POSGRADO
MAESTRÍA EN CIENCIAS EN RECURSOS NATURALES Y DESARROLLO RURAL
NOMBRE DE LA ASIGNATURA ECOLOGIA QUIMICA DE INSECTOS
PROGRAMA MODALIDAD CLAVE AC1003 Profesor responsable: Leopoldo Cruz
Mensual N. de Curso 3
OBJETIVO(S) GENERAL(S) DE LA ASIGNATURA:
Objetivo General
Proporcionar al estudiante los conceptos básicos, metodológicos y aplicaciones de la ecología química en el manejo de plagas de insectos tropicales.
Objetivos Específicos
A) Que el alumno reconozca la comunicación química como un elemento esencial en las interacciones inter e intra especificas entre los organismos.
B) Que el alumno comprenda los mecanismos de detección y percepción de semioquimicos.
C) Entrenar al estudiante en el uso de técnicas para el estudio de los semioquímicos.
D) Que el/la alumno al final del curso comprenda el uso de la ecología química como un método alternativo al manejo de plagas.
Presentación de profesores y filosofía del curso. Curso de 9:00 a 13:00 del día TEMARIO DEL CURSO
1. Introducción. SH (2 hrs) (11 de octubre) 2. Olfacción en insectos EMR (2 hrs) (11 de octubre) Morfología básica Eventos y mecanismos de transducción Conceptos básicos.
3. Métodos en ecología química.
3.1 Ensayos comportamentales SH (2 hr) (12 de octubre)
3.2 Métodos de extracción de volátiles LCL ( 1 hr) (12 de octubre) Disección y extracción de la glándula. Glándulas y tejidos en capilares. Lavado del ovipositor. Aeración dinámica. Microextracción en fase sólida Desadsorción Térmica.
3.2 Métodos de separación ASH (4 hrs) (13 de octubre) Cromatografía de gases 3.3 Ensayos electrofisiológicos (EAG) ASH Descripción del equipo Preparación antenal Sistema de estimulación EAG portátil Acoplamiento CG-EAD Registro Unicelular, (Single cell recording) SCR 3.4 Química de feromonas LCL (3 hrs) (14 de octubre) Nomenclatura y grupos de compuestos orgánicos. Isómeros geométricos. Isomería óptica Síntesis de feromonas 3.5 Métodos de identificación química Espectrometría de Masas Espectroscopia de Infrarrojo
3.6 Métodos estadísticos usados en ecología química (3 horas) (15 octubre) (MC Javier Valle-Mora).
4. Ecología química y reproducción (incluyendo biosíntesis y regulación endocrina) SH(4 hrs) ( 18 de octubre)
5. Práctica: Extracción, CG-EAD, identificación, bioensayos en laboratorios y campo. Jobo-Anastrepha obliqua (LCL y SH) (19, 20 y 21 de octubre)
6. Ecología química y organismos sociales (2 hrs) LCL (22 de octubre) Tipos de feromona en hormigas, abejas y termitas y el papel que juegan en estas sociedades. 7. Primer examen (25 de octubre) (LC)
8. Ecología química y alarma/defensa y agregación LC (4 hrs) (26 de octubre)
10. Explotación de sistemas de comunicación intra-especifica SH (4 hrs) (27 de octubre) 8.1. Espionaje 8.2. Comunicación química en mutualismo 8.3. Decepción por mimetismo agresivo 8.4. Propaganda 8.5. Camuflaje y mimetismo 11. Ecología química en contexto de aplicación SH (2 hrs) (28 de octubre). 12. Paraferomonas DA (4 hrs)(29 de octubre). El origen de las paraferomonas y su papel en el manejo de plagas. 13. Futuro de la Ecología Química de insectos DA (2 hrs) (1 de noviembre). Discusión sobre el futuro de la Ecología química. 14. Segundo examen (3 de noviembre) LC. 15. Presentación de trabajos (4 de noviembre).
LC- Leopoldo Cruz SH- Salvador Hernández DA- David Alavez ASH- Antonio Santiesteban
PRACTICAS,
La práctica comprende colecta, electroantenografía, análisis químico y bioensayos en laboratorio y semi-campo de volátiles de frutos de jobo para ser evaluados con la mosca de la fruta Anastrepha obliqua (cualquier cambio en el tema de la práctica se avisará con anticipación)
EVALUACION DEL CURSO:
Reporte de prácticas. 10% Primer examen parcial 20 % Segundo examen parcial 20% Trabajo escrito y presentación oral del mismo. 50%.
