Nematodos: fitoparásitos y del suelo

1.1. Introducción

Los nematodos, o gusanos redondos, son uno de los grupos de animales multicelulares más numerosos y ubicuos de la Tierra. Pertenecen al filo Nematoda, que junto con el filo cercanamente relacionado Nematomorpha (gusanos de crin) y el superfilo Panarthropoda (artrópodos, onicóforos y tardígrados) forma parte del clado Ecdysozoa (animales que mudan). Por lo tanto, los nematodos no son artrópodos ni "gusanos" en el sentido cotidiano, sino un filo animal independiente y evolutivamente diferenciado, que posee un conjunto único de características morfológicas, fisiológicas y ecológicas (Schierwater, 2022; Perry, 2013).

El nombre "nematodo" proviene del griego nema — "hilo" y oides — "semejante", lo que refleja su típica forma corporal filiforme o fusiforme (Reddy, 2019). En la literatura en ruso también se les llama "nematodos", "gusanos redondos" o "nematodos-nematodos"; en inglés — "nematodes", "roundworms", "eelworms" (este último para las formas fitoparásitas) (Agrios, 2005).

1.2. Abundancia y biomasa

Los nematodos son, probablemente, el grupo más numeroso de animales multicelulares del planeta. El nematólogo estadounidense N. A. Cobb ya en 1915 observó figuradamente: "Si toda la materia del universo excepto los nematodos fuera eliminada, nuestro mundo aún sería vagamente reconocible — encontraríamos sus montañas, colinas, valles, ríos, lagos y océanos representados por una película de nematodos" (citado en Schierwater, 2022; Reddy, 2019). Aunque esta afirmación es una hipérbole, transmite con precisión la escala de su distribución y abundancia.

Las estimaciones modernas de la abundancia de nematodos son impresionantes. En un gramo de suelo pueden encontrarse cientos y miles de individuos, y en la capa superior del suelo en una hectárea — miles de millones y billones de nematodos (Weil, 2017). Por ejemplo, en la tabla 11.4 (Weil, 2017) se indica que la abundancia de nematodos en los horizontes superficiales del suelo puede alcanzar 10^5–107 individuos por m^{2, y la biomasa — 1–30 g/m}2 en peso vivo. Para comparación, la biomasa de las lombrices de tierra en las mismas condiciones puede ser de 10–400 g/m^{2, y la de los microartrópodos — 0,2–5 g/m}2. Así, los nematodos, aunque inferiores en biomasa a las lombrices de tierra, superan significativamente a la mayoría de los demás grupos de la fauna del suelo en número.

El número total de especies descritas de nematodos supera las 28.000 (Schierwater, 2022), aunque, según algunas estimaciones, la diversidad real de especies puede ser de 100.000 a 1 millón de especies o más (Weil, 2017; Schierwater, 2022). Por ejemplo, solo en un gramo de suelo pueden encontrarse varios miles de especies de bacterias y cientos de especies de nematodos (Weil, 2017). Cada año se describen decenas de nuevas especies, especialmente en regiones tropicales y poco estudiadas.

La biomasa de los nematodos a escala global es enorme. Según las estimaciones, la biomasa total de nematodos en los suelos de la Tierra es comparable a la biomasa de todos los artrópodos terrestres o incluso la supera. En los sedimentos marinos de fondo, los nematodos también dominan entre el meiobentos, constituyendo hasta el 90% de la abundancia de todos los animales multicelulares (Schierwater, 2022).

1.3. Distribución

Los nematodos están distribuidos por todas partes: desde el hielo ártico hasta las selvas tropicales, desde las fosas oceánicas profundas hasta las altas montañas, desde las aguas dulces hasta los suelos salinos y las fuentes termales (Reddy, 2019; Schierwater, 2022). Se encuentran en el suelo, en el agua, en las plantas, en los cuerpos de animales y humanos. No hay, quizás, un solo hábitat en la Tierra donde no se hayan encontrado nematodos, excepto posiblemente algunos ambientes extremos, pero incluso allí están representados por formas especializadas.

En el suelo, los nematodos habitan el espacio poroso, lleno de agua o aire. Pueden desplazarse activamente en las películas de agua que cubren las partículas del suelo, o en los poros capilares. Su distribución vertical depende de la humedad, la temperatura, la presencia de materia orgánica y las raíces de las plantas. La mayor densidad se observa generalmente en los primeros 15–30 cm del suelo, pero algunas especies penetran hasta varios metros de profundidad (Agrios, 2005; Weil, 2017).

En los suelos agrícolas, los nematodos también son numerosos y diversos. Pueden ser de vida libre (bacteriófagos, fungívoros, depredadores) o parásitos de plantas. Según las estimaciones, las pérdidas anuales mundiales de cosechas por nematodos fitoparásitos ascienden a alrededor del 11% para los principales cultivos alimentarios (Agrios, 2005) y a más de 173.000 millones de dólares al año (Caliskan et al., 2023). Esto convierte a los nematodos en uno de los grupos de organismos económicamente más significativos en la agroesfera.

1.4. Papel en los ecosistemas del suelo

Los nematodos desempeñan un papel clave en las redes alimentarias del suelo y en el funcionamiento de los ecosistemas. Ocupan varios niveles tróficos: desde consumidores primarios (formas herbívoras) hasta consumidores de segundo y tercer orden (depredadores, omnívoros). Según el tipo de alimentación, los nematodos del suelo se dividen en varios grupos funcionales: bacterívoros (se alimentan de bacterias), fungívoros (de hongos), herbívoros (parásitos de raíces), depredadores (se alimentan de otros nematodos, protozoos, pequeños invertebrados), omnívoros y parásitos de invertebrados (Weil, 2017; Huang, 2012).

A través de las redes tróficas, los nematodos participan en la descomposición de la materia orgánica y en el ciclo de los elementos biogénicos (nitrógeno, fósforo, carbono). Al alimentarse de bacterias y hongos, liberan el exceso de nitrógeno en forma de amonio, que queda disponible para las plantas. Se cree que los nematodos bacterívoros pueden proporcionar hasta el 30–40% del nitrógeno mineralizado en algunos ecosistemas (Weil, 2017). Además, los nematodos sirven de alimento a organismos edáficos más grandes (microartrópodos, enquitreidos, lombrices de tierra), transfiriendo así energía a niveles tróficos superiores.

Los nematodos también son indicadores del estado del suelo y de la carga antrópica. Su composición de especies, abundancia y proporción de grupos tróficos son sensibles a los cambios de pH, humedad, temperatura, contaminación por metales pesados, pesticidas, fertilizantes orgánicos y otros factores. Sobre la base de índices de comunidades de nematodos (por ejemplo, índice de madurez, clases cp) se han desarrollado métodos de biodiagnóstico de suelos (Huang, 2012; Weil, 2017).

En la tabla 11.4 (Weil, 2017) se presentan datos sobre la abundancia y biomasa de nematodos en el suelo, que subrayan su contribución significativa a la biomasa total de los organismos edáficos, aunque es inferior a la de bacterias y hongos.

1.5. Papel en la agricultura

En los agrocenosis, los nematodos pueden causar tanto daño como beneficio.

Daño. Los nematodos fitoparásitos son uno de los principales grupos de plagas de los cultivos agrícolas. Afectan el sistema radicular, los órganos subterráneos (tubérculos, bulbos, raíces carnosas) y algunos — las partes aéreas de las plantas. Entre los grupos más dañinos: nematodos formadores de quistes (Heterodera, Globodera), nematodos agalladores (Meloidogyne), nematodos del tallo (Ditylenchus dipsaci), nematodos foliares (Aphelenchoides), nematodos de la raíz (Pratylenchus, Radopholus), así como los vectores de virus (Xiphinema, Longidorus, Trichodorus). Las pérdidas de cosechas por ellos se estiman en miles de millones de dólares anuales (Agrios, 2005; Caliskan et al., 2023). Por ejemplo, solo los nematodos formadores de quistes de la patata Globodera rostochiensis y G. pallida causan pérdidas de hasta el 9% de la producción mundial de patata, y en algunas regiones — hasta el 50–80% (Caliskan et al., 2023). Los nematodos agalladores Meloidogyne spp. afectan a más de 3.000 especies de plantas, incluidos tomates, pepinos, pimientos, patatas, y pueden reducir el rendimiento en un 30–70% (Reddy, 2019).

Beneficio. Los nematodos entomopatógenos (EPN) de los géneros Steinernema y Heterorhabditis se utilizan para el control biológico de insectos plaga. Simbiotizan con bacterias Xenorhabdus y Photorhabdus, que matan a los insectos en 24–48 horas. Los EPN son eficaces contra plagas del suelo (larvas de escarabajos, gusanos cortadores, gusanos de alambre, gorgojos) y formas ocultas (por ejemplo, plagas de la raíz) (Vashisth, 2013; Grewal, 1999). Son seguros para organismos no diana, compatibles con muchos pesticidas y pueden aplicarse en sistemas integrados de protección de plantas. Sin embargo, su uso está limitado por la sensibilidad a la radiación UV, la baja humedad, las altas temperaturas y el costo de producción (Vashisth, 2013).

Los nematodos de vida libre del suelo, en particular Caenorhabditis elegans, sirven como objetos modelo en biología, genética, toxicología y ecotoxicología. C. elegans fue el primer organismo multicelular con genoma completamente secuenciado, lo que lo convirtió en una herramienta clave para el estudio del desarrollo, la neurobiología, el envejecimiento y la interacción con patógenos (Schierwater, 2022; Reddy, 2019).

2.1. Introducción

La sistemática y filogenia de los nematodos es una de las áreas más complejas y dinámicamente developing de la zoología. Tradicionalmente, la clasificación de los nematodos se basaba en caracteres morfológicos: estructura de la cutícula, cápsula cefálica, estilete, esófago, cola y sistema reproductor. Sin embargo, la simplicidad morfológica y la uniformidad del plan corporal básico, así como la alta plasticidad de muchos caracteres, condujeron a numerosos problemas taxonómicos: parafilia, polifilia y frecuentes revisiones del sistema (Schierwater, 2022; De Ley & Blaxter, 2002). Desde finales del siglo XX, los métodos filogenéticos moleculares, principalmente el análisis de secuencias de genes de ARN ribosomal (18S, 28S, ITS) y ADN mitocondrial (COI), han cambiado radicalmente las ideas sobre las relaciones dentro del filo Nematoda. El sistema moderno de nematodos es el resultado de una síntesis de datos morfológicos, moleculares y ecológicos, aunque muchas cuestiones aún están lejos de una solución definitiva (Perry, 2013; Schierwater, 2022).

