1INSECTICIDAS ORGÁNICOS- BIOINSECTICIDAS INTEGRANTES: ALVAREZ CARLOS C.I.V: 17.362.521. VALBUENA SINDY C.I.V: 20.642.110. Acarigua, febrero de 2009 2 INTRODUCCIÓN El reto de producir más alimentos en las tierras agrícolas disponibles exige desarrollar tecnología de alta productividad agrícola. La producción de monocultivos, unido a otros factores ecológicos, ha resultado en brotes de plagas adicionales a los tradicionalmente presentes. Es importante destacar que los plaguicidas químicos en Venezuela han logrado el propósito para el cual fueron concebidos; controlar las plagas (patógenos, insectos y malezas) a niveles que no causen daños económicos a los cultivos, pero su uso ha dramatizado en forma espectacular el problema de plagas, originando resistencia, brotes de plagas primarias o secundarias, debido a la destrucción de los parasitoides y depredadores, y contaminando o alterando el medio ambiente a través de acumulación de plaguicidas en el suelo, agua, aire y sobre residuos agrícolas o animales. Este estado de cosas otorgó mala reputación al uso de plaguicidas químicos, especialmente cuando el manejo integrado de plagas comenzó a ganar importancia en la década de los años ' 70 en todo el mundo. Pero nadie imagina que los plaguicidas serán descartados rápidamente, por el contrario, su uso a nivel mundial podría incrementarse en un futuro cercano. Lo que ahora se necesita es acelerar la exploración de métodos alternativos de control, el uso racional de plaguicidas y su interacción armoniosa con otros métodos de control, como aquellos basados en el control biológico. La idea del control microbiano tiene su origen en el siglo XIX. Basi, en 1835, demostró la naturaleza del hongo muscardino blanca, Beau vería bassiana, no únicamente en el gusano de seda, sino también en otros insectos. 3 PERSPECTIVAS DEL USO DE INSECTICIDAS MICROBIANOS Los especialistas en plaguicidas han comenzado a buscar productos alternos altamente selectivos, ambientalmente inofensivos y de utilización segura y están llegando a la conclusión de que las plagas podrían controlarse mediante el uso de parasitoides y depredadores en el control de diversas especies de plagas. Actualmente un amplio número de diferentes microorganismos entomopatógenos (causantes de enfermedades) han sido reportados por Burges & Hussey (19771), quienes sugieren que el control biológico se divide en control macrobiológico (parasitoides y depredadores) y control microbiano o utilización de patógenos. Antecedentes de control microbiano A principios del siglo XX, existen algunos intentos de control microbiano de insectos plaga, comparado con el número realizado durante el siglo pasado. Éxitos y fallas fueron reportados en los primeros experimentos y la inconsistencia de resultados retardó el uso y desarrollo de plaguicidas microbianos durante este período. En los últimos años innumerables pruebas de campo con plaguicidas microbianos han resultado existosas. Dentro de los microorganismos asociados a insectos se encuentran bacterias, hongos, protozoarios, nernatodos y virus. La tecnología moderna de formulaciones produjo sistemas de aplicación que permiten mezclas con agua para aplicar con equipo convencional o dispersión de compuestos granulados sobre el follaje. Insecticidas naturales a partir de extractos vegetales A partir de la necesidad por encontrar una nueva alternativa natural para el control de insectos plagas y reemplazar así los pesticidas sintéticos aparecen los insecticidas botánicos ofreciendo seguridad para el medio ambiente y una eficiente opción agronómica. (Borembaum, 1989). 4 Muchas plantas son capaces de sintetizar metabolitos secundarios que poseen propiedades biológicas con importancia contra insectos plagas. (Matthews, 1993; Enriz, 2000; Calderón, 2001; Céspedes, 2001; Gonzalez-Coloma; 2002). La selección de plantas que contengan metabolitos secundarios capaces de ser utilizados como insecticidas naturales deben ser de fácil cultivo y con principios activos potentes, con alta estabilidad química y de optima producción. Las principales compuestos aislados de plantas usadas desde hace mucho tiempo para fines insecticidas son: La rotenona, extraída de una planta llamada derris, (Derris elliptica y Lonchocarpus utilis, Fam. Leguminosae) (Figura 1) es un flavonoide que se extrae de las raíces de estas plantas. De la primera se puede obtener un 13% de rotenona mientras que de la segunda un 5%. Derris es nativa de los trópicos orientales, mientras que Lonchocarpus es del hemisferio occidental. Este compuesto es un insecticida de contacto e ingestión, y repelente. Su modo de acción implica una inhibición del transporte de electrones a nivel de mitocondrias bloqueando la fosforilación del ADP a ATP. Por esto se dice que actúa inhibiendo el metabolismo del insecto. Los síntomas que presentan los insectos intoxicados con rotenona son: disminución del consumo de oxigeno, depresión en la respiración y ataxia que provocan convulsiones y conducen finalmente a la parálisis y muerte del insecto por paro respiratorio (Silva, 2002). Las piretrinas son esteres con propiedades insecticida obtenidas de las flores del piretro (Chrysantemum cinaerifolium, Fam Compositae). Los componentes de esta planta con actividad insecticida reconocida son seis ésteres, formados por la combinación de los ácidos crisantémico y pirétrico y los alcoholes piretrolona, cinerolona y jasmolona. Estos compuestos atacan tanto el sistema nervioso central como el periférico lo que ocasiona descargas repetidas, seguidas de convulsiones. Diversos estudios han demostrado que estos compuestos taponan las entradas de los iones sodio a los canales, generando que dichos canales sean afectados alterando la conductividad del ión en tránsito. 5 Sin lugar a dudas la característica más importante de estos compuestos es su alto efecto irritante o "knock down" que hace que el insecto apenas entre en contacto con la superficie tratada deje de alimentarse y caiga. Las piretrinas son el mejor ejemplo de la copia y modificación de moléculas en laboratorio porque dieron origen a la familia de los piretroides (Silva, 2002). El uso de organismos manipulados genéticamente en la actividad agropecuaria está muy de moda, por tanto se considera oportuno explicar los siguientes potenciales impactos: 1- Se desconoce el efecto que puede producir el polen y la miel de plantas transgénicas en la apicultura y la medicina natural. No hace mucho las pruebas de campo realizadas con un virus al que se le había transferido material genético procedente de un escorpión causaron gran alarma en Inglaterra: el experimento no había tenido en cuenta que casualmente la zona era el hábitat de varias especies protegidas de mariposas nocturnas, sensibles al insecticida biológico. También investigadores franceses han descubierto que algunas variedades de la colza transgénica pueden perjudicar a las abejas, el polinizador más efectivo de los cultivos de los agricultores, destruyendo su habilidad natural para reconocer el olor de las flores en el campo. 2- Ya se dieron problemas con una hormona transgénica (rBST) inyectable en las vacas para aumentar la producción de leche. Esta hormona produce en las vacas mastitis, lo que da lugar a niveles más altos de antibióticos y carcinógenicos (IGF–1) en la leche. También se reportan problemas por la presencia de leche contaminada con una hormona de crecimiento bovina (rBGH). Además de la incidencia de lesiones en pezuñas y patas, dificultades reproductivas, metabólicas e infecciones urinarias y de ubres. Los estudios científicos más preocupantes son los que relacionan el rBGH con el cáncer en humanos. 3- Se prevé que la utilización de plantas transgénicas tolerantes a herbicidas en la agricultura, podría conllevar por un lado a incrementar el uso de dichos herbicidas en mayores dosis y mayores concentraciones y por otro lado a un 6 desarrollo más rápido de la resistencia de las “malezas” a esos herbicidas. Con esto los productores y/o vendedores de herbicidas estarían garantizando sus productos, pero en detrimento de la Agricultura. 4- En cuando al desarrollo y uso de plantas transgénicas con resistencia a insectos y enfermedades, se proveen como efectos, cambios estructurales en ecosistemas naturales; la afectación de especies de fauna nativa, y efectos nocivos sobre la salud humana. En razón de que “las plantas procedentes de ingeniería genética tendrán ventajas respecto a las plantas autóctonas (nativas), elevando las probabilidades de que las nuevas plantas invadan los ecosistemas que las rodean y se conviertan ellas mismas en plagas. Las toxinas podrían ser también dañinas para insectos benéficos y aves. Si el cultivo está destinado al consumo humano o animal, también podría este verse afectado por el consumo” (Greenpeace, 1994). También la resistencia permanente que proporcionan las plantas transgénicas, podrían ocasionar resistencia de las plagas a los químicos más rápido de lo conocido actualmente. Si las plagas continuamente están en contacto con el insecticida o Bacilus thuringiensis (Bt) introducido a la planta, la resistencia al insecticida se daría mucho más rápido que hoy en día. En lugar de usar cada vez menos insecticidas se usaría cada vez más, creando resistencia contra Bacilus thuringiensis la industria química pondría en peligro la agricultura. 7 MICRO INSECTICIDAS Se conocen centenares de hongos patogénicos para los insectos, plagas, pero pocos de ellos han sido desarrollados comercialmente corno micro insecticidas. El trabajo se ha concentrado en el grupo de hongos Hiphomicetes, que incluyen especies universales corno Beauveria bassiana y Metarrizium anisopliae, y otras especies de los géneros, Aschersonia, Verticillium e Hirsutella. Comparten características tales cornos infección por medio de conidiosporas que germinan sobre la superficie del insecto, y el tubo germinativo que penetra directamente hasta el hemocelo del insecto. El insecto muere y el hongo produce esporas en su superficie. Características de los microinsecticidas En términos generales, si un microorganismo patógeno se desea utilizar como agente del control debe poseer los siguientes atributos 1. Alta patogenecidad: habilidad de un patógeno a invadir y dañar los tejidos y órganos de sus hospederos. 