Download informe agallas 2011

FERIA NACIONAL DE CLUBES DE
CIENCIA
CATEGORÍA CHURRINCHE
ÁREA CIENTÍFICA
TITULO DE LA INVESTIGACIÓN
ESTUDIO DE LAS AGALLAS PRESENTES
EN ÁLAMOS ADYACENTES AL
LICEO 3 DE SAN JOSÉ
NOMBRE DEL CLUB DE CIENCIA
Porque tenemos agallas
NOMBRE DEL (LOS) INTEGRANTE(S)
Cecilia Flores
Cecilia Caró
Michael Taño
Daniela Machín
Nicolás Tabárez
NOMBRE DEL ORIENTADOR, CORREO ELECTRÓNICO
Delma Cabrera
[email protected]
NOMBRE DE LA INSTITUCIÓN, CIUDAD y DEPARTAMENTO
Liceo Nº 3 de San José
San José
AÑO 2011
TÍTULO
ESTUDIO DE LAS AGALLAS PRESENTES EN ÁLAMOS ADYACENTES AL LICEO
3 DE SAN JOSÉ
RESUMEN
El trabajo de investigación consiste en la identificación y caracterización de unas formaciones
redondeadas que se detectaron en los pecíolos de las hojas de álamos adyacentes al Liceo Nº 3
de San José. Mediante búsqueda bibliográfica, consulta con especialista de la Facultad de
Ciencias y estudio experimental en el laboratorio de ciencias, se determinó la naturaleza y
origen de esas estructuras, denominadas “agallas”. Las mismas corresponden a una fase del
ciclo de pulgón lanígero de la especie Pemphiqus bursarius (Linnaeus), el que se desarrolla
también en raíces de plantas compuestas o Asteráceas, presentes en los alrededores de los
álamos. Se estudia la diversidad de formas, colores, tamaños, orificios y disposición de las
agallas y, mediante disección de una de ellas, se analiza el contenido, a nivel de lupa binocular y
microscopio óptico. Finalmente, se analizan aspectos relacionados con los mecanismos que se
aplican para prevenir y revertir el daño generado por la infestación de las plantas con este tipo
de insectos.
INTRODUCCIÓN
Este club de ciencias se organizó en torno a un descubrimiento casual de alumnos de 1er año
que realizaron una salida didáctica al arroyo cercano al liceo, con la Prof. de Biología Ángela
Barreto. En el regreso de esa actividad observaron en los álamos aledaños al patio del liceo unas
formaciones redondeadas en los pecíolos de algunas de sus hojas. Los alumnos las acercaron al
laboratorio, lo que despertó el interés de averiguar las características y origen de esas
estructuras.
Las preguntas disparadoras de la investigación, las que surgieron a partir del primer contacto
con el tema, fueron:
¿Qué significan esas estructuras?
¿Se forman naturalmente en el árbol o provienen de algo externo?
¿Perjudica al árbol su presencia?
HIPÓTESIS
Para esas preguntas se elaboraron las siguientes hipótesis:
- Estas formaciones no son parte inherentemente presentes en el árbol, sino que algo
externo provoca su aparición
- La presencia de estas formaciones no afectan el desarrollo del árbol
Las observaciones iniciales en las que se fundamentan las hipótesis son:
-
Las estructuras no se presentan en todos los álamos adyacentes al liceo, ni en todas las
hojas
Las hojas que las poseen no se presentan distintas, ni en color ni en tamaño y el árbol en
general tampoco.
OBJETIVOS GENERALES
Identificar el origen y el significado de las estructuras descubiertas en los pecíolos de las hojas
de los álamos cercanos al patio del liceo.
Identificar si la presencia de esas estructuras perjudica el desarrollo de los álamos que las
poseen.
MATERIALES Y MÉTODOS
1- Consulta con docentes de Biología del centro
Se muestran las estructuras encontradas a docentes de Biología del liceo y, en general, a varios
adultos del centro.
2- Búsqueda en Internet
Se realiza primero con las XO, pero el filtro de la ANEP impide profundizar en el tema.
Luego se trabaja con otras máquinas y se encuentra información en general sobre el fenómeno,
donde surge el término agallas. Se imprime parte del material seleccionado y se ajustan las
búsquedas.