2.2. Posición de Nematoda en el sistema animal

Como ya se señaló en el primer capítulo, Nematoda es un filo independiente dentro del clado Ecdysozoa (animales que mudan). Los estudios filogenéticos basados en el análisis de los genes 18S y 28S ARNr, así como en datos genómicos completos, confirman que los parientes más cercanos de los nematodos son Nematomorpha (gusanos de crin), y juntos forman un grupo hermano de Panarthropoda (Arthropoda, Onychophora, Tardigrada) (Schierwater, 2022; Blaxter et al., 1998). Algunos análisis moleculares acercan Nematoda + Nematomorpha a Tardigrada, pero estos resultados a menudo se explican por artefactos asociados con la saturación de sustituciones y la homoplasia (Campbell et al., 2011).

La posición sistemática de Nematoda dentro de Ecdysozoa se puede representar de la siguiente manera:

Ecdysozoa

• Nematoida (Nematoda + Nematomorpha)
• Panarthropoda (Arthropoda, Onychophora, Tardigrada)
• Scalidophora (Priapulida, Kinorhyncha, Loricifera)

Este esquema refleja los datos filogenéticos moleculares modernos, aunque la posición de algunos grupos (por ejemplo, Loricifera) sigue siendo discutida (Schierwater, 2022; Giribet & Edgecombe, 2017).

Las apomorfías que unen a Nematoda con otros Ecdysozoa incluyen la presencia de una cutícula compuesta de colágeno y quitina (en los nematodos, la quitina está presente solo en la cubierta del huevo, pero no en la cutícula) y la muda periódica (ecdysis), regulada por hormonas ecdisteroides. Apomorfías únicas de Nematoda: ausencia de células locomotoras ciliadas, presencia de musculatura longitudinal de cuatro cordones, pseudoceloma, un sistema nervioso peculiar con un cordón nervioso ventral y un anillo nervioso alrededor de la faringe, así como espermatozoides ameboides que utilizan la proteína MSP (major sperm protein) en lugar de actina para el movimiento (Schierwater, 2022).

2.3. Filogenia y sistema modernos de Nematoda

2.4. Datos moleculares modernos y revisión del sistema

Los estudios filogenéticos moleculares, que comenzaron con el análisis del gen 18S ARNr (Blaxter et al., 1998), y luego se ampliaron con el uso de 28S, ITS, genes mitocondriales (COI, cytb) y datos genómicos completos, han llevado a una revisión sustancial del sistema de Nematoda. Cambios principales:

1. Rechazo de agrupaciones antiguas. Las clases tradicionales Secernentea y Adenophora (o Phasmidia y Aphasmidia) fueron reconocidas como parafiléticas. El sistema moderno utiliza clados designados con números romanos (I–V) o nombres (Enoplia, Dorylaimia, Chromadoria) (De Ley & Blaxter, 2002; Schierwater, 2022).

2. Polifilia de Tylenchida. El análisis de ARNr mostró que Tylenchida (en su volumen tradicional) no es un grupo monofilético; el fitoparasitismo surgió independientemente en varias líneas (Tylenchina, Aphelenchina, Dorylaimida) (Blaxter et al., 1998; Schierwater, 2022).

3. Relaciones dentro de Chromadoria. Se ha establecido que Rhabditida (en sentido amplio) incluye Tylenchina, Aphelenchina, Rhabditina, Spirurina y otros grupos. Esto se confirma tanto por genes nucleares como mitocondriales (Kiontke et al., 2007; Schierwater, 2022).

4. Filogenia de Enoplia y Dorylaimia. Enoplia es un clado basal, pero su filogenia interna permanece pobremente resuelta. Dorylaimia, incluidos Longidoridae, demuestra un estrecho parentesco con Mermithida y Trichinellida, lo que confirma el origen independiente del parasitismo en esta línea (Perry, 2013).

5. Uso de datos genómicos completos. La secuenciación de genomas de más de 100 especies de nematodos (incluidos C. elegans, Pristionchus pacificus, Bursaphelenchus xylophilus, Meloidogyne spp., Globodera spp.) ha permitido refinar las relaciones filogenéticas e identificar genes asociados con el parasitismo (Schierwater, 2022; International Helminth Genomes Consortium, 2019).

A pesar del progreso, muchas cuestiones siguen abiertas: la filogenia de Enoplia, la posición de algunas familias (por ejemplo, Trichodoridae), los límites de géneros y especies, así como los mecanismos de evolución del parasitismo.

2.5. El problema de las especies crípticas y los complejos de especies

Uno de los problemas clave de la sistemática de nematodos es la presencia de especies crípticas (morfológicamente indistinguibles pero genéticamente aisladas) y complejos de especies. Esto es especialmente característico de las formas fitoparásitas y parásitas, donde los caracteres morfológicos a menudo son limitados y están sujetos a plasticidad.

Ejemplos de complejos de especies:

• Meloidogyne spp. — nematodos agalladores. El complejo M. incognita, M. arenaria, M. javanica, M. hapla, etc. incluye muchas especies crípticas que difieren en caracteres bioquímicos (fenotipos de esterasas), moleculares (ITS, marcadores SCAR) y biológicos (rango de hospedadores, virulencia) (Caliskan et al., 2023; Perry, 2013). Por ejemplo, M. mayaguensis fue sinonimizado con M. enterolobii, pero durante mucho tiempo se consideró una especie separada, lo que causó confusión en las medidas cuarentenarias (Perry, 2013).
• Pratylenchus spp. — nematodos de lesión. Más de 70 especies descritas, muchas de las cuales se superponen morfológicamente. Para la identificación se utilizan marcadores moleculares (ITS ADNr, D2-D3 28S) y análisis de isoenzimas (Caliskan et al., 2023; Perry, 2013).
• Globodera rostochiensis y G. pallida — nematodos formadores de quistes de la patata. Aunque difieren claramente en el color de las hembras y algunos caracteres morfométricos, dentro de cada especie existen patotipos y grupos virulentos que requieren diagnóstico molecular (Perry, 2013).
• Bursaphelenchus xylophilus y B. mucronatus — nematodos del pino. Morfológicamente cercanos, pero difieren en patogenicidad y marcadores moleculares (ITS, IGS, ADN satélite) (Perry, 2013).
• Radopholus similis y R. citrophilus — nematodos barrenadores. Durante mucho tiempo se consideraron especies diferentes (razas de banano y cítricos), luego fueron sinonimizados, pero la cuestión sigue siendo discutible (Perry, 2013).

El problema de las especies crípticas tiene una importancia práctica directa para la cuarentena y la protección de plantas: una identificación incorrecta puede llevar a medidas de control ineficaces o a restricciones comerciales injustificadas. Por lo tanto, el diagnóstico moderno de nematodos incluye necesariamente métodos moleculares, a menudo en combinación con la morfología (taxonomía integradora) (Perry, 2013; Caliskan et al., 2023).

3.1. Introducción

La morfología y anatomía de los nematodos representan una combinación única de un plan corporal básico conservador y una variabilidad significativa de estructuras individuales, lo que es de suma importancia para la sistemática, el diagnóstico y la comprensión de la biología de estos animales. A pesar de la enorme diversidad de especies y la amplia gama de nichos ecológicos, todos los nematodos poseen un plan corporal común: el cuerpo es un "tubo dentro de un tubo" — el tubo interno (sistema digestivo) está rodeado por el tubo externo (pared corporal), y entre ellos se encuentra una cavidad corporal primaria llena de líquido (pseudoceloma) que funciona como esqueleto hidrostático (Schierwater, 2022; Decraemer & Hunt, 2013). Es esta simplicidad y universalidad lo que permite a los nematodos existir con éxito en diversos ambientes, y sus caracteres morfológicos identifican de manera fiable los taxones.

En este capítulo consideraremos los principales sistemas de órganos de los nematodos, su estructura y funciones, así como los caracteres utilizados en sistemática y diagnóstico. Se prestará especial atención a las estructuras importantes para la identificación de formas fitoparásitas y edáficas: cutícula, cápsula cefálica, estilete, esófago, cola y sistema reproductor.

3.2. Plan corporal general

El cuerpo de los nematodos es generalmente alargado, fusiforme o filiforme, redondo en sección transversal, con simetría bilateral. La longitud corporal varía desde 0,2 mm (por ejemplo, Paratylenchus) hasta 12 mm o más (por ejemplo, Paralongidorus epimikis), pero en la mayoría de las especies es de aproximadamente 1 mm (Reddy, 2019; Decraemer & Hunt, 2013). El cuerpo está cubierto por una cutícula, debajo de la cual se encuentra la hipodermis (epidermis), y luego la musculatura longitudinal. Los órganos internos se encuentran en el pseudoceloma.

Anatómicamente, el cuerpo se divide en cuatro sectores longitudinales: dorsal, ventral y dos laterales. Ventralmente se encuentran el poro excretor, la vulva y el ano (o cloaca en los machos); lateralmente — anfidios, deiridios y fásmidos (Decraemer & Hunt, 2013). El extremo anterior lleva la abertura bucal, rodeada de labios y sensilas.

3.3. Pared corporal

3.4. Cavidad corporal (pseudoceloma)

El pseudoceloma es una cavidad llena de líquido, no revestida por epitelio. Está rodeado por músculos y una lámina basal, contiene células pseudocelómicas (celomocitos) que desempeñan funciones de almacenamiento, excreción y transporte. El líquido del pseudoceloma crea presión de turgencia, manteniendo la forma del cuerpo y participando en el esqueleto hidrostático (Reddy, 2019; Decraemer & Hunt, 2013).

3.5. Sistema digestivo

El sistema digestivo de los nematodos es un tubo pasante que consta de tres secciones: estomodeo (intestino anterior), mesenterón (intestino medio) y proctodeo (intestino posterior). El estomodeo y el proctodeo son de origen ectodérmico y están revestidos de cutícula; el mesenterón es endodérmico (Schierwater, 2022; Reddy, 2019).

3.6. Sistema excretor

El sistema excretor de los nematodos puede estar representado por:

• Tipo glandular — una célula grande (reneta) con un conducto que se abre al exterior (por ejemplo, en Longidoridae) (Decraemer & Hunt, 2013);
• Tipo tubular — un sistema de canales en forma de H o U ubicados en los cordones laterales, con un poro excretor (en la mayoría de Chromadoria) (Reddy, 2019);
• Tipo asimétrico — un canal lateral (en Tylenchida) (Reddy, 2019).

Función — osmorregulación y excreción de productos metabólicos.

3.7. Sistema nervioso y órganos de los sentidos

El sistema nervioso de los nematodos consta de un anillo nervioso (circumfaríngeo) que rodea la faringe y cordones nerviosos longitudinales: ventral (el más desarrollado), dorsal y dos laterales. Del anillo salen nervios hacia las sensilas del extremo anterior. Los ganglios se encuentran en el extremo cefálico y en la región anal (Schierwater, 2022; Reddy, 2019).