LIBROS
-Blomquist G.J. y Vogt R.G. 2003. Insect Pheromone Biochemistry and Molecular Biology: The Biosynthesis and Detection of Pheromones and Plant Volatiles. Academic Press. -Wajnberg, E., Colazza, S. 2013. Chemical Ecology of Insect Parasitoids. Wiley-Blackwell. -Blomquist, G. J., Bagnères, A.G. 2010. Insect Hydrocarbons: Biology, Biochemistry, and Chemical Ecology. Cambridge University Press. -Apsimon, J. 1992. The total synthesis of natural products. John Wyley & Sons. -Cardé, R.T. y A. Minks. 1997. Insect pheromone research, new directions. -Haynes, K. F. y Miller, J. G. 1998. Methods in Chemical Ecology, Chemical Methods. Chapman and Hall. Vol. 1. -Haynes, K. F. y Miller, J. G. 1998. Methods in Chemical Ecology, Bioassay Methods. Chapman and Hall. Vol. 2. -Holldobler, B y Wilson, O. E. 1990.The Ants. Ed. The Belknap Press. USA. -Howse, P, I. Stevens y O. Jones. 1998. Insect pheromones and their use in pest management. Chapman & Hall. -Hummel, H.E. y T.A. Miller. 1984. Techniques in pheromone research. Springer- Verlag -Macpheron and G. J. Stick. Fruit Fly Pests. 1996. St. Lucie Press, Delray Beach, Fl. USA. Verlag. -Roitberg, B. D. e Isman, M. B. 1992. Insect Chemical Ecology, an Evolutionary Approach. Chapman and Hall. -Winston, M. L. 1987. The Biology of the Honey Bee. Harvard University Press. Cambridge, Mass.
ARTICULOS.
Introduction
-Brown, W. L., Jr., T. Eisner & R. H. Whittaker. 1970. Allomones and kairomones: Transspecific chemical messengers. Bioscience 20: 21-22. -Nordlund, D.A. 1981. Semiochemicals: A review of the terminology, pp. 13-28. En: D.A. -Nordlund, R.L. Jones & W.J. Lewis (eds). Semiochemical their role in pest control. John Wiley & Sons. -Oldham, N. J. & W. Boland. 1996. Chemical ecology: multifunctional compounds and multitrophic interactions. Naturwissenschaften 83: 248-254. -Steinbrecht, R. A. 1987. Functional morphology of pheromone-sensitive sensilla, pp. 353- 384. En: G. D. Prestwich & G. J. Blomquist (eds), Pheromone Biochemistry. Academic Press, Inc. -Todd, J. L. & T. C. Baker. 1997. The cutting edge of insect olfaction. Am. Entomol. 43: 174- 182.
Métodos
-Kazushige, T. (ed). 2013. Pheromone signaling: Methods and protocols. Methods in Molecular Biology Vol. 1068, Springer. -Baker, T.C., Gaston, L.K., Pope, M.M., Kuenen, L.P.S. y Vetter, R.S. A high efficiency collection device for quantifying sex pheromone volatilized from female glands and synthetic sources. J. Chem. Ecol. 7, 961-968 (1981). -De Bruyne, M., Clyne, PJ and Carlson, JR. 1999. Odor Coding in a Model Olfactory Organ: The Drosophila Maxillary Palp. The Journal of Neuroscience, 19:4520–4532. - Klun, J.A., Plimmer, J.R., Leonhardt, B.A., Sparks, A.N. y Chapman, O.L. Trace chemicals: The essence of sexual communication systems in Heliothis species. Science 204, 1328-1330 (1979). -Henrick, C.A. The synthesis of insect pheromones. Tetrahedron 33, 1845-1889 (1977). -Hummel, H.E. y T.A. Miller. 1984. Techniques in pheromone research. Springer- Verlag -Mori, K. Synthesis of optically active pheromones. Tetrahedron 45, 3233-3298 (1989). -M. Rutzler, M., Zwiebel, LJ. 2005. Molecular biology of insect olfaction: recent progress and conceptual Models. J Comp Physiol A 191: 777–790. -Gas Chromatography and Mass Spectrometry. A practical guide. 1996. Fulton G. Kitson, Barbara S. Larsen, Charles N. McEwn. Academic Press. USA.
Olfacción en insectos.
-Rojas J. C. & Malo EA. 2012. Temas selectos en Ecología Química de Insectos. El Colegio de la Frontera Sur. 446 p. -Hansson, B. S. 1999. Insect Olfaction. Springer -Carde, R. T. y Millar J. G. 2011. Advances in Insect Chemical Ecology. Cambridge University Press. -Cardé, R. T. y Bell, W. J. 1984. Chemical Ecology of Insects I. Chapman Hall. -Cardé, R. T. y Bell, W. J. 1994. Chemical Ecology of Insects II. Chapman Hall.
Reproducción -Wyatt, T.D. 2013. Pheromone and animal behaviour: chemical signals and signature mixes. 2nd edition. Cambridge University Press -Rafaeli, A. 2009. Pheromone biosynthesis activating neuropeptide (PBAN): regulatory and mode of action. General and Comparative Endocrinology 162: 69-78. -Riddiford, LM. 2012. How does juvenile hormone control insect metamorphosis and reproduction? General and Comparative Endocrinology 179: 477-484.
Insectos sociales.
