Usuario:Fitocentrismo/Acyrthosiphon pisum

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Acyrthosiphon pisum
Taxonomía Edit this classification
Dominio: Eukaryota
Reino: Animalia
Filo: Arthropoda
Clase: Insecta
Orden: Hemiptera
Suborden: Sternorrhyncha
Familia: Aphididae
Género: Acyrthosiphon
Especie:
Acyrthosiphon pisum

(Harris, 1776)

Subespecies
  • A. pisum pisum
  • A. pisum ononis Koch, 1855
  • ?A. pisum spartii Koch, 1855
  • ?A. pisum destructor Johnson, 1900

Acyrthosiphon pisum es un insecto de la familia Aphididae. Se alimenta de la savia de varias especies de leguminosas (Fabaceae) mundialmente, incluidos cultivos forrajeros, como guisantes, trébol, alfalfa y habas,[1]​y se encuentra entre las especies de pulgones de mayor importancia agronómica. A. pisum es un organismo modelo para el estudio biológico cuyo genoma ha sido secuenciado y anotado.[2]​

Descripción[editar]

A. pisum es un pulgón grande que puede alcanzar los 4 mm en la adultez. Generalmente se alimenta de las hojas, yemas y vainas de las leguminosas, ingiriendo la savia del floema a través de sus estiletes. A diferencia de muchas especies de pulgones, A. pisum no tiende a formar colonias donde los individuos permanecen toda su vida. Tienen varias formas, y muestran variaciones de color verde o rojo/rosa. Las formas verdes son generalmente más frecuentes en poblaciones naturales.

Distribución[editar]

Se cree que el pulgón de los guisantes es de origen paleártico, pero ahora se encuentra comúnmente en todo el mundo en climas templados. La propagación de A. pisum probablemente se debió a la introducción de algunas de sus plantas hospedantes para la agricultura en América del Norte durante la década de 1870. En 1900 se había convertido en una plaga grave en los estados del Atlántico medio, y en la década de 1950, estaba muy extendido por todo Estados Unidos y Canadá. Su rango de huéspedes en América del Norte es muy similar al de A. kondoi.

Ciclo de vida[editar]

En otoño, las hembras sexuales ponen huevos fertilizados que eclosionan en la primavera siguiente. Las ninfas que nacen de estos huevos son todas hembras, que pasan por cuatro mudas antes de alcanzar la madurez. Luego comenzarán a reproducirse por partenogénesis, como la mayoría de los pulgones. Cada hembra adulta da a luz a múltiples ninfas al día, alrededor de cien a lo largo de su vida. Estas llegan a la madurez en aproximadamente diez días. La esperanza de vida de un adulto es de 30 días.

Las poblaciones alcanzan su punto más alto a principios del verano, y luego disminuyen debido a la depredación y el parasitismo. En otoño se desencadena la producción de una única generación de individuos sexuales y ovíparos. Las hembras sexuales pondrán huevos fecundados, de los cuales emergerán nuevas hembras partenogenéticas a principios de la primavera.

Cuando la colonia comienza a superpoblarse, se producen algunas hembras aladas. Estas se dispersan para infestar otras plantas, donde continúan reproduciéndose asexualmente. Cuando las temperaturas se vuelven más frías y la duración del día es menor, aparecen hembras y machos alados sexuales. Estos se aparean, las hembras ponen huevos en diapausa y el ciclo de vida comienza de nuevo. A. pisum puede completar todo su ciclo reproductivo sin cambiar de planta huésped.

Se sabe que más de 20 géneros de leguminosas son huéspedes de A. pisum, aunque el rango completo de hospedantes sigue sin determinarse. Los rendimientos agronómicos pueden verse afectados por la ingesta de savia que debilita directamente a las plantas. Como muchas especies de pulgones, A. pisum puede ser vector de enfermedades virales en las plantas que visita. La protección contra los pulgones de los guisantes incluye el uso de insecticidas químicos, depredadores y parasitoides naturales y la selección de cultivares resistentes. No se ha documentado resistencia a los insecticidas en A. pisum, a diferencia de muchos pulgones.