Los órganos de los sentidos están representados por sensilas:

• Anfidios — quimiorreceptores pares ubicados lateralmente en la cabeza; su forma (bolsillo, espiral, bucle) es importante para la sistemática (Decraemer & Hunt, 2013).
• Fásmidos — quimiorreceptores pares en la región caudal (en Tylenchida y Rhabditida).
• Papilas y setas — mecanorreceptores y quimiorreceptores en los labios y el cuerpo.
• Deiridios — mecanorreceptores en la región del cuello.

Algunos nematodos marinos tienen manchas oculares (ocelos), pero las formas fitoparásitas carecen de ellas (Schierwater, 2022).

3.8. Sistema reproductor y dimorfismo sexual

3.9. Caracteres utilizados en sistemática y diagnóstico

Para la identificación de nematodos se utilizan los siguientes caracteres morfológicos:

• Cápsula cefálica: forma, presencia o ausencia de engrosamientos anulares, escultura de la cutícula.
• Estilete: longitud, forma de los knobs, presencia de anillo guía (en Dorylaimida).
• Esófago: tipo (tilencoide, dorilaimoide, rabditoide), número de bulbos, ubicación de las glándulas esofágicas.
• Cola: forma (cónica, roma, puntiaguda), presencia de mucrón, zona hialina, fásmidos.
• Sistema reproductor: número de ovarios, posición de la vulva (V%), presencia de espermateca, forma de las espículas y el gubernáculo, número de papilas precloacales.
• Cutícula: anulación, campos laterales, alas, patrón perineal (en Meloidogyne), cicatrices en los quistes (en Heterodera, Globodera).

Estos caracteres, en combinación con índices morfométricos (a, b, c, V, c'), permiten la identificación de especies (Reddy, 2019; Decraemer & Hunt, 2013).

4.1. Introducción

Los nematodos fitoparásitos son un grupo vasto y económicamente significativo de organismos que parasitan plantas superiores. Pertenecen a diferentes grupos taxonómicos dentro del filo Nematoda, pero están unidos por la capacidad de utilizar las plantas como fuente de alimento y hábitat. Según las estimaciones, las pérdidas anuales mundiales de cosechas por nematodos fitoparásitos ascienden a alrededor del 11% para los principales cultivos alimentarios y a más de 173.000 millones de dólares al año (Agrios, 2005; Caliskan et al., 2023). En este capítulo consideraremos los principales grupos de nematodos fitoparásitos, su biología, los síntomas de las enfermedades que causan y su importancia práctica.

Los nematodos fitoparásitos se dividen en varios grupos ecológicos según el modo de parasitismo:

• Ectoparásitos — se alimentan desde el exterior de la raíz sin penetrar en los tejidos (por ejemplo, Xiphinema, Longidorus, Trichodorus).
• Endoparásitos — penetran en los tejidos de la planta; entre ellos se distinguen migratorios (por ejemplo, Pratylenchus, Radopholus) y sedentarios (por ejemplo, Meloidogyne, Heterodera, Globodera).
• Semiendoparásitos — el extremo anterior del cuerpo está sumergido en el tejido, el posterior permanece fuera (por ejemplo, Tylenchulus semipenetrans, Rotylenchulus).
• Parásitos aéreos — afectan tallos, hojas, flores, semillas (por ejemplo, Ditylenchus dipsaci, Aphelenchoides spp., Anguina spp.).

La mayoría de los nematodos fitoparásitos pertenecen al orden Tylenchida (clase Chromadorea), excepto los nematodos longidóridos y los nematodos aguja (familia Longidoridae), que pertenecen al orden Dorylaimida (clase Enoplea) (Perry, 2013; Decraemer & Hunt, 2013).

4.2. Nematodos formadores de quistes: Heterodera y Globodera

Los nematodos formadores de quistes son uno de los grupos más dañinos de nematodos fitoparásitos. Pertenecen a la familia Heteroderidae (Tylenchida). El género Heterodera incluye alrededor de 80 especies, el género Globodera — 12 especies (Perry, 2013). La mayor importancia económica la tienen Heterodera schachtii (nematodo formador de quistes de la remolacha), H. glycines (nematodo formador de quistes de la soja), H. avenae (nematodo formador de quistes de la avena), Globodera rostochiensis y G. pallida (nematodos formadores de quistes de la patata, o nematodos dorado y pálido de la patata) (Agrios, 2005; Caliskan et al., 2023).

4.3. Nematodos agalladores: Meloidogyne

Los nematodos agalladores (Meloidogyne spp.) son el grupo económicamente más significativo de nematodos fitoparásitos en el mundo. Afectan a más de 3.000 especies de plantas, incluidos casi todos los cultivos de hortalizas, industriales y ornamentales. El género incluye alrededor de 100 especies, de las cuales las más dañinas son M. incognita, M. javanica, M. arenaria, M. hapla, M. chitwoodi, M. fallax (Caliskan et al., 2023; Agrios, 2005).

4.4. Nematodos del tallo y de los bulbos: Ditylenchus dipsaci

Ditylenchus dipsaci — nematodo del tallo y de los bulbos, que afecta a unas 500 especies de plantas, incluidos cebolla, ajo, narciso, tulipán, trébol, alfalfa, patata, remolacha, fresa. Pertenece a la familia Anguinidae (Tylenchida). El nematodo es un endoparásito de órganos aéreos: tallos, hojas, flores, bulbos, tubérculos (Agrios, 2005; Perry, 2013).

4.5. Nematodos foliares: Aphelenchoides

Aphelenchoides spp. — nematodos foliares que parasitan órganos aéreos de las plantas. Las especies más importantes: A. ritzemabosi (nematodo del crisantemo), A. fragariae (nematodo de la fresa), A. besseyi (nematodo de la punta blanca del arroz). Pertenecen a la familia Aphelenchoididae (Tylenchida). Afectan a crisantemos, fresas, begonias, violetas, helechos, arroz, palma de coco (Agrios, 2005; Perry, 2013).

4.6. Nematodos de la raíz: Pratylenchus (de lesión), Radopholus (barrenadores)

4.7. Nematodos ectoparásitos — vectores de virus: Xiphinema y Longidorus

Xiphinema (nematodos daga) y Longidorus (nematodos aguja) son nematodos ectoparásitos de la familia Longidoridae (Dorylaimida). Poseen un largo estilete hueco (odontostilo) y se alimentan de células de la raíz, causando necrosis y agallas. Pero su principal importancia es la transmisión de nepovirus (Nepoviruses), como el virus del enrollado de la vid (GFLV), el virus de las manchas anulares del tabaco (TRSV), el virus del anillo negro del tomate (ToRSV), etc. (Perry, 2013; Decraemer & Geraert, 2013).

4.8. Otros nematodos fitoparásitos importantes

5.1. Introducción

La identificación precisa de los nematodos fitoparásitos es una base necesaria para el diagnóstico fitosanitario, las medidas de cuarentena, el pronóstico de daños y la selección de medidas efectivas de protección de plantas. Los errores en la determinación de especies pueden conducir a restricciones comerciales injustificadas, uso ineficaz de nematicidas, propagación de objetos de cuarentena peligrosos y, como consecuencia, a pérdidas económicas significativas (Perry, 2013; Hockland et al., 2013). A diferencia de muchos otros grupos de organismos, la identificación de nematodos se complica por su pequeño tamaño, conservadurismo morfológico, amplia distribución de especies crípticas y complejos de especies, así como la frecuente presencia de poblaciones mixtas en el suelo y tejidos vegetales (Caliskan et al., 2023; Perry, 2013).

El diagnóstico moderno de nematodos se basa en un enfoque integrador que combina métodos morfológicos y morfométricos clásicos con métodos bioquímicos y moleculares-genéticos. Tal enfoque permite no solo distinguir de manera fiable especies cercanamente relacionadas, sino también detectar variabilidad intraespecífica, patotipos y grupos virulentos, lo cual es especialmente importante para especies cuarentenarias (Perry, 2013; EPPO, 2013).

En este capítulo se consideran los principales métodos de identificación de nematodos fitoparásitos: extracción del suelo y tejidos vegetales, estudios morfológicos y morfométricos, métodos bioquímicos, enfoques moleculares, así como problemas y perspectivas del diagnóstico.

5.2. Extracción de nematodos del suelo y tejidos vegetales

La primera etapa de la identificación es la extracción de nematodos de la muestra. La fiabilidad de la determinación posterior depende en gran medida de la eficiencia y pureza de la extracción. Para la extracción de nematodos fitoparásitos del suelo y plantas se han desarrollado métodos estandarizados descritos en las guías de EPPO (EPPO, 2013) y otras fuentes (Huang, 2012; Perry, 2013).

5.3. Métodos morfológicos y morfométricos

5.4. Métodos bioquímicos

Los métodos bioquímicos se basan en el análisis de proteínas y enzimas de los nematodos. Permiten distinguir especies cercanamente relacionadas y patotipos, especialmente donde los caracteres morfológicos se superponen.

• Análisis de isoenzimas — electroforesis en gel de almidón o poliacrilamida. Las más utilizadas son esterasas, malato deshidrogenasa, fosfoglucomutasa. Para los nematodos agalladores (Meloidogyne) se han desarrollado fenotipos de esterasas: A1, A2, A3 para M. arenaria; Ch1 para M. chitwoodi; F3 para M. fallax; H1 para M. hapla; I1, I2, I3 para M. incognita; J3 para M. javanica (Caliskan et al., 2023; Perry, 2013).
• Enfoque isoeléctrico (IEF) — separación de proteínas por punto isoeléctrico. Se utiliza para el diagnóstico de Globodera rostochiensis y G. pallida (Perry, 2013).
• Métodos inmunológicos — anticuerpos monoclonales, ELISA. Se utilizan para la detección de nematodos en suelo y plantas, pero están limitados por la variabilidad de los antígenos (Perry, 2013).

Los métodos bioquímicos requieren nematodos vivos, lo que limita su aplicación a muestras fijadas. Además, son sensibles a las condiciones de cultivo y al estado fisiológico de los nematodos (Perry, 2013).

5.5. Métodos moleculares

Los métodos moleculares-genéticos han revolucionado el diagnóstico de nematodos. Permiten identificar especies y grupos intraespecíficos independientemente de la etapa de desarrollo, el sexo y la variabilidad morfológica, así como detectar nematodos en poblaciones mixtas y en el suelo sin extracción previa (Perry, 2013; Caliskan et al., 2023).