2. Alta eficiencia en la transmisión 3. Habilidad de persistencia en el ambiente: las formas más resistentes, tales como esporas de bacterias, hongos y protozoarios y los cuerpos poliédricos de virus, poseen larga vida en almacenaje. 4. Fáciles de reproducir y almacenar: los patógenos deben tener una larga vida de almacenaje y retener su viabilidad y virulencia en el hospedero. La técnica de aplicación de cualquier producto biológico para el control de alguna plaga necesariamente debe estar fundamentada en la investigación. Igualmente en la producción asociada (investigadores e interesados) y en la transferencia científica y técnica. Si estas actividades no se desarrollan conjuntamente, el éxito podría estar condicionado, especialmente en Latinoamérica, donde la investigación la mayor parte del tiempo no tiene recursos, la industria es riesgosa y la desinforrnaci6n sobre el manejo biológico es evidente (no es un tema dictado en universidades ni otros institutos de educación). 8 Caso Venezuela En Venezuela, la corriente científica es partidaria del uso de biológicos para el manejo de insectos plagas, bajo un estricto seguimiento técnico que evalúe todos los factores intrínsecos y colaterales del efecto de estos microorganismos sobre los insectos, animales y humanos. Es de primordial importancia la idoneidad de quienes producen y transfieren la tecnología. En el FONAIAP/CIAE Táchira se vienen conduciendo trabajos de investigación en esta línea o modalidad de control de plagas, concretamente con los hongos entomopatógenos Beauveria bassiana, para el control en principio de la Broca del Café (Hypothenemus Hampei) plaga no reportada oficialmente en los cafetales venezolanos, pero cuya entrada es inminente; y el hongo Metarrizium anisopliae para el control de candelilla de los pastos y otras plagas potenciales de control. Hasta los momentos se ha trabajado en la formulación y estandarización de los hongos antes mencionados. Estos hongos entomopat6genos se formulan por métodos de fermentación sólida sobre sustratos basados en fuentes de nitrógeno orgánico, induciendo una mayor formación de biomasa (micelio, blastosporas y conidios) sobre medio inerte de arroz. Se han obtenido concentraciones de conidios de Beauveria bassiano y Metarrizium anísopliae de 6 x 109conlg de producto con 12 días de incubaci6n, en temperaturas controladas de + 26 OC, con fuente de luz alterna. Se ha evaluado el mantenimiento de la viabilidad de los conidios observándose un porcentaje de germinación de hasta 90 % a condiciones favorables de humedad de 20 %. Otro aspecto importante y evaluado en hongos es la determinación de la virulencia sobre candelilla de los pastos Aeneolamia vario y Epicareui capitallensis, gorgojo de la hoja de] café, a nivel de laboratorio con concentraciones de 2 x 109 con/g, resultando 90% de los insectos muertos. Asimismo, se han realizado aplicaciones de esos hongos en campo, con el fin de obtener información sobre el comportamiento de éstos y su adaptabilidad en condiciones reales. 9 El CIAE Táchira planea establecer un programa que le brinde al productor o usuario de la tecnología la posibilidad de enseñarles a producir artesanalmente los productos biológicos requeridos, con miras a resolver los problemas de plagas en cada una de las unidades de producción, con un plan estratégico adecuado de asistencia técnica, evaluación y seguimiento de las prácticas. BIOINSECTICIDAS, MATA PLAGAS NATURALES Los bioinsecticidas o agentes de control biológico, son capaces de eliminar plagas altamente nocivas para los cultivos agrícolas. El control biológico es un elemento clave en toda estrategia innovadora para la defensa de los cultivos agrícolas dentro del respeto del medioambiente. La posibilidad de controlar especies perjudiciales resistentes a los productos químicos, la reducción del número de tratamientos y la posibilidad de evitar el efecto tóxico de los plaguicidas o insecticidas, son las ventajas fundamentales. Utilizando para ello desde bacterias hasta otros insectos para proteger los cultivos agrícolas. Como el caso del escarabajo Mariquita (Adalia, en otros países) que se alimenta de los pulgones de las frutas. Reynold Farrera, investigador del Departamento de Ingeniería Bioquímica del Cinvestav, explica que los insecticidas biológicos se originan de numerosos organismos como bacterias, virus, nemátodos y otros insectos. El investigador asegura que posiblemente el Bacillus thuringiensis (Bt) sea el más importante de todos los bioinsecticidas. El Bt es una bacteria que cuando está en condiciones desfavorables para su crecimiento, y como mecanismo de supervivencia, produce una espora con gran cantidad de proteína y se forma un cristal. Esta proteína paraliza el organismo de larvas de lepidópteros y otros insectos 4 horas después de haberla ingerido, dejan de comer y mueren en 2 o 3 días. Normalmente, algunos insectos y lepidópteros adultos no afectan los cultivos sino las fases larvarias; una sola hembra de estos insectos puede tener hasta 15,000 huevos convirtiéndose en auténticas plagas; algunas larvas son capaces de ingerir su propio peso en medio día y aumentan entre 200 y 300 veces su peso y tamaño en toda su etapa de crecimiento. 10 CUIDADO Y PRESERVACIÓN DEL AMBIENTE El uso de los Bt es que en lugar de esparcir el bioinsecticida, las plantas incorporasen su propio insecticida. Ante ello, algunos científicos predicen el fin de los insecticidas químicos y probablemente el de los bioinsecticidas. Existe la hipótesis de que esto puede ocasionar un problema mayor cuando los insectos empiecen a generar resistencia, además, su modificación puede costar millones de dólares y elevar el costo de comercialización, mientras que la utilización de bioinsecticidas de aplicación puede variarse y adquirirse a bajo costo. Farrera se concentra en encontrar métodos para fabricar bioinsecticidas con calidad y con alta toxicidad y asegura que los bioinsecticidas todavía tienen buena oportunidad, mientras que la corriente principal en biotecnología opina que los bioinsecticidas están extintos y, por lo tanto, no hay razón para seguir trabajando en ellos. La propuesta que Farrera apoya se conoce como "manejo integral de plagas" y en ella se utilizan todas las herramientas a la vez pero de manera racional, ya sean insecticidas químicos, bioinsecticidas, métodos naturales y plantas modificadas. Se calcula que el mercado global de insecticidas químicos alcanza una cifra cercana a los 20,000 millones de dólares anuales. Aun cuando se conocen más de 100 tipos de bacterias que atacan insectos y otros organismos dañinos a los cultivos, sólo 3 de ellas han sido desarrolladas como bioinsecticidas comerciales. En el mundo, sólo el 5 por ciento de los insecticidas son microbianos; pese a que los principales centros de investigación y algunas empresas de biotecnología, han dado prioridad de inversión al sector de bioinsecticidas, no se aprecia ningún incremento de su uso. El énfasis en el cuidado y preservación del ambiente, las severas restricciones en el uso de insecticidas con efectos residuales y la factibilidad de lograr costos sustantivamente inferiores, despliegan posibilidades a los insecticidas microbianos producidos mediante biotecnologías. Hoy en día existen 500 moléculas de insecticidas químicos que han generado fuertes problemas ambientales pues son muy inespecíficos. Debido a la adaptabilidad de los insectos a los insecticidas, ya que los insectos desarrollan con el tiempo resistencia a estos productos. 11 Algunos bioinsecticidas son capaces de eliminar plagas altamente nocivas para los cultivos agrícolas, al inmovilizar su aparato digestivo, el insecto muere pues no puede ingerir alimento. Empero, su uso tiene ventajas y desventajas. En entrevista para 2000Agro, Reynold Farrera, investigador del Departamento de Ingeniería Bioquímica del Cinvestav, explica que los insecticidas biológicos se originan de numerosos organismos como bacterias, virus, nemátodos y otros insectos. El investigador asegura que posiblemente el Bacillus thuringiensis (Bt) sea el más importante de todos los bioinsecticidas. El Bt es una bacteria que cuando está en condiciones desfavorables para su crecimiento, y como mecanismo de supervivencia, produce una espora con gran cantidad de proteína y se forma un cristal. Esta proteína paraliza el organismo de larvas de lepidópteros y otros insectos 4 horas después de haberla ingerido, dejan de comer y mueren en 2 o 3 días. Normalmente, algunos insectos y lepidópteros adultos no afectan los cultivos sino las fases larvarias; una sola hembra de estos insectos puede tener hasta 15,000 huevos convirtiéndose en auténticas plagas; algunas larvas son capaces de ingerir su propio peso en medio día y aumentan entre 200 y 300 veces su peso y tamaño en toda su etapa de crecimiento. El bioinsecticida Bt asegura la efectividad y previene la aparición de insectos resistentes. La mayoría de los insectos son susceptibles a la proteína Bt, sin embargo hay una pequeña fracción de la población que puede ser naturalmente resistente a determinada proteína. Se ha descubierto que no hay una sola proteína sino toda una variedad, llamadas proteínas Cry, algunas de ellas sólo son específicas para lepidópteros, mosquitos, dípteros, coleópteros y en algunos casos incluso para algunos nemátodos, arañas y ácaros. Por ejemplo, la proteína Cry 1 AC tiene una actividad muy específica para el gusano del tabaco pero pierde actividad ante otras larvas. En algunos cristales proteínicos existen 4 o 5 variedades con distintas proteínas, en tal caso, las 5 pueden ser mortales para el insecto; si existiese resistencia a alguna, las otras 4 lo matarían. 