Conozca las bacterias que devastan olivares y viñedos

Resumen

Xylella fastidiosa es una bacteria que causa enfermedades vegetales, como el Síndrome de Decadencia Rápida del Olivo (SDAO), con un impacto económico anual de más de 5.5 millones de euros. Esta bacteria puede propagarse por las plantas a través del xilema, provocando estrés hídrico y deficiencias de elementos, lo que a su vez causa síntomas patológicos. Los esfuerzos para controlarla se centran en la prevención, la contención y la investigación de métodos de tratamiento.

Uno de los instrumentos de la Unión Europea top 20 plagas prioritarias de las plantas, Xylella fastidiosa Es una bacteria que causa una variedad de enfermedades en las plantas. 

Provoca el mortal síndrome de deterioro rápido del olivo (SRO), que ha provocado brotes generalizados en Europa durante los últimos 15 años y se estima que tiene un impacto económico anual de más de 5.5 millones de euros.

Los orígenes de la bacteria en Europa y a nivel mundial

Xylella fastidiosa es una de las dos únicas especies conocidas de Xylella; la otra es Xylella taiwanensis, que causa la quemadura de las hojas de las peras asiáticas en la isla de Taiwán.

X. fastidiosa, una bacteria aeróbica y gramnegativa que crece en los tejidos de transporte de agua de las plantas (xilema), es conocida por causar numerosas enfermedades de las plantas en todo el mundo. 

Las bacterias pueden viajar libremente a través de las plantas por medio del xilema, multiplicándose constantemente mientras lo hacen. 

Una vez que su número alcanza un nivel crítico, la biopelícula resultante bloquea el xilema, lo que produce estrés hídrico y deficiencias en elementos como el zinc y el hierro, que causan muchos de los síntomas asociados con las enfermedades a las que está vinculado el patógeno.

Los primeros informes de dicha enfermedad ocurrieron en 1892, cuando una plaga desconocida arrasó aproximadamente 14,000 hectáreas (34,600 acres) de viñedos de California. 

Este "La “enfermedad de Anaheim” fue posteriormente denominada “enfermedad de Pierce”, en honor a Newton Pierce, el bacteriólogo contratado para estudiar el brote. 

Pierce supuso correctamente que un agente infeccioso microscópico causaba la enfermedad, aunque no pudo aislar o identificar el agente específico.

Se supone que es un virus durante la mayor parte de los 20^th En el siglo XIX, no fue hasta 1973 que X. Fastidiosa fue reconocida como bacteria. No fue hasta 1987 que Wells et al. la describieron formalmente y la denominaron Xylella fastidiosa. 

Desde entonces, se han identificado 696 especies de plantas de 88 familias botánicas como huéspedes adecuados para el patógeno.

Entre las enfermedades que se sabe que causa la Xylella se encuentran varias de gran importancia agrícola y económica. Entre ellas se incluyen la ya mencionada enfermedad de Pierce, que actualmente causa pérdidas anuales estimadas en 104 millones de dólares (92 millones de euros) a la industria vitivinícola californiana, la tiña de la hoja del olivo y el síndrome de OQDS.

El OQDS provoca el marchitamiento y desecación de las hojas, ramitas y ramas del olivo, impidiendo que los árboles den frutos y acabando por provocar el colapso y la muerte del árbol.

Los modelos predictivos del peor de los casos muestran pérdidas económicas totales de hasta 5.6 millones de euros solo en Italia para 2070, y se estima que ya se han perdido 100,000 puestos de trabajo debido a los brotes en el país.

Debido a sus efectos destructivos y a su rápida adaptación a nuevos entornos y huéspedes, la Xylella fastidiosa está regulada en la UE como organismo de cuarentena. Su introducción y circulación dentro del territorio de la Unión está prohibida por ley.

Cómo se propaga la Xylella y dónde se encuentra actualmente

Originaria de América Central, Xylella fastidiosa se transmite entre plantas hospedantes por insectos que se alimentan del xilema de las familias Cicadellidae (saltahojas) y Cercopidae (salivazo y cigarra). 

Estos insectos solo pueden realizar vuelos rudimentarios en distancias cortas (unos 100 metros), pero se han registrado viajes mucho mayores transportados por el viento. También se ha demostrado que la transferencia de bacterias ocurre bajo tierra mediante injertos de raíces.