5.6. Problemas de identificación

A pesar del progreso, la identificación de nematodos fitoparásitos sigue siendo una tarea difícil. Problemas principales:

• Especies crípticas y complejos de especies. Muchas especies son morfológicamente indistinguibles pero genéticamente aisladas. Ejemplos: Meloidogyne spp., Pratylenchus spp., Globodera spp., Radopholus similis / R. citrophilus, Bursaphelenchus xylophilus / B. mucronatus (Perry, 2013; Caliskan et al., 2023).
• Variabilidad intraespecífica. Los caracteres morfométricos pueden variar significativamente según la planta hospedante, la temperatura y la etapa de desarrollo. Por ejemplo, en Pratylenchus la forma de la cola y la posición de la vulva pueden superponerse entre especies (Caliskan et al., 2023).
• Poblaciones mixtas. En una misma muestra pueden estar presentes varias especies, lo que dificulta la identificación morfológica. Los métodos moleculares permiten detectar cada especie por separado (Perry, 2013).
• Falta de secuencias de referencia. Para muchas especies, especialmente poco estudiadas, no existen marcadores moleculares fiables, lo que limita el diagnóstico (Schierwater, 2022).
• Especies cuarentenarias. Para los nematodos cuarentenarios (Bursaphelenchus xylophilus, Meloidogyne chitwoodi, M. fallax, Globodera rostochiensis, G. pallida, Xiphinema americanum sensu lato) se han desarrollado protocolos estandarizados de EPPO, que incluyen métodos morfológicos y moleculares (EPPO, 2013; Hockland et al., 2013).
• Polimorfismo e hibridación. En algunas especies (por ejemplo, Meloidogyne) es posible la hibridación y la poliploidía, lo que complica la interpretación de los datos moleculares (Caliskan et al., 2023).

5.7. Especies cuarentenarias y su diagnóstico

Para los nematodos cuarentenarios se han desarrollado protocolos de diagnóstico especiales aprobados por EPPO y otras organizaciones internacionales. Incluyen:

• Muestreo — suelo, plantas, madera, semillas.
• Extracción de nematodos — métodos estandarizados (EPPO, 2013).
• Identificación morfológica — con microscopía óptica y electrónica, morfometría.
• Identificación molecular — PCR con cebadores específicos de especie, PCR-RFLP, qPCR, LAMP, secuenciación (EPPO, 2013; Hockland et al., 2013).
• Confirmación — por métodos independientes, preferiblemente en un laboratorio acreditado.

Las especies cuarentenarias más importantes son:

• Bursaphelenchus xylophilus (nematodo del pino) — objeto de cuarentena en la UE, Rusia, China, Japón, etc. (Hockland et al., 2013).
• Globodera rostochiensis, G. pallida (nematodos formadores de quistes de la patata) — objetos de cuarentena en muchos países (Perry, 2013).
• Meloidogyne chitwoodi, M. fallax, M. enterolobii — especies cuarentenarias en la UE y otras regiones (Caliskan et al., 2023; Hockland et al., 2013).
• Radopholus similis / R. citrophilus — especies cuarentenarias para cítricos y bananos (Hockland et al., 2013).
• Xiphinema americanum sensu lato, X. index, X. californicum — vectores de nepovirus, objetos de cuarentena (Hockland et al., 2013).

6.1. Introducción

Los nematodos de vida libre del suelo son un grupo vasto y ecológicamente importante de nematodos que no parasitan plantas ni animales, sino que habitan en el suelo, alimentándose de bacterias, hongos, protozoos, otros nematodos o restos orgánicos. Se encuentran en casi todos los suelos del mundo, desde la tundra ártica hasta las selvas tropicales, y desempeñan un papel clave en las redes alimentarias del suelo, la descomposición de la materia orgánica y el ciclo de los elementos biogénicos (Weil, 2017; Huang, 2012). Los nematodos de vida libre constituyen una parte significativa de la microfauna del suelo: su abundancia en los horizontes superiores puede alcanzar 10^5–107 individuos por m^{2, y la biomasa — 1–30 g/m}2 en peso vivo (Weil, 2017, Tabla 11.4). A diferencia de las formas fitoparásitas, no causan daño directo a los cultivos agrícolas, pero su presencia y composición de especies sirven como un indicador importante del estado del suelo y de la carga antrópica (Huang, 2012; Weil, 2017).

En este capítulo consideraremos la diversidad de los nematodos de vida libre del suelo, sus grupos tróficos, su papel en la red alimentaria del suelo, su uso como bioindicadores, así como la importancia de Caenorhabditis elegans como objeto modelo.

6.2. Diversidad y clasificación de los nematodos de vida libre del suelo

Los nematodos de vida libre del suelo no forman un grupo taxonómico único; se encuentran en varios clados grandes del filo Nematoda. Según el sistema moderno (Schierwater, 2022; De Ley & Blaxter, 2002), entre las formas edáficas de vida libre las más comunes son los representantes de:

1) Enoplia (Clado I) — formas principalmente marinas y edáficas, como Enoplus, Tobrilus, Pontonema. En los suelos son menos comunes, pero pueden ser indicadores de hábitats no perturbados.

2) Dorylaimia (Clado II) — incluyen nematodos de vida libre del suelo (Dorylaimida), así como Mononchida depredadores. A Dorylaimida pertenecen formas grandes omnívoras y depredadoras (Dorylaimus, Eudorylaimus, Aporcelaimellus), así como Longidoridae ectoparásitos (discutidos en el capítulo 4).

3) Chromadoria (Clados III–V) — el grupo más numeroso, que incluye la mayoría de los nematodos de vida libre del suelo. Entre ellos:

• Rhabditida — formas bacterívoras (Caenorhabditis, Acrobeloides, Cephalobus, Panagrolaimus), así como Steinernematidae y Heterorhabditidae entomopatógenos (discutidos en el capítulo 7).
• Tylenchida (Tylenchina) — formas principalmente fitoparásitas, pero entre ellas también hay especies fungívoras de vida libre (Filenchus, Tylenchus).
• Aphelenchida (Aphelenchina) — formas fungívoras (Aphelenchus, Aphelenchoides), algunas de las cuales también pueden alimentarse de células vegetales.
• Plectida, Chromadorida, Desmodorida, Monhysterida — formas marinas y edáficas de vida libre que se encuentran en suelos húmedos.

En los suelos de latitudes templadas y tropicales, los más comunes y numerosos son los representantes de los géneros Acrobeloides, Cephalobus, Panagrolaimus, Rhabditis, Plectus, Wilsonema, Tylenchus, Filenchus, Aphelenchus, Dorylaimus, Eudorylaimus, Mononchus, etc. (Huang, 2012; Weil, 2017).

6.3. Papel en la red alimentaria del suelo

Los nematodos de vida libre del suelo ocupan varios niveles tróficos y participan en procesos ecosistémicos clave. En la red alimentaria del suelo funcionan como:

• Consumidores primarios (bacterívoros y fungívoros) — se alimentan de bacterias y hongos, regulando su abundancia y actividad.
• Consumidores secundarios (depredadores y omnívoros) — se alimentan de otros nematodos, protozoos, rotíferos, pequeños invertebrados.
• Descomponedores — algunas especies consumen restos orgánicos, favoreciendo su descomposición.

A través de las interacciones alimentarias, los nematodos aceleran la mineralización de la materia orgánica y la liberación de elementos biogénicos. Por ejemplo, los nematodos bacterívoros, al alimentarse de bacterias, liberan el exceso de nitrógeno en forma de amonio, que queda disponible para las plantas. Se cree que este proceso puede proporcionar hasta el 30–40% del nitrógeno mineralizado en algunos ecosistemas (Weil, 2017). Además, los nematodos sirven de alimento a organismos edáficos más grandes (microartrópodos, enquitreidos, lombrices de tierra), transfiriendo energía a niveles tróficos superiores.

En la tabla 11.4 (Weil, 2017) se muestra que los nematodos son inferiores a las bacterias y los hongos en biomasa, pero su contribución a la actividad metabólica del suelo es significativa, especialmente en la rizosfera. En la rizosfera, donde la concentración de bacterias es alta, los nematodos bacterívoros pueden alcanzar una alta abundancia e influir activamente en el ciclo del nitrógeno (Weil, 2017; Huang, 2012).

6.4. Grupos tróficos de los nematodos del suelo

Según el tipo de alimentación, los nematodos de vida libre del suelo se dividen en varios grupos funcionales (Huang, 2012; Weil, 2017; Yeates et al., 1993):

1. Bacterívoros (bacteriófagos) — se alimentan de bacterias. Incluyen muchos Rhabditida (Caenorhabditis, Acrobeloides, Cephalobus, Panagrolaimus), Plectida (Plectus), algunos Dorylaimida. Dominan en suelos con alto contenido de materia orgánica y biomasa bacteriana activa.

2. Fungívoros (micófagos) — se alimentan del micelio de los hongos. Están representados por Tylenchida (Filenchus, Tylenchus), Aphelenchida (Aphelenchus, Aphelenchoides), algunos Dorylaimida. Son comunes en la hojarasca forestal y en suelos con biota fúngica desarrollada.

3. Herbívoros (fitófagos) — parasitan las raíces de las plantas (discutidos en el capítulo 4). En el contexto de las formas de vida libre, generalmente no se consideran, pero algunas especies pueden alimentarse de pelos radiculares sin causar daño significativo.

4. Depredadores — se alimentan de otros nematodos, protozoos, rotíferos, pequeños invertebrados. Incluyen Mononchida (Mononchus, Prionchulus), algunos Dorylaimida (Dorylaimus, Actinolaimus), así como algunos Rhabditida (Butlerius, Diplogaster). Los nematodos depredadores regulan la abundancia de nematodos fitoparásitos y bacterívoros, desempeñando el papel de reguladores "de arriba hacia abajo" en la red alimentaria del suelo (Huang, 2012; Reddy, 2019).

5. Omnívoros — se alimentan de alimentos diversos: hongos, bacterias, protozoos, otros nematodos. Representantes típicos — Dorylaimida grandes (Eudorylaimus, Aporcelaimellus). Ocupan una posición intermedia entre depredadores y micetófagos (Huang, 2012; Yeates et al., 1993).

6. Parásitos de invertebrados — algunos nematodos de vida libre en el suelo pueden parasitar insectos, arañas, moluscos. Se considerarán en el capítulo 7 (nematodos entomopatógenos).

La proporción de grupos tróficos en una comunidad de nematodos refleja el estado del ecosistema edáfico. Por ejemplo, el dominio de bacterívoros indica una descomposición activa de materia orgánica fácilmente asimilable, mientras que la predominancia de fungívoros indica la vía fúngica de descomposición, característica de suelos forestales o suelos con alto contenido de lignina (Weil, 2017; Huang, 2012).

6.5. Clases cp e índice de madurez

Para evaluar el estado del suelo y el grado de carga antrópica a partir de las comunidades de nematodos, se han desarrollado índices especiales. Uno de los más utilizados es el índice de madurez (MI), propuesto por Bongers (1990). Se basa en la clasificación de los nematodos por clases cp (escala colonizador-persistente), que refleja sus estrategias de vida y sensibilidad a las perturbaciones:

• cp-1 — especies de reproducción rápida, tolerantes al estrés, pioneras de hábitats perturbados (por ejemplo, Rhabditis, Panagrolaimus, Acrobeloides).
• cp-2 — especies con ciclo de vida corto pero menos tolerantes al estrés (por ejemplo, Cephalobus, Plectus).
• cp-3 — especies con ciclo de vida medio, moderadamente sensibles a las perturbaciones (por ejemplo, Tylenchus, Aphelenchus).
• cp-4 — especies longevas, sensibles al estrés (por ejemplo, Dorylaimus, Eudorylaimus).
• cp-5 — especies longevas, muy sensibles a las perturbaciones (por ejemplo, Mononchus, Prionchulus).