12 TENDENCIAS ACTUALES Y PROPUESTAS La base que vino a modificar el uso de los Bt es que en lugar de esparcir el bioinsecticida, las plantas incorporasen su propio insecticida. Ante ello, algunos científicos predicen el fin de los insecticidas químicos y probablemente el de los bioinsecticidas. Existe la hipótesis de que esto puede ocasionar un problema mayor cuando los insectos empiecen a generar resistencia, además, su modificación puede costar millones de dólares y elevar el costo de comercialización, mientras que la utilización de bioinsecticidas de aplicación puede variarse y adquirirse a bajo costo. Farrera se concentra en encontrar métodos para fabricar bioinsecticidas con calidad y con alta toxicidad y asegura que los bioinsecticidas todavía tienen buena oportunidad, mientras que la corriente principal en biotecnología opina que los bioinsecticidas están extintos y, por lo tanto, no hay razón para seguir trabajando en ellos. El especialista explica que se diseñó una familia de medios de cultivo de Bt, con diferentes propiedades para producir la proteína Cry con regularidad, más concentrada y a menor costo. La propuesta que Farrera apoya se conoce como "manejo integral de plagas" y en ella se utilizan todas las herramientas a la vez pero de manera racional, ya sean insecticidas químicos, bioinsecticidas, métodos naturales y plantas modificadas. INSECTICIDAS QUÍMICOS VS BIOINSECTICIDAS Se calcula que el mercado global de insecticidas químicos alcanza una cifra cercana a los 20,000 millones de dólares anuales. Aun cuando se conocen más de 100 tipos de bacterias que atacan insectos y otros organismos dañinos a los cultivos, sólo 3 de ellas han sido desarrolladas como bioinsecticidas comerciales. En el mundo, sólo el 5 por ciento de los insecticidas son microbianos; pese a que los principales centros de investigación y algunas empresas de biotecnología, 13 han dado prioridad de inversión al sector de bioinsecticidas, no se aprecia ningún incremento de su uso. El énfasis en el cuidado y preservación del ambiente, las severas restricciones en el uso de insecticidas con efectos residuales y la factibilidad de lograr costos sustantivamente inferiores, despliegan posibilidades a los insecticidas microbianos producidos mediante biotecnologías. Hoy en día existen 500 moléculas de insecticidas químicos que han generado fuertes problemas ambientales pues son muy inespecíficos. Debido a la adaptabilidad de los insectos, los mismos productores han constatado que innumerables insecticidas altamente eficaces, han dejado de serlo, a medida que los insectos han desarrollado con el tiempo resistencia a los productos. Ventajas del Bt: • Rendimiento. Aunque cada kilogramo es más caro, se necesitan apenas unos gramos por hectárea frente a 4 kilos de un insecticida químico. • Alta tasa de toxicidad. Se necesita una pequeña cantidad para acabar con plagas. • Especificidad. Solamente mata el organismo blanco. • No produce infecciones. Está demostrado que una larva infectada no perjudica a otros insectos, animales e incluso humanos. • Tiempo limitado de permanencia en el medio ambiente. Después de 3 o 4 semanas de aplicado, ya no se encuentran rastros del bioinsecticida. o Pocos casos de resistencia. Hay pocos casos reportados y sólo en condiciones extraordinarias existen ciertos grados de resistencia. Desventajas del Bt: • Aplicación con dificultad. • No es fácil producirlo. • Poca difusión y aceptación por parte de los productores. 14 • No se ha podido controlar su calidad. En ocasiones funciona y en ocasiones no. • Variabilidad en la resistencia de los insectos. • Localidad. Su uso puede estar limitado a faunas de determinada región. Pasos de destrucción de la larva: 1) La larva se come el cristal. 2) El cristal tiene que disolverse gracias al pH elevado en los insectos. 3) Ya disuelto, la proteína es parcialmente digerida. 4) Cuando se digiere, se adhiere y genera la toxicidad. 5) Eventualmente las células se paralizan y el insecto muere. EL CONTROL MICROBIOLÓGICO DE PLAGAS DE INSECTOS Bacillus thuringiensis Y BACULOVIRUS Uno de los agentes más utilizados en el control microbiológico de plagas es la bacteria Bacillus thuringiensis. Durante la esporulación sintetiza unas proteínas especiales que se agrupan formando un cristal paraesporal que puede llegar a alcanzar, en algunas cepas, el mismo tamaño que la espora. Cuando los insectos ingieren la bacteria esporulada, además de la espora también ingieren el cristal. Éste se disuelve en el intestino liberando sus componentes proteicos (protoxinas) que, normalmente, han de ser activados por proteasas intestinales a su forma final tóxica. La toxina entonces se une a receptores de la membrana epitelial del intestino produciendo poros en las células y finalmente la muerte del insecto. Este envenenamiento facilita a la espora a que germine e invada su huésped. Los otros agentes, baculovirus, son virus que infectan invertebrados, principalmente insectos del orden Lepidoptera. También conocidos como nucleopolihedrovirus, son patógenos obligados que se caracterizan por sus nucleocápsidas en forma de varilla, cada una de ellas conteniendo una molécula única circular de DNA de doble cadena. La nucleocápsida está envuelta en una membrana 15 de lipoproteínas para formar viriones, los cuales son ocluidos por una matriz proteica para formar el cuerpo de oclusión (OB). Cada OB puede contener docenas de viriones. La mayor parte de los baculovirus identificados hasta la fecha han sido aislados de unos pocos centenares de especies de insectos, principalmente Lepidoptera y Hymenoptera fitófagos, muchos de los cuales son plagas importantes de cultivos agrícolas y de bosques. La infección por baculovirus comienza cuando el insecto ingiere el OB. Éste se disuelve en el intestino con la consiguiente liberación de los viriones (también conocidos como virus derivados ocluídos, ODV). Los ODV liberados se fusionan con la membrana de las células epiteliales columnares del intestino del huésped y entran en la célula. Una vez dentro, las nucleocápsidas son transportadas al núcleo donde tiene lugar la transcripción y replicación del genoma vírico. Se produce una nueva forma del virus (virus de gemación, BV) en estas células infectadas. Estas formas se liberarán de las células por gemación expandiendo la infección sistémicamente. En el último estadío de la infección el insecto se desintegra y libera millones de BV y OB al ambiente, con lo que comienza un nuevo ciclo. El atractivo de utilizar estos patógenos en la lucha contra los insectos es, por un lado, su especificidad, con lo que se puede atacar al insecto plaga sin afectar las poblaciones de insectos útiles y, por otro lado, son totalmente inocuas para organismos distintos a los insectos, incluido el hombre. Estas características hacen de los insecticidas basados en B. thuringiensis y baculovirus un recurso muy apreciado desde el punto de vista de la agricultura ecológica. De hecho, son de los pocos insecticidas permitidos en este tipo de agricultura. Otro atractivo que presenta B. thuringiensis es que, debido a que la toxina es una proteína, se pueden manipular los genes en el laboratorio de manera que la proteína mutante posea una eficacia mayor o incluso desarrolle toxicidad para controlar nuevas plagas. Sin embargo, por lo que se conoce más a esta bacteria es por la utilidad que tiene en la ingeniería genética en cuanto a que sus genes se pueden integrar en el genoma de plantas, con lo que éstas 16 producen la proteína insecticida y se convierten en resistentes frente a los insectos que las atacan. La búsqueda de nuevos genes de B. thuringiensis que codifican nuevas proteínas insecticidas permitirá ampliar el espectro de acción de los insecticidas basados en B. thuringiensis. Esto es de gran interés no sólo para combatir plagas que hasta el momento no son controlables mediante este tipo de insecticidas, sino para poseer toxinas que mantendrán su efectividad para controlar poblaciones de insectos cuando éstas empiecen a desarrollar resistencia a toxinas de esta bacteria actualmente en uso. El problema de la resistencia en insectos es un problema muy grave, que puede dejar obsoleto un insecticida en pocos años. Este problema no afecta sólo a los insecticidas químicos, sino que también afecta a los insecticidas microbianos. El conocimiento de los mecanismos por los cuales las toxinas de B. thuringiensis o los baculovirus actúan y por los que un insecto puede convertirse en resistente a ellas puede ayudar a diseñar estrategias para prevenir la aparición de resistencia al máximo. 17 RESULTADOS EN INVESTIGACIONES Y LAS PERSPECTIVAS A FUTURO Los resultados de estas investigaciones son de gran importancia para diseñar estrategias de utilización de insecticidas basados en B. thuringiensis para que las probabilidades de aparición de resistencia se minimicen y, de esta manera, se pueda prolongar la utilización de este insecticida de tan preciadas características. Pero dicho conocimiento es especialmente relevante en el contexto del diseño de plantas transgénicas resistentes a insectos, ya que la correcta elección de los genes (que codifican toxinas) a introducir en una misma planta dependerá de su mecanismo de acción. Una planta que exprese dos toxinas que utilicen el mismo sitio diana para su acción provocará la aparición de resistencia en los insectos plaga mucho más rápidamente que una que exprese dos toxinas con distintos sitios diana. Líneas de investigación y objetivos El objetivo principal de los diferentes estudios, consiste en el control de insectos plaga mediante el uso de insecticidas microbianos basados en la bacteria Bacillus thuringiensis y baculovirus. El grupo trabaja en tres líneas de investigación, cuyos objetivos se resumen a continuación. 