efectos de la colchicina en insectos (Diptera) dosificaciones DL50., DL90 Mosca de la fruta en el estado de huevo.

1. 1
1. Efectos de la colchicina en el proceso de la inhibición del huso cromático en la fase
mitótica en el estado de huevo de la mosca de la fruta Ceratitis capitata (Wiedemann)
Toctaguano Chuñir Victor A*
*Universidad Central Del Ecuador, Facultad De Ciencias Agrícolas, Escuela De Ingeniería
Agronómica Cátedra De Entomología Económica
2. Resumen
La mosca de la fruta Ceratitis capitata W. es una especie de díptero braquícero de la familia
Tephritidae originaria de la costa occidental de África Ceratitis capitata W. se considera que es una
importante plaga permanente en los países de la cuenca del Mediterráneo, por los daños que
ejerce constantemente sobre losfrutales. Por ello, y porque su cría en condiciones artificiales no
ofrece dificultades, (Cavalloro, 1983).
En España se estimaque laspérdidasocasionadasporestaespecie suponenalrededor de un 2,5%
de la producción de frutales de pepita, hueso y cítricos (Muñiz y Burgos, 1982), por lo que es
necesario potenciar los trabajos de investigación que ofrezcan soluciones eficaces y sean
ecológicamente aceptables dentro de la metodología que ofrece el análisis de sistemas. En el
Instituto Español de Entomología se han llevado a cabo investigaciones básicas para determinar
los efectos de agentes químicos y físicos en su desarrollo y reproducción, a fin de poder
determinar dosis subesterilizantes óptimas que puedan ser incluidas en futuros programas de
control genéticoyevitarasí algunasde las limitacionesimpuestas por el uso de dosis elevadas de
radiación gamma, que se aplican habitualmente en programas de campo. La presente
investigación determina fijando las condiciones experimentales de temperatura (25°C ± 1),
humedadrelativa(60%) ydescartandolaluminosidaddebidoalaperdidade laspropiedadesde la
colchicina, que el tratamiento bajo colchicina es en el estado de huevos, el cólquico resulta toxico
en diferentes dosificaciones realizadas en un intervalo de 4 horas hasta completar las 48 horas
donde se espera la eclosión de los huevos del insecto así como se obtuvo en las testigo, lo
descrito se da en la metafase al quedar inhibido el huso cromático en la mitosis. La DL50 se
obtiene en el tratamiento que usa 400 ng/mL de colchicina al cabo de 32 horas.
Palabras clave:
Colchium autumnale, Ceratitis capitata, longevidad, mutación, ADN, mitosis, eclosión,
teratogénica, cólquico, colchicina, DL50, fotosensible, túbulina, aeropilas, cromosomas.
3. Introducción
Las moscas de la fruta son dípteros de la
familia Tephritidae de amplia distribución,
limitada solamente por la disponibilidad de
hospederos. Acorde a sus características
fisiológicas y ecológicas (Steck y McPheron
1996), se agrupan en especies que pueden
ser univoltinas con diapausa obligada, que se
desarrollan en regiones templadas y
multivoltinas que tienen una amplia
distribución en regiones tropicales y
subtropicales y no entran en diapausa
(Zucchi 2000).
Ceratitis capitata W. es una especie de
díptero braquícero originaria de la costa
occidental de África, donde viven especies
muy cercanas. Desde allí se extendió a
zonas con climas templados, subtropicales y