El índice de madurez se calcula como el promedio ponderado de las clases cp de todos los individuos de la comunidad. Valores altos de MI indican un ecosistema estable y no perturbado; valores bajos — un ecosistema perturbado (Bongers, 1990; Huang, 2012; Weil, 2017).

Además se utilizan:

• Plant Parasite Index (PPI) — para evaluar la proporción de nematodos fitoparásitos.
• Enrichment Index (EI) — refleja la disponibilidad de materia orgánica.
• Structure Index (SI) — refleja la complejidad de la red alimentaria.
• Channel Index (CI) — indica el predominio de la vía bacteriana o fúngica de descomposición.

Estos índices se utilizan ampliamente en el monitoreo ecológico, la evaluación de la calidad del suelo, el impacto de las prácticas agrícolas (labranza, fertilización, pesticidas) y la restauración de tierras degradadas (Huang, 2012; Weil, 2017).

6.6. Caenorhabditis elegans como objeto modelo

Caenorhabditis elegans es un nematodo bacterívoro de vida libre que habita en el suelo y el compost. Se ha convertido en uno de los organismos modelo más importantes en biología, medicina y toxicología. C. elegans fue el primer organismo multicelular con genoma completamente secuenciado (1998), lo que lo convirtió en una herramienta clave para el estudio del desarrollo, la neurobiología, el envejecimiento, la biología celular, la genética y la interacción con patógenos (Schierwater, 2022; Reddy, 2019).

Principales ventajas de C. elegans como modelo:

• Cuerpo transparente, que permite observar el desarrollo celular en tiempo real.
• Ciclo de vida corto (3 días a 20 °C).
• Gran descendencia (hasta 300 huevos por hermafrodita).
• Facilidad de cultivo en agar con bacterias E. coli.
• Presencia de hermafroditas y machos, lo que facilita los experimentos genéticos.
• Linaje celular completamente descrito (destino de cada célula).
• Tamaño pequeño del genoma (_{100 Mb) y} 20.000 genes.
• Posibilidad de congelación y almacenamiento de cepas.

C. elegans se utiliza para estudiar:

• Apoptosis y muerte celular.
• Interferencia de ARN (RNAi).
• Redes neuronales y comportamiento.
• Envejecimiento y longevidad.
• Toxicidad de nanopartículas, metales pesados, pesticidas.
• Interacciones hospedante-patógeno (por ejemplo, con Pseudomonas aeruginosa, Salmonella).
• Biología evolutiva y ecología.

En el contexto de la ecología del suelo, C. elegans sirve como modelo para comprender el comportamiento, la quimiotaxis, la respuesta al estrés y la interacción con microorganismos. Las cepas transgénicas de C. elegans con genes reporteros (GFP, luciferasa) se utilizan para el biotesting de la contaminación del suelo y el agua (Reddy, 2019; Schierwater, 2022).

6.7. Indicadores del estado del suelo y de la carga antrópica

Los nematodos de vida libre del suelo se utilizan ampliamente como bioindicadores debido a su sensibilidad a los cambios ambientales y a la facilidad de muestreo. Sus comunidades responden a:

• Labranza del suelo — la labranza intensiva reduce la abundancia y diversidad de nematodos, especialmente las especies cp-4 y cp-5, y aumenta la proporción de cp-1 y cp-2 (Weil, 2017).
• Fertilización — los fertilizantes orgánicos estimulan a los bacterívoros y aumentan la abundancia total de nematodos; los fertilizantes minerales pueden reducir la diversidad.
• Pesticidas — los nematicidas e insecticidas pueden reducir drásticamente la abundancia de nematodos, pero algunas especies son resistentes.
• Contaminación por metales pesados — conduce a una reducción de la diversidad y a un cambio en la proporción de grupos tróficos.
• Cambio de pH — la acidez del suelo afecta la composición de la comunidad; por ejemplo, en suelos ácidos dominan los fungívoros.
• Humedad y temperatura — fluctuaciones estacionales en la abundancia y composición.
• Cobertura vegetal — la rizosfera estimula el desarrollo de bacterívoros y fitoparásitos.

Para evaluar el estado del suelo se calculan índices (MI, PPI, EI, SI, CI) y se analiza la estructura trófica de la comunidad. Por ejemplo, un valor alto de MI (>3) indica un ecosistema estable y no perturbado; uno bajo (<2) — un ecosistema perturbado (Huang, 2012; Weil, 2017).

Los métodos moleculares modernos (qPCR, metabarcoding) permiten una evaluación más precisa y rápida de la diversidad y abundancia de nematodos en el suelo, lo que abre nuevas oportunidades para el monitoreo y el biodiagnóstico (Campos-Herrera et al., 2015; Schierwater, 2022).

6.8. Métodos para el estudio de los nematodos de vida libre del suelo

Para el estudio de los nematodos de vida libre se utilizan los mismos métodos de extracción que para los fitoparásitos (capítulo 5): método de Baermann, flotación, flotación centrífuga, elutriación (EPPO, 2013; Huang, 2012). Después de la extracción, los nematodos se fijan, se preparan portaobjetos y se realiza la identificación morfológica con microscopía óptica y electrónica. Para el recuento cuantitativo se utilizan cámaras de recuento o microscopía con captura de video.

Los métodos moleculares (PCR, qPCR, secuenciación) permiten identificar especies y evaluar la abundancia sin microscopía. Por ejemplo, la qPCR con cebadores específicos de especie se utiliza para la determinación cuantitativa de Acrobeloides group, Cephalobus, Plectus y otros (Campos-Herrera et al., 2015). El metabarcoding por el gen 18S o COI permite caracterizar toda la comunidad de nematodos en una muestra (Schierwater, 2022; Weil, 2017).

Para los estudios ecológicos también son importantes los cultivos de laboratorio de nematodos (por ejemplo, C. elegans, Acrobeloides), que permiten estudiar el comportamiento, la fisiología, las interacciones con microorganismos y la toxicología (Reddy, 2019; Schierwater, 2022).

7.1. Introducción

Los nematodos entomopatógenos (EPN) son un grupo de nematodos que parasitan insectos y otros artrópodos, causando su muerte. A diferencia de los nematodos fitoparásitos, los EPN no dañan las plantas, sino que, por el contrario, se utilizan como agentes biológicos para el control de insectos plaga. La mayor importancia práctica la tienen los representantes de las familias Steinernematidae y Heterorhabditidae (orden Rhabditida), que están en simbiosis con bacterias de los géneros Xenorhabdus y Photorhabdus, respectivamente. Esta simbiosis permite a los nematodos matar rápidamente a los insectos hospedantes (en 24–48 horas) y multiplicarse eficazmente en el cadáver (Grewal, 1999; Vashisth et al., 2013).

Los EPN tienen una serie de ventajas sobre los insecticidas químicos: son altamente específicos, seguros para organismos no diana, no contaminan el medio ambiente y pueden aplicarse en sistemas integrados de protección de plantas. Sin embargo, su uso está limitado por la sensibilidad a la radiación UV, la baja humedad, las altas temperaturas y el costo de producción (Vashisth et al., 2013; Grewal, 1999).

En este capítulo consideraremos la sistemática, biología, simbiosis con bacterias, ciclo de vida, estrategias de búsqueda de hospedante, métodos de producción y aplicación, así como la ecología de los EPN.

7.2. Sistemática y filogenia de los EPN

Los nematodos entomopatógenos pertenecen a varios grupos taxonómicos dentro del filo Nematoda, pero dos familias tienen la mayor importancia práctica:

• Steinernematidae (género Steinernema) — orden Rhabditida, suborden Tylenchina (según el sistema moderno — Rhabditina). Incluye más de 80 especies descritas (Grewal, 1999; Vashisth et al., 2013).
• Heterorhabditidae (género Heterorhabditis) — orden Rhabditida, suborden Rhabditina. Incluye alrededor de 20 especies (Grewal, 1999; Vashisth et al., 2013).

Además, los EPN incluyen representantes de otros grupos:

• Mermithidae (orden Mermithida, clase Enoplea) — parásitos de insectos, pero su producción masiva es difícil y rara vez se utilizan en biocontrol (Grewal, 1999).
• Aphelenchoididae (orden Aphelenchida) — algunas especies (Bursaphelenchus spp.) están asociadas con insectos vectores, pero no son verdaderos EPN (Grewal, 1999).
• Tylenchida — algunas especies (Deladenus siricidicola) parasitan insectos (Grewal, 1999).

Los estudios filogenéticos moleculares modernos confirman la monofilia de Steinernematidae y Heterorhabditidae, pero sus relaciones con otros Rhabditida siguen siendo objeto de estudio. Se cree que los EPN se originaron a partir de ancestros bacterívoros de vida libre que adquirieron la capacidad de utilizar a los insectos como hábitat y fuente de alimento (Schierwater, 2022; Grewal, 1999).

7.3. Simbiosis con bacterias

Una característica única de Steinernematidae y Heterorhabditidae es su simbiosis mutualista obligada con bacterias entomopatógenas:

• Steinernema spp. simbiotizan con bacterias del género Xenorhabdus (familia Enterobacteriaceae) (Grewal, 1999; Vashisth et al., 2013).
• Heterorhabditis spp. simbiotizan con bacterias del género Photorhabdus (familia Enterobacteriaceae) (Grewal, 1999; Vashisth et al., 2013).

Las bacterias se localizan en una vesícula especializada (bolsillo bacteriano) en el intestino del juvenil infectivo (IJ) — el juvenil de tercer estadio, que es la única etapa de vida libre en el ciclo de vida de los EPN. El IJ no se alimenta, pero conserva las bacterias durante varios meses en estado de reposo (Grewal, 1999; Vashisth et al., 2013).

Cuando el IJ penetra en el cuerpo del insecto, las bacterias se liberan en el hemocele, donde se multiplican rápidamente y causan septicemia. Las bacterias producen una amplia gama de toxinas y exoenzimas que matan al insecto en 24–48 horas, así como antibióticos que suprimen el crecimiento de microorganismos competidores. El cadáver del insecto se convierte en un medio nutritivo para la reproducción de los nematodos (Grewal, 1999; Vashisth et al., 2013).

Curiosamente, los insectos muertos por Xenorhabdus spp. adquieren un color grisáceo o parduzco, mientras que los insectos muertos por Photorhabdus spp. se vuelven rojizos, pardos o verdosos y brillan en la oscuridad (luminiscencia) (Grewal, 1999; Vashisth et al., 2013).

