Insecticidas biológicos

1989/04/01 Gonzalez, Edorta Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Mikrobiologia
• Nekazaritza

Los daños producidos por los insectos son importantes, sobre todo en el sector agrícola. Hasta el momento se han utilizado insecticidas químicos para reducir estos artrópodos. A pesar de que estas sustancias químicas cumplen perfectamente su objetivo, la mayoría de los insectos mueren por un lado y por otro provocan problemas preocupantes: la toxicidad para el otro animal y el hombre es evidente y para ello sólo hay que recordar el DDT. Hoy en día, afortunadamente este producto químico está prohibido en muchos pueblos, pero todavía se utilizan otros insecticidas químicos.

Entre estos insecticidas ecológicos o limpios se encuentran feromonas e insecticidas microbiológicos.

Antes de explicar los primeros, vamos a dar un concepto general de las feromonas, productos naturales, señales químicas que utilizan los miembros de una misma especie animal. Por ejemplo, las abejas que se encuentran en una zona con mucha alimentación segregan feromonas para atraer al resto de las abejas.

Pueden extenderse a través del agua. Por ejemplo, los pececillos de agua dulce liberan feromonas de alarma cuando son heridos, lo que provocará la fuga del resto de peces.

En cuanto a las feromonas sexuales, los animales segregan de forma creativa el comportamiento reproductivo de los machos y hembras en celo. Uno de los ejemplos más destacados es el de algunas especies de orquídeas. Estas flores se parecen mucho a abejas y avispas. Además, las abejas y las avispas segregan moléculas químicas similares a las sustancias atractivas sexuales liberadas. En consecuencia, los machos de estos insectos tienden a las flores y en esta actividad los machos practican polinización. Las feromonas sexuales incluyen gupsola, bonbykola y ácido oxodecienoico. La utilización de feromonas sintéticas similares permiten controlar las poblaciones de diferentes insectos para proteger las cosechas. Los científicos han conseguido atraer a determinadas especies de insectos utilizando feromonas sintéticas.

Para ello, tras pulverizar estas sustancias en los campos de cultivo, los insectos se aproximan a los puntos de origen como hormonas sexuales segregadas por insectos del otro sexo. Allí la concentración de feromona es la más alta y se encuentran algunos recipientes. Estos envases son trampas llenas de insecticidas químicos, con lo que acabamos con la especie (y sólo eso) que afecta a las cosechas, sin desequilibrar el resto de especies y el ecosistema.

Esta técnica anti-plagas ha comenzado a aplicarse en Valencia con resultados aparentemente positivos.

Biólogos han realizado una exhaustiva investigación sobre la ruta de dispersión de la feromona y el vuelo del sits macho. Si de acuerdo con esto se desprende bajo un bosque en un punto de feromona, se seguirá la vía no recta. Así lo demuestran los pequeños balones llenos de helio liberado.

Estos investigadores han realizado otro experimento con una especie de pega ( Lymantria dispar) y los resultados han demostrado que estos insectos siguen la feromona hasta los 80 metros. Liberar siempre a Feromona en la misma dirección es más importante que su trayectoria directa para que los Sits puedan encontrar una fuente de feromona.

Por su parte, en la Universidad de Kyoto en Japón, han trabajado con cucarachas utilizando feromonas sintéticas como el periplanón B. La actividad de esta sustancia se probó biológicamente en seis especies de los géneros Periplaneta y Blatta, y la actividad en los machos de la Periplaneta americana era muy elevada y muy baja en los orientales P. japonica, P. brunnea y Blatta.

Se estudió la atracción de la periplanona sintética B en casas de diferentes localidades. Tras colocar este producto en trampas se observó que atraía a la mayoría de los cucarachas del género Periplaneta.

Cuando hablamos de insecticidas biológicos, no podemos hablar de precocenos ni de William S. Omitir el entomólogo americano Bowers.

Bowers es responsable en 1976 del aislamiento de la primera antihormona juvenil y de la investigación de sus propiedades insecticidas. Ella recurrió a las plantas cuando empezó a buscar estos compuestos. Sus razones son: Recurrimos a las plantas, a la búsqueda de fuentes de muchas sustancias de importancia biológica y médica. Los insectos y las plantas han sufrido una coevolución al menos del carbonífero inferior, y es conocido que muchos de los compuestos químicos de las plantas limitan las tendencias hacia las plantas de los insectos... Por otra parte, las interacciones entre insectos y plantas son conocidas y documentadas.

Bowers modificó el método utilizado hasta entonces para la extracción de plantas. La mayor parte de las extracciones vegetales realizadas anteriormente en busca de insecticidas se realizaban utilizando disolventes polares (agua y alcohol), mientras que las pruebas de los extractos obtenidos se aplicaban a los ejemplares adultos y la influencia del insecticida se veía en la tasa de mortalidad en el intervalo de 28-40 horas. Bowers modificó el procedimiento. Por un lado, no realizó extracciones con polares de este disolvente, sino que utilizó una mezcla de acetona/etiléter para la extracción de sustancias no muy polares de las plantas. En segundo lugar, no utilizó los ejemplares adultos como objeto de estudio, sino los ejemplares inmaduros. Por otro lado, en lugar de estudiar la tasa de mortalidad, estudió la metamorfosis de los insectos y su posterior desarrollo.

Tras varios intentos, la planta de Ageratum houstonuanum provocó una metamorfosis precoz y un extracto que impedía el desarrollo del ovario. Este extracto consistía en dos sustancias ya conocidas y sintetizadas: Las sustancias Prekozeno 1 y Prekozeno 2.