3- Estudio de la diversidad de agallas presentes en los álamos
Se realiza trabajo experimental en base a los siguientes aspectos:
a- Observación de las agallas in situ.
b- Estudio de la forma, color, disposición en la hoja y tamaño de las agallas. Se sacan fotos
y se observa la variedad en cada aspecto considerado. Se adjuntan imágenes de los
resultados.
c- Medición de la masa de tres agallas: una pequeña, una mediana y una grande, según los
rangos de tamaños encontrados.
d- Disección de agalla. Con pinza y microscopio se abre una de las agallas y se determina
su contenido.
e- Estudio microscópico y con lupa binocular de una agalla y sus individuos. Se realiza
observación de ejemplares de agallas, obtenidos por los alumnos. Se hace registro
fotográfico de lo observado. Ver anexo.
f- Planteo de investigación: se organiza un estudio sobre la influencia de permanecer en el
árbol para el desarrollo de la agalla. Se elabora la siguiente estrategia de trabajo:
imarcar con hilo tres agallas en los álamos
iicortar tres hojas con agallas de aspecto similar a las marcadas y colocar en el
laboratorio
iiievaluar el desarrollo de ambos grupos de agallas, las que se mantienen en el árbol y
las que se sacaron para el laboratorio.
Cómo hipótesis se plantea que en el desarrollo de las agallas influye la permanencia en el árbol
hasta su abertura, en especial en el tiempo de maduración.
No se puede concretar la investigación porque las hojas con agallas marcadas para la
investigación se comienzan a caer en pocos días por estar en otoño.
g- Conservación de ejemplares. Se conservan en formol ejemplares adultos y larvarios del
insecto, así como agallas abiertas. Se realizarán preparados microscópicos fijos para su
conservación y observación más precisa.
4- Contacto con el Prof. Eduardo Morelli, de la Facultad de Ciencias, Sección Entomología.
Se envía correo electrónico al docente, planteando la necesidad de conseguir material específico
sobre el tema y se le adjuntó fotos. Se obtiene respuesta satisfactoria, en la que se envía material
sobre la especie que produce y habita en las agallas encontradas.
5- Profundización bibliográfica.
Se lee la información y se profundiza la búsqueda en Internet, colocando en Google el nombre
específico de la especie. Además se encuentran datos sobre especies similares y daños en la
agricultura.
6- Estudio de plantas del grupo de las Compuestas o Asteráceas.
Según la información obtenida, en las plantas del grupo de las Compuestas o Asteráceas, se
desarrolla una fase del ciclo del pulgón de las agallas del álamo, por lo que se arrancan algunos
ejemplares para identificar individuos libres en sus raíces.
7- Investigación bibliográfica en torno a la siguiente pregunta ¿qué tipo de relación se produce
entre las agallas y el árbol?
a- los dos se benefician + +
b- uno se beneficia y el otro se perjudica +
c- uno se beneficia y el otro no tiene cambios + 0
8- Abordajes teóricos sobre temas relacionados que despertaron interés
a- Perjuicios de los insectos para el hombre
b- Aportes beneficiosos de los álamos.
c-Tipos de interacciones entre los seres vivos.
9- Investigación bibliográfica sobre las posibilidades de prevención y tratamiento para las
plantas infectadas con este parásito.
RESULTADOS
1- Observación de las agallas in situ.
Se pueden establecer las siguientes conclusiones.
i- el árbol que más agallas tenías perdió sus hojas antes que los otros ¿será ese hecho influencia
de las agallas?
ii- hay más agallas en las ramas del árbol que estaban cercanas a columnas de luz nocturnas
¿será la presencia de los picos de luz un factor que inciden en la ubicación de las agallas?
iii- las agallas tienen un agujero como tajo primero y luego otro más redondeado y abierto, al
parecer se forma cuando los adultos están prontos para salir
2- Estudio de la diversidad de agallas presentes en los álamos
En anexos se encuentran fotos de las variantes estudiadas.
Se obtienen los siguientes aspectos que muestran diversidad en el conjunto de agallas
encontradas en los álamos:
- Color. Se observa que las agallas de tamaño más pequeño tienen una coloración verde, y
ha medida que aumentan de tamaño se encuentran agallas más amarillentas hasta
encontrar un tono rojo intenso en las agallas más grandes.
- Disposición en el pecíolo de las hojas. Se las puede encontrar en cualquier lugar a lo
largo del pecíolo, incluso en algunos pocos casos se las encuentra en ramas delgadas. No
se constata relación entre el tamaño de la agalla y su disposición en el pecíolo.
- Forma: en general es esférica, con terminación continua hacia los bordes del pecíolo. En
algunos casos se observan formas que indicarían fusión de agallas.
