aparato usado para determinar la respuesta cualitativa o cuantitativa de un insecto a un determinado olor es conocido generalmente como una arena, un olfatómetro o un túnel de vuelo. La primera pregunta a la que se enfrenta un estudiante o investigador que desea evaluar la actividad biológica de un extracto o un compuesto sintético es ¿qué tipo de aparato debo usar? Indudablemente la elección o diseño del aparato es de crucial importancia para la determinación de la actividad biológica, y la decisión deberá ser tomada considerando varios factores, entre los que destaca el comportamiento del insecto que se desea evaluar, el tamaño del insecto, si vuela o no, si es de hábitos nocturnos o diurnos, etc.
Cualquiera que sea su diseño, un aparato debe cumplir con los siguientes requerimientos: 1) la evaluación de las muestras debe ser simple y rápida en un tiempo limitado; 2) fácil observación de los actos comportamentales a estudiar, por ejemplo, vuelo al azar, vuelo dirigido, aterrizaje; y 3) fácil control y prevención de la contaminación causada por un estimulo previo (Schreck et al., 1981). Tradicionalmente, los aparatos han sido clasificados en dos grandes grupos, los que no usan aire y aquellos que usan aire para transportar a las moléculas odoríferas (Baker & Linn, 1984; Baker & Cardé, 1984). Antes de intentar copiar cualquier aparato es aconsejable revisar cuidadosamente la información que ha sido obtenida usando dicha arena, olfatómetro o túnel de vuelo, para ver si se adapta a nuestras necesidades (Finch, 1986).
Olfatómetros sin aire
Existen una gran variedad de diseños, pero fundamentalmente en estos olfatómetros, los insectos encuentran a la fuente de olor a una corta distancia o al contacto, debido a que los compuestos volátiles son dispersados por simple difusión. El diseño más simple de este tipo de olfatómetro es una caja Petri, pero existen otros modelos más complejos. Básicamente se han usado para insectos caminadores (o poco voladores) y generalmente sólo se puede medir la respuesta de atracción o repelencia, aunque en el caso de hormigas y larvas de Lepidoptera fue usado para evaluar el seguimiento de una feromona de ruta. La mayor ventaja de estos olfatómetros es que su construcción es muy simple. Las desventajas de este tipo de aparatos han sido claramente señaladas por Hare (1998) e incluye, entre otras, problemas de interpretación de los resultados, y problemas de saturación del estímulo dentro del olfatómetro cuando se usan compuestos muy volátiles.
Olfatómetros con aire
En este tipo de aparatos la idea es usar aire para transportar las moléculas odoríferas; pueden ser divididos en aquéllos de una sola elección, doble elección y los de múltiple elección, usualmente de cuatro vías. Típicamente este tipo de aparatos están constituidos por el olfatómetro, un flujómetro para controlar el flujo de aire, filtros con algún adsorbente (p. ej. carbón activado) para limpiar de impurezas el aire introducido al olfatómetro, un sistema de humidificación y una bomba de aire/vacío. El olfatómetro puede hacerse en alguna compañía que trabaje vidrio bajo el diseño del investigador, pero también existen compañías que venden comercialmente dichos aparatos. Estos tipos de aparatos han sido usados para evaluar la respuesta de insectos caminadores (hormigas, chinches, larvas de lepidópteros) e insectos de limitada capacidad de vuelo (picudos) y voladores de tamaño pequeño (parasitoides, microlepidópteros). Han sido utilizados en la búsqueda de feromonas sexuales, de agregación, de ruta y en respuesta a volátiles vegetales.
Doble elección
El modelo más utilizado de un olfatómetro de doble elección es el de tipo tubo “Y”, aunque también hay modelos en “T”. Generalmente este tipo de aparatos se construye de vidrio pero también de cartón y plástico. El tamaño puede variar de acuerdo con el tamaño del insecto a estudiar. El funcionamiento básico es que el olor es pasado a través de un brazo de la “Y” y aire limpio a través del otro, así la proporción de insectos entrando o alejándose del brazo que contiene el olor es usada como una medida de la atracción o repelencia del extracto o compuesto evaluado (McIndoo, 1926). Las desventajas que presentan son su bajo poder de resolución y la difícil interpretación de los resultados (Hare, 1998).