7.4. Ciclo de vida y proceso de infección

El ciclo de vida de Steinernematidae y Heterorhabditidae incluye las siguientes etapas:

1. Juvenil infectivo de vida libre (IJ) — tercera etapa juvenil, que abandona el cadáver del insecto y busca activamente un nuevo hospedante. El IJ no se alimenta y utiliza reservas de lípidos y glucógeno. La duración de la vida del IJ depende de la temperatura y la humedad, pero generalmente es de varias semanas a varios meses (Grewal, 1999; Vashisth et al., 2013).

2. Penetración en el insecto — el IJ penetra en el cuerpo del hospedante a través de aberturas naturales (boca, ano, espiráculos) o a través de áreas delgadas de la cutícula. Steinernema glaseri penetra principalmente a través del intestino, mientras que Heterorhabditis bacteriophora — a través de membranas intersegmentarias de la cutícula (Vashisth et al., 2013; Wang & Gaugler, 1999).

3. Liberación de bacterias — una vez en el hemocele, el IJ libera las bacterias simbióticas, que comienzan a multiplicarse rápidamente.

4. Muerte del insecto — las bacterias matan al hospedante en 24–48 horas, produciendo toxinas y exoenzimas.

5. Reproducción de los nematodos — los nematodos se alimentan de bacterias y tejidos descompuestos del insecto, pasando por varias generaciones. En Steinernematidae, la primera generación es anfimíctica (machos y hembras); en Heterorhabditidae, la primera generación está representada por hembras hermafroditas, y las generaciones posteriores son anfimícticas (Grewal, 1999; Vashisth et al., 2013).

6. Emergencia de nuevos IJ — cuando los recursos alimenticios se agotan, los juveniles se desarrollan en IJ, que abandonan el cadáver del insecto en busca de un nuevo hospedante. De un cadáver pueden salir cientos de miles de IJ (Grewal, 1999; Vashisth et al., 2013).

Una diferencia importante entre las familias: para la infección, un solo IJ de Heterorhabditis es suficiente para causar la infección, mientras que para Steinernema se requieren al menos dos IJ (macho y hembra), ya que la primera generación es dioica (Grewal, 1999).

7.5. Estrategias de búsqueda del hospedante

Los EPN demuestran dos estrategias principales de búsqueda del hospedante (Grewal, 1999; Vashisth et al., 2013; Lewis, 2002):

• "Emboscadores" (ambushers) — los IJ permanecen inmóviles en el suelo, levantando la parte anterior del cuerpo verticalmente (postura en "J"), y esperan a que un insecto se acerque. Atacan a insectos móviles de la superficie. Un representante típico es Steinernema carpocapsae (Grewal, 1999; Vashisth et al., 2013).

• "Cruceros" (cruisers) — los IJ se desplazan activamente en el suelo en busca del hospedante, orientándose por señales químicas (CO₂, volátiles). Son eficaces contra insectos sedentarios u ocultos. Representantes típicos — Steinernema glaseri, Heterorhabditis bacteriophora (Grewal, 1999; Vashisth et al., 2013).

• Estrategias intermedias — algunas especies (Steinernema feltiae, S. riobrave) combinan elementos de ambas estrategias (Grewal, 1999).

La elección de la estrategia influye en la eficacia del control de plagas concretas. Por ejemplo, para el control de plagas del suelo que habitan en capas profundas, son preferibles los "cruceros", mientras que para las plagas de la superficie — los "emboscadores" (Vashisth et al., 2013; Lewis, 2002).

7.6. Hospedantes y plagas objetivo

Los EPN tienen un amplio rango de hospedantes en condiciones de laboratorio, pero en condiciones de campo su espectro es más limitado. Las larvas de Lepidoptera (gusanos cortadores, pirálidos, carpocapsas) y Coleoptera (escarabajos de clic, escarabeidos, gorgojos) son las más susceptibles a los EPN (Grewal, 1999; Vashisth et al., 2013). En la tabla 1 (Vashisth et al., 2013) se proporciona una lista extensa de plagas objetivo, que incluye:

• Lepidoptera: Spodoptera litura (rosquilla), Helicoverpa armigera (oruga del algodón), Chilo suppressalis (barrenador del arroz), Plutella xylostella (polilla de la col), Carposina niponensis (polilla de la manzana).
• Coleoptera: Popillia japonica (escarabajo japonés), Diabrotica virgifera (gusano de la raíz del maíz), Rhynchophorus ferrugineus (picudo rojo de la palma), Otiorhynchus spp.
• Diptera: Bradysia spp. (moscas del mantillo), Liriomyza spp. (moscas minadoras).
• Otros: termitas, cucarachas, hormigas.

Los EPN también se utilizan contra plagas ocultas (por ejemplo, larvas que viven dentro de tallos o tubérculos), donde los insecticidas químicos son poco eficaces (Vashisth et al., 2013; Grewal, 1999).

7.7. Producción y formulación

7.8. Aplicación y factores que afectan la eficacia

7.9. Distribución natural y ecología

Los EPN son parásitos obligados de insectos, pero sus IJ pueden existir en el suelo como organismos de vida libre durante mucho tiempo. Están distribuidos por todas partes, encontrándose en los hábitats más diversos: desde campos cultivados y bosques hasta desiertos y playas. En los muestreos, los EPN se encuentran en el 2–45% de las muestras de suelo (Vashisth et al., 2013; Hominick, 2002).

Sin embargo, la abundancia natural de los EPN suele ser baja y rara vez causan epizootias entre los insectos. Esto se debe a la competencia de otros organismos del suelo (nematodos de vida libre, hongos, bacterias), la limitación de hospedantes y la sensibilidad a los factores abióticos (Campos-Herrera et al., 2015; Vashisth et al., 2013).

Los estudios en suelos suizos (Campos-Herrera et al., 2015) mostraron que en los agrocenosis los EPN se encuentran en cantidades traza, y su actividad está suprimida por la competencia con nematodos de vida libre (grupo Acrobeloides, Oscheius spp.) y hongos depredadores. Esto indica que en suelos intensivamente cultivados la estrategia de augmentation (aplicación adicional) es más prometedora que la de conservation (preservación de poblaciones naturales) (Campos-Herrera et al., 2015).

7.10. Ventajas y limitaciones de los EPN

7.11. Preparados comerciales

En el mercado internacional se han comercializado más de 12 especies de EPN en diversos preparados (Vashisth et al., 2013, Tabla 2). Los más comunes:

• Steinernema carpocapsae — Ortho Biosafe, Bio Vector, Exhibit, Nemassys, Stealth
• Steinernema feltiae — Entonem, Vector MG
• Steinernema riobrave — Bio Vector
• Steinernema scapterisci — Vector TL
• Heterorhabditis bacteriophora — Green Commandos, Soil Commandos
• Heterorhabditis megidis — Nemassys
• Heterorhabditis indica — Soil Commandos

En Rusia y los países de la CEI también se han registrado biopreparados a base de EPN, aunque su gama aún es limitada (Vashisth et al., 2013; Akhatov et al., 2013).

8.1. Introducción

Los nematodos ocupan una posición única en la agronomía: por un lado, las formas fitoparásitas causan enormes daños a la producción agrícola; por otro, los nematodos de vida libre y entomopatógenos desempeñan un papel importante en el mantenimiento de la salud del suelo y el control biológico de plagas. Comprender la importancia práctica de los nematodos es necesario para desarrollar sistemas de protección de plantas eficaces y sostenibles, así como para evaluar el estado de los ecosistemas edáficos. En este capítulo consideraremos las pérdidas económicas por nematodos fitoparásitos, las medidas de cuarentena, los métodos agrotécnicos, químicos y biológicos de manejo, la protección integrada de plantas, el monitoreo de la abundancia y composición de especies, así como la importancia práctica de los nematodos beneficiosos.

8.2. Importancia económica de los nematodos fitoparásitos

Los nematodos fitoparásitos son uno de los grupos de plagas de cultivos agrícolas con mayor importancia económica. Según las estimaciones, las pérdidas anuales mundiales de cosecha por nematodos ascienden a alrededor del 11 % para los principales cultivos alimentarios y a más de 173 000 millones de dólares EE. UU. al año (Agrios, 2005; Caliskan et al., 2023). Para cultivos y regiones concretos las pérdidas pueden ser catastróficas. Por ejemplo, los nematodos del quiste de la patata Globodera rostochiensis y G. pallida causan pérdidas de hasta el 9 % de la producción mundial de patata y, en algunos países, hasta el 50–80 % (Caliskan et al., 2023). Los nematodos agalladores Meloidogyne spp. afectan a más de 3000 especies de plantas y pueden reducir el rendimiento de tomate, pepino, pimiento y patata en un 30–70 % (Reddy, 2019). El nematodo del quiste de la soja Heterodera glycines causa anualmente daños estimados en 15 960 millones de dólares EE. UU. en diez países que producen el 97 % de la cosecha mundial de soja (Perry, 2013). El nematodo del quiste de la remolacha Heterodera schachtii reduce la cosecha de remolacha azucarera en un 25–50 % y más (Agrios, 2005; Perry, 2013). El nematodo del tallo Ditylenchus dipsaci afecta a unas 500 especies de plantas, incluidas cebolla, ajo, narcisos y trébol, y puede causar pérdidas de hasta el 50–80 % (Agrios, 2005; Perry, 2013). Los nematodos de las raíces Pratylenchus spp. reducen el rendimiento de cereales, hortalizas y frutales en un 30–50 % (Caliskan et al., 2023; Perry, 2013). El nematodo barrenador Radopholus similis causa la «enfermedad del vuelco» del plátano, con pérdidas que pueden alcanzar el 40–70 % (Perry, 2013). El nematodo de los cítricos Tylenchulus semipenetrans causa el «decaimiento lento» de los cítricos, reduciendo la cosecha y la longevidad de los árboles (Agrios, 2005). El nematodo del pino Bursaphelenchus xylophilus destruye los bosques de pino en Asia y Europa, causando enormes daños económicos y ecológicos (Perry, 2013; Hockland et al., 2013).

Además de las pérdidas directas de cosecha, los nematodos fitoparásitos aumentan los costes de producción: necesidad de aplicar nematicidas, realizar medidas de cuarentena, utilizar variedades resistentes, rotaciones de cultivos y otros métodos. También contribuyen al desarrollo de complejos con otros patógenos (hongos, bacterias, virus), lo que intensifica su nocividad (Agrios, 2005; Perry, 2013). Por ejemplo, Pratylenchus penetrans en complejo con Verticillium dahliae causa la «muerte temprana» de la patata (Caliskan et al., 2023). Los nematodos vectores (Xiphinema, Longidorus, Trichodorus) transmiten virus peligrosos, como el virus del enrollamiento de la hoja de la vid, el virus de la mancha anular del tabaco y el virus del oscurecimiento temprano del guisante (Perry, 2013; Decraemer & Geraert, 2013).