1. Resistencia a bioinsecticidas Objetivo general: Estudio del potencial de los insectos para desarrollar resistencia frente a las toxinas de B. thuringiensis, así como de las bases genéticas y bioquímicas de la misma. Es una línea de investigación básica, aunque con proyección aplicada. Fue con esta línea con la que los componentes más antiguos del grupo empezaron a trabajar con B. thuringiensis, a finales de 1989. Uno de los objetivos perseguidos dentro de esta línea es el estudio del mecanismo de acción de las toxinas de B. thuringiensis para, de este modo, poder comprender los mecanismos de resistencia que pueden generar los insectos contra estas toxinas. El conocimiento de la actuación de estas toxinas en una plaga particular también nos permite hacer predicciones sobre la posible aparición de resistencia 18 cruzada a otras toxinas de B. thuringiensis. Otro de los objetivos es la determinación concreta del mecanismo de resistencia presente en razas de insectos resistentes a formulados de B. thuringiensis. La especie con la que más se ha trabajado, y con la que aún está trabajando, es la polilla de las crucíferas, Plutella xylostella, la cual es la única especie por el momento que ha desarrolado resistencia a B. thuringiensis en campo (aunque no a cultivos transgénicos). Sin embargo, nuestro interés abarca cualquier especie que haya desarrollado resistencia a las toxinas de B. thuringiensis. Hemos trabajado con razas resistentes de laboratorio de los lepidópteros Plodia intercpuntella, Trichoplusia ni, Ostrinia nubilalis (taladro del maíz) y Heliothis virescens, y hemos realizado estudios del mecanismo de acción en otros lepidópteros, como Helicoverpa armigera (heliothis), Phthorimaea operculella (polilla de la patata), Mamestra brassicae, Spodoptera exigua y Cacyreus marshalli (taladro del geranio). También hemos trabajado con el díptero Bactrocera oleae (mosca del olivo). DESARROLLO DE NUEVOS BIOINSECTICIDAS Objetivo general: Encontrar cepas y genes de B. thuringiensis con nuevas capacidades insecticidas. Esta es una vertiente aplicada del grupo, puesto que la finalidad última es la de obtener resultados transferibles a la industria. Esta línea de investigación fue iniciada en 1994. Uno de los objetivos es el desarrollo de bioinsecticidas basados en nuevas cepas de B. thuringiensis con alta efectividad frente a insectos plaga. Se pretende utilizar cepas naturales con alta efectividad o mayor espectro de acción, así como cepas híbridas obtenidas mediante transferencia de plásmidos. Actualmente se posee una colección de unos 650 aislados de B. thuringiensis. Otro objetivo es el aislamiento y caracterización de nuevos genes de esta bacteria que codifiquen proteínas con alta acción insecticida. 19 En colaboración con el Departamento de Producción Agraria, se ha descubierto y caracterizado 5 nuevos serovares de B. thuringiensis, cuyas cepas tipo las hemos depositado en el International Entomopathogenic Bacillus Center del Instituto Pasteur de París. Fruto también de dicha colaboración ha sido la solicitud de dos patentes con dos de los aislados por su alta toxicidad contra lepidópteros. Dos formulaciones insecticidas basadas en estos aislados están en trámite para obtrener el registro para su comercialización. Interacción insecto-patógeno (estudios internacionales) Los insectos representan uno de los ejemplos con más éxito de adaptación evolutiva, siendo capaces de colonizar casi todos los nicho ecológicos. Consecuentemente, tuvieron que verse con una variedad extremadamente grande de patógenos, incluidos los baculovirus y B. thuringiensis. La evolución de los insectos y la evolución de sus patógenos han seguido caminos paralelos. Los cambios en el insecto que contribuyeron a reducir el efecto del patógeno han sido respondidos por adaptaciones del patógeno intentando escapar de la defensa del insecto. A fin de vencer, o al menos de minimizar, el efecto patológico, los insectos han desarrollado diferentes mecanismos. Entre los conocidos, algunos de ellos promueven la activación de mecanismos de desintoxicación y de reparación de daño. Otros mecanismos incluyen la síntesis y secreción de péptidos antimicrobianos y de enzimas de degradación, la fagocitosis, melanización, apoptosis celular, o liberación de las células, entre otros (algunos de ellos probablemente todavía desconocidos). La activación de estos mecanismos reduce las posibilidades de que los patógenos extiendan su infección y pueden ser responsables del desarrollo de resistencia por parte del insecto. Mediante la combinación de SSH (Suppressive Subtractive Hybridization) con microarrays de DNA estamos intentando identificar los elementos del insecto implicados en la respuesta a estos patógenos y, como consecuencia, que determinan el mecanismo de respuesta del insecto a los patógenos. La información sobre el mecanismo de defensa del insecto puede ser de mucha utilidad para la identificación de posibles mecanismos de resistencia del insecto a baculovirus o a B. thuringiensis. 20 Además, la información obtenida puede ser usada para optimizar el uso de estos patógenos como agentes de control de plagas. En colaboración con el grupo del Dr. Ruud de Maagd (Plant Research International, Holanda) estamos actualmente analizando la interacción entre S. exigua y B. thuringiensis (o sus toxinas). De similar modo, en colaboración con el Dr. Karl Gordon (CSIRO Entomology, Australia) estamos analizando la respuesta de H. armigera a su baculovirus (HaSNPV) y también a las toxinas de B. thuringiensis. FUENTES DE FINANCIACIÓN Y PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN En términos de morbilidad y mortalidad el dengue es la enfermedad viral más importante transmitida por mosquitos, en especial el Aedes aegypti. Durante la década del 80, la magnitud del problema aumentó considerablemente y de acuerdo a estimaciones existentes cerca de 80 millones de personas se ven afectadas anualmente. Aunque el dengue es fundamentalmente una enfermedad tropical, se ha diseminado también por áreas de clima subtropical. El presente recrudecimiento de la enfermedad en América es debido a un mayor número de criaderos de mosquitos y en algunos casos al desarrollo de resistencia de los insectos a los productos insecticidas comerciales en uso. Estudio de casos - Aedes aegypti Para el dengue no hay vacuna disponible, por lo que la única forma de disminuir la incidencia de esta enfermedad emergente es el control del Aedes aegypti. El único camino para reducir la densidad poblacional de mosquitos por debajo del riesgo de un brote epidémico es combatir los criaderos. A comienzos de 1998 hubo un explosivo brote epidémico en América del Sur, que afectó el 66% de la población (serología positiva). Durante 1999, en algunas poblaciones de la provincia de Misiones, Argentina, hubo un fuerte aumento de la población de Aedes aegypti, y al mismo tiempo Brasil y Paraguay sufrieron un brote 21 de dengue. Con programas de control integrados, la chance de aparición de una epidemia se reduce drásticamente. Durante las últimas décadas, el tratamiento focal utilizado para el control de larvas de Aedes aegypti en campañas nacionales se basó en el control químico. El insecticida más utilizado fue el Temefos (O,O,O',O' - tetrametil, O'-tiodi - p-fenilen difosforotioato), insecticida órgano fosforado con alta toxicidad hacia larvas de mosquitos y baja toxicidad hacia mamíferos, baja solubilidad en agua y con disponibilidad de formulaciones de liberación lenta muy fáciles de usar, de muy bajo costo y largo efecto residual. El uso de Temefos en salud pública está siendo restringido hoy en día debido a la aparición de resistencia en distintos países de Latinoamérica. El desarrollo de herramientas biológicas alternativas a los insecticidas químicos sintéticos como el Temefos, es un área en desarrollo en el mundo y hay día a día una demanda creciente de compuestos más seguros. De los agentes biológicos descubiertos, pocos han logrado penetrar en el mercado de control de plagas. El insecticida bacteriano Bacillus thuringiensis comúnmente llamado B.t. fue introducido en el mercado a fines de la década de 1950 y su uso aumentó un 20% anualmente teniendo en cuenta los distintos productos que fueron apareciendo para diferentes aplicaciones. En 1977 la toxina y esporas de una nueva subespecie llamada israeliensis (Bti) H-14 se convirtió en una alternativa muy promisoria ya que es específica para controlar dípteros con muy bajo impacto ambiental [4] y de gran utilidad frente a la aparición de resistencia hacia el larvicida Temefos. El Bti como una suspensión líquida ha sido exitosamente utilizado en las campañas nacionales de control de Aedes aegypti, pero la falta de acción residual es un inconveniente para su aplicación. En el presente trabajo, nuestro laboratorio realizó una evaluación de la residualidad de un formulado sólido comercial de liberación lenta del bioinsecticida Bti (H-14), a los fines de establecer sus posibilidades para programas de control a gran escala con menor número de aplicaciones. 