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L. A. Rodríguez del Bosque H. C. Arredondo Bernal TEORÍA Y APLICACIÓN DEL Editores CONTROL BIOLÓGICO BIOLÓGICO CONTROL TEORÍA Y APLICACIÓN DEL Editores H. C. Arredondo Bernal L. A. Rodríguez del Bosque L. A. Rodríguez del Bosque H. C. Arredondo Bernal Editores TEORÍA Y APLICACIÓN DEL CONTROL BIOLÓGI...

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TEORÍA Y APLICACIÓN DEL CONTROL BIOLÓGICO CONTROL BIOLÓGICO Alex Fernando Barrera

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L. A. Rodríguez del Bosque H. C. Arredondo Bernal Editores

CONTROL BIOLÓGICO

TEORÍA Y APLICACIÓN DEL

TEORÍA Y APLICACIÓN DEL

CONTROL BIOLÓGICO

L. A. Rodríguez del Bosque H. C. Arredondo Bernal Editores

L. A. Rodríguez del Bosque H. C. Arredondo Bernal Editores

TEORÍA Y APLICACIÓN DEL CONTROL BIOLÓGICO No está permitida la reproducción total o parcial de este libro, ni la transmisión de ninguna forma o por cualquier medio, ya sea electrónico, mecánico, por fotocopia, por registro u otros métodos, sin el permiso previo y por escrito de los titulares de derecho de autor. ISBN 978-968-5384-10-0 Derechos reservados © 2007 Servicio Nacional de Sanidad, Inocuidad y Calidad Agroalimentaria Insurgentes Sur No. 489, piso 16 Col. Hipódromo Condesa C.P. 06100 México, D.F. Diseño de portada e interiores: L. A. Rodríguez del Bosque Primera Edición Tiraje: 1,000 ejemplares Impreso en México Esta obra se terminó de imprimir en noviembre de 2007

Sociedad Mexicana de Control Biológico, A.C. Mesa Directiva 2005-2007: Presidente: Hugo César Arredondo Bernal Vice-Presidente: Jorge E. Ibarra Rendón Secretario: Héctor González Hernández Tesorera: María Cristina del Rincón Castro

La cita correcta de este libro es: Rodríguez-del-Bosque, L. A. y H. C. Arredondo-Bernal (eds.). 2007 Teoría y Aplicación del Control Biológico. Sociedad Mexicana de Control Biológico, México. 303 p.

PRÓLOGO El control biológico de organismos nocivos para la agricultura, ganadería y recursos naturales ha cobrado un renovado interés a nivel mundial durante las últimas dos décadas por razones económicas, ambientales y de salud humana. El estudio y aprovechamiento de los enemigos naturales (parasitoides, depredadores y patógenos) no es nuevo en México; sin embargo, el control biológico en nuestro país ha tenido un repunte importante en los últimos años como consecuencia de diversos factores, entre ellos la fundación en 1989 de la Sociedad Mexicana de Control Biológico (SMCB), la cual ha promovido el estudio, capacitación y transferencia de tecnología sobre esta disciplina a lo largo y ancho de la República Mexicana. Entre las acciones de capacitación de la SMCB, destaca el Curso Nacional de Control Biológico que organiza anualmente desde 1990. Así, el XVIII Curso se imparte del 11 al 13 de noviembre de 2007 en la bella ciudad de Mérida, Yucatán, con el apoyo de diversas organizaciones e instituciones. Este libro reúne las ponencias que prestigiados instructores del XVIII Curso han elaborado como apoyo didáctico a los capacitandos. Agradecemos cumplidamente a todos los instructores de México, E.U.A. e Italia por su participación en este curso y en los documentos que aquí se plasman. El libro se compone de 18 capítulos en cuatro secciones. En la primera sección (Fundamentos) se incluyen los capítulos: 1. Introducción, Filosofía y Alcance del Control Biológico; 2. Fundamentos Ecológicos del Control Biológico; 3. Importancia de la Sistemática en Control Biológico; y 4. Métodos de Evaluación de Enemigos Naturales. La segunda sección (Parasitoides y Depredadores), la componen los capítulos: 5. Biología, Ecología y Etología de Parasitoides; 6. Depredación entre Artrópodos; 7. Uso de Depredadores para el Control Biológico de Plagas en México; y 8. Perspectivas del Uso de Raphidioptera y Neuroptera Coniopterygidae como Agentes de Control Biológico. En la tercera sección (Entomopatógenos) se incluyen los capítulos: 9. Hongos Entomopatógenos; 10. Uso de Bacterias en el Control Biológico; 11. Bioinsecticidas Virales; y 12. Bioseguridad de Agentes de Control Microbiano. Por último, la cuarta sección (Estudios de Caso) la integran los capítulos: 13. Control Biológico de Maleza; 14. Control Biológico de Insectos Plaga en el Sureste de México; 15. Control Biológico de Langostas y Saltamontes; 16. Control Biológico de la Cochinilla Rosada del Hibiscus Maconellicoccus hirsutus (Hemiptera: Pseudococcidae); 17. Enfoques y Tendencias del Control Biológico en México; y 18. Terminología sobre Control Biológico. Esperamos que este documento motive el estudio y aplicación del control biológico. Luis A. Rodríguez-del-Bosque Hugo C. Arredondo-Bernal Editores, noviembre de 2007