2. 2
tropicales de los dos hemisferios. Se le
considera una especie cosmopolita por la
dispersión mundial que actualmente tiene
debida en gran medida al aumento del
comercio mundial de frutas.
A pesar de su origen se le suele denominar
mosca mediterránea de la fruta, ya que es en
estos países del mediterráneo donde su
incidencia económica en los cultivos es
mayor. También se le denomina a veces
simplemente mosca de la fruta.
Estado de huevo de Ceratitis capitata W.
De forma ovoide, es blanco perlino recién
puesto, para amarillar poco después. Su
tamaño medio es de I mm x 0,20 mm. La
superficie, lisa a simple vista, presenta una
micro retícula de malla hexagonal.
Ruiz Castro describe la vida y costumbres del
insecto a partir de la emergencia del imago.
Este sale del pupario que se encuentra
enterrado a profundidad variable alrededor
de los árboles y busca, generalmente, un
lugar soleado. Un cuarto de hora después de
su emergencia, los tegumentos se endurecen
por completo y el insecto adquiere la
coloración típica de la especie. Después de
un breve período, el adulto emprende el
vuelo, pues sus alas se encuentran ya
perfectamente desarrolladas y funcionales,
aunque no ocurre así con sus órganos
sexuales. Se posa en seguida sobre
cualquier objeto que encuentre próximo y así
va progresando en vuelos cortos para
detenerse, al fin, allí donde encuentre
materias azucaradas, las cuales busca con
avidez y que, en realidad, son necesarias
para que alcance su completa madurez
sexual. Las fuentes principales de estas
sustancias son los frutos, pero también
aprovecha los nectarios y exudaciones de las
plantas, o incluso las melazas o exudaciones
producidas por otros insectos, tales como
pulgones y cochinillas. EI encuentro de los
dos sexos se produce cuando el macho
comienza a exhalar una característica
secreción olorosa mediante la cual puede ser
reconocido por la hembra a cierta distancia,
actuando como atrayente sexual que facilita
la cópula. (Castro 1943)
Una vez fecundada, la hembra inicia la
puesta, se posa sobre el fruto, frota sus patas
anteriores extendiéndolas hacia adelante,
abre y arquea sus alas y se mueve
describiendo círculos, mientras que con la
probóscide va explorando la superficie hasta
encontrar el lugar adecuado. Entonces curva
el abdomen y apoya el ovipositor,
presionando con la punta sobre el epicarpio
hasta perforarlo. En esta operación puede
invertir hasta quince o veinte minutos, según
el estado de madurez en que el fruto se
encuentre. A continuación realiza la puesta,
que se prolonga unos diez minutos,
permaneciendo durante este período el
insecto inmóvil. El número de huevos
depositados por término medio por una
hembra en cada cámara de puesta puede
oscilar entre uno y ocho, aunque la variación
observada es muy amplia. Alrededor de la
herida se forma una aureola pálida, si el fruto
está verde, o marrón, si está maduro, que
pone de manifiesto el lugar atacado.
Después de dos o más días, según la
estación, los huevos eclosionan y las
pequeñas larvas penetran en la parte
profunda del fruto, perforando la pulpa con
sus mandíbulas. La vida larvaria se prolonga
durante once a trece días en condiciones
favorables. Luego, la larva, ya madura, se
deja caer al suelo, si es que el fruto
permanece en el árbol. Su cualidad de
arquearse y saltar les permite dispersarse,
enterrándose al fin algunos centímetros y
transformándose en pupa. En condiciones
favorables, entre nueve y doce días se
producirála emergenciadel adulto.Este ciclo
biológico varía mucho según el clima, en
consecuencia, el tipo de planta atacada y la
intensidad de la infestación cambian de un
ambiente a otro