22 ANALISIS CRÍTICO DEL GRUPO INVESTIGADOR IUTEP Pensamos que cualquier microorganismo a utilizarse, ya sea como biofertilizante, bioplaguicida o bioremediador, antes que nada debe ser sometido a bioensayos de posibles afecciones a otro tipo de especies como crustáceos, peces, ganado porcino, bovino, etc. En el caso de los bioplaguicidas (microrganismos) usados para el control de insectos como Beauveria, Bacilus thurigiensis u otro, tienen la habilidad de degradar la quitina del exoesqueleto de los insectos por medio de la acción de una enzima llamada quitinasa. Ahora bien, los crustáceos, como es el caso de: langostas, camarón (de agua dulce o salada), también pertenecen a la familia de los artrópodos al igual que los los insectos, y cierto tipo de características morfólogicas y fisiológicas son parecidas, de tal manera que el uso de este tipo de microorganismos podría afectar su cultivo tornando el remedio peor que la enfermedad. No podemos solucionar un problema y crear otro. Los microorganismos deben ser entendidos como beneficiosos cuando son de utilidad para todas las especies en general como el caso de Saccharomyces (levaduras), ciertas ácido-lácticas, algunos bacilos, fotosintéticas, etc. Por otra parte, no solamente tienen que beneficiar a ciertos cultivos y posiblemente perjudicar a otros. Los microorganismos manejados por manos inexpertas pueden asemejarse a darle una pistola de verdad a un niño. Tal es el el caso de ciertos preparados microbianos para ser utilizados como descomponedores de materia orgánica formulados con Pseudomonas fluorecens, P. stutzeri y P. aeruginosa, que si bien son efectivos en degradar la M.O., sin embargo, en un bioensayo realizado en granjas de cultivo de camarón, también afectaron a esta especie y a trabajadores que los manejaban, más concretamente, el agente causal fue P. auruginosa. Creo que antes de recomendar ciertos microorganismos para ser utilizados en una actividad, deben considerarse otros aspectos como: 23 ¿Podrían también estos bio-insecticidas ser patógenos a otras especies que están siendo criadas en ese área, como es el caso de las abejas o abejorros (útiles para la polinización o Apicultura)? ¿Afectarían a otras especies que no sean insectos? ¿Afectaría al consumidor? Etc Deseamos aclarar que se viene trabajando con microorganismos bioremediadores, probióticos y bio-moléculas en en el cultivo de especies acuícolas (camarón) desde 1991, ahora sí, con excelentes resultados. Que se me entienda, no estoy contra el uso de ellos, es más, somos unos fervientes defensores de los micros beneficiosos (son maravillosos), porque sinceramente que una población microbiana bien manejada y equilibrada es de mucha utilidad en los cultivos, pero es imperativo antes que nada, profundizar en su estudio de una manera más amplia y general. Si no fuera por la flora intestinal beneficiosa que poseemos los seres humanos o, como es el caso de los animales en su sistema digestivo (estómago e intestinos), posiblemente muchos no estaríamos con vida. Se ha probado exitosamente el uso de ácido bacterias para el destete de porcinos, probióticos para la salud humana y animal, bioremediadores excelentes pero inocuos, para el mejoramiento del medioambiente, entre otros. 24 CONCLUSIONES Somos de la idea de que antes de considerar ciertos factores extrínsicos, como el uso de cualquier microorganismo para el control de una peste, deberíamos primero tener en cuenta los intrínsecos, como es el área nutricional de los vegetales que estén siendo cultivados...0 Éstos cuando están perfectamente nutridos, son capaces de producir sus propias defensas como las fito-alexinas, o modificar la constitución bioquímica de su corteza para producir sabores amargos e indeseables y hacerlos poco atractivos hacia las plagas (insectos), como es el caso del cedro. Vuelvo y repito, no estoy en contra de su uso, pero debemos ética y responsablemente considerar, antes que nada, características básicas del cultivo como son la nutricional... o aliviar los factores de stres a los que a veces sometemos a las especies que estamos cultivando. Los productos sintéticos destinados a controlar plagas y enfermedades en los vegetales han tenido un rol muy marcado en el incremento de la producción agrícola. Sin embargo el uso continuo e indiscriminado de estas sustancias, no sólo ha causado enfermedades (Waterhouse, 1996) y muertes por envenenamiento a corto y largo plazo, sino también ha afectado al medio ambiente, acumulándose por bioconcentración en los distintos eslabones de la cadena alimenticia, en el suelo y en el agua. Son responsables además de la resistencia (Bourguet, 2000) a insecticidas por parte de los insectos, sin por ello restar importancia a la destrucción de parásitos, predadores naturales y polinizadores, entre los otros tantos integrantes del ecosistema (Freemark, 1995), que han visto alterado su ciclo de vida a causa de estos productos. El hombre depende del consumo directo de las plantas tanto vegetales, cultivos, cereales como de la obtención de sus productos. Anualmente, una tercera parte de la producción de alimentos se ve destruida por pestes de cultivos y productos almacenados.(Ahmed, 1984), por lo cual se hace imprescindible el estudio de nuevas vías de control de plagas. Las plantas, en conjunto, producen mas de 100.000 sustancias de bajo peso molecular conocidas también como metabolitos secundarios. 25 (Silva, 2002). Figura 4: Estructura molecular de la Rianodina La azadirachtina es un tetraterpenoide característico de la familia Meliaceae pero especialmente del árbol Neem (Azadirachta indica), originario de la india. Este compuesto se encuentra en la corteza, hojas y frutos de este árbol pero la mayor concentración se ubica en la semilla. En el extracto se han identificado alrededor de 18 compuestos entre los que destacan salanina, meliantrol y azadiractina que es el que se encuentra en mayor concentración. Muestra acción antialimentaria, reguladora del crecimiento, inhibidora de la oviposición y esterilizante. Hoy en día ya se pueden encontrar formulaciones comerciales de Neem con nombres como Neem Gold, Neemazal, Econeem, Neemark, Neemcure y Azatin entre otros, en países como Estados Unidos, India, Alemania y varios países de América Latina (Silva, 2002) 4 Figura 5: Estructura de la Azadiractina En el caso de Melia azedarach (Fam. Meliacea), también llamada “Paraíso” crece abundantemente en Argentina, sus frutos maduros y sus hojas amarillas son usados como insecticida y antialimentario sobre diferentes tipos de plagas. El potente efecto insecticida del extracto de Paraíso podría ser equivalente al del extracto de Neem. Estudios realizados a partir de distintas concentraciones de extracto de Paraíso 26 demuestran que este inhibe la alimentación y afecta negativamente el desarrollo y supervivencia de distintas especies plaga de insectos que atacan diversos cultivos agronómicos (Valladares, 1997). Distintas concentraciones de extracto de paraíso (2, 5 y 10 %) provocan un efecto antialimentario en larvas de Xanthogaleruca luteola (Coleoptera) llamada también vaquita del Olmo, de casi un 87 % y en los adultos desde un 75 % llegando a un 100 % de inhibición bajo la concentración mas alta (Valladares, 1997). El compuesto activo aislado es un limonoide llamado meliartenin. La actividad antialimentaria de este compuesto muestra que a dosis que van desde 5.5 a 27. 6 Lg/cm2 provocan una actividad inhibitoria de mas de un 75% y la mas moderada desde un 50 a un 75% para la mayoría de las especies tratadas y estos resultados comparable al limonoide comercial azadirachtina, siendo este el mayor compuesto antialimentario conocido. (Carpinella, 2002; Carpinella, 2003). El modo de acción de estos compuestos extraídos de distintas especies de Meliaceas puede darse a partir de una combinación entre un efecto antialimentario y una toxicidad post-digestiva (Céspedes, 2000). Los resultados que se obtienen en las respectivas investigaciones realizadas en laboratorio tanto para A. indica como para M. azedarach se llevan a cabo a través de técnicas de 27 bioensayos guiados con plagas de insectos de interés como piojos, plagas de cultivos agronómicos importantes como orugas defoliadoras, cortadoras y barrenadoras, vaquitas de los zapallos, vaquitas del olmo, mosca de los frutos y mosquita blanca, langostas, grillo topo, y funciona como buen repelente contra mosquitos. Ambas plantas han sido reconocidas por sus propiedades insecticidas y antialmentaria. (Heiden, 1991). O CH3 AcO OH HO OH O CH3 H H CH3 O HO O Figura 6: Estructura molecular de Meliartenin La sebadilla es un compuesto derivado de las semillas de una planta de origen sudamericano conocido como Schoenocaulon officinale (Fam. Liliaceae).Las semillas de esta planta han demostrado tener cantidades importantes de alcaloides que le confieren 28 las propiedades tóxicas. El polvo de estas semillas es uno de los insecticidas vegetales de menor toxicidad para mamíferos pero no así si se aíslan sus alcaloides que pueden llegar a ser altamente tóxicos además de irritantes para la piel. (Silva, 2002). El poliglodial es un sesquiterpeno producido por Polygonum hydropiper ( Fam. Polygonaceae) es usado como un potente inhibidor de la alimentación en afidos. (Duke, 1990). De las Rutales, se han aislado numerosos limonoides (naturales y modificados) de plantas pertenecientes a este orden para estudiar los efectos antialimentarios que provocan sobre especies de insectos plaga pertenecientes a Lepidopteros. (Suresh, G., 2002) El ajenjo dulce es el nombre común de Artemisia annua (Fam. Asteraceae). El aceite esencial producido en las partes aéreas de esta planta es usado contra el ataque de 5 insectos plagas de productos almacenados. (Rao, 1999; Tripathi, 2000, 2001). Se conoce el efecto provocado por el aceite sobre el desarrollo y reproducción en chinches. (Rao, 1998). Recientemente, se esta investigando la actividad insecticida y antialimentaria de distintas concentraciones del extracto orgánico de las partes aéreas de A. annua sobre dos plagas agronómicas importantes, con resultados muy favorables. Por otra parte se 29 esta estudiando también el efecto causado sobre las mismas plagas por parte de uno de los principales compuestos activos de esta planta, llamado artemisina, conocido y usado mayormente como antimalárico. (Kleyman, 1984). Se ha observado mediante pruebas en laboratorio que este compuesto produce efecto antialimentario sobre insectos plaga, como Epilachna. Paenulata (Coleoptera) y Spodoptera eridania (Lepidoptera) causando también un porcentaje importante de mortalidad y cambios en el desarrollo larval. Con concentraciones de extracto que van desde 0.15 a 1.5 mg/cm2, generando una posibilidad para el uso de este extracto en el control de plagas debido a que provocan entre un 80 a 100% de actividad antialimentaria para ambas especies. Los efectos del compuesto activo afectan el desarrollo y la supervivencia de estas plagas a una concentración de 0.03 mg/cm2 siendo esta dosis equivalente a la concentración mas alta del extracto, dando resultados de actividad antialimentaria de entre un 80 a un 90% para ambas especies tratadas. Se observó también que este principio activo provoca un efecto neurotóxico ya que el comportamiento de los insectos tratados con el mismo comienzan a realizar movimientos descoordinados, temblores y colapso lo que nos indica que aun continuaran las investigaciones. Figura 7: Estructura molecular de Artemisina. 