo “el mayor problema es lo que cuesta implantarla a nivel local. Pero deberíamos pensar y tener en cuenta que otros insectos, como los polinizadores, estarían más protegidos. Esto sería un claro beneficio para el medio ambiente”. Miranda también trabaja con la mosca del olivo, para la cual también se pensó en utilizar la esterilización, pero no se llegaron a hacer programas de control ya que es muy difícil de criar en un laboratorio y tiene depredadores naturales.

El cambio climático es, además, un factor que agrava el problema. El aumento de temperatura influye en dos aspectos: las especies invasoras encuentran el nuevo hábitat mucho más adecuado y, por otro lado, esos patógenos pueden transmitir enfermedades muy fácilmente. Incluso las especies autóctonas transmiten patógenos de una forma más agresiva, como es el caso de un virus transmitido por el mosquito común. “La pandemia nos ha enseñado que podemos fabricar ordenadores, pero sin agricultura y ganadería todo se tambalea”, dice Miranda.

En Europa las biofábricas de insectos macho estériles suelen estar clasificadas y autorizadas según la cantidad de insectos producidos por día. Cada especie y cada etapa de desarrollo (es decir, pupas o adultos) tienen una susceptibilidad específica a las dosis de irradiación. El parámetro del nivel de esterilidad masculina deseado (no necesariamente la esterilidad total) debe establecerse teniendo en cuenta aspectos como la competitividad o posibles cambios en las poblaciones.

Varias técnicas

El mosquito tigre es una de las preocupaciones del biólogo Rubén Bueno, que compagina sus clases universitarias con la dirección técnica de la empresa de control de plagas Lokímica. “Nosotros trabajamos con los municipios, por ello hemos estudiado las distintas técnicas a implantar en distintas zonas de la ciudad de Valencia para saber que medidas tomar, sobre todo con mosquitos que pueden producir enfermedades como el zika o el dengue”, dice.

El problema del mosquito tigre es que, pese a ser tropical, circula por toda España. “No solo aquí hemos tenido dengue; también en Italia y Francia, así que necesitamos diseñar nuevas estrategias de control, porque los medios convencionales, como los insecticidas, no son suficientes. El mosquito tigre, al necesitar muy poca agua puede depositar las larvas en numerosos sitios, tanto domésticos como comunitarios, incluso en los jarrones con agua de los cementerios”, explica Bueno.

“Ahora empleamos biocidas en los criaderos. Pero dentro de las nuevas estrategias están las de generar esterilidad en la población de mosquitos, bien sea a través de la liberación de machos irradiados, o utilizando la técnica del insecto incompatible mediante el uso de la bacteria Wolbachia, que no vive de manera natural en el mosquito Aedes aegypti pero que, al tenerla en su organismo, hace que la hembra sea incapaz de transmitir los virus causantes del dengue o el zika. Por eso, diferentes programas están introduciendo en estas poblaciones mosquitos portadores de la bacteria para que se reproduzcan y el microorganismo pase de generación a generación, evitando así que las hembras transmitan los virus”.

Para este especialista “los criaderos de mosquitos no están exentos de dificultades, uno de ellos es controlar que los mosquitos sean todos machos. Para esto se necesitan herramientas de sexado más fiables y a lo mejor poder utilizar la tecnología, como la inteligencia artificial, en lugar de técnicas mecánicas. Además, hay que adecuar los protocolos a los nuevos desafíos”.

Lokímica trabaja en toda España y su experiencia indica que los tratamientos mediante insecticidas hay que hacerlos en lugares muy controlados. Por eso en su opinión la TIE es tan interesante. “En un estudio que realizamos liberamos 90.000 mosquitos macho estériles, pintados de rosa o de verde para estudiar su comportamiento. Así comprobamos cómo competían con los silvestres, y puedo apuntar que estas liberaciones funcionaron muy bien, ya que se disminuyeron los huevos, y los mosquitos liberados vivieron varias semanas, así que conservaron su longevidad y eso es bueno porque queremos machos activos, longevos y buenos voladores, como los machos salvajes, para competir por las hembras”