8.3. Medidas de cuarentena y certificación del material de plantación

Las medidas de cuarentena son un elemento clave de la protección contra la introducción y propagación de nematodos fitoparásitos peligrosos. Las normas internacionales (ISPM, EPPO) regulan el movimiento de plantas, suelo, madera y otros materiales que pueden ser portadores de nematodos (Hockland et al., 2013; EPPO, 2013). Las especies de cuarentena, como Bursaphelenchus xylophilus, Globodera rostochiensis, G. pallida, Meloidogyne chitwoodi, M. fallax, M. enterolobii, Radopholus similis y Xiphinema americanum sensu lato, están sujetas a diagnóstico y control obligatorios (Hockland et al., 2013; Caliskan et al., 2023).

La certificación del material de plantación es una medida importantísima para prevenir la propagación de nematodos. Incluye:

• cultivo de plantas en sustratos estériles o libres de nematodos;
• inspecciones regulares y análisis de laboratorio;
• tratamiento térmico (agua caliente) de tubérculos, bulbos y esquejes;
• uso de cultivos de tejidos para obtener material libre de virus y nematodos (Agrios, 2005; Perry, 2013; Hockland et al., 2013).

Por ejemplo, para los plátanos se utiliza el cultivo de tejidos; para la patata, tubérculos de siembra certificados; para los cítricos, el tratamiento de plántulas con agua caliente (50 °C, 10 min) (Perry, 2013). La certificación permite reducir el riesgo de introducción de nematodos en nuevas regiones y disminuir las pérdidas de cosecha.

8.4. Métodos agrotécnicos

Los métodos agrotécnicos son la base de la protección integrada de las plantas contra los nematodos. Incluyen:

• Rotación de cultivos: alternancia de cultivos susceptibles con no afectados o resistentes. Es eficaz contra nematodos con un círculo estrecho de hospedadores (por ejemplo, Globodera spp., Heterodera glycines, Ditylenchus dipsaci). Para Globodera se recomienda una rotación de 7–8 años; para H. glycines, 1–2 años de cultivos no afectados (Caliskan et al., 2023; Perry, 2013; Reddy, 2019). Sin embargo, para los polífagos (Meloidogyne, Pratylenchus) la rotación es poco eficaz debido a su amplio círculo de hospedadores (Caliskan et al., 2023).

• Variedades resistentes: el método más económico y ecológico. Se han identificado genes de resistencia para muchos cultivos: Mi en el tomate (contra Meloidogyne), Rmc-1 en la patata (contra M. chitwoodi), H1 en la patata (contra G. rostochiensis), Rha1, Rha2, Rha3 en la cebada (contra H. avenae), Rhg1–Rhg4 en la soja (contra H. glycines) (Perry, 2013; Caliskan et al., 2023). Sin embargo, el uso prolongado de variedades resistentes puede conducir a la selección de poblaciones virulentas, por lo que es necesaria la rotación de genes de resistencia (Perry, 2013).

• Fechas de siembra: la siembra o plantación temprana permite a las plantas fortalecerse antes de la multiplicación masiva de los nematodos. Por ejemplo, la plantación temprana de patata reduce el daño de G. rostochiensis (Caliskan et al., 2023; Reddy, 2019).

• Cultivos trampa: plantas que estimulan la salida de las larvas de los quistes, pero que no sostienen la reproducción de los nematodos. Ejemplo: Solanum sisymbriifolium para Globodera spp. (Caliskan et al., 2023; Reddy, 2019).

• Abonos verdes y fertilizantes orgánicos: algunas plantas (tagetes Tagetes spp., crotalaria Crotalaria spp., mostaza, colza) liberan compuestos nematicidas (tiofenos, glucosinolatos) o estimulan la microflora antagonista (Caliskan et al., 2023; Reddy, 2019; Weil, 2017). La incorporación de materia orgánica aumenta la supresividad del suelo (Weil, 2017).

• Solarización del suelo: calentamiento del suelo bajo una película transparente hasta 50–60 °C; es eficaz en climas cálidos (Caliskan et al., 2023; Reddy, 2019).

• Inundación: la inundación prolongada (17 semanas) reduce la población de Ditylenchus dipsaci (Caliskan et al., 2023; Reddy, 2019).

• Destrucción de restos vegetales: la eliminación y quema de plantas afectadas reduce el fondo infeccioso (Reddy, 2019; Akhatov et al., 2013).

8.5. Métodos químicos

Los nematicidas químicos siguen siendo una herramienta importante en la agricultura intensiva, especialmente para cultivos de alto valor (hortalizas, flores, patata, tabaco). Se dividen en:

• Fumigantes: 1,3-dicloropropeno (1,3-D), metam-sodio, dazomet, bromuro de metilo (prohibido en la UE), cloropicrina. Se aplican mediante inyección en el suelo bajo película (Perry, 2013; Agrios, 2005).
• No fumigantes: carbamatos (aldicarb, carbofurano, oxamilo), organofosforados (fenamifos, etoprofos, fensulfotión). Actúan de forma sistémica o por contacto, son menos fitotóxicos (Perry, 2013; Reddy, 2019).

Sin embargo, el uso de nematicidas está limitado por:

• su alta toxicidad para el ser humano y el medio ambiente;
• su acumulación en el suelo y las aguas subterráneas;
• el desarrollo de resistencia en los nematodos;
• la prohibición de muchos preparados (bromuro de metilo, aldicarb, carbofurano) en la UE y otros países (Caliskan et al., 2023; Perry, 2013).

Las tendencias modernas apuntan a la transición hacia nematicidas menos tóxicos (fluopiram, fluensulfona), biopreparados y métodos integrados (Caliskan et al., 2023; Thoden et al., 2019).

8.6. Métodos biológicos

El control biológico de nematodos es una dirección prometedora, basada en el uso de enemigos naturales: hongos depredadores, bacterias, nematodos depredadores, protozoos, ácaros y colémbolos. Los de mayor aplicación práctica son:

• Hongos depredadores: Arthrobotrys spp., Dactylella spp. forman trampas (redes adhesivas, anillos, botones) para nematodos (Weil, 2017; Reddy, 2019).
• Hongos parásitos: Pochonia chlamydosporia, Purpureocillium lilacinum atacan huevos y hembras de nematodos del quiste y agalladores. A partir de ellos se han creado preparados comerciales (BioAct, PL Plus) (Perry, 2013; Caliskan et al., 2023).
• Bacterias: Pasteuria penetrans parasita larvas de Meloidogyne, Pratylenchus y Heterodera. Forma endosporas que se conservan en el suelo durante años. Preparado comercial Econem (Caliskan et al., 2023; Perry, 2013).
• Nematodos entomopatógenos: Steinernema y Heterorhabditis se utilizan para el control de insectos plaga, pero no de nematodos fitoparásitos (Vashisth et al., 2013; Grewal, 1999).
• Hongos micorrícicos: las micorrizas arbusculares (Glomus spp.) aumentan la resistencia de las plantas a los nematodos, compitiendo por los sitios de infección y mejorando la nutrición vegetal (Weil, 2017; Reddy, 2019).
• Enmiendas orgánicas: la incorporación de compost, estiércol y abonos verdes aumenta la supresividad del suelo y reduce la población de nematodos (Weil, 2017; Caliskan et al., 2023).

Los métodos biológicos son ecológicos, pero su eficacia varía según las condiciones edafoclimáticas, la especie de nematodo y la cepa del agente. Funcionan mejor en sistemas integrados (Perry, 2013; Caliskan et al., 2023).

8.7. Protección integrada de plantas (IPM)

La protección integrada de plantas (Integrated Pest Management, IPM) es una estrategia que combina métodos agrotécnicos, biológicos, químicos y de cuarentena para mantener la población de nematodos por debajo del umbral económico de nocividad. La IPM incluye:

• monitoreo de la densidad y composición de especies de nematodos;
• determinación de los umbrales económicos de nocividad;
• elección de variedades resistentes y rotaciones de cultivos;
• uso de biopreparados y fertilizantes orgánicos;
• aplicación de nematicidas solo cuando es necesario y en dosis mínimas;
• medidas de cuarentena y certificación (Perry, 2013; Caliskan et al., 2023; Reddy, 2019).

Ejemplos de IPM exitosa: control de Globodera en patata (rotación + variedades resistentes + nematicidas), control de Meloidogyne en hortalizas (injerto sobre portainjertos resistentes + biopreparados + solarización), control de Radopholus similis en plátano (cultivos de tejidos + agua caliente + nematicidas) (Caliskan et al., 2023; Perry, 2013).

8.8. Monitoreo de la densidad y composición de especies

El monitoreo es la base de la toma de decisiones en la IPM. Incluye:

• toma de muestras de suelo y de plantas;
• extracción de nematodos (métodos de Baermann, flotación, flotación centrífuga, elutriación);
• identificación morfológica y molecular;
• recuento cuantitativo (número de individuos por 100 cm³ de suelo o por 1 g de raíces);
• cálculo de índices (maturity index, PPI, EI, SI) para evaluar el estado del suelo (EPPO, 2013; Huang, 2012; Weil, 2017).

Los métodos moleculares modernos (qPCR, LAMP, metabarcoding) permiten determinar rápida y precisamente las especies y su densidad, lo que es especialmente importante para las especies de cuarentena (Caliskan et al., 2023; Campos-Herrera et al., 2015). Los umbrales económicos de nocividad están establecidos para muchos cultivos: por ejemplo, para Meloidogyne en tomate, 1–2 larvas por 100 cm³ de suelo; para Globodera en patata, 1–2 huevos/g de suelo (Caliskan et al., 2023; Perry, 2013).

8.9. Importancia práctica de los nematodos de vida libre y entomopatógenos

Los nematodos de vida libre del suelo son indicadores de la salud del suelo. Sus comunidades se utilizan para evaluar el impacto de las agrotecnologías (laboreo, fertilizantes, pesticidas), la restauración de tierras degradadas y el monitoreo de la contaminación (Huang, 2012; Weil, 2017). Una alta diversidad y la presencia de especies cp-4 y cp-5 indican un ecosistema estable; el dominio de cp-1 y cp-2, una alteración (Bongers, 1990; Weil, 2017).

Los nematodos entomopatógenos son insecticidas biológicos. Son eficaces contra plagas del suelo y de vida oculta (noctuidos, gusanos de alambre, gorgojos, moscas minadoras), seguros para organismos no objetivo y compatibles con agroquímicos. Los preparados comerciales a base de Steinernema y Heterorhabditis están registrados en muchos países (Vashisth et al., 2013; Grewal, 1999). En Rusia también se desarrollan biopreparados a base de NEP (Akhatov et al., 2013).