30 ALCALOIDES INSECTICIDAS En hortalizas tan comunes en nuestro medio agronómico como, la papa, el tomate y la berenjena pertenecientes a la Familia Solanaceae, producen alcaloides conocidos como chaconina, solanina, tomatina, atropina y escopolamina, poseen un efecto insecticida poderoso en la mayoría de los insectos, aunque algunas especies han aprendido a tolerar las toxinas. (Menjivar, 2001) INSECTICIDAS NATURALES DE USO POPULAR La búsqueda de métodos para la protección natural de cultivos sigue vigente a pesar de que el mercado ofrece una variedad de productos muy amplia. La naturaleza nos proporciona medios para la protección de cultivos que merecen nuestra atención. Estos se originan en la riqueza intrínseca de las especies y que surgen de su lucha por la supervivencia. La protección natural de cultivos reduce el riesgo de la resistencia en los insectos, tiene menos consecuencias letales para los enemigos naturales, reduce la aparición de plagas secundarias, es menos nocivo para el hombre, y no ocasiona daños en el medio ambiente (Stoll, 1989). Como alternativa, los productos naturales provenientes de una gran variedad de plantas, actúan inhibiendo, repeliendo, disuadiendo o eliminando insectos plagas de distinto tipo 31 (rastreros, voladores, chupadores, defoliadores, etc.) como así también estimulando procesos vitales de los cultivos para fortalecerlos y así protegerse de los ataques de las distintas pestes. Algunas de estas plantas han sido estudiadas científicamente y otras siguen vigentes por leyenda popular (Sánchez, 2002; Stoll, 1989). O O CH3 O H H3C H CH3 O O 6 La siguiente lista ofrece una variedad de especies utilizadas desde hace mucho tiempo por distintas culturas y los conocimientos que se tienen de las propiedades de estas plantas se difunden de boca en boca. • Equinácea (Equinácea angustifolia): las raíces de esta planta contienen un componente tóxico para las larvas del mosquito Aedes, la mosca doméstica y es un disruptor del crecimiento y desarrollo de los insecto s de la harina. • Hisopo (Hisopus officinalis). Al igual que otras plantas aromáticas, el hisopo actúa eficazmente ahuyentando, orugas, pulgones y caracoles. • Lavanda (Lavandula officinalis). Sus flores ahuyentan la polilla del armario y es una planta melífera y que atrae insectos beneficiosos como la crisopa. 32 • Poleo (Mentha pulegium). Las hojas trituradas y secas son uno de los remedios más efectivos que existen contra las garrapatas de los animales domésticos. Se aplica espolvoreando la piel del animal y las zonas donde descansa, también es efectivo lavar al animal con una infusión bien concentrada de la planta. Ahuyenta también a las hormigas. • Albahaca (Ocimun basilicum). Principios activos: linalol, estregol, leneol. Se asocia al cultivo de tomates para repeler a la mosca blanca Es insecticida ya que controla polillas, áfidos, moscas, etc. También Acaricida. • Artemisa (Artemisia vulgar, Ambrosia cumanensis) Principio activo: Cíñelo. Esta planta es tóxica para los animales por lo que no se le debe sembrar sobre pastizales, pero sí al borde de los lotes de cultivo para impedir o restringir el paso de insectos rastreros. • Salvia (Salvia officinalis). Planta melífera.. Principios activos: boreol, cineol, tuyona. Rechaza la mosca blanca en diferentes cultivos y pulgas y otros insectos voladores. • Falsa acacia (Robinia seudoacacia).Arbol de flores tremendamente melíferas. Las hojas machacadas , mezcladas con azúcar atraen y matan a las moscas. • Romero (Rosmarinus officinalis).Planta melífera y que atrae insectos beneficiosos. Las hojas tritutaras se usan como repelente de pulgas y garrapatas. • Tagetes (Tagetes patula). Planta tóxica para las larvas de diferentes mosquitos. Sus secreciones radiculares son una barrera eficaz contra los nemátodos, por lo que se cultivan en proximidad plantas susceptibles como tomates, patatas, perejil. • Toronjil (Melissa officinalis). Principio activo: linalol. Repele pulgas, polillas y 33 áfidos. • Ortiga (Urtica sp. ). Principios activos: serotonina, histamina, filosterina. Acelera la descomposición de la materia orgánica para la formación del compost con le cual se estimula el crecimiento de las plantas y controla orugas y pulgones. • Mezcla de maíz y fríjol con ají (Capsicum frutescens; Fam. Solanaceae) son usados desde los tiempos aborígenes y sirven actualmente para repeler distintas plagas de insectos. • Ruda (Ruta graveolens, Fam. Rutaceae) Principios activos: Rutina, inulina. Su fuerte olor atrae moscas y polillas negras disminuyendo daños sobre los cultivos cercanos. • Ajo (Allium cepa;Alliaceae) Se aisló al agente activo básico del ajo, la alliina, que cuando es liberada interactúa con una enzima llamada allinasa y de esta forma se genera la allicina, la sustancia que contiene el olor característico y penetrante del ajo. Es usado contra piojos. Otro principio activo: disulfuro de alipropilo: Controla larvas de plagas de diferentes cultivos. Como lechuga. zanahoria, apio y fresas. • Frijol (Canavalia ensiformis). Principio activo: canavalina. Controla la hormigas y actúa como funguicida. • Citronella (Cymbopogon nardus, Fam. Gramíneas) esta especie se produce a partir de dos variedades: var. lana batu, la cual suministra un aceite 7 relativamente pobre en geraniol (55-65 %); y otra conocida con el nombre de var. maha pangiri, de mejor calidad por su alto contenido en geraniol, de hasta el 90 %. Los principales compuestos son el citronelal y el geraniol, l-limoneno, canfeno, dipenteno, citronelol, borneol, nerol, metileugenol, los cuales son 34 utilizados en la preparación de insecticidas a base de aceites esenciales, o como aromatizante de algunos insecticidas. • Menta (Mentha spicata). Principios activos: mentol, felandreno, menteno, Se le utiliza para controlar hormigas. • Ajenjo (Artemisia absinthium).Principio activo: cineol, tuyona, etc. El té de hojas de esta planta controla babosas en los cultivos, y pulgas en los animales. Albahaca (Ocimum basilicum) Principio activo: linalol, estregol, leneol, etc. Repelente, insecticida, acaricida controla polillas, áfidos, moscas. • Artemisa (Artemisia vulgar, Ambrosia cumanensis) Principio activo: Cineol: Esta planta es tóxica para los animales por lo que no se le debe sembrar sobre pastizales, pero sí al borde de los lotes de cultivo para impedir o restringir el paso de insectos rastreros. • Calendula (Caléndula otticinalis). Principio activo: caléndulina: Comúnmente se le denomina botón de oro de madera y se caracteriza por ser excelente para controlar nemátodos y moscas blancas si se la siembra intercalada con yerbabuena. • Frijol (Canavalia ensiformis).Principio activo: canavalina. Controla hormigas. • Muña o Peperina (Minthostachys mollis).Principios activos: Mentol, mentola, Tiene propiedades repelentes de insectos cuando la papa está en almacenamiento. Dentro de las plagas que repele, se encuentran el gusano blanco de la papa, el gusano cortador (Copitarsia curbata), el gorgojo de la papa (Premmnotrvpes suni ) y el gusano alambre (Ladius sp). Los sahumerios con muña también controlan polillas. Durante el cultivo, se suele colocar plantas frescas de muña para prevenir el ataque de insectos o espolvorear cenizas de la planta en los campos atacados por pulgones. • Yerbabuena (Mentha piperita). Principio activo: mentol, cíñelo. Es una planta 35 excelente para el control de insectos chupadores como piojos, pulgones, áfidos en frutales. • Quassia (Quassia amara). Principio activo concentrado en la madera, hojas y raíces. Es insecticida, actuando por contacto o ingestión. Se usa contra insectos chupadores, minadores, barrenadores, áfidos y algunos coleopteros. CONCLUSIONES Los insecticidas naturales también representan riesgos y beneficios, los cuales es necesario considerar, así como sus formas de uso. Numerosos químicos se producen naturalmente y funcionan en algún grado como insecticidas. Están presentes en la mayoría de los organismos vivos, desde las algas azul-verdes, hongos y las angiospermas. Los compuestos son tan variados como las plantas de las cuales han sido aislados y el rango de su efecto protector va desde repelencia, disuasión de la alimentación y oviposición hasta toxicidad aguda e interferencia con el crecimiento y el desarrollo de los insectos. Los insecticidas vegetales presentan la gran ventaja de ser compatibles con otras opciones de bajo riesgo aceptables en el control de insectos, tales como feromonas, aceites, jabones, hongos entomopatógenos, depredadores y parasitoides, entre otros, lo que aumenta enormemente sus posibilidades de integración a un programas de Manejo Integrado de Plagas. 36 La actividad biológica de un compuesto natural está en función de su estructura y en la dosis usada para tales fines. 8 BIBLIOGRAFIA -Bourguet D., Genissel A., Raymond M., J. Econ. Entomol. 2000, 93, 1588- 1595. -Carpinella, M. C., Ferrayoli, C., Valladares, G., Defago, M. and Palacios, S. M. Potent Limonoid Insect Antifeedant from Melia azedarch. Biosci. Biotechnol. Biochem. 2002, 66, 1731-1736. -Carpinella, M. C.;Defago, M. T.; Valladares, G. And Palacios S. M. Antifeedant and insecticide properties of a Limonoid from Melia azedarach (Meliaceae) with potential use for pest management. J. Agric. 