TEORÍA Y APLICACIÓN DEL CONTROL BIOLÓGICO ISBN 978-968-5384-10-0 CONTENIDO Capítulo

Página

A. FUNDAMENTOS 1. Introducción, Filosofía y Alcance del Control Biológico …………… ………

1

J. F. Barrera

2. Fundamentos Ecológicos del Control Biológico ……………...………………..

19

L. A. Rodríguez-del-Bosque

3. Importancia de la Sistemática en Control Biológico …………………...………

36

A. González-Hernández y J. I. López-Arroyo

4. Métodos de Evaluación de Enemigos Naturales …….……………….…………

48

H. González-Hernández y C. Pacheco-Sánchez

B. PARASITOIDES Y DEPREDADORES 5. Biología, Ecología y Etología de Parasitoides …………….............................…

61

J. S. Bernal

6. Depredación entre Artrópodos ………….………..……......…..………………..

75

M. H. Badii, J. Landeros, E. Cerna y S. Varela

7. Uso de Depredadores para el Control Biológico de Plagas en México ….......…

90

J. I. López Arroyo, E. Cortez-Mondaca, H. C. Arredondo-Bernal, M. Ramírez-Delgado, J. Loera-Gallardo y M. A. Mellín-Rosas

8. Perspectivas del Uso de Raphidioptera y Neuroptera Coniopterygidae como Agentes de Control Biológico …………….…………………..………..………

106

R. A. Pantaleoni

C. ENTOMOPATÓGENOS 9. Hongos Entomopatógenos ……….……………………..……..………………..

127

R. Alatorre-Rosas

10. Uso de Bacterias en el Control Biológico ………..……………………………

144

J. E. Ibarra

11. Bioinsecticidas Virales …….………….……………...……………..…………

160

M. C. Del Rincón-Castro

12. Bioseguridad de Agentes de Control Microbiano ………………..…………… C. Toriello y T. Mier

179

D. ESTUDIOS DE CASO 13. Control Biológico de Maleza ………….…..……………………...…………..

188

R. N. Wiedenmann

14. Control Biológico de Insectos Plaga en el Sureste de México ……..……....…

201

J. F. Barrera y J. I. López-Arroyo

15. Control Biológico de Langostas y Saltamontes ………...……..………………

234

L. Barrientos-Lozano

16. Control Biológico de la Cochinilla Rosada del Hibiscus Maconellicoccus hirsutus (Hemiptera: Pseudococcidae) ……..……………...…………..………