9.1. Los nematodos: un grupo diverso y ecológicamente importante

Los nematodos representan uno de los grupos más numerosos, diversos y ecológicamente significativos de animales multicelulares de la Tierra. Pertenecen al filo independiente Nematoda dentro del clado Ecdysozoa y se caracterizan por una combinación única de un plan corporal básico conservador con una enorme diversidad de especies y plasticidad ecológica (Schierwater, 2022; Perry, 2013). Los nematodos colonizan prácticamente todos los hábitats posibles: desde los hielos árticos hasta las selvas tropicales, desde las fosas oceánicas profundas hasta las altas montañas, desde las aguas dulces hasta los suelos salinos. Su densidad en el suelo alcanza 10^5–107 individuos por m^{2, y su biomasa, 1–30 g/m}2 (Weil, 2017). El número total de especies descritas supera las 28 000, aunque la diversidad real puede ser de órdenes de magnitud superior (Schierwater, 2022).

Los nematodos desempeñan un papel clave en las redes tróficas del suelo, participando en la descomposición de la materia orgánica y en el ciclo de los elementos biogénicos. Ocupan varios niveles tróficos —desde bacteriófagos y fungívoros hasta depredadores y omnívoros— y sirven como indicadores del estado del suelo y de la carga antrópica (Huang, 2012; Weil, 2017). Los nematodos de vida libre del suelo, como Caenorhabditis elegans, se han convertido en objetos modelo fundamentales en biología, genética, neurobiología y toxicología (Schierwater, 2022; Reddy, 2019).

9.2. El doble papel de los nematodos en la agronomía

En la agronomía los nematodos desempeñan un doble papel. Por un lado, las formas fitoparásitas causan daños significativos a la producción agrícola. Las pérdidas anuales mundiales de cosecha por nematodos se estiman en el 11 % para los principales cultivos alimentarios y en más de 173 000 millones de dólares EE. UU. (Agrios, 2005; Caliskan et al., 2023). Los nematodos del quiste (Heterodera, Globodera), agalladores (Meloidogyne), del tallo (Ditylenchus dipsaci), de la hoja (Aphelenchoides), de las raíces (Pratylenchus, Radopholus), ectoparásitos (Xiphinema, Longidorus, Trichodorus) y otros grupos afectan a prácticamente todos los cultivos agrícolas, causando inhibición del crecimiento, clorosis, marchitamiento y reducción del rendimiento y la calidad de la producción (Perry, 2013; Agrios, 2005). Los nematodos vectores transmiten virus peligrosos, como el virus del enrollamiento de la hoja de la vid y el virus de la mancha anular del tabaco (Decraemer & Geraert, 2013; Perry, 2013). Los nematodos fitoparásitos también forman complejos con hongos, bacterias y otros patógenos, intensificando su nocividad (Caliskan et al., 2023; Agrios, 2005).

Por otro lado, los nematodos de vida libre y entomopatógenos aportan beneficios. Los nematodos de vida libre del suelo participan en la descomposición de la materia orgánica, la mineralización del nitrógeno y el fósforo, regulan la población de bacterias y hongos y sirven como indicadores de la salud del suelo (Huang, 2012; Weil, 2017). Los nematodos entomopatógenos Steinernema y Heterorhabditis se utilizan para el control biológico de insectos plaga. Simbiontan con bacterias Xenorhabdus y Photorhabdus, que matan a los insectos en 24–48 horas, y se aplican contra un amplio espectro de plagas del suelo y de vida oculta (Vashisth et al., 2013; Grewal, 1999). Los NEP son seguros para organismos no objetivo, compatibles con agroquímicos y pueden aplicarse en sistemas integrados de protección de plantas (Vashisth et al., 2013; Grewal, 1999).

9.3. La sistemática y la identificación: base de la gestión

La identificación precisa de los nematodos es la base necesaria para el diagnóstico fitosanitario, las medidas de cuarentena, el pronóstico de nocividad y la elección de medidas de protección eficaces. La sistemática moderna de nematodos se construye sobre un enfoque integrador que combina métodos morfológicos, morfométricos, bioquímicos y molecular-genéticos (Perry, 2013; EPPO, 2013). Los métodos moleculares (PCR, qPCR, LAMP, secuenciación, metabarcoding) permiten distinguir con fiabilidad especies cercanamente emparentadas, detectar especies crípticas y complejos de especies, así como detectar nematodos en poblaciones mixtas y en el suelo sin extracción previa (Caliskan et al., 2023; Campos-Herrera et al., 2015). Para las especies de cuarentena se han desarrollado protocolos estandarizados de la EPPO, que incluyen métodos morfológicos y moleculares (EPPO, 2013; Hockland et al., 2013).

El problema de las especies crípticas y los complejos de especies sigue siendo actual. Ejemplos: Meloidogyne spp., Pratylenchus spp., Globodera spp., Radopholus similis / R. citrophilus, Bursaphelenchus xylophilus / B. mucronatus (Perry, 2013; Caliskan et al., 2023). Para su delimitación se necesitan investigaciones complejas que incluyan morfometría, análisis de isoenzimas, marcadores moleculares y experimentos de cruzamiento.

9.4. La protección integrada de plantas: estrategia de futuro

La protección integrada de plantas (IPM) es una estrategia que combina métodos agrotécnicos, biológicos, químicos y de cuarentena para mantener la población de nematodos por debajo del umbral económico de nocividad. La IPM incluye el monitoreo de la densidad y composición de especies de nematodos, la determinación de los umbrales económicos, la elección de variedades resistentes y rotaciones de cultivos, el uso de biopreparados y fertilizantes orgánicos, la aplicación de nematicidas solo cuando es necesario y en dosis mínimas, así como medidas de cuarentena y certificación (Perry, 2013; Caliskan et al., 2023; Reddy, 2019).

Ejemplos de IPM exitosa: control de Globodera en patata (rotación + variedades resistentes + nematicidas), control de Meloidogyne en hortalizas (injerto sobre portainjertos resistentes + biopreparados + solarización), control de Radopholus similis en plátano (cultivos de tejidos + agua caliente + nematicidas) (Caliskan et al., 2023; Perry, 2013). Los métodos biológicos, como los hongos depredadores (Arthrobotrys), los hongos parásitos (Pochonia chlamydosporia, Purpureocillium lilacinum), las bacterias (Pasteuria penetrans), los hongos micorrícicos y las enmiendas orgánicas, son cada vez más importantes en los agroecosistemas sostenibles (Perry, 2013; Weil, 2017; Reddy, 2019). Los nematicidas químicos siguen siendo una herramienta para cultivos de alto valor, pero su uso se reduce debido a su toxicidad y a las prohibiciones (Caliskan et al., 2023; Thoden et al., 2019).

9.5. Importancia práctica y monitoreo

El monitoreo de la densidad y composición de especies de nematodos es la base de la toma de decisiones en la IPM. Incluye la toma de muestras de suelo y de plantas, la extracción de nematodos (métodos de Baermann, flotación, flotación centrífuga, elutriación), la identificación morfológica y molecular, el recuento cuantitativo y el cálculo de índices (maturity index, PPI, EI, SI) para evaluar el estado del suelo (EPPO, 2013; Huang, 2012; Weil, 2017). Los umbrales económicos de nocividad están establecidos para muchos cultivos: por ejemplo, para Meloidogyne en tomate, 1–2 larvas por 100 cm³ de suelo; para Globodera en patata, 1–2 huevos/g de suelo (Caliskan et al., 2023; Perry, 2013). Los métodos moleculares modernos (qPCR, LAMP, metabarcoding) permiten determinar rápida y precisamente las especies y su densidad, lo que es especialmente importante para las especies de cuarentena (Caliskan et al., 2023; Campos-Herrera et al., 2015).

Los nematodos de vida libre del suelo se utilizan como bioindicadores del estado del suelo y de la carga antrópica. Sus comunidades responden al laboreo, la fertilización, los pesticidas, la contaminación por metales pesados y los cambios de pH, humedad y temperatura (Huang, 2012; Weil, 2017). El maturity index y otros índices ecológicos permiten evaluar la resiliencia y la salud de los ecosistemas edáficos (Bongers, 1990; Weil, 2017).

9.6. Perspectivas y desafíos

A pesar del progreso significativo en el estudio de los nematodos, muchas cuestiones permanecen abiertas. La filogenia de Enoplia, la posición de algunas familias (por ejemplo, Trichodoridae), los límites de géneros y especies y los mecanismos de evolución del parasitismo requieren investigaciones ulteriores (Schierwater, 2022; Perry, 2013). El problema de las especies crípticas y los complejos de especies sigue siendo actual y requiere un enfoque integrador (Caliskan et al., 2023; Perry, 2013). El cambio climático puede conducir a la expansión del área de distribución de los nematodos fitoparásitos hacia regiones más frías, lo que crea nuevas amenazas para la agricultura (Caliskan et al., 2023; Perry, 2013). El desarrollo de resistencia a los nematicidas y la selección de poblaciones virulentas en variedades resistentes exigen un monitoreo constante y la rotación de los métodos de control (Perry, 2013; Caliskan et al., 2023).

Direcciones prometedoras:

• desarrollo de nuevos biopreparados a base de hongos antagonistas, bacterias y nematodos depredadores;
• uso de la interferencia de ARN (RNAi) para suprimir genes de virulencia de los nematodos;
• modificación genética de plantas para aumentar la resistencia;
• agricultura de precisión y teledetección para el monitoreo de nematodos;
• integración de métodos moleculares en el diagnóstico rutinario;
• estudio del microbioma del suelo y su papel en la supresividad frente a los nematodos (Caliskan et al., 2023; Perry, 2013; Schierwater, 2022).

9.7. Observaciones finales

Los nematodos son un grupo asombroso de organismos que combina la simplicidad del plan corporal básico con una enorme diversidad y plasticidad ecológica. En la agronomía desempeñan un doble papel: las formas fitoparásitas causan daños significativos a la agricultura, mientras que los nematodos de vida libre y entomopatógenos aportan beneficios, participando en el mantenimiento de la salud del suelo y en el control biológico de plagas. La identificación precisa, el monitoreo y la comprensión de la biología de los nematodos son la garantía de una protección eficaz y sostenible de las plantas. La protección integrada de plantas, que combina métodos agrotécnicos, biológicos, químicos y de cuarentena, permite reducir la dependencia de los nematicidas y aumentar la resiliencia de los agroecosistemas. Las investigaciones futuras deben orientarse al desarrollo de nuevos métodos de control ecológicamente seguros, al estudio de los mecanismos moleculares del parasitismo y la simbiosis, así como a la formación de especialistas cualificados en nematología capaces de resolver las tareas prácticas de la protección de plantas en condiciones de clima cambiante y crecientes exigencias de sostenibilidad agrícola.

Los nematodos no son solo «enemigos invisibles» de las plantas, sino también un componente importantísimo de la biota del suelo, indicadores de la salud del suelo y potenciales aliados del ser humano en la lucha por una agricultura sostenible. Su estudio sigue siendo una de las direcciones más actuales y prometedoras de la biología y la agronomía modernas.