La propagación a larga distancia ocurre con mayor frecuencia a través del movimiento de plantas infectadas. Se cree que así es como se transmitió el patógeno. introducido en Italia y otras naciones europeas.

En octubre de 2013, Xylella fastidiosa fue Se encontró infectando olivos en la región de Puglia en el sur de Italia. 

Esta fue la primera vez que se reportó la bacteria en la Unión Europea. La enfermedad provocó una rápida disminución de la producción de olivar y, para abril de 2015, ya afectaba a toda la provincia de Lecce y otras zonas de Apulia.

La subespecie involucrada en Italia se ha identificado como X. fastidiosa subsp. pauca, una cepa con marcada preferencia por los olivos y los climas cálidos. Esta subespecie ha sido incluida en la Ley de Protección contra el Bioterrorismo Agrícola de Estados Unidos debido a su potencial devastador.

En respuesta a los brotes italianos, la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (AESA) convocó un taller científico extraordinario en noviembre de 2015. 

Más de 100 científicos de todo el mundo asistieron al evento para identificar las principales lagunas de conocimiento y discutir las prioridades de investigación con respecto al patógeno. 

Durante el mismo mes, la EFSA concluyó, a partir de experimentos en curso en Apulia, que las vides eran un posible reservorio de Xylella en la región.

En octubre de 2015, el patógeno había llegado a Provenza-Alpes-Costa Azul, en el territorio continental de Francia, donde se descubrió que la subespecie X. fastidiosa subsp. multiplex había infectado a la lechería de hojas de mirto, una especie de planta introducida desde Sudáfrica. 

Al año siguiente, la bacteria fue identificada en Córcega y Alemania. En 2017, se detectó en las islas españolas de Mallorca y Ibiza, y posteriormente en la península Ibérica.

Desde entonces, se ha encontrado Xylella en olivos y otras plantas hospedantes en toda la Península Ibérica, así como en Líbano y Israel en Oriente Medio.

El papel del cambio climático en la propagación de Xylella

Una investigación sustancial indica que cambio climático aumenta el riesgo de brotes de enfermedades de las plantas, siendo los cambios de temperatura y humedad los principales impulsores.

A medida que aumentan las temperaturas globales, se amplía el rango geográfico de muchos patógenos, exponiendo nuevas regiones y especies de plantas a enfermedades que antes estaban restringidas a climas más cálidos. 

Las temperaturas más altas generalmente favorecen la proliferación y propagación de especies de hongos y bacterias, especialmente cuando se combinan con una humedad elevada. 

Además, las temperaturas mínimas más altas prolongan el período de actividad estacional de los organismos y aumentan su capacidad para sobrevivir al invierno y persistir en el medio ambiente. Esto aplica no solo a los patógenos, sino también a sus vectores.

Además de favorecer a muchos patógenos, las temperaturas más altas pueden debilitar los mecanismos defensivos naturales de una planta a través de procesos como el estrés térmico y hídrico, haciéndolas más vulnerables a infecciones y más propensas a sufrir mayores daños y tasas de mortalidad más elevadas.

En concreto, respecto a la Xylella fastidiosa, un modelo epidemiológico reciente basado en el clima analizó la vulnerabilidad de las tierras europeas a la enfermedad en diferentes escenarios de cambio climático, evaluando las condiciones climáticas favorecidas tanto por el patógeno como por su vector principal, Philaenus spumarius, también conocido como cigarra de los prados o salivazo de los prados. Este insecto ha sido identificado previamente como el vector responsable de la propagación de la bacteria en los olivares italianos.

El estudio encontró que un aumento de la temperatura media global de 1.5 °C incrementa el porcentaje de superficie terrestre total en riesgo en Europa al 0.32 por ciento, mientras que un aumento de 4 °C aumenta el área al 1.87 por ciento. 

Dentro del rango de aumentos de temperatura analizados, se identificó un punto de inflexión de 3 °C. Más allá de este umbral, los investigadores observaron que el riesgo de propagación del patógeno al norte de la región mediterránea se vuelve notablemente mayor, lo que permite su rápida propagación a zonas previamente no afectadas.

Los autores también afirman que antes de mediados de la década de 1990, las condiciones climáticas europeas, excepto las de las islas mediterráneas, probablemente impidieron que la bacteria se estableciera en el continente.