3. 3
El huevo posee forma cilíndrica con puntas
en punta. En dípteros su superficie puede
haber proyecciones, y variable número de
apéndices ubicados en el polo anterior, el
polo posterior, o en los dos polos. También
varían mucho en tamaño, el más pequeño
posee 140 micrómetros (el díptero Acnemia
amoena Manzini y Santini 1983), el más
grande más de 10 milímetros de largo (el
ortóptero Saga pedo Mazzini 1976). Los
huevos también pueden poseer en su corion,
además de las regiones
mencionadas, aeropilas y plastrón, que son
elementos para facilitar el intercambio de
gases. Las aeropilas llegan a un “meshwork”
(trabajo de malla) en el endocorion y facilitan
la entrada de aire (el aire también puede
difundir por partes de la cáscara que
quedaron más delgadas, debido a que la
actividad folicular desaparece por apoptosis
de las células y queda el hueco). El plastrón
se da en huevos sumergidos bajo el agua, y
consta de una lámina de aire retenido debido
a unos apéndices construidos por material
hidrófugo. Esta adaptación surgió porque los
gases se difunden mucho más lentamente
bajo el agua. Pueden poseer en su superficie
líneas de corion adelgazado o debilitado
observables desde el exterior, llamadas
líneas de ruptura.
Colchicina:
La colchicina es un alcaloide extraído del
cólquico, que es una planta de la familia
Liliaceae (Colchium autumnale Linneus). La
colchicina es un potente bloqueador de la
división celular, se une a los microtúbulos del
huso y provoca su ruptura, lo que permite la
acumulación de células y metafases.
Su acción se debe a su unión a los
microtúbulos de manera inestable el factor
que debe ser considerado es que un tiempo
más prolongado aumenta el número de
metafases obtenidas, aunque haya menor
distensión de los cromosomas, como se trata
de una sustancia fotosensible, la exposición
prolongada a la acción de la luz puede alterar
su estructura química, con la consecuente
pérdida de sus propiedades. Su conservación
puede estar en un rango de 0 a -20ºC, con
una validad de 12 meses
Su acción, inhibe la polimerización de
moléculas de túbulina e impide la formación
de los microtúbulos, con lo que no se forma
el huso mitótico, y se duplica el número de
cromosomas de la célula, por lo tanto, ya que
evita la separación de las cromátidas
hermanas y su migración a los polos de la
célula. El hecho de estar separados por toda
la célula permite el que puedan contarse y
determinarse cual es cada uno de ellos por
su forma y su tamaño. Esta droga suele
utilizarse para una correcta identificación
cromosómica. Describiendo las fases
mitóticas y la acción de la colchicina es la
siguiente:
La profase no se ve muy alterada, en la
metafase al no haber tubulina aparecen los
cromosomas condensados pero dispersos
por el interior celular, en la anafase se ven
cromosomas con dos brazos en lugar de
cuatro y prácticamente no se observan
telofases.
También debe tenerse en cuenta que las
células sometidas a la acción de la colchicina
que se originan después de un tratamiento
prolongado por más de un ciclo celular
pueden ser tetraploides (4n), pues se duplica
el material genético (los cromosomas), pero
al inhibirse la formación de las fibras del huso
acromático no migran las cromátidas
hermanas para formar dos núcleos
independientes, de forma que se restituye
una membrana nuclear alrededor de un
núcleo con contenido multiplicado.
La colchicina es usada en diversos ámbitos
con variados usos:
Se emplea como agente antimicótico en
estudios experimentales de división y función
celular. Su acción se debe a su capacidad de
unirse a proteínas micro tubulares (tubina)
interfiriendo con la función de los husos
mitóticos, produciendo despolimerización y

4. 4
desaparición de los microtúbulos fibrilares en
los granulocitos y otras células móviles, es
decir, inhibe la migración de granulocitos
hacia el área inflamada, esto reduce la
liberación de ácido láctico y enzimas pro
inflamatorias que ocurre durante la
fagocitosis, rompiendo el ciclo de la
inflamación.
También se cree que su acción se debe a
que evita la elaboración de una glucoproteína
producida por los neutrófilos expuestos a los
cristales de urato, que provoca dolor e
inflamación articular, aunque no evita la
fagocitosis de los uratos por los neutrófilos,
por lo tanto es muy útil en enfermedades
como gota donde hay una inflamación
crónica.
Sus usos son diversos tenemos:
 En agricultura es usada para generar
plantas con ploidías mayores a las
naturales
 En experimentación no comprobada
la colchicina se encuentra como
componente en la síntesis de
polímeros naturales, principio activo
en la elaboración del propóleo.
 En neurociencia se utiliza como
químico que favorece la acumulación
de neuropéptidos en el soma celular
bloqueando el tráfico vesicular.
 En citogenética se usa para detener
las células en metafase y poder
elaborar un cariotipo.
Toxicidad
Estudios realizados en sapos de la especie
Chaunus marinus Linnaeus 1758, determinó
que una concentración de 30ug/g de peso, si
bien no es mortal, detiene el ciclo
celular en metafase, lo cual tiene terribles
consecuencias para el organismo. La
colchicina pertenece a la categoría X de
riesgo en el embarazo. En ratones tratados
con dosis de 1,25 y 1,5 mg/kg y
en hamsters tratados con 10 mg/kg la
colchicina es teratogénica. Existen estudios
en humanos donde los fetos presentan algún
tipo de anomalía o malformación al momento
de nacer. (Guzmán et al.,2009)
Los efectos que tiene la colchicina sobre la
inhibición del huso cromático en el proceso
de mitosis tendrán efecto sobre las células
embrionarias expuestas.
En la presente investigación tiene por objeto
conocer el efecto que tiene la colchicina en el
proceso mitótico describiéndolo tras su
análisis con respeto a los tratamientos así
como determinar aquellas concentraciones
relevantes y tiempos bajo las condiciones ya
descritas.
4. Materiales y métodos
4.1 Cría masiva y recolección de huevos
El presente ensayo se realizara usando el
método que se utiliza en la finca El Encín, en
Alcalá de Henares, Madrid, donde se vienen
desarrollando con este insecto experimentos
de cría masiva desde el año 1965. La
capacidad del laboratorio permite una
producción de 4 millones de insectos por día.
Las fases de la cría masiva son las
siguientes:
Jaula de adultos: Dos jaulas cilíndricas todas
ellas de malla acrílica de 2 m. de diámetro y 2,5
m. de alto conteniendo un pequeño naranjo en
su interior, con capacidad para 100.000
individuos, alimentados a base de proteína
hidrolizada (suero de leche) y azúcar. Las
hembras ponen los huevos a través de la
malla acrílica que rodea toda la jaula
cayendo a una balseta con agua para que no
se desequen.
Los huevos diariamente son recogidos estos
huevos y sometidos durante 48 horas a una
aireación forzada en agua a 30° C en estas
48 horas los huevos eclosionan.
En todos los experimentos se utilizaran
poblaciones de Ceratitis capitata W.

