Conoce las bacterias que están devastando los olivares y los viñedos

La Xylella fastidiosa, una de las 20 plagas vegetales prioritarias de la Unión Europea, es una bacteria que provoca diversas enfermedades en las plantas. 

Provoca el mortal síndrome del declive rápido del olivo (OQDS), que ha dado lugar a brotes generalizados en Europa durante los últimos 15 años, y se estima que tiene un impacto económico anual de más de 5.500 millones de euros.

Los orígenes de la bacteria en Europa y a nivel mundial

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

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

La bacteria puede desplazarse libremente por las plantas a través del xilema, multiplicándose constantemente mientras lo hace. 

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

Los primeros informes de esta enfermedad se remontan a 1892, cuando una plaga desconocida arrasó aproximadamente 14 000 hectáreas (34 600 acres) de viñedos de California. 

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Esta «enfermedad de Anaheim» pasó a denominarse posteriormente «enfermedad de Pierce», en honor a Newton Pierce, el bacteriólogo al que se recurrió para estudiar el brote. 

Pierce dedujo correctamente que un agente infeccioso microscópico causaba la enfermedad, aunque no fue capaz de aislar ni identificar el agente específico.

Aunque se supuso que era un virus durante la mayor parte del siglo ^XX, no fue hasta 1973 cuando se reconoció que X. Fastidiosa era una bacteria. No fue hasta 1987 cuando la bacteria fue descrita formalmente y bautizada como Xylella fastidiosa por Wells et al. 

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

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

El OQDS provoca el marchitamiento y la desecación de las hojas, ramitas y ramas del olivo, lo que impide que los árboles den fruto y, con el tiempo, conduce al colapso y la muerte del árbol.

Los modelos de predicción más pesimistas muestran unas pérdidas económicas totales de hasta 5.600 millones de euros solo en Italia para 2070, y se estima que ya se han perdido 100.000 puestos de trabajo debido a los brotes en el país.

Debido a sus efectos destructivos y a su capacidad para adaptarse rápidamente a nuevos entornos y huéspedes, la Xylella fastidiosa está regulada en la UE como organismo de cuarentena. Su introducción y su desplazamiento dentro del territorio de la Unión están prohibidos por ley.

Cómo se propaga la Xylella y dónde se encuentra actualmente

Originaria de América Central, la Xylella fastidiosa se transmite entre plantas hospedadoras a través de insectos que se alimentan del xilema, pertenecientes a las familias Cicadellidae (saltahojas) y Cercopidae (salivadores y saltahojas de rana). 

Estos insectos solo son capaces de realizar vuelos rudimentarios a corta distancia (unos 100 metros), pero se ha registrado que recorren distancias mucho mayores cuando son transportados por el viento. También se ha demostrado que la transmisión bacteriana se produce bajo tierra a través de injertos de raíces.

La propagación a larga distancia se produce con mayor frecuencia a través del traslado de plantas infectadas. Se cree que así fue como se introdujo el patógeno en Italia y otros países europeos.

En octubre de 2013, se detectó que la Xylella fastidiosa infectaba olivos en la región de Apulia, en el sur de Italia. 

Era la primera vez que se detectaba la bacteria en la Unión Europea. La enfermedad provocó una rápida disminución de la producción de los olivares y, en abril de 2015, ya afectaba a toda la provincia de Lecce y a otras zonas de Apulia.

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La subespecie implicada en Italia ha sido identificada como X. fastidiosa subsp. pauca, una cepa que muestra una marcada preferencia por los olivos y los climas cálidos. Desde entonces, esta subespecie ha sido incluida en la Ley de Protección contra el Bioterrorismo Agrícola de Estados Unidos debido a su potencial devastador.

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

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

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

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

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

Desde entonces, se ha detectado la Xylella en olivos y otras plantas hospedadoras en toda la Península Ibérica, así como en el Líbano e Israel, en Oriente Medio.

El papel del cambio climático en la propagación de la Xylella

Numerosas investigaciones indican que el cambio climático aumenta el riesgo de brotes de enfermedades vegetales, siendo los cambios en la temperatura y la humedad los principales factores impulsores.

A medida que aumentan las temperaturas globales, el área de distribución geográfica de muchos patógenos se expande, exponiendo a nuevas regiones y especies vegetales a enfermedades que antes se limitaban a climas más cálidos. 