Esfuerzos para controlar Xylella fastidiosa

Como no existe cura conocida para las plantas enfermas, las medidas de control actuales se centran en la prevención y la contención. 

La estrategia más eficaz en el uso común requiere tanto la eliminación completa de la materia vegetal infectada, que puede actuar como reservorio para la bacteria, como el control de las poblaciones de insectos vectores.

Además de la eliminación completa de la materia vegetal que se sabe que está infectada, la EFSA recomienda crear un "“zona de amortiguamiento” de al menos 100 metros de la cual también se eliminan y destruyen todas las especies vegetales susceptibles.

Debido a la naturaleza virulenta del patógeno, los expertos recomiendan utilizar medidas de protección al retirar y transportar todo el material orgánico durante este proceso.

El proceso de control de insectos vectores es igualmente complejo y requiere no sólo la eliminación de los propios organismos sino también de sus hábitats. 

Esto es necesario debido a la naturaleza polífaga y a los ciclos de vida multietapa de estos insectos. Se sabe que Philaenus spumarius, por ejemplo, se alimenta de al menos 170 plantas hospedantes y se desarrolla a través de cinco etapas distintas tras la eclosión.

Tratamiento e investigación para Xylella fastidiosa

Las combinaciones de cambios en los métodos de cultivo, tratamientos bactericidas e intervenciones dirigidas a mejorar el estado fisiológico del huésped han demostrado ser prometedoras para influir en el desarrollo de la enfermedad, incluso permitiendo la reanudación de la cosecha. Sin embargo, hasta la fecha, ninguna ha demostrado ser eficaz para erradicar el patógeno en una planta infectada.

La investigación sobre métodos de tratamiento se ve gravemente limitada por el estado de cuarentena de la Xylella, especialmente dentro de la UE. Otras restricciones de la UE incluyen la prohibición del uso de antibióticos para la protección de las plantas. Por lo tanto, los campos de investigación varían según la región geográfica.

En Estados Unidos, donde está autorizado el uso de antibióticos en plantas, hay información disponible de ensayos con antibióticos como oxitetraciclina, tetraciclina y estreptomicina en el tratamiento foliar de la enfermedad de Pierce y de microinyección de oxitetraciclina en el tratamiento del quemado de las hojas inducido por Xylella en el olmo americano. 

Aunque estos ensayos han demostrado la remisión de los síntomas, ninguno ha logrado eliminar la infección y los síntomas regresaron después de suspender el tratamiento.

Una iniciativa importante en Europa es la Proyecto Biovexo, una acción de innovación de la Empresa Común de Industrias de Base Biológica (BBI-JU) lanzada en 2020 en el marco del programa de investigación e innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea.

Destinado específicamente a combatir la Xylella en el cultivo del olivo, BIOVEXO está desarrollando dos clases principales de biopesticidas respetuosos con el medio ambiente: "X-biopesticidas”, que atacan directamente al patógeno, y "“V-biopesticidas”, que atacan a las cochinillas que actúan como principal vector de transmisión del patógeno. 

Las sustancias componentes que se están probando son cepas bacterianas, un metabolito microbiano, extractos de plantas y un hongo entomopatógeno.

En un enfoque novedoso, una investigación reciente en Brasil utiliza la N-acetilcisteína, un fármaco mucolítico común utilizado para tratar la sobredosis de paracetamol y aflojar la mucosidad espesa en casos humanos de trastornos como neumonía y bronquitis. 

Aunque los mecanismos responsables aún no se comprenden por completo, los resultados iniciales han demostrado la eficacia del fármaco para alterar las biopelículas bacterianas cuando se aplica mediante riego en cultivos hidropónicos o de campo.

Dado el papel que desempeñan las biopelículas en la protección de las bacterias contra los tratamientos antimicrobianos y que en última instancia conducen a la resistencia bacteriana, esta área de investigación puede estar en aumento, ya que la ruptura de la matriz de la biopelícula protectora podría aumentar significativamente la eficacia de los tratamientos dirigidos directamente a la bacteria Xylella.

Hasta que se encuentre un medio para matar de manera precisa y sistemática al patógeno en todo su hospedador, como sugiere esta investigación que podría ser posible algún día, la cuarentena y la destrucción de las plantas infectadas probablemente seguirán siendo el método de control más eficaz.