Su estructura es la siguiente:

Efecto biológico de los prekozenos

La influencia biológica de los prekozenos se divide en cuatro áreas:

a)

Metamorfosis precoz: el origen de la metamorfosis temprana ha sido la influencia biológica de los prekocenos que históricamente se ha conocido primero. Cuando los prekocenos fueron arrojados a los machos de un tipo de mariposa ( Oncopetus fasciatus en) se obtuvieron ejemplares adultos en miniatura. Lo mismo ocurrió al tratar los huevos.

b)

Efecto antigonadotrópico: Aunque todos los insectos prematuros tienen sus ovarios bien formados, permanecen inutilizados durante su corta vida. Prueba de que el Corpus Alatum de sus insectos no funciona, por lo que para comprender la influencia de los prekocenos habrá que recurrir a su estudio, como veremos más adelante. Por otro lado, prueba de ello es la ausencia de desarrollo ovárico tras el tratamiento prekoceno de insectos adultos normales.

c)

Creación del diapausa: Es conocida la dependencia del diapausa de la hormona juvenil en los coleópteros adultos. Cuando los escarabajos de patata de colorido se han pulverizado con prekoceno, muchos de ellos (75%) han dejado plantas, excavado en el pavimento y construido pequeñas salas de diapausas. Tras 4 meses de observación ninguno de ellos ha aflorado.

d)

Efecto obicida: Los huevos de algunos insectos, como el escarabajo de guisantes en México o la mariposa, mueren pulverizados con prekocenos. La muerte parece producirse en las últimas etapas de la embriogénesis, ya que, por un lado, la mayoría de los huevos estudiados contienen embriones desarrollados y, por otro, la aparición de larvas o ninfas provoca su muerte inmediata.

Efecto biológico de los prekozenos

En cuanto a la forma de trabajar de los prekocenos, vamos a decir brevemente que las proteínas de las células sufren alquilación y que de este modo las proteínas se desnaturalizan, con la consiguiente muerte de las células.

Como consecuencia de todo lo anterior, la utilización de prekocenos para el control de insectos se sitúa en todos sus efectos biológicos. La inducción de la metamorfosis precoz no acorta únicamente la duración de los pasos inmaduros de la vida. Reduce la alimentación y reduce el deterioro de las cosechas. Por otra parte, aunque todos los machos prematuros obtienen inseminación de hembras comunes, todas las hembras prematuras son estériles. La copulación exitosa entre hembras y machos prematuros es rara.

Por otro lado, en los ejemplares adultos los prekocenos tienen influencia. Las hembras adultas se esterilizan y en algunas especies crean una diapausa mortal.

Los huevos de insectos no son liberados por prekocenos y mueren.

Por tanto, los prekozenos atacan a los insectos durante toda la vida y pueden resultar adecuados para el control de los mismos.

Insecticidas microbiológicos

Por otro lado, tenemos insecticidas de origen microbiológico: La bacteria Bacillus thuringiensis provoca una enfermedad paralizante en las orillas de la mayoría de los lepidópteros. Esta minusvalía se debe a la ingestión de vegetales que llevan esporas de la bacteria. Cada célula esporuladora de Bacillus thuringiensis libera un cristal de proteínas con forma regular bipiramidal alrededor de la espora, junto con la espora formada por autolisis del celylam.

Dicho cristal está formado por una proteína tóxica para los insectos. Tras la ingestión se disuelve en el jugo liserino alcalino de la oruga. Esto supone el ablandamiento de la pared intestinal y la difusión de líquidos intestinales para sangre y hemólisis. Esto provoca una parálisis rápida. B. Dado que la proteína parásporal de Thuringiensis es tóxica para el amplio abanico de larvas de lepidópteros (pero no para los vertebrados), los episodios de células esporuladoras de este microorganismo son muy útiles en la agricultura como insecticidas biológicos.

Como se ha dicho, el cristal transforma el contenido intestinal en sangre o hemolinfas del insecto sin obstáculos. Como consecuencia de ello, la sangre se vuelve totalmente alcalina, ya que el cambio de pH implica una completa invalidación de la larva. La muerte se produce mucho más tarde y es consecuencia de la invasión bacteriana en los tejidos del cuerpo de la larva.

Los cristales proteicos muestran un alto grado de toxicidad para las larvas de muchos lepidópteros, pero son poco tóxicos para el resto de animales (incluyendo todos los vertebrados) y plantas. Son, por tanto, agentes idóneos para controlar muchas plagas de insectos que dañan las cosechas de las plantas.

Por todo ello, los científicos han desarrollado una nueva industria microbiológica: una industria para la alta producción de proteína tóxica. Luego se mete en agentes dispersantes y así se pueden proteger las cosechas de los baserritarras de los daños producidos por las orugas. En las industrias esta proteína no se aísla químicamente. En su lugar, los bacilos que producen cristales se cultivan en abundancia. Una vez producida la esporulación en paralelo a la producción del cristal, se recogen, se secan y se introducen en polvo dispersante.

También se ha investigado el efecto insecticida de los virus. En los experimentos de algunos científicos holandeses, el virus de la polihedrosis nuclear ha causado grandes daños en las larvas del parásito a Spodoptera.

La preocupación de la gente por los insecticidas tradicionales es cada vez mayor, ya que el daño al medio ambiente y a nuestra salud es evidente y creciente. Por tanto, se están desarrollando métodos microbiológicos eficaces para el control de insectos. Los virus, hongos e incluso muchas bacterias se están evaluando como agentes insecticidas. El medio ambiente y la salud nos lo agradecerán.