Nematodes que mengen plantes i la clau per combatre’ls

Open PDF in new window.

Elisabeth Darling 1, Marisol Quintanilla-Tornel1, Henry Chung1*

1Department of Entomology, Michigan State University, East Lansing, MI, United States

Les arrels de les plantes interactuen amb molts bacteris, fongs i organismes microscòpics dins del sòl que poden influir en el creixement de les plantes. Alguns d’aquests organismes microscòpics són animals anomenats nematodes, i són una part especialment important de la vida al sòl. Els nematodes poden ser bons, dolents o neutrals per a les plantes. Alguns científics, anomenats nematòlegs, estudien els nematodes i com prevenir que els dolents danyin cultius importants, com les pastanagues. Els nematòlegs i altres científics treballen junts per ajudar els pagesos a gestionar aquests plagues i a fer créixer cultius sans.

ELS PETITS ORGANISMES PODEN CAUSAR GRANS PROBLEMES

Un grapat de sòl conté milers d’animals tan petits que necessitem un microscopi per veure’ls. Tot i que aquests animals siguin molt petits, alguns d’ells tenen un impacte mundial per al creixement de cultius. Els** nematodes (Figura 1) són cucs microscòpics que viuen als sòls dels nostres jardins, camps de cultius i paisatges. Tot i que alguns nematodes són útils per a les plantes, altres són enemics del món vegetal. Aquests nematodes perillosos s’alimenten de les arrels de les plantes, el que finalment danya la planta i impacta de manera severa el seu creixement. Mentre s’alimenten, els nematodes creen ferides a les arrels, deixant-les vulnerables a infeccions d’altres organismes patògens del sòl [1]. Els nematodes que danyen les arrels de les plantes sovint són anomenats paràsits.**

NEMATODES QUE MENGEN PLANTES: UNA AMENAÇA PER ALS CULTIUS D’ARRELS

Algunes plantes de jardí tenen arrels que nosaltres mengem, com les pastanagues, les remolatxes, els naps i les patates. Els nematodes poden danyar aquests cultius importants, juntament amb molts altres. Els nematodes posseeixen una part bucal semblant a una palla que injecta una barreja d’enzims a la planta, la qual descompon les cèl·lules vegetals en una sopa de cèl·lules vegetals. Després que les cèl·lules es descomponen, els nematodes mengen aquesta sopa [2]. Quan els nematodes s’alimenten de les arrels de les pastanagues durant les primeres etapes de vida de la planta, això pot causar danys greus o fins i tot la mort de la planta. Quan alguns nematodes paràsits de plantes s’alimenten de pastanagues i naps a principis de la temporada de creixement, danyen tant les arrels que els pagesos no poden vendre-les. Si certs nematodes del gènere Pratylenchus s’alimenten de pastanagues molt joves, els danys a les arrels provoquen que les pastanagues desenvolupin arrels bifurcades (Figura 2). Quan hi ha molts nematodes paràsits de plantes al sòl, es poden produir grans pèrdues de cultius. Els nematòlegs són científics que estudien els nematodes. Els nematòlegs que investiguen els nematodes paràsits de plantes poden treballar amb els pagesos per provar l’eficàcia dels productes que poden matar els nematodes perillosos, per trobar les millors maneres de combatre aquestes plagues. Els nematodes que mengen verdures d’arrel són especialment difícils de gestionar perquè de vegades els pagesos no poden veure els símptomes d’infestació de nematodes fins a finals de la temporada, quan es recullen les arrels.

COM ES DIAGNOSTICA UNA INFESTACIÓ DE NEMATODES?

A diferència dels insectes plaga, els nematodes no es poden veure a simple vista, així que confirmar una infestació de nematodes requereix proves de laboratori. Si un pagès sospita que té danys causats per nematodes paràsits de plantes, pot enviar una mostra de sòl recollida del seu camp a un laboratori de nematologia. Al laboratori, el sòl es barreja amb aigua i es sacseja a través de coladors de malla, en un procés semblant a tamisar farina. L’objectiu és eliminar qualsevol tros gran de sorra o altres residus del sòl i capturar només els nematodes. La barreja es transfereix a tubs, que es posen en una centrífuga, una gran màquina que gira a gran velocitat per recollir partícules més denses al fons dels tubs. Els nematodes floten a l’aigua mentre que les partícules més pesades de sorra i fang es queden al fons del tub. Després, es fica una solució de sucre al tub que fa que els nematodes flotin cap a la part superior. Els científics poden recollir els petits animals i veure’ls sota un microscopi òptic i identificar quines espècies de nematodes es troben al camp del pagès. No obstant això, algunes espècies de nematodes es veuen tan semblants a altres espècies que cal identificar-les analitzant el seu ADN.