- Tamaño: se da una graduación en el tamaño, desde pequeños abultamientos verdes hasta
grandes formaciones rojizas en los pecíolos. Los datos de masa obtenidos de tres
tamaños de agallas son los siguientes:
Agalla
Pequeña
Mediana
Grande
Color
Verde
Verde amarillento
Rojo
Peso (g)
0.76
2.30
2.52
Los datos no tienen valor estadístico pero, junto con la observación macroscópica, indicarían
una tendencia al cambio de coloración conjuntamente con el aumento de tamaño.
¿Significan estos datos que ha medida que madura la agalla va aumentando de tamaño y
cambiando de color? ¿Por qué cambia de color la agalla? Estas preguntas, y otras, surgen
permanentemente a lo largo de la investigación, pero no se encuentra información específica
con respecto a esta agalla en particular.
2- Disección de agalla.
Con pinza y microscopio se abre una de las agallas y se determina su contenido. En la misma se
encuentra lo siguiente:
Individuos adultos vivos: 4
Individuos adultos muertos: 7
Individuos larvarios vivos: 30
Individuos larvarios muertos: 2
Masa de individuos muertos no reconocible
3- Investigación y estudio de material teórico sobre el tema
Sobre el significado de los abultamientos en las hojas: agallas
Del material del prof. José Luis Nieves-Aldrey obtenido de Internet y citado en la bibliografía
se extrae el siguiente concepto de agalla: “Las agallas o cecidias pueden ser definidas como
“estructuras anormales de partes de los tejidos u órganos de las plantas que se desarrollan por la
reacción específica a la presencia o actividad de un organismo inductor” (planta o animal,
frecuentemente un insecto) (Meyer, 1987; Shorthouse y Rohfritsch, 1992. Bajo la acción, ya sea
nutricia, o bien de puesta del agente cecidógeno, se produce una reacción de la planta que
incluye básicamente el desarrollo anormal o patológico de sus células, tejidos u órganos. El
organismo inductor utiliza la agalla como un medio de procurarse nutrición especializada y
cobijo frente al medio ambiente y enemigos naturales. Aunque en la naturaleza existen gran
variedad de estructuras anormales de las plantas que son producidas por diversos animales y
plantas, para ser consideradas agallas, deben ser producidas activamente por las plantas como
resultado de una actividad anormal de crecimiento”
Sobre la especie responsable de las agallas del estudio.
Se encuentra que , para el caso de los álamos, en las agallas se desarrolla el ciclo sexual de un
insecto, perteneciente a los que se conoce vulgarmente como pulgones, en este caso de la
especie Pemphiqus bursarius (Linnaeus). Se trata de un pulgón ubicado en la raíz de las plantas
o malezas de las compuestas, en especial las de tipo perenne. Es cosmopolita y afecta tanto
cultivos como plantas silvestres. Es un insecto, que tiene un ciclo complejo, en el que alternan
individuos alados y sin alas y que posee instancias de reproducción sexuada y asexuada.
Pertenece a los denominados “pulgones lanígeros” porque, como su nombre lo indica, forman
una lanosidad o masa algodonosa blanquecina alrededor de sus colonias, especialmente en
raíces, lo que permite su identificación.
Según la bibliografía utilizada, antes que los álamos broten sus hojas, en primavera, los
pequeños pulgones ápteros provenientes de hembras madres, inician una fase de desarrollo en
pecíolos de hojas formando agallas que pueden alcanzar su máximo desarrollo entre 25 y 30
días. Entro de la agalla madura se desarrollan por partenogénesis hembras aladas que salen y se
desplazan volando o llevadas por el viento hacia el área radicular de alguna planta compuesta,
en especial plantas nuevas.
El ciclo se puede representar tomando un cuadro del material bibliográfico utilizado ( Fig. 1 y
Fig.2 . Artículo del Ing. Agr. Raimundo Charlin, citado al final)
4- Estudio de plantas del grupo de las Compuestas o Asteráceas.
Según la información obtenida, en las plantas del grupo de las Compuestas o Asteráceas, se
desarrolla una fase del ciclo del pulgón de las agallas del álamo, por lo que se arrancaron
algunos ejemplares para identificar individuos libres en sus raíces. Se observaron con lupa
binocular, pero no se reconocieron formaciones lanígeas como lo plantea la bibliografía sobre el
tema. Se reconocen estructuras filamentosas, similares a pelos, pero se atribuyen a pelos
absorbentes.