Múltiple elección
Túnel de vuelo. Debido a que las respuestas de los insectos realizadas en el aire son altamente integradas, los bioensayos que utilizan aire con insectos voladores son probablemente los más discriminantes en la investigación de feromonas (Baker & Linn, 1984). Así, el túnel de vuelo ha sido utilizado principalmente para bioensayos en la identificación de feromonas y kairomonas en insectos voladores, aunque también ha sido empleado para insectos caminadores. El túnel de vuelo puede ser construido por el investigador o adquirido comercialmente (Figura 4). Estos aparatos pueden hacerse de diversos materiales que no despidan olores que afecten la respuesta de los insectos. Los materiales más usados son vidrio o acrílico transparente. El vidrio tiene la ventaja de que puede ser limpiado fácilmente usando algún disolvente. Sin embargo, su fragilidad es un punto en contra, y en la construcción de túneles grandes (> 2 m), es preferible usar acrílico. Por otra parte, el acrílico es menos frágil, pero se debe tener cuidado con el disolvente usado para limpiarlo ya que puede reaccionar con éste.
Olfatómetro de cuatro vías. Este tipo tiene varias ventajas con respecto al olfatómetro tipo “Y” (Hare, 1998). Por ejemplo, tiene cuatro cámaras, lo que permite evaluar más de un compuesto o diferentes concentraciones de un compuesto al mismo tiempo. También minimiza la turbulencia que comúnmente se presenta en las uniones del tubo “y”, la cual eventualmente mezcla los olores ofrecidos. En este tipo de olfatómetro se crean cuatro campos distintos de olor dentro de una cámara en donde los individuos pueden moverse libremente. Esta libertad de movimiento es importante para que el insecto pueda explorar los diferentes campos de olor ofrecidos. Las compañías de EUA (ARS) y Alemania (Syntech) generalmente lo fabrican en acrílico transparente.
Figura 4. Túnel de viento para determinar la actividad biológica (Tomada de Baker & Linn 1984).
Servoesfera (compensador de locomoción)
Este tipo de aparato permite registrar la trayectoria de un insecto en respuesta a una fuente de olor. El primer prototipo de una servoesfera fue construida en el Instituto Max Planck de Alemania (Kramer, 1976). El insecto modelo es mantenido sobre un globo de acrílico, al cual se le envía un flujo de aire con el extracto o compuesto a evaluar. Los desplazamientos de la esfera causados por el movimiento del insecto son monitoreados por generadores de pulso permitiendo la reconstrucción de la trayectoria del insecto. Pueden ser evaluados varios parámetros usando este tipo de aparato, incluyendo la velocidad lineal y angular, la duración y dirección del desplazamiento (McMahon et al., 2001). Un modelo comercial de este tipo de aparato ha sido desarrollado por Syntech, el cual involucra un programa de computadora para activar el sistema. La respuesta de varios insectos y otros artrópodos a feromonas sexuales y de agregación, y a volátiles de plantas y vertebrados, se han estudiado usando la servoesfera.
Condiciones para la realización de los bioensayos
El número de individuos a evaluar por cada tratamiento y si estos serán observados individualmente o en grupos son aspectos importantes que deberán ser considerados antes de iniciar los bioensayos. Generalmente, lo deseable es evaluar a los insectos individualmente de manera que el comportamiento del individuo no afecte la respuesta de otros individuos. Por ejemplo, es posible que un insecto al caminar deposite compuestos químicos sobre las paredes del olfatómetro que puedan afectar el comportamiento de su conespecífico. El número de repeticiones es trascendental en cuanto a la fortaleza de las conclusiones alcanzadas en cualquier estudio, y dependerá de factores tales como la disponibilidad de material biológico, el tipo de olfatómetro utilizado y el modelo a estudiar. Por ejemplo, el número de repeticiones varía en los estudios de la identificación de feromonas sexuales usadas por machos durante la búsqueda de pareja y de kairomonas usadas por las hembras durante la
