Uso de molinos de vuelo para medir la propensión de vuelo y el rendimiento de la raíz de maíz occidental, Diabrotica virgifera virgifera (LeConte)

La raíz de maíz occidental, Diabrotica virgifera virgifera LeConte (Coleoptera: Chrysomelidae), fue identificada como una plaga de maíz cultivado en 1909¹. Hoy en día, es la plaga más importante de maíz (Zea mays L.) en el Cinturón de Maíz de los Estados Unidos, con la alimentación larval de raíces de maíz causando la mayor parte de la pérdida de rendimiento asociada con esta plaga. Se estima que los costes anuales de gestión y pérdidas de producción de maíz debidos a la gusano de raíz de maíz superan los 1.000 millones^{de dólares 2}. El gusano de raíz de maíz occidental es altamente adaptable, y las poblaciones han desarrollado resistencia a múltiples estrategias de manejo, incluyendo insecticidas, rotación de cultivos y maíz Bt transgénico^3. Determinar las dimensiones espaciales sobre qué tácticas deben aplicarse para mitigar el desarrollo local de resistencia, o un punto de acceso de resistencia, depende de una mejor comprensión de la dispersión⁴. Las medidas de mitigación no tendrán éxito si se limitan a una escala espacial demasiado pequeña alrededor de un punto de acceso de resistencia, porque los adultos resistentes se dispersarán más allá del área de mitigación^5. Comprender el comportamiento de vuelo de la gusano de maíz occidental es importante para crear planes eficaces de manejo de la resistencia para esta plaga.

La dispersión por vuelo juega un papel importante en la historia de vida de la gusano de raíz de maíz occidental adulta y la ecología^6,y el comportamiento de vuelo de esta plaga se puede estudiar en el laboratorio. Se pueden utilizar varios métodos para medir el comportamiento de vuelo en el laboratorio. Un actograph, que restringe el vuelo en un plano vertical, puede medir la cantidad de tiempo que un insecto está en vuelo. Los actográficos se han utilizado para comparar la duración del vuelo y los patrones de periodicidad de los machos y hembras de gusano de maíz occidental a diferentes edades, tamaños corporales, temperaturas, susceptibilidad a insecticidas y exposición a insecticidas^{7,8, 9}. Los túneles de vuelo, que consisten en una cámara de seguimiento y un flujo de aire dirigido, son especialmente útiles para examinar el comportamiento de vuelo de los insectos al seguir un penacho de olor, como los componentes de feromonas candidatas¹⁰ o los volátiles de las plantas^11. Los molinos de vuelo son quizás el método más común para los estudios de laboratorio del comportamiento de vuelo de insectos y pueden caracterizar varios aspectos de la propensión y el rendimiento del vuelo. En los estudios de la raíz de maíz occidental se han empleado molinos de vuelo de laboratorio para caracterizar la propensión a realizar vuelos cortos y sostenidos, así como el control hormonal del vuelo sostenido^12,13.

Las fábricas de vuelo proporcionan una forma relativamente sencilla de estudiar el comportamiento de vuelo de los insectos en condiciones de laboratorio al permitir a los investigadores medir varios parámetros de vuelo, incluida la periodicidad, la velocidad, la distancia y la duración. Muchos de los molinos de vuelo utilizados hoy en día se derivan de las rotondas de Kennedy et al.¹⁴ y Krogh y Weis-Fogh¹⁵. Los molinos de vuelo pueden ser diferentes en forma y tamaño, pero el principio básico sigue siendo el mismo. Un insecto está atado y montado en un brazo horizontal radial que es libre de girar, con una fricción mínima, alrededor de un eje vertical. A medida que el insecto vuela hacia adelante, su camino se limita a dar vueltas en un plano horizontal, con la distancia recorrida por rotación dictada por la longitud del brazo. Un sensor se utiliza típicamente para detectar cada rotación del brazo causada por la actividad de vuelo del insecto. Los datos sin procesar incluyen rotaciones por unidad de tiempo y se produjo la hora del vuelo del día. Los datos se introducen en un ordenador para su grabación. Los datos de varias fábricas de vuelo a menudo se registran en paralelo, esencialmente simultáneamente, con bancos de 16 y 32 molinos de vuelo comunes. Los datos sin procesar son procesados por software personalizado para proporcionar valores para variables tales como la velocidad de vuelo, el número total de vuelos separados, la distancia y la duración volada, etc.

Cada especie de insecto es diferente cuando se trata del mejor método para amarre debido a variables morfológicas como el tamaño general, el tamaño y la forma del área objetivo para unir la atación, la suavidad y la flexibilidad del insecto, la necesidad y el método para anestesia, potencial para ensuciar las alas y/o la cabeza con adhesivo extraviado o desbordado, y muchos, muchos más detalles. En los casos de anclaje visualizado de un insecto plataspid¹⁶ y un escarabajo ambrosía^17,las áreas objetivo respectivas para la fijación de ate son relativamente grandes y tolerantes a la colocación de adhesivo sin precisión porque la cabeza y las alas son algo bien separados del sitio de fijación. Esto no es para restar importancia a la dificultad de atear a estos insectos, lo que es exigente para cualquier especie. Pero el gusano de raíz de maíz occidental es un insecto particularmente difícil de atar: el pronoto es estrecho y corto, haciendo un apego muy preciso con una cantidad mínima de adhesivo (cera dental en este caso) necesario para evitar interferencias con la apertura del elytra para el vuelo y con la cabeza, donde el contacto con los ojos o antenas puede afectar el comportamiento. Al mismo tiempo, la atela debe estar firmemente unida para evitar el desalojamiento por este volador fuerte. La demostración de ateo de adultos gusanos de raíz es la oferta más importante en este artículo. Debe ser de ayuda para otros que trabajan con este o insectos similares donde el método visualizado aquí podría ser una opción útil.

Este artículo describe los métodos utilizados para atear y caracterizar eficazmente la actividad de vuelo de los adultos de gusano de raíz de maíz occidental que fueron criados en diferentes densidades larvales. Las fábricas de vuelo y el software utilizados en este estudio(Figura 1) se derivaron de diseños publicados en Internet por Jones et al.¹⁸ Técnicas de tethering fueron modificadas a partir de la descripción en Stebbing et al.⁹ Una matriz de 16 molinos de vuelo fue alojado en una cámara ambiental, diseñada para controlar la iluminación, la humedad y la temperatura(Figura 2). El uso de esta configuración o similar junto con las siguientes técnicas permite probar factores que pueden influir en la propensión de vuelo y el rendimiento de la gusano de raíz de maíz occidental, incluyendo la edad, el sexo, la temperatura, el fotoperiodo y muchos otros.