- Cronin, Adam L. 2013. Synergy between pheromone trails and quorum thresholds underlies consensus decisions in the ant Myrmecina nipponica. Behavioral Ecology and Sociobiology 67:1643-1651. - Lichtenberg, Elinor M.; Hrncir, Michael; Turatti, Izabel C.; et al. 2011. Olfactory eaves dropping between two competing stingless bee species. Behavioral Ecology and Sociobiology 65: 763-774. - Himuro, Chihiro; Yokoi, Tomoyuki; Matsuura, Kenji. 201. Queen-specific volatile in a higher termite Nasutitermes takasagoensis (Isoptera: Termitidae). Jurnal of Insect Physiology 57: 962-965.
Alarma y defensa
-Johannes Stokl, Jennifer Brodmann, Amots Dafni, Manfred Ayasse and Bill S. Hansson. Smells like aphids: orchid flowers mimic aphid alarm pheromones to attract hoverflies for pollination. Proc. R. Soc. B (2011) 278, 1216–1222, DOI:10.1098/rspb.2010.1770
-Brodmann, J., Twele, R., Francke, W., Yi-bo, L., Xi-qiang, S. & Ayasse, M. 2009 Orchid mimics honey bee alarm pheromone in order to attract hornets for pollination. Curr. Biol. 19, 1368–1372. (doi:10.1016/j.cub.2009.06.067)
Almohamad,R., Verheggen, F. J., Francis, F., Lognay, G. & Haubruge, E. E. 2008 Emission of alarm pheromone by non-preyed aphid colonies. J. Appl. Entomol. 132, 601–604. (doi:10.1111/j.1439-0418.2008.01309.x) Agregacion - Pajares, Juan A.; Alvarez, Gonzalo; Hall, David R.; et al. 2013. 2-(Undecyloxy)-ethanol is a major component of the male-produced aggregation pheromone of Monochamus sutor. ENTOMOLOGIA EXPERIMENTALIS ET APPLICATA 149:118-127. - Susset, Eline C.; Ramon-Portugal, Felipe; Hemptinne, Jean-Louis; et al. 2013. The Role of Semiochemicals in Short-Range Location of Aggregation Sites in Adalia bipunctata (Coleoptera, Coccinellidae). JOURNAL OF CHEMICAL ECOLOGY 39: 591-601. - Lopez, Sergio; Iturrondobeitia, Juan Carlos; Goldarazena, Arturo. 2013. Field response of the twig beetle, Pityophthorus pubescens, to the aggregation pheromone, (E)-(+)-pityol, is not inhibited by (E)-(+/-)-pityol, and evidence of monogyny. JOURNAL OF INSECT SCIENCE Volume: 13:28-48
Espionaje, mutualismo, decepción, etc. -Lenoir, A, d’Ettore, P & Errard, C. 2001. Chemical ecology and social parasitism in ants. Annu. Rev. Entomol. 46: 573-599. -Haynes, KF. 2004. Chemical mimicry. Encyclopedia of Life Support Systems (UNESCO). -Blomsquit, GJ & Bagneres, AG. 2010. Insect hydrocarbons: biology, biochemistry and chemical ecology. Cambridge University Press. -Stevens, M & Meriaita, S. (eds). 2011. Animal camouflage: mechanisms and function. Cambridge University Press. -Jugerns, A., SL We, Shuttleworth, A. & Johnson, SD. 2013. Chemical mimicry of insect oviposition sites: a global analysis of convergente in angiosperms. Ecol. Letters 16: 1157- 1167.
Paraferomonas
- Mwatawala, M.; Virgilio, M.; Quilici, S. 2013. Field evaluation of the relative attractiveness of enriched ginger root oil (EGO) lure and trimedlure for African Ceratitis species (Diptera: Tephritidae). JOURNAL OF APPLIED ENTOMOLOGY 137: 392-397 -Renou, M; Guerrero, 2000. A. Insect parapheromones in olfaction research and semiochemical-based pest control strategies. ANNUAL REVIEW OF ENTOMOLOGY Volume: 45: 605-630 - Raghu, S. 2004. Functional significance of phytochemical lures to dacine fruit flies (Diptera: Tephritidae): an ecological and evolutionary synthesis. BULLETIN OF ENTOMOLOGICAL RESEARCH Volume: 94: 385-399
Aplicación -Witzgall, P, Kirsch, P & Cork, A. 2010. Sex pheromone and their impact on pest management. J. Chem. Ecol. 36: 80-100. -Simpson, M, Gurr, GM, Simmons, AT, Wratten, SD, James DG, Leeson, G, Nicol, HI & Orre-Gordon, S. 2011. Attract and reward: combining chemical ecology and habit manipulation to enhance biological control in field crops. J. Appl. Ecol. 48: 580-590. -Dossey, AT 2010. Insects and their chemical weaponry: new potential for drug discovery. Nat. Prod. Rep. 27: 1737-1757.
Futuro de la Ecología química http://www.chemecol.org/programs/2013%20abstracts.pdf