5. 5
adaptadas a las condiciones de laboratorio
con el fin de homogeneizar al máximo las
condiciones de cría. Las investigaciones se
realizaran fijando las condiciones
experimentales de temperatura (25°C ± 1),
humedad relativa (60%) en cuanto a
luminosidad tomaremos en cuenta la foto
sensibilidad de la colchicina a juzgar por los
antecedentes bibliográficos consultados
4.2 Dosificación de colchicina en el
estado de huevo de Ceratitis capitata
W.
El número de huevos puestos por cada
hembra se contabilizara a fin de trabajar con
200 para los tratamientos y 200 para
nuestros testigos, colocándolos en placas de
Petri con discos de papel absorbente negro,
humedecido con agua, para mantener un
grado óptimo de humedad y asegurar así la
eclosión en cuanto a aquellos destinados al
tratamiento la dosificación del cólquico en el
estado de huevos de Ceratitis capitata W.
determinaremos la dosis letal media. El peso
de los huevos tiene una media de 0.22ug
tendremos 12 tratamientos con distintas
dosificaciones descritas en la cuadro de
tratamientos (fig. 1). A continuación utilizando
nano pipetas agregaremos el cólquico en
cajas Petri que contendrán los huevos de C.
capitata W.
4.3 Célula en mitosis
Utilizaremos un microscopio óptico para
observar sus efectos podemos tomar al azar
células embrionarias que determine nuestro
índice mitótico, están en mitosis todas las
células en las que se observen cromosomas.
El principal problema consiste en identificar
en comienzo de la mitosis, que coincide con
el de la división celular, y el final de la mitosis
que se solapa con la citocinesis. Comienza la
mitosis con el inicio de la espiralización de
los cromosomas. En la práctica se
consideran en mitosis las células en las que
se puede apreciar una tenue concentración
de la cromatina dejando espacios más claros
a modo de canales entre los grumos
alargados
La colchicina actúa de forma casi instantánea
pues penetra en las células rápidamente si el
tratamiento con colchicina es muy corto, sólo
se alterarán las etapas de la mitosis muy
próximas al momento de acción de la droga y
mientras más se prolongue el tratamiento
más se extenderán los efectos, alcanzando
así progresivamente distintas fases mitóticas
Así a la vez que se estudian los efectos de la
colchicina sobre la división, puede
determinarse, la fase en que se unen los
cromosomas al huso (habrá acumulación en
ese momento), las fases anteriores
(teóricamente no deben presentar
modificaciones en sus índices), y el orden de
las fases posteriores (irán rebajando sus
índices hasta desaparecer, tanto más
tempranamente cuanto más cercanas sean al
momento de unión de los cromosomas al
huso).
Durante la acumulación las células no
avanzan en la mitosis pero los cromosomas
siguen espiralizándose, lo que acorta su
longitud y facilita el estudio de su morfología
y la determinación del número cromosómico
de la especie.