Organismo modelo[editar]

Adulto partenogénico en alfalfa. Esta forma muestra marcas rojizas/oscuras debido a los carotenoides que producen algunos individuos.

A. pisum se considera la especie de pulgón modelo. Su ciclo reproductivo, incluida la fase sexual y la hibernación de los huevos, puede completarse fácilmente en plantas hospedantes en condiciones de laboratorio, y el tamaño relativamente grande de los individuos facilita los estudios fisiológicos. En 2010, el International Aphid Genomics Consortium publicó un borrador de la secuencia del genoma de la especie[2]​ compuesto por aproximadamente 525 megabases y 34.000 genes predichos en 2n=8 cromosomas. Este constituye el primer genoma de un insecto hemimetábolo[2]​publicado. El genoma de A. pisum y otras de sus características son objeto de estudios que abarcan las siguientes áreas:

  • Simbiosis con bacterias: como todos los insectos pertenecientes a la familia Aphididae, A. pisum alberga el endosimbionte Buchnera aphidicola, que proporciona aminoácidos esenciales y es necesario para la reproducción de los pulgones. B. aphidicola se transmite de madres a hijos y ha coevolucionado con los pulgones durante millones de años. A. pisum también alberga una variedad de simbiontes bacterianos facultativos (Hamiltonella defensa, Serratia symbiotica, Regiella insecticola) que pueden transmitirse por vía materna y horizontalmente, y que afectan rasgos ecológicamente importantes, como el color,[2]​ la resistencia al estrés[3]​ y la nutrición. [4]​
  • Polifenismo (la producción de varias formas por el mismo genotipo): los estudios han ayudado a establecer los componentes ambientales y genéticos que controlan la producción de formas sexuales[5]​ y aladas,[6]​ entre otras características.
  • Reproducción asexual: Los linajes de A. pisum incluyen la partenogénesis en sus ciclos de vida, y algunos han incluso perdido la fase sexual. Son modelos para descifrar el origen y las consecuencias de la reproducción asexual,[5]​[7]​ una cuestión importante en la biología evolutiva.
  • Polimorfismo y fisiología que explican las variaciones fenotípicas en los pulgones: A. pisum destaca como uno de los pocos animales identificados para sintetizar carotenoides. Las plantas, los hongos y los microorganismos pueden sintetizar carotenoides, pero el elaborado por los pulgones es uno de los pocos que los animales sintetizan. Este caretonoide imparte manchas naturales de color rojo a algunos pulgones, que posiblemente les ayuden a camuflarse y a escapar de la depredación. Los pulgones han adquirido la capacidad de sintetizar este compuesto mediante la transferencia horizontal de varios genes para la síntesis de carotenoides, aparentemente a partir de hongos.[8]​
  • Duplicación de genes y expansión de familias de genes: El genoma de A. pisum presenta altos niveles de duplicación de genes en comparación con otros genomas de insectos, como Drosophila, con la notable expansión de algunas familias de genes.[9]​
  • Interacción con plantas hospedantes y especiación: como la mayoría de los que se alimentan del floema, A. pisum está adaptado a alimentarse de un conjunto limitado de plantas. Estudios han encontrado mecanismos moleculares y fisiológicos que participan en la nutrición y la virulencia del huésped,[10]​y han evidenciado la especialización hacia diferentes especies como motor de la especiación ecológica entre biotipos de A. pisum.[11]​

Relación endosimbiótica con Buchnera aphidicola[editar]

A. pisum participa en una relación endosimbiótica obligada con la bacteria Buchnera aphidicola. A. pisum es el huésped y B. aphidicola es el endosimbionte principal; juntos forman el holosimbionte.[12]​ Ambos socios dependen completamente el uno del otro.[12]​[13]​ Cuando se trata de eliminar la bacteria con antibióticos, el crecimiento y la reproducción de A. pisum son interrumpidos. B. aphidicola carece de los genes necesarios para vivir independientemente de un huésped y no se puede cultivar fuera del huésped áfido.[14]​ El holosimbionte de A. pisum y B. aphidicola es una de las relaciones simbióticas mejor estudiadas tanto genética como experimentalmente.