COM PODEN GESTIONAR ELS PAGESOS ELS NEMATODES?

Els nematòlegs i altres científics treballen junts per resoldre els problemes que els pagesos tenen amb els nematodes. Hi ha alguns químics, anomenats nematicides, que s’utilitzen actualment per tractar infestacions de nematodes. Aquests productes són tòxics per als nematodes però també poden ser perillosos per a la persona que els aplica, a més de ser cars. Els nematòlegs estan investigant altres maneres efectives perquè els pagesos puguin gestionar aquestes plagues. Alguns tipus de bacteris i fongs [3] presents al sòl tenen qualitats nematocides, és a dir, poden matar o inhibir els nematodes, i alguns són tan especialitzats que només ataquen els nematodes dolents [4]. Molts dels estudis actuals estan intentant identificar i cultivar aquestes espècies beneficioses, de manera que es puguin aplicar als camps dels pagesos per reduir les poblacions de nematodes dolents al sòl. El nematicida més desitjable seria aquell que només fos perjudicial per als nematodes paràsits de plantes, per tal d’assegurar que es protegeixin els recursos del sòl i altres organismes microscòpics útils en el sòl.

FONGS I BACTERIS: UNA POSSIBLE CLAU PER COMBATRE ELS NEMATODES PARÀSITS DE PLANTES

Els nematodes paràsits de plantes del sòl són plagues perilloses que poden danyar les arrels de les plantes i fer que els pagesos perdin molts diners a causa de cultius que no poden vendre. Per tant, és important trobar maneres efectives de gestionar els nematodes paràsits de plantes. Idealment, aquests tractaments haurien de ser segurs per a l’ambient i altres espècies que viuen al sòl, i també haurien de ser fàcilment assequibles per al pagès. Aquest és un desafiament considerable per als nematòlegs, però el futur és esperançador! La solució clau seria trobar tipus de fongs o bacteris del sòl que puguin controlar els nematodes paràsits de plantes per desenvolupar nous productes eficaços i respectuosos amb el medi ambient perquè els pagesos els utilitzin. A més, l’ús de l’ADN dels nematodes per identificar les diferents espècies de nematodes al sòl ha ajudat a avançar en el camp de la nematologia. De vegades, la ciència molecular com l’anàlisi d’ADN pot ser cara, però treballant junts, els científics poden fer avenços en les tècniques moleculars que faran que el procés sigui més barat per als futurs científics i pagesos. Aquestes tècniques obriran camí a equips de nematòlegs i els seus científics associats per ajudar a trobar les millors maneres de controlar aquestes plagues perilloses.

GLOSSARI

Nematode

Un grup d’animals (Fílum: Nematoda) que tenen una forma semblant a un cuc, llarga i cilíndrica. Es poden trobar a tots els set continents (inclòs l’Antàrtida!), així com a oceans i llacs.

Paràsits

Un organisme que depèn d’un altre organisme amfitrió per robar-li aliments i nutrients.

Enzims

Molècules biològiques que provoquen reaccions químiques dins de les cèl·lules.

Nematòlegs

Científics que estudien els nematodes.

ADN

Les instruccions necessàries per a la formació de les cèl·lules, emmagatzemades en tots els organismes.

Fongs

Un grup d’organismes eucariotes (les cèl·lules contenen nucli) que s’alimenten de matèria orgànica. Aquest grup inclou els boltes i els llevats que mengem, així com floridures i el míldiu.

Bacteris

Un grup d’organismes que són procariotes, és a dir, que no tenen nucli i només tenen una cèl·lula.

Nematicida

Una substància o organisme que és eficaç per matar nematodes.

REFERÈNCIES

EDITED BY: Malte Jochum

SCIENCE MENTORS: Irina Moshkova , Shruti Parikh

CITATION: Darling E, Quintanilla-Tornel M and Chung H (2021) Plant-Eating Nematodes and the Key to Fighting Them. Front. Young Minds. 9:604175. doi: 10.3389/frym.2021.604175

CONFLICT OF INTEREST: The authors declare that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest.

COPYRIGHT © 2021 Darling, Quintanilla-Tornel and Chung: This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) and the copyright owner(s) are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.

REVISORS JOVES:

MARIE, EDAT: 13

Ara mateix estudio 8è de primària i m’agraden la biologia i la química. De fet, vull ser genetista per a tota la vida. També m’agraden els esports, i el meu preferit és l’acrobàcia. També m’agrada saltar en trampolí, és molt divertit.