6. 6
4.4 Cuadro de tratamientos
Cuadro 1.- tratamientos con sus respectivas
dosificaciones, adicional el testigo a lo largo
de 48 horas en ambos casos para el
tratamiento 1 se empieza con una
dosificación de 60 ng/mL de colchicina
debido a que es cuando empieza a tener
efecto para el peso del huevo del insecto, en
el tratamiento 8 se obtiene la Dosis letal
media (DL50) en un tiempo de 32 horas, en
el tratamiento 12 de 600 ng/mL del cólquico
se obtiene el 100% de mortalidad en el
estado de huevos de Ceratitis capitata W. en
cuanto a los testigos tenemos apenas un 5%
de mortalidad en el mismo tiempo de 48
horas.
5 Tendenciade resultados
Fig.1. La disminución en la eclosión puede
deberse a mutaciones que se dan en
duplicaciones de ADN, el ADN polimerasa a
vecescomete errores (10-5
), probablemente
a este acontecimiento la longevidad del
huevo fue corta, las condiciones para todos
loshuevosfueronlasmismas sin embargo el
material genéticoen todos es distinto y esta
es una característica fundamental que se
debe tomar en cuenta para analizar los
factores que intervienen en la mortalidad
que al final tenemos un 95% de eclosión
resultantes a las 48 horas.
Tratami
entos
Dosis
(ng/m
L)
Tie
mp
o
(ho
ras)
Mor
talid
ad
Númer
o de
huevos
Testigo
(número de
huevos)
1 60 4 20 180 200
2 100 8 30 170 200
3 150 12 55 145 200
4 200 16 64 136 200
5 250 20 75 125 200
6 300 24 83 117 200
7 350 28 92 108 200
8 400 32 100 100 200
9 450 36 130 70 200
10 500 40 150 50 195
11 550 44 177 23 190
12 600 48 200 0 190

7. 7
Fig. 2. La dosificación aplicada a diferentes tiempos en un intervalo de 4 horas se enfoca en la
viabilidad de los huevos a mayor dosis del cólquico a través del tiempo se refleja la mortalidad
hasta que al final tenemos un 100% de mortalidad
Fig. 3. La dosis en segundo plano invertido para observar la relación que se obtiene a través del
tiempo disminuyendo el número de huevos con el fármaco mitótico colchicina aplicado
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48
tratamientosenfunciondedosificaciones
(ng/mL)
tiempo
tratamientos
número de huevos
0
100
200
300
400
500
600
7000
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48
dosis(ug)
númerodehuevos
tiempo
número de huevos
dosis (ng)

8. 8
Fig. 4. Comparación grafica de los tratamientos con colchicina y los testigo con respecto al
número de huevos viables a través de 48 horas.
6 Discusión
El efecto de la colchicina en el proceso de la
inhibicióndelusocromáticotiene lugar en la
metafase, la aplicación de los distintos
tratamientos con la colchicina se proyecta
en la mortalidad de los huevos que
relacionadosconlamitosisal ser observados
al microscopio resulta en la interrupción del
ciclo mitótico con normalidad
específicamente en la metafase, la profase
no se ve muy alterada, en la metafase al no
haber túbulina aparecen los cromosomas
condensados pero dispersos por el interior
celular, en la anafase se ven cromosomas
con dos brazos en lugar de cuatro y
prácticamente no se observan telofases. Los
experimentos tienen condiciones controladas
de temperatura y humedad relativa,
utilizando poblaciones de Ceratitis capitata
W. adaptadas a condiciones de laboratorio
para los tratamientos si no se sigue el
procedimiento citado con anterioridad se
podría utilizarparala dosis de colchicina una
jeringuilla hipodérmica en un medio que
imite el lugar en el cual se desarrollarán con
normalidad los insectos, la dificultad que se
tendrá es obtener con facilidad los huevos
para el análisisyestudiodel caso,tambiénse
puede realizar el procedimiento descrito
usando el método que se utiliza en la finca
El Encín y utilizar en lugar de suero de leche
levadura de cerveza.
En el caso de los testigos la eclosión se ve
reducida se puede explicar por factores como
las mutaciones estas pueden afectar a uno
(puntuales), unos pocos (pseudopuntuales) o
a un gran número de nucleótidos de una
secuencia de ADN (cromosómicas). Esto
ocurre en el organismo y son determinantes
para alteraciones o constituciones genéticas
del individuo y en ocasiones también del
fenotipo que son las características externas
del individuo.
0
50
100
150
200
250
4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48
númerodehuevos
tiempo (horas)
tratamientos dosis (ng)
tiempo (horas)
mortalidad número de
huevos testigo
(número de huevos)
testigo (número de
huevos)

9. 9
Si bien la colchicina tiene efectividad al
detener el ciclo mitótico en metafase resulta
un problema económico al no tener los
materiales necesarios, la colchicina está al
alcance de todos pero con costos
relativamente altos su uso está más
enfocado para la caracterización genética, de
diferentes especies que ayudan de mejor
manera a tener información de la especie a
ser estudiada.
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10. 10
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