5- Estudio de las relaciones inter específicas entre el álamo y los pulgones.
Se encuentra en la búsqueda bibliográfica que estos insectos tienen un aparato bucal chupadorpicador con el cual producen daño sobre la parte verde del cultivo. Atacan principalmente brotes
deformándolos, por lo que afectan el desarrollo de la planta, constituyendo una plaga muy
importante en plantas de vivero.
¿Se podría entonces considerar que la pérdida del follaje más temprano en los álamos más
afectados es un signo de influencia negativa de las agallas? No se lo puede afirmar, pero es un
aspecto que puede ser abordado más adelante. Al cierre de este trabajo se encuentran en
brotación los álamos del estudio y, el álamo con mayor nivel de infestación por pulgones, se
encuentra con un menor ritmo de desarrollo de los brotes. Esta observación está en la línea
planteada, con respecto al perjuicio que le ocasiona a las plantas la presencia de estas agallas.
DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES
El objetivo general originalmente planteado fue caracterizar el origen y significado de las
formaciones inicialmente encontradas en las hojas de álamos. A partir de los estudios
experimentales y la búsqueda bibliográfica es posible considerar que se avanzó en la
identificación del ser vivo que las provoca, así como su ciclo evolutivo.
Las actividades de laboratorio previstas “in situ” se pudieron realizar hasta que se dispuso de
hojas con agallas en los álamos, cuando éstos comenzaron a perder las mismas en el otoño, por
ser árboles de hoja caduca, se limitaron las posibilidades de continuar con ese aspecto del
proyecto. El trabajo entonces se centró en el estudio descriptivo de las agallas y en su contenido.
Con respecto a los objetivos planteados al comienzo de la investigación se puede establecer lo
siguiente:
- Las formaciones o abultamientos en las hojas de los álamos surgen por la presencia de
un insecto, pulgón, que cumple parte de su ciclo de vida en el árbol.
- La presencia de agallas provoca un daño al árbol, por lo menos en este caso, dado que
los parásitos viven en su interior alimentándose de la savia de su hospedero.
Esto indica que la primera hipótesis, acerca del origen externo de esas formaciones es
corroborada por los resultados obtenidos. En cambio, con respecto a la segunda hipótesis, las
conclusiones indican que la misma fue refutada.
Proyecciones de la investigación
Quedan pendientes varias interrogantes. Entre ellas se pueden citar:
a- ¿con qué frecuencia se presentan estas agallas en los álamos?
b- ¿es la cercanía a los picos de luz un factor que incide en la distribución de las agallas?1
Algunas de estas preguntas requieren esperar un nuevo ciclo de las agallas, lo que es posible que
ocurra en el siguiente otoño.
1
Al comienzo del otoño se observó que el sector con mayor densidad de agallas es el formado por las ramas de un
álamo que están más cercanas a un pico de luz artificial que ilumina la parquización.
BIBLIOGRAFÍA UTILIZADA
Charlín C., Raimundo. Ing. Agr. Prof. de Zoología y Entomología. Universidad de Chile. “El
pulgón de la Raíz de las Compuestas en Huertos Frutales”
Nieves –Aldrey, José Luis. “Insectos que inducen la formación de agallas en las plantas: una
fascinante interacción ecológica y evolutiva”. Artículo publicado en Boletín SEA, 23(1998): 312.
Sitio Web http://academic.uprm.edu/ofarrill : Las plagas del hogar y el jardín. Universidad de
Puerto Rico .Colegio de Ciencias Agrícolas. Departamento de Protección de Cultivos
Sitio Web http://www.la-alpujarra.org
Sitio Web www.bayer.com.mx/bayer/cropscience/bcsmexico.nsf/id/Moveto_BCS
Anexos
Diversidad de ubicación de las agallas en el pecíolo y en tallos
Diversidad y evolución del color de las agallas
Agallas múltiples
No se observa relación entre tamaño de agalla y tamaño de hoja: tres agallas de tamaño similar
en hojas de distinto tamaño.
¿Es una hembra poniendo lo que se observa al centro de la imagen? Se identifican huevos,
larvas y adultos. El ejemplar que plantea dudas está muerto al abrirse la agalla.
Larvas y adultos en lupa binocular
Larvas y adultos en lupa binocular
Disección de agalla
Trabajando en el laboratorio
El álamo de la izquierda, que a finales del otoño presentó un menor nivel de presencia de
agallas, perdió su follaje después que el álamo de la derecha, que tenía una gran concentración
de agallas, y está brotando antes.