Bio-DENA: detección de esporas de Nosema en abejas Africanizadas

Las abejas polinizan una gran variedad de especies de plantas, incluyendo los cultivos agrícolas. Se estima que cerca del 30% del alimento consumido por la población mundial es derivado de cultivos polinizados por abejas. La infección por Nosemiasis es una de las principales causas de la pérdida de colmenas a nivel mundial. Los métodos de laboratorio para el diagnóstico del nivel de infección por este microsporidio son lentos, caros y demandan la presencia de un experto. Se propone un sistema automático, confiable y económico de cuantificación de infección por Nosema, a partir del procesamiento digital de imágenes. Con el uso de técnicas de segmentación de imágenes, caracterización de objetos y conteo de formas se han reproducido las técnicas de Cantwell y Hemocitómetro de manera automática. Para el conteo de esporas se implementaron tres descriptores el tamaño, la excentricidad y la circularidad, de manera tal que son invariantes a la escala y rotación de las imágenes. Se trabajó con un total de 375 fotografías agrupadas en carpetas de 5, las cuales fueron previamente etiquetadas por un experto según el nivel de infección (muy leve, leve, moderado, semifuerte y fuerte). Con ello se alcanzó un porcentaje de diagnóstico correcto de infección del 84%.

La Nosemiasis es una enfermedad causada por el microsporidio Nosema sp.  (Microspora, Nosematidae), el cual afecta el tracto digestivo de las abejas adultas (Bailey y Ball, 1991). Anteriormente, se consideraba que la Nosemiasis en abejas melíferas, Apis mellifera, era causada por Nosema apis; mientras que la abeja asiática, Apis cerana, era infectada por Nosema ceranae (Higes et al., 2006).

Actualmente se ha determinado la presencia de N. ceranae en abejas melíferas en diferentes países europeos (causando serios problemas), relacionándola como una de las principales causas del Sindrome de Despoblamiento de la colmena (SDC) (Higes et al., 2005).  Recientemente, determinamos la presencia de N. ceranae en Costa Rica, afectando diferentes zonas apicolas.  Reportes sobre la presencia de Nosema en abejas meliferas en Costa Rica, son aislados (Calderón et al., 2008).  El Laboratorio de Patologia Apicola del Centro de Investigaciones Apicolas Tropicales (CINAT), ha venido analizando la incidencia de enfermedades, especificamente de Nosema, en abejas adultas.  Actualmente la identificación y el contenido se realizan observando las esporas de Nosema al microscopio.  Este procedimiento es laborioso, y además es importante la experiencia de la persona que observa la muestra (Calderón y Ramirez, 2010).

La detección de esporas de Nosema mediante análisis automático de imágenes será una herramienta de análisis que facilitará el estudio del microsporidio Nosema spp.  El principal objetivo será desarrollar un sistema inteligente que permita la detección y el conteo de esporas de Nosema en muestras procesadas de abejas africanizadas. Lo anterior permita conocer de manera más amplia la relación hospedero-parásito entre Nosema y abejas africanizadas a partir del procesado de videos digitales.