250

L. A. Valencia-Luna, T. Santiago-Islas, A. Zamora y H. C. Arredondo-Bernal

17. Enfoques y Tendencias del Control Biológico en México ……….……….…..

267

L. A. Rodríguez-del-Bosque y H. C. Arredondo-Bernal

18. Terminología sobre Control Biológico ……..…..………………………..…… L. A. Rodríguez del Bosque

277

Autores A. González-Hernández, Universidad Autónoma de Nuevo León, México A. Zamora, Dirección General de Sanidad Vegetal, México C. Pacheco-Sánchez, Instituto Politécnico Nacional, México C. Toriello, Universidad Nacional Autónoma de México, México E. Cerna, Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro, México E. Cortez-Mondaca, Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias, México H. C. Arredondo-Bernal, Centro Nacional de Referencia de Control Biológico, México H. González-Hernández, Colegio de Postgraduados, México J. E. Ibarra, Instituto Politécnico Nacional, México J. F. Barrera, El Colegio de la Frontera Sur, México J. I. López-Arroyo, Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias, México J. Landeros, Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro, México J. Loera-Gallardo, Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias, México J. S. Bernal, Texas A&M University, E.U.A. L. A. Rodríguez- del-Bosque, Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias, México L. A. Valencia-Luna, Dirección General de Sanidad Vegetal, México L. Barrientos-Lozano, Instituto Tecnológico de Cd. Victoria, México M. A. Mellín-Rosas, Centro Nacional de Referencia de Control Biológico, México M. C. Del Rincón-Castro, Instituto Politécnico Nacional, México M. H. Badii, Universidad Autónoma de Nuevo León, México M. Ramírez-Delgado, Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias, México R. A. Pantaleoni, Universidad de los Estudios de Sassari, Italia R. Alatorre-Rosas, Colegio de Postgraduados, México R. N. Wiedenmann, University of Arkansas, E.U.A. S. Varela, Universidad Autónoma de Tamaulipas, México T . Mier, Universidad Autónoma Metropolitana, México T. Santiago-Islas, Dirección General de Sanidad Vegetal, México

Capítulo 1 Introducción, Filosofía y Alcance del Control Biológico J. F. Barrera El Colegio de la Frontera Sur (ECOSUR) Apartado Postal 36, Carretera Antiguo Aeropuerto km. 2.5, Tapachula, Chiapas, 30700 México [email protected]

CONTENIDO El Concepto y la Premisa Fundamental ………………..…………………………....……….………

2

Desarrollo Histórico ……………………….…………………………….…...………..….......………..

3

Ventajas, Desventajas, Beneficios y Riesgos …………………....……………..……………...……..

9

Tipos de Enemigos Naturales ……….…………………………………………………….……………

11

Estrategias de Control Biológico ………………..…..…………………………………….…………..

13

Alcance y Futuro …………………………………………………………..........................….………..

14

Literatura Citada ………….…...………………………………………………………….……………..

16

Barrera, J. F. 2007. Introducción, filosofía y alcance del control biológico, pp. 1-18. En: L. A. Rodríguez-del-Bosque y H. C. Arredondo-Bernal (eds.), Teoría y Aplicación del Control Biológico. Sociedad Mexicana de Control Biológico, México. 303 p.