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[email protected] [email protected] Laboratorio de Química Fina y Productos Naturales 39 Agencia Cordoba Ciencia-Unidad CEPROCOR ** La importancia de los pesticidas sintéticos orgánicos continuará creciendo acompañando al aumento de la población mundial y en tanto la proporción de tierra cultivable se mantenga relativamente constante. Los pesticidas permiten salvar el 10 por ciento de los cultivos pero todavía un 37 por ciento se pierden anualmente debido a la acción de las plagas. Se pueden tomar a los insecticidas como modelo para ilustrar la necesidad y posibilidades futuras de agroquímicos más eficaces y seguros para el hombre y su medio. Los insecticidas más importantes en ventas constituyen el 88 por ciento del total y actúan a nivel de sólo cuatro blancos moleculares (targets) nerviosos: Acetilcolinesterasa (AChE) el 62 por ciento; Canales de Sodio- dependientes de voltaje el 18 por ciento; Canales de Cloruro-dependientes de GABA (ácido gama aminobutírico) el 6 por ciento y Receptor Nicotínico para la acetilcolina el 2 por ciento. La utilidad de los tres "targets" primeros, será gradualmente comprometida debido a problemas de resistencia de insectos, en tanto que el receptor nicotínico para acetilcolina se espera que crezca significativamente. Los compuestos que actúan sobre targets No-Nerviosos se convertirán progresivamente en mucho más importantes. Dentro de éstos se incluyen a los desacoplantes de la fosforilación oxidativa, a los inhibidores de la NADH/Ubiquinona óxido-reductasa y a los inhibidores de la ATP-asa, a los reguladores del crecimiento (juvenoides, ecdisona) y a los pesticidas microbianos que actúan en varios nuevos targets. Con un panorama de 300 insecticidas comerciales disponibles en la actualidad y la prospectiva de introducción de no más de 2 ó 3 nuevos compuestos por año en promedio, sería esencial que se hiciera un uso lo más efectivo posible de los insecticidas corrientes. Los compuestos químicos más nuevos son en general más complejos y más costosos comparados con los anteriores, pero se los usa en general a dosis mucho menores resultando una relación costo/efectividad que resulta favorable a la economía minimizando además el impacto ambiental. Los nuevos compuestos son en general activos en contra de las cepas resistentes, integrales además a los programas de M.I.P. 40 (manejo integrado de plagas) y suelen poseer una mínima toxicidad en los mamíferos (AU) ** Manejo de resistencia de insectos Las delta-endotoxinas producidas por Bacillus thuringiensis (Bt) actúan uniéndose selectivamente a los receptores específicos localizados en las microvellosidades del epitelio del intestino medio de especies de insectos susceptibles. Luego de la unión, se forman poros que permiten que el contenido del lumen se filtre hacia el fluido corpóreo, causando finalmente la muerte. No existen receptores para estas toxinas en la superficie de las células intestinales de los mamíferos, por lo tanto el ganado y los humanos no son susceptibles a su acción. La actividad de las toxinas Bt ha sido explotada en la agricultura y silvicultura por más de 30 años a través del uso de formulaciones microbianas en sprays. Más recientemente, un número de especies vegetales (maíz, algodón, papa y tomate) han sido modificadas por ingeniería genética para que expresen la toxina Bt en el tejido foliar, para poder controlar un rango de insectos plaga incluyendo al barrenador europeo del maíz, la oruga capullera del algodón y el escarabajo de la papa del Colorado. Cuando se expresan en plantas, las toxinas Bt son mucho más persistentes y efectivas, incluso contra insectos que se alimentan en sitios difíciles o imposibles de acceder con los sprays. Aproximadamente 11,6 millones de hectáreas han sido sembradas con cultivos Bt en el mundo en el año 2000 (James, 2000). A pesar del éxito comercial de los cultivos Bt, existe una preocupación generalizada acerca de la duración de sus beneficios, ya que la expresión constitutiva de las toxinas 41 Bt en plantas llevará en algún momento a la selección y multiplicación de los escasos insectos resistentes a la toxina Bt. El potencial desarrollo de resistencia a Bt en los insectos, como consecuencia de las plantaciones comerciales de cultivos Bt, es también una preocupación para los productores agropecuarios y hortícolas que confían en el uso de formulaciones microbianas de Bt en sprays, para las cuales ya se han documentado casos de adaptación por parte de las plagas (Tabashnik, 1994). Si bien se suele citar como evidencia de la capacidad genética de los artrópodos de evolucionar a cepas resistentes la observación de que más de 400 especies de insectos han desarrollado resistencia hacia al menos un insecticida (Georghiou, 1986), también es igualmente importante notar que, hasta la fecha, no hay informes del surgimiento de insectos resistentes a Bt como consecuencia directa de la introducción de plantas Bt en la agricultura comercial. Los insecticidas microbianos Bt tienen un envidiable historial de uso y es por esta razón que las autoridades regulatorias de EE.UU. y Canadá consideran que las toxinas Bt en sprays microbianos y en plantas transgénicas están “en el bien público” y por lo tanto son merecedoras de una protección regulatoria extra (EPA, 1999; CFIA, 1999). Dicha protección es provista a través del requerimiento de implementación obligatoria de planes de manejo de resistencia de insectos (MRI) diseñados para mitigar el desarrollo de poblaciones de insectos plaga resistentes a Bt. Planes de manejo de resistencia de insectos En Canadá y EE.UU. la industria agrícola ha adoptado lo que se conoce como “estrategia de alta dosis/refugio” como manera de retardar el surgimiento de resistencia a Bt. Esta estrategia implica exponer una porción de la población de la plaga a plantas Bt con una concentración extremadamente alta de la toxina [25 veces la cantidad necesaria para eliminar el 99% de los insectos susceptibles (Gould et al., 1994)], mientras se mantiene otra parte de la población en un refugio donde las plagas 42 no encuentran ninguna proteína Bt (Fig. 1). Esta estrategia tiene cuatro supuestos esenciales: 1. Los genes de resistencia deben ser prácticamente recesivos. En otras palabras, los individuos con una sola copia del gen de resistencia (es decir, heterocigotas RS) tienen muy baja supervivencia en los cultivos Bt, similar a la de un individuo completamente susceptible (es decir, homocigota SS). Estadísticamente, las tasas de supervivencia RS en plantas Bt debe ser menor al 5% de la supervivencia esperada para individuos verdaderamente resistentes (es decir, homocigotas RR) para que la estrategia tenga éxito. 2. Los genes que confieren resistencia son poco frecuentes. Los estudios con Heliothis virescens (Gould et al., 1997) y Ostrinia nubilalis (Andow et al., 1998, 2000) avalan este supuesto, mientras que otros cuestionan su aplicación uniforme (Tabashnik et al. 2000). 3. El refugio de plantas no transgénicas mantendrá un número suficiente de individuos susceptibles (SS) para sobrepasar en número a los individuos resistentes (RR) durante el apareamiento de modo que la progenie sea heterocigota RS, manteniendo así una población que es casi exclusivamente RS o SS. 4. La proximidad de los refugios a los cultivos Bt es suficiente para asegurar el apareamiento prácticamente aleatorio dentro de las distancias típicas de dispersión de los adultos. 43 Alta Dosis Un panel de consultores científicos de la EPA (EPA, 1998) concluyó que para que un cultivo Bt sea considerado de alta dosis, se debería demostrar, por al menos dos de los siguientes métodos, que contiene 25 veces la cantidad de toxina Bt necesaria para eliminar el 99% de los insectos susceptibles: 1. Bioensayos de diluciones seriadas con dieta artificial que contenga tejidos liofilizados de plantas Bt (usando tejidos de plantas no-Bt como controles), 2. Bioensayos con líneas de plantas con niveles de expresión de aproximadamente 25 veces menor que el cultivar comercial (determinado por ELISA cuantitativo o alguna técnica más confiable); 3. Relevar grandes números de plantas comerciales en terrenos centinelas a campo (por ejemplo: método del maíz dulce centinela) para atestiguar que el cultivar esté en una DL99,9, o superior, para asegurar que el 95% de los heterocigotas sean probablemente eliminados. Con este enfoque, los híbridos de maíz dulce Bt son usados para atraer altas densidades de adultos del barrenador europeo del maíz y del gusano capullero del algodón [Helicoverpa zea (Boddie)], el muestreo se puede 44 limitar a las espigas de maíz dulce en el terreno Bt (un bloque de aprox. ¼-½ acres), y se puede estimar una frecuencia de fenotipos resistentes como la proporción entre densidad de larvas/plantas en maíz Bt dulce y densidad de larvas/plantas en una plantación adyacente de maíz dulce no Bt (Andow & Hutchison, 1998). 4. Similar al punto anterior, pero usando infestación controlada con una cepa de laboratorio de la plaga que tenga un valor de DL50 similar al de la cepa de campo. 5. Determinar si se podría encontrar un estadio larval posterior de la plaga blanco con una DL50 que fuera alrededor de 25 veces mayor a la de la larva neonata. De ser así, podría ensayarse ese estadio sobre las plantas del cultivo para determinar si el 95% o más de las larvas del estadio posterior son eliminadas. Es muy importante que un cultivar Bt cumpla los requerimientos de alta dosis ya que plantas con dosis moderadas o bajas podrían acelerar la selección de poblaciones de insectos resistentes a Bt (Fig. 2). Un cultivar de dosis moderada es el que expresa una concentración de toxina que se encuentra por debajo de la dosis alta para un insecto dado, pero inicialmente permite un control económicamente aceptable como herramienta única para el control de la plaga (EPA 1998). Un cultivar de baja dosis es el que produce una concentración de toxina tal que reduce la capacidad de la plaga pero no resulta, por sí sólo, una herramienta económicamente aceptable para el control de la plaga (EPA 1998). 