Las temperaturas más altas suelen favorecer la proliferación y propagación de especies fúngicas y bacterianas, especialmente cuando se combinan con una humedad elevada. 

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

Además de favorecer a muchos patógenos, las temperaturas más altas pueden debilitar los mecanismos de defensa naturales de las plantas a través de procesos como el estrés térmico e hídrico, lo que las hace más vulnerables a las infecciones y más propensas a sufrir mayores daños y tasas de mortalidad más elevadas.

En lo que respecta específicamente a la Xylella fastidiosa, un recienteha analizado la vul­ner­a­bi­lidad de los ter­renos euro­peos ante la en­fer­medad en di­fer­entes es­ce­na­rios de cambio clí­ma­ti­co, al eval­uar las con­di­ciones clí­ma­ticas que favorecen tanto al pató­geno como a su vector principal, Philaenus spumarius, también conocido como saltamontes de los prados o chinche de los prados. Este insecto ya había sido identificado como el vector responsable de la propagación de la bacteria en los olivares italianos.

El estudio reveló que un aumento de la temperatura media global de 1,5 °C eleva el porcentaje de la superficie total en riesgo en Europa al 0,32 %, mientras que un aumento de 4 °C eleva dicha superficie al 1,87 %. 

Dentro del rango de aumentos de temperatura analizados, se identificó un punto de inflexión en el aumento de 3 °C. Más allá de este umbral, los investigadores descubrieron que el riesgo de que el patógeno se propague al norte de la región mediterránea aumenta notablemente, lo que le permite extenderse rápidamente a zonas que antes no se veían afectadas.

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

Esfuerzos para controlar la Xylella fastidiosa

Dado que no se conoce ningún remedio para las plantas enfermas, las medidas de control actuales se centran en la prevención y la contención. 

La estrategia más eficaz de uso común requiere tanto la eliminación exhaustiva del material vegetal infectado, que puede actuar como reservorio de la bacteria, como el control de las poblaciones de insectos vectores.

Además de la eliminación completa del material vegetal que se sabe que está infectado, la EFSA recomienda crear una «zona de amortiguación» de al menos 100 metros, de la que también se retiren y destruyan todas las especies vegetales susceptibles.

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

El proceso de control de los insectos vectores es igualmente complejo, ya que requiere no solo la eliminación de los propios organismos, sino también de sus hábitats. 

Esto es neces­ario debido a la natura­leza polifágica y a los ciclos de vida de múltiples etapas de estos insectos. Se sabe que Philaenus spumarius, por ejem­ple, se alim­enta de al menos 170 plantas hospedadoras y se de­sarROLLA a través de cinco etapas disti­nta­s tras la eclosión.

Tratamiento e investigación sobre la Xylella fastidiosa

Combinaciones de cambios en los métodos de cultivo, tratamientos bactericidas e intervenciones destinadas a mejorar el estado fisiológico del huésped han resultado prometedoras a la hora de influir en el desarrollo de la enfermedad, llegando incluso a permitir la reanudación de la cosecha. Sin embargo, hasta la fecha, ninguno ha demostrado ser eficaz para erradicar el patógeno en una planta infectada.

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

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

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Aunque dichos ensayos han demostrado la remisión de los síntomas, ninguno ha logrado eliminar la infección, y los síntomas reaparecieron tras interrumpir el tratamiento.

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

Dirigido específicamente a la lucha contra la Xylella en el cultivo del olivo, BIOVEXO está desarrollando dos clases principales de biopesticidas respetuosos con el medio ambiente: los «X-biopesticidas», que actúan directamente sobre el patógeno, y los «V-biopesticidas», que actúan sobre las chinches que actúan como principal vector de transmisión del patógeno. 

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

En un enfoque novedoso, investigaciones recientes en Brasil incluyen la N-acetilcisteína, un fármaco mucolítico común utilizado para tratar la sobredosis de paracetamol y para fluidificar la mucosidad espesa en casos humanos de trastornos como la neumonía y la bronquitis. 

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

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

Hasta que se encuentre un método para eliminar de forma precisa y sistemática el patógeno en todo el organismo huésped, como sugiere esta investigación que podría ser posible algún día, la cuarentena y la destrucción de las plantas infectadas probablemente seguirán siendo el método de control más eficaz.

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