Las plagas plantean un desafío persistente para la agricultura y la acuicultura, generando resistencia a las medidas de control. Este fenómeno exige una comprensión matizada de la dinámica evolutiva para desarrollar estrategias de manejo de plagas efectivas y sostenibles.
Para entender cómo los diferentes factores influyen en la evolución a nivel de metapoblación; los científicos de Deakin University, Nofima, Institute of Marine Research y de la Curtin University publicaron los resultados de un estudio innovador que profundiza en las complejidades evolutivas del piojo del salmón (Lepeophtheirus salmonis), un notorio parásito que afecta la acuicultura del salmón en Noruega.
Según el estudio los modelos evolutivos ofrecen la oportunidad de explorar cómo las presiones experimentadas en las granjas dan forma a la epidemiología y la evolución de los parásitos en escalas espaciales y temporales muy grandes.
Factores que influyen en la evolución de las plagas
El estudio revela que la evolución de la resistencia de las plagas está estrechamente relacionada con varios factores: el tipo de métodos de control empleados, la presión selectiva impuesta por estos métodos y el flujo de genes entre granjas.
Al comprender cómo operan estos factores a nivel de metapoblación, donde las poblaciones de piojos de mar interactúan a través de una red de granjas de salmón, los científicos pretenden diseñar estrategias de manejo de plagas que frenan la evolución de la resistencia.
El modelo del piojo del salmón
Los investigadores desarrollaron un modelo sofisticado para simular la metapoblación y la dinámica evolutiva del piojo del salmón en la mitad de las granjas de salmón de Noruega. Se exploraron varios escenarios de manejo, comparando estrategias que diferían en los métodos de implementación, el impacto en el ciclo de vida de los piojos y la eficacia general.
Estrategias continuas versus discretas
“Primero cuantificamos el efecto de diferentes estrategias de control sobre la dinámica metapoblacional del parásito. A diferencia de las estrategias de despioje discretas, que se implementaron esporádicamente en el modelo a través del espacio y el tiempo, las estrategias de gestión continua impusieron una presión constante sobre la metapoblación en cada paso del tiempo”, reportaron los investigadores.
El estudio encontró que las estrategias de acción continua, como la utilización de salmón resistente a los piojos, eran generalmente más efectivas que las estrategias discretas para controlar los piojos. En particular, las estrategias que aumentaron la mortalidad por piojos durante las primeras etapas de desarrollo demostraron una mayor eficacia. Sin embargo, se hizo una nota de advertencia, enfatizando el riesgo de estrategias continuas que impongan una selección frecuente y fuerte de los piojos, lo que podría impulsar una adaptación rápida.
Deriva genética y pérdida de resistencia
Se descubrió que el destino de los alelos resistentes estaba influenciado por factores como su recesividad, su ventaja en aptitud física y su origen en áreas de baja densidad agrícola. Los alelos resistentes tenían más probabilidades de perderse debido a la deriva genética en determinadas condiciones, lo que proporciona información crucial para anticipar y gestionar la resistencia.
Dinámica espacial
La corriente que fluye hacia el norte a lo largo de la costa noruega jugó un papel fundamental en la dispersión de genes resistentes de sur a norte. Comprender estas dinámicas espaciales y limitar el flujo de genes en la dirección opuesta se convirtieron en consideraciones clave para diseñar estrategias efectivas de control de plagas.
Implicaciones prácticas
El estudio demuestra cómo los modelos evolutivos pueden producir predicciones cuantitativas a grandes escalas espaciales y temporales, ofreciendo información valiosa para decisiones prácticas de manejo de plagas a nivel regional. Estos conocimientos ayudan a minimizar el riesgo de desarrollo de resistencia, garantizando la sostenibilidad de la acuicultura del salmón.
Sin embargo, es importante destacar que el modelo tiene limitaciones. “En nuestras simulaciones, todas las piscifactorias en el área de estudio impusieron la misma presión de selección. Esto aumentó en gran medida la fuerza general de selección a nivel de metapoblación para la resistencia. En realidad, existen múltiples tecnologías disponibles para las granjas que se implementan de manera heterogénea, lo que ralentiza la tasa de evolución hacia cualquier tratamiento”, informaron.
Conclusión
El estudio sobre los piojos del salmón proporciona un modelo para desarrollar estrategias de manejo de plagas específicas y sostenibles, ofreciendo esperanza para el futuro de la acuicultura.
“Hemos demostrado cómo los modelos evolutivos no sólo pueden replicar tendencias evolutivas generales sino también hacer predicciones cuantitativas de cómo los piojos del salmón pueden adaptarse bajo estrategias de manejo específicas. Estos resultados cuantitativos pueden aprovecharse durante el complejo proceso de toma de decisiones prácticas de gestión para combatir la resistencia. Nuestras simulaciones predijeron que las estrategias de acción continua que aumentan la mortalidad de chalimus fueron más exitosas para reducir las infestaciones de piojos”, concluyen los investigadores.
Asimismo, los investigadores identificaron aspectos de la resistencia que eran más propicios para una rápida evolución de los piojos de mar cuando:
(1) la estrategia discreta que imponía la selección tenía una eficacia general baja,
(2) una estrategia continua imponía la selección sobre la supervivencia semanal del chalimus,
(3) había un gradiente de selección pronunciado entre los genotipos,
(4) la resistencia era dominante, o
(5) la resistencia surgió inicialmente en el sur de Noruega.
A medida que continuamos perfeccionando nuestra comprensión de la evolución de las plagas, allanamos el camino para soluciones resilientes y efectivas en la búsqueda continua de la seguridad alimentaria.
El estudio es parte del proyecto “CrispResist: Harnessing cross-species variation in sea lice resistance”, financiado por el Norwegian Seafood Research Fund.
Contacto
Andrew Coates
Sustainable Aquaculture Laboratory – Temperate and Tropical (SALTT), Queenscliff Marine Science Centre, Deakin University
Burwood, Victoria 3225, Australia
Email: andrew.coates@deakin.edu.au
Referencia (acceso abierto)
Coates, A., Robinson, N. A., Dempster, T., Johnsen, I., & Phillips, B. L. (2023). Evolutionary predictions for a parasite metapopulation: Modelling salmon louse resistance to pest controls in aquaculture. Evolutionary Applications, 00, 1–17. https://doi.org/10.1111/eva.13618