45 Uso efectivo de los refugios Los refugios están compuestos por plantas no Bt del cultivo que se usan para mantener insectos susceptibles a Bt en la población. El gran número de homocigotas SS que sobreviva en el refugio estará disponible para aparearse con cualquier insecto RR poco frecuente que sobreviva sobre las plantas Bt. La progenie de la cruza SS x RR será heterocigota RS y por lo tanto será susceptible a la toxina Bt presente en las plantas. Gran parte del debate actual en torno al MRI se focaliza en el tamaño necesario del refugio y el grado en el cual se pueden implementar medidas de control de insectos dentro del refugio con el fin de minimizar las consecuencias económicas de la depredación de insectos. Estos factores son variables y dependen del cultivo, la producción y prácticas de rotación regionales, y las fenologías de los insectos plaga primarios y secundarios. Por ejemplo, en EE.UU. el algodón Bt ha sido utilizado eficientemente tanto con un 20% de refugio de algodón no Bt que puede ser rociado con un insecticida foliar no Bt, como con un refugio del 4% sin control de insectos. Algunos han recomendado que si se les permite a los productores rociar con 46 insecticidas, entonces los refugios deberían ser tan grandes como el 50% con el fin de mantener una población suficiente de insectos susceptibles. Si bien se han propuesto varias estrategias de uso eficiente para retrasar el surgimiento de resistencia, y la mayoría de ellas han sido examinadas por medio de modelos informáticos, existen pocos datos empíricos que demuestren la eficacia de la estrategia alta dosis/refugio. Un estudio reciente realizado por Shelton et al. (2000) ha intentado responder un número de preguntas relacionadas a la ubicación del refugio, su tamaño, y el impacto del control de insectos dentro del mismo. Las pruebas involucraron ensayos a campo de pequeña escala a lo largo de dos años usando plantas de brócoli transgénicas que expresan la toxina Bt Cry1A, y poblaciones de la polilla de las crucíferas (“diamondback moth“, Plutella xylostella) con resistencia a esta toxina. La polilla de las crucíferas es el único insecto que ha desarrollado resistencia a las formulaciones en spray de Bacillus thuringiensis a campo, y por cruzamiento con individuos resistentes con una cepa susceptible de laboratorio, los autores pudieron generar poblaciones con la frecuencia deseada de resistencia. A pesar de las circunstancias únicas de cada combinación de especie de cultivo e insecto plaga y los riesgos inherentes a las generalizaciones basadas en extrapolaciones deducidas de sistemas de modelos únicos, los hallazgos de Shelton et al. (2000), como se resumen a continuación, tienen importantes consecuencias para los esquemas de manejo de resistencia de plagas: 1. Basándose en el número de larvas sobre plantas refugio, un refugio separado de 20% fue más efectivo para conservar larvas susceptibles que un refugio intercalado del 20%. Los refugios intercalados tenían las plantas no Bt asignadas aleatoriamente dentro del terreno. 47 2. El rociado de plantas en el refugio del 20% con una formulación de Bt relacionada (Cry1C, para la cual no hay resistencia cruzada documentada con Cry1A) dio como resultado niveles progresivamente superiores de resistencia (aproximadamente 10%) en el transcurso de la estación de cultivo en comparación con la situación de refugio sin rociar con insecticida de ese tipo. En las autorizaciones de cultivares de maíz y papa Bt en EE.UU. y Canadá, se han incluido condiciones similares, en lo que respecta al tamaño del refugio de un 20% y al requisito de mantener la funcionalidad del refugio como una reserva de insectos susceptibles viables. La diferencia relevante entre el manejo del refugio para maíz Bt y papa Bt es que la aplicación de los sprays insecticidas ha sido siempre necesaria para controlar las infestaciones producidas por el escarabajo de la papa del Colorado, mientras que, en términos generales, no se han utilizado métodos de control similares para el manejo del barrenador europeo del maíz. Principios para el mejor manejo de cultivos Bt Los siguientes son principios para la mejor conducción de planes de MRI de cultivos Bt (EPA, 1999) y se encuentran reflejados en las iniciativas conjuntas de los sectores del gobierno y la industria de EE.UU. y Canadá para el maíz Bt: 1. Es necesario un plan específico de MRI para asegurar el manejo de la resistencia a largo plazo. Elementos incluidos en el plan de MRI son: alta dosis, refugio estructurado, información ecológica y biológica de la plaga susceptible, impacto sobre especies secundarias, impacto sobre plagas que afectan múltiples cultivos Bt, potencial de resistencia cruzada, mecanismos de resistencia, monitoreo/vigilancia, y acción de remediación. 2. Para asegurar un manejo de resistencia a largo plazo es necesaria una estrategia de alta dosis/refugio estructurado. 3. La educación, adopción y cumplimiento del productor agropecuario son esenciales para la implementación y el éxito a largo plazo de la estrategia de manejo de resistencia. 48 4. Para potenciar los objetivos del manejo de plagas, los cultivos Bt se usarán como parte de un programa de manejo integrado de plagas. 5. El monitoreo y la vigilancia de la actuación anual coordinada son necesarios para detectar o hacer un seguimiento del desarrollo de resistencia. 6. Es necesaria la acción de remediación coordinada e inmediata para los incidentes de resistencia confirmados o sospechados. 7. Las estrategias de MRI deberán ser adaptadas para abordar las inquietudes del manejo de resistencia propias de cada región. 8. Para los objetivos del manejo sustentable de plagas, es esencial el uso eficiente de las tácticas de un plan de MRI con sus diferentes modos de acción, incluyendo pesticidas convencionales, toxinas Bt expresadas en cultivos con distintos modos de acción, métodos de control biológico, y otros métodos de control. 9. Se deberá realizar una investigación continua en el manejo de resistencia para evaluar su efectividad, y modificar, de ser necesario, las estrategias de MRI para los cultivos Bt Manejo de resistencia de insectos de maíz Bt en Estados Unidos Los siguientes son los elementos del plan de MRI del sector industrial desarrollados para el maíz Bt cultivado en EE.UU. (NCGA 1999). Para la mayor parte del área de maíz (> 90%) donde es muy poco probable el uso de insecticidas, el plan es consistente y avalado por las recomendaciones de otros grupos, incluyendo el Comité Regional de Investigación sobre la Ecología y el Manejo del Barrenador Europeo del Maíz del Departamento de Agricultura de Estados Unidos (USDA Regional Research Committee on the Ecology and Management of European Corn Borer) (NC-205 1997, 1998), el Subpanel del Panel Científico Asesor de la EPA (EPA Scientific Advisory Panel Subpanel, 1998), y el panel de expertos del Instituto para las Ciencias de la Vida (International Life Sciences Institute) y del Instituto de Ciencias Ambientales (ILSI 1999). En las áreas donde los productores son más proclives a 49 utilizar insecticidas en el refugio (< 10% de la superficie de maíz), el plan de MRI fue influenciado por la necesidad de asegurar la practicidad para el productor y la adopción por el productor de los requisitos del plan: 1. Se impondrán mínimos requisitos de refugio en todas las regiones maiceras de los Estados Unidos. Se les solicitará a los productores agropecuarios que planten un mínimo de 20% de maíz no Bt en los estados que conforman la región núcleo (“cinturón”) maicera y la porción norte de la región maicera/algodonera5. En la porción sur de la región maicera/algodonera6 se solicitará un refugio mínimo de 50% de maíz no Bt. 2. Aunque esencialmente la región maicera/algodonera completa se sometió al requisito de 50% refugio en la campaña de 1999, los modelos de simulación predicen que un refugio del 20% en la región maicera/algodonera norte es más que suficiente para proveer eficacia a largo plazo contra los barrenadores del maíz (estos modelos asumen tres generaciones de barrenadores/año). Los modelos de simulación también predicen que un refugio del 20% mantiene la susceptibilidad de las poblaciones del gusano cogollero del maíz (Helicoverpa zea) en la región maicera/algodonera norte debido a una menor supervivencia de invernantes, menos generaciones/año, menor adopción de algodón Bt, y una mayor proporción de maíz a algodón en comparación con la porción sur de la región maicera/algodonera. <LI 3. Hay regiones limitadas del cinturón maicero donde históricamente se han usado insecticidas convencionales para controlar el barrenador europeo y el barrenador de maíz del sudoeste (Diatraea grandiosella Dyar) (las infestaciones del gusano cogollero del maíz no han justificado históricamente el tratamiento del maíz a campo). Los productores tendrán la opción de aplicar tratamientos de insecticidas convencionales en los refugios de maíz no Bt, no obstante, se los instruirá específicamente para que lo hagan sólo si el nivel de presión de la plaga alcanza o excede los umbrales económicos. Además, a los productores de estas áreas limitadas que deseen reservarse la opción de tratar sus refugios con insecticidas convencionales se les solicitará que planten el refugio dentro de un cuarto de milla de sus 50 plantaciones de maíz Bt. A los productores se los instruirá específicamente para que no usen pesticidas microbianos basados en Bt en el refugio. 4. Excepto por lo expuesto en el punto anterior, se fomentará que los productores planten sus extensiones de maíz no Bt dentro del rango de distancia de un cuarto de milla de la extensión cultivada con maíz Bt, donde ello resulte factible, y se les exigirá que planten el refugio dentro de una distancia de media milla con respecto a su plantación de maíz Bt. Los productores necesitan este grado de flexibilidad en la ubicación del refugio de modo que puedan maximizar su eficiencia durante el corto período de tiempo que se planta el maíz en la mayoría de las regiones del cinturón maicero. 5. Los productores que compren híbridos de maíz Bt firmarán un acuerdo (Stewardship Agreement) por el cual se comprometerán a cumplir los requisitos de MRI. A cada comprador de maíz Bt se le entregará una copia de la “Guía de Productores de Maíz Bt” que contiene un conjunto uniforme de recomendaciones y requisitos del MRI. 6. La clave del éxito de un plan de esta naturaleza es un fuerte programa de educación al productor