EL CONCEPTO Y LA PREMISA FUNDAMENTAL A más de un siglo del exitoso uso de la catarinita Rodolia cardinalis (Mulsant) para el control de la escama Icerya purchasi Maskell en California, E.U.A., caso a partir del cual se considera inició el control biológico como disciplina científica, estamos asistiendo a un uso más amplio del control biológico. Sin embargo, de manera general, la tendencia hacia el uso casi único y excesivo de plaguicidas sintéticos es aún persistente. Así pues, al inicio del siglo XXI tenemos el reto de disminuir esa tendencia y sustentar el control de plagas en un manejo más racional, donde el control biológico actúe como pilar y eje de su desarrollo y aplicación. Indudablemente que la enseñanza del control biológico no solo hacia los técnicos y agricultores, sino también hacia el público en general, será un factor clave para lograr este propósito. En este orden de ideas, el objetivo del presente capítulo es ofrecer una introducción al control biológico, a través de la cual esperamos por un lado difundir su filosofía y alcance, además de facilitar la comprensión e integración de los demás temas que se ofrecen en este libro que edita la Sociedad Mexicana de Control Biológico, A. C. (SMCB). La SMCB ha sido promotor importante del control biológico en México, tanto por los eventos que organiza (congresos, cursos, talleres, exposiciones tecnológicas) como por sus publicaciones periódicas (memorias de los eventos, el boletín “El Entomófago” y la revista científica “Vedalia”) y su página en Internet (www.controlbiologico.org.mx). Un grupo de socios de la SMCB también colaboraron en el primer libro sobre control biológico editado en México (Badii et al. 2000). Asimismo, la SMCB ha sido impulsora junto con el gobierno federal en definir la normatividad que regula la movilización y calidad de los agentes de control biológico importados y producidos en el país (Arredondo y Hernández 2002). El término “control biológico” fue usado por primera vez por H. S. Smith en 1919, para referirse al uso de enemigos naturales (introducidos o manipulados) para el control de insectos plaga. Su alcance se ha extendido con el tiempo, a tal grado que ahora se presentan problemas para definirlo adecuadamente, en particular porque el término implica aspectos académicos y aplicados (Wilson y Huffaker 1976, Garcia et al. 1988, Eilenberg et al. 2001). Aquí se entenderá como control biológico al “uso de organismos vivos como agentes para el control de plagas” (Greathead y Waage 1983). También nos acogemos a la postura de Eilenberg et al. (2001), quienes indican que “organismos vivos” incluye a los virus, pero se excluyen los genes o fragmentos de genes y los metabolitos obtenidos sin los organismos que los producen. De acuerdo con Huffaker (1985), la premisa del control biológico descansa en que bajo ciertas circunstancias muchas poblaciones son llevadas a bajas densidades por sus enemigos naturales. Este efecto se origina de la interacción de ambas poblaciones (plaga y enemigo natural), lo cual implica una supresión del tipo densidad-dependiente, que se

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traduce como el mantenimiento de ambas poblaciones en equilibrio. Bajo este concepto, la población del enemigo natural depende a su vez de la población de la plaga, es decir la interacción de las poblaciones significa una regulación y no un control (Summy y French 1988, Rodríguez-del-Bosque 1991). También se dice que los enemigos naturales hacen que el control biológico sea autosostenible o parcialmente autosostenible, por lo tanto los métodos que no los utilizan como semioquímicos (feromonas, atrayentes, repelentes), insectos estériles, plantas resistentes u organismos modificados genéticamente no son autosostenibles y no pueden ser incluidos en control biológico (Fig. 1) (Huffaker 1985, Garcia et al. 1988).

DESARROLLO HISTÓRICO Por mucho tiempo han existido ejemplos del uso de enemigos naturales para el control de plagas y quizá el caso más antiguo (hace al menos 800 años), es el que hace referencia al uso de hormigas por agricultores chinos. Sin embargo, el control biológico nace como un método científico hacia el final del siglo XIX con el exitoso caso de la introducción desde Australia a California de R. cardinalis contra la escama algodonosa de los cítricos I. purchasi ocurrido en 1888 (Simmonds et al. 1976). De acuerdo con lo anterior, el control biológico como método científico es relativamente moderno, ya que tiene una edad de poco más de cien años. Algunos hechos históricos sobresalientes del control biológico se presentan en el Cuadro 1. Los principales logros del control biológico en América Latina han sido contra la mosca prieta de los cítricos Aleurocanthus woglumi Ashby en Mesoamérica; el barrenador de la caña de azúcar Diatraea saccharalis (F.) en Cuba, Perú, Brasil y el Caribe; la escama harinosa I. purchasi en casi todos los países; el pulgón lanígero de la manzana Eriosoma lanigerum (Hausmann) en Uruguay, Chile y Argentina; la escama negra Saissetia oleae (Oliver) en Chile y Perú (Altieri et al. 1989, Zapater 1996). Aunque el control biológico de insectos en México despertó el interés de los especialistas desde el siglo pasado, fue hasta 1942 cuando se realizaron los trabajos más decididos con la introducción de Aphelinus mali (Haldeman) para el control del pulgón lanígero del manzano E. lanigerum en Coahuila. En 1938 e hizo el primer intento para el control biológico de la mosca prieta de los cítricos A. woglumi, pero fue entre 1949 y 1950 cuando el Departamento de Agricultura de E.U.A. y la entonces Dirección de Defensa Agrícola de México, llevaron a cabo un programa para la introducción de enemigos naturales desde la India y Pakistan con resultados espectaculares en el control de esta plaga (Jiménez 1958, Smith et al. 1964, Carrillo-Sánchez 1985). Posteriormente, se establecieron diferentes programas de introducción de enemigos naturales previamente introducidos a E.U.A.; las plagas consideradas y

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Figura 1. Métodos para la protección vegetal y animal con algunos ejemplos (modificado de Huffaker y Dahistein 1999).

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Cuadro 1. Selección de casos y eventos notables de control biológico en el mundo. AÑO ACONTECIMIENTO HISTÓRICO 1200 Los chinos usaron hormigas para el control de un defoliador en cítricos 1200 Utilidad reconocida de Coccinellidae 1602 Primer reporte de “parasitismo” 1706 Vallisneri interpreta correctamente el parasitismo 1718 Parasitismo sobre lepidópteros en Inglaterra 1726 Registro de Hongos patógenos sobre larvas de Lepidoptera 1734 Se sugirió el uso de Syrphidae contra pulgones en invernadero 1752 Chinches asesinas para el control de chinches de la cama 1762 Introducción del pájaro Mynah de la India a Mauritania 1763 Coleoptero sugerido para usarse (no fue usado) 1764 Se introdujeron a Jamaica hormigas para el control de escamas 1776 Chinches asesinas contra chinches de cama 1789 Se recomendó el control biológico de ratas en Jamaica 1800 Se discute la acción de ichneumónidos como factor de control natural 1827 Se sugiere colectar larvas parasitadas para su posterior liberación 1837 Kollar introduce el concepto de control natural 1835 Bassi es el primero en recomendar el uso de patógenos contra plagas 1840 Varios enemigos naturales usados para controlar larvas de la palomilla gitana y tijeretas 1844 Coleopteros usados experimentalmente en Milan para controlar plagas 1856 Se sugiere la importación de parásitos a Estados Unidos de Europa 1859 Un sapo se introduce a Puerto Rico contra plagas en caña de azúcar 1866 Walsh (EUA) sugiere la importación de insectos contra malezas 1870 Introducción a Trinidad de una comadreja contra ratas de campo 1870 Parásitos del picudo del ciruelo llevados de un área (Missouri) a otras 1870 Parásitos transladados en ramas infestadas de un huerto a otro (Ilinois) 1873 Acaros enviados de Estados Unidos a Francia 1874 Coccinélido enviado de Inglaterra a Nueva Zelanda 1879 Utilización de un hongo para el control de un coleóptero 1880 Araña social sudafricana para controlar moscas 1882 Parásito llevado de Estados Unidos a Canadá 1883 Parásito llevado de Inglaterra a Estados Unidos 1888 La Vedalia introducida de Australia a California. Éxito espectacular

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ENEMIGO NATURAL Oecophylla smaragdina

ESPECIE PLAGA Tessarotoma papillosa

Catarinitas Apanteles glomeratus Apanteles glomeratus

Afidos y escamas Pieris rapae Pieris rapae

Ichneumonidae Hongos

Orugas Noctuidae

Sirfidos

Afidos

Redúvidos

Cimex lectularius

Acridotheres tristis

Locústido rojo

Calosoma sycophanta Formica sp.

Orugas Escamas

Reduvius personatus Enemigos naturales

Cimex lectularius Ratas

Ichneumónidos

Orugas de la calabaza

Parasitoides

Larvas parasitadas

Patógenos

Plagas

Calosoma sycophanta, Staphylinus olens

Porteria dispar, Forficula auricularia

Estafilinidos y carábidos

Plagas del jardín

Parásitos

Contarinia tritici

Bufo marinus

Escarabeidos

Insectos

Malezas

Mungos birmanicus

Rata de campo

Parásitos

Conotrachelus nenufar

Aphytis mytilaspidis

Escamas

Tyroglyphus phylloxerae Coccinella undecimpunctata Metarrhizium anisophiae

Phylloxera vitifoliae Af...