Referencias[editar]

  1. ↑ «Acyrthosiphon pisum». AphID. Consultado el 19 March 2013. «It is particularly important on peas, beans, alfalfa and clover, but also attacks beets, cucurbits, various species of Brassicaceae. It has been implicated in the transmission of over 40 plant viruses.» 
  2. ↑ a b c d International Aphid Genomics Consortium (23 de febrero de 2010). «Genome sequence of the pea aphid Acyrthosiphon pisum». PLoS biology 8 (2): e1000313. ISSN 1545-7885. PMC 2826372. PMID 20186266. doi:10.1371/journal.pbio.1000313. Consultado el 17 de diciembre de 2023. 
  3. ↑ Scarborough, C. L.; Ferrari, J.; Godfray, H. (2005). «Aphid Protected from Pathogen by Endosymbiont». Science 310 (5755): 1781. PMID 16357252. doi:10.1126/science.1120180. 
  4. ↑ Tsuchida, T.; Koga, R.; Fukatsu, T. (2004). «Host Plant Specialization Governed by Facultative Symbiont». Science 303 (5666): 1989. PMID 15044797. doi:10.1126/science.1094611. 
  5. ↑ a b Simon, J. C.; Stoeckel, S.; Tagu, D. (2010). «Evolutionary and functional insights into reproductive strategies of aphids». Comptes Rendus Biologies 333 (6–7): 488-96. PMID 20541160. doi:10.1016/j.crvi.2010.03.003. 
  6. ↑ Braendle, C.; Davis, G. K.; Brisson, J. A.; Stern, D. L. (2006). «Wing dimorphism in aphids». Heredity 97 (3): 192-9. PMID 16823401. doi:10.1038/sj.hdy.6800863. 
  7. ↑ Brisson, J. A.; Nuzhdin, S. V. (2008). «Rarity of Males in Pea Aphids Results in Mutational Decay». Science 319 (5859): 58. Bibcode:2008Sci...319...58B. PMID 18174433. doi:10.1126/science.1147919. 
  8. ↑ Nancy A. Moran; Tyler Jarvik (2010). «Lateral Transfer of Genes from Fungi Underlies Carotenoid Production in Aphids». Science 328 (5978): 624-627. Bibcode:2010Sci...328..624M. PMID 20431015. doi:10.1126/science.1187113. 
  9. ↑ The International Aphid Genomics Consortium (2010). «Genome Sequence of the Pea Aphid Acyrthosiphon pisum». PLOS Biology 8 (2): e1000313. PMC 2826372. PMID 20186266. doi:10.1371/journal.pbio.1000313. 
  10. ↑ Mutti, N. S.; Louis, J.; Pappan, L. K.; Pappan, K.; Begum, K.; Chen, M. -S.; Park, Y.; Dittmer, N. et al. (2008). «A protein from the salivary glands of the pea aphid, Acyrthosiphon pisum, is essential in feeding on a host plant». Proceedings of the National Academy of Sciences 105 (29): 9965-9. Bibcode:2008PNAS..105.9965M. PMC 2481341. PMID 18621720. doi:10.1073/pnas.0708958105. 
  11. ↑ Peccoud, J.; Simon, J.-C. (2010). «The pea aphid complex as a model of ecological speciation». Ecological Entomology 35: 119-130. doi:10.1111/j.1365-2311.2009.01147.x. 
  12. ↑ a b IAGC (2010) Genome Sequence of the Pea Aphid Acyrthosiphon pisum. Plos Biol 8
  13. ↑ Brinza, L., et al. (2009) Systemic analysis of the symbiotic function of Buchnera aphidicola, the primary endosymbiont of the pea aphid Acyrthosiphon pisum. Cr Biol 332, 1034-1049
  14. ↑ Shigenobu, S. (2000). «Genome sequence of the endocellular bacterial symbiont of aphids Buchnera sp. APS». Nature 407 (6800): 81-86. Bibcode:2000Natur.407...81S. PMID 10993077. doi:10.1038/35024074. 

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