MEHA, EDAT: 15

Ei! Sóc estudiant de segon d’ESO i estic entusiasmada amb la idea de tenir una carrera en medicina. Les meves aficions inclouen dibuixar, jugar a tennis i passar temps amb els amics! També m’encanta fer voluntariat i retornar alguna cosa a la meva comunitat. Estic molt emocionada de formar part de Frontiers for Young Minds, perquè vull que els meus companys i altres estudiants puguin accedir a aquests grans avenços científics que es fan cada dia.

NIVEDITA, EDAT: 14

Hola, sóc la Nivedita, els meus pronoms són ella/la/seva, i estic molt emocionada de començar aquest any! Una mica sobre mi: m’encanta escoltar música en el meu temps lliure (Frank Ocean és un dels meus preferits) i m’agrada dibuixar sempre que puc. També m’agrada passar temps amb els amics, i la meva assignatura preferida és la química!

SHREEYA, EDAT: 11

Hola, em dic Shreeya. Visc amb la meva germana i els meus pares. En el meu temps lliure m’agrada passejar amb els amics, jugar a jocs de taula i fer karate. Durant aquest temps, m’he mantingut ocupada parlant amb els meus amics, llegint els llibres de Harry Potter i acabant un trencaclosques 3D de Hogwarts.

**SHRIYA, **EDAT: 13

Hola, em dic Shriya. Visc als Estats Units. Estic a vuitè de primària i les meves assignatures preferides són la ciència i les matemàtiques. En el meu temps lliure m’agrada ballar i fer art. Acabo de començar a col·laborar amb Frontiers for Young Minds i estic molt emocionada de continuar!

AUTORS

ELISABETH DARLING

Sóc estudiant de doctorat a la Michigan State University, al Departament d’Entomologia. Els meus codirectors són la Dra. Marisol Quintanilla i el Dr. Henry Chung. El meu projecte de recerca se centra en com diferents espècies de nematodes fitòfags afecten les plantes de pastanaga. Aquests nematodes s’anomenen nematodes de la lesió radicular, i poden causar molts danys a diversos cultius! També m’interessa molt aprendre com i fins a quin punt aquests nematodes afecten altres cultius especialitzats, com el xirivía i el llúpol. M’encanta aprendre sobre els diferents aspectes de la nematologia.

MARISOL QUINTANILLA-TORNEL

La Marisol Quintanilla és nematòloga al Departament d’Entomologia de la Michigan State University. La seva recerca en nematologia ajuda a avaluar pràctiques de gestió per reduir els nematodes fitoparàsits en els cultius de Michigan. Va obtenir el seu doctorat a la Michigan State University. *marisol@msu.edu

HENRY CHUNG

En Henry és biòleg i treballa a la Michigan State University. El fascina com funciona la vida a nivell molecular. Estudia insectes i nematodes per entendre com aquests organismes poden adaptar-se a diferents entorns o alimentar-se de diferents plantes hoste.

TRADUCTORA

SANDRA VARGA

La Sandra és Professora Associada a la Universitat de Lincoln, el Regne Unit. A part d’impartir classes en biologia, fa recerca investigant les relacions entre les plantes i el sòl per entendre com el canvi climàtic està afectant aquestes interaccions, i investiga com els microbis del sòl poden contribuir a la producció de plantes d’una manera més sostenible.

FUNDING (TRANSLATION)

The team Translating Soil Biodiversity acknowledges support of the German Centre for integrative Biodiversity Research (iDiv) Halle-Jena-Leipzig funded by the German Research Foundation (DFG FZT 118, 202548816).

CITATION (TRANSLATION)

This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC-BY 4.0). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) and the copyright owner(s) are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.

Recommended citation format: Darling E, Quintanilla-Tornel M and Chung H (2025) Plant-Eating Nematodes and the Key to Fighting Them. (Catalan translation: Sandra Varga). Translating Soil Biodiversity & Front. Young Minds. [Originally published in 2021], doi: 10.3389/frym.2021.604175

Figures

Figura 1: Un nematode mascle de l'espècie Pratylenchus que menja arrels, recollit de les arrels de pastanaga. Figura 1: Un nematode mascle de l’espècie Pratylenchus que menja arrels, recollit de les arrels de pastanaga. Per donar una idea de l’escala, 100 μm és 10 vegades més petit que 1 mm i té aproximadament l’amplada d’un cabell humà!

Figura 2: Pastanagues danyades per nematodes que mengen arrels, la qual cosa provoca que l'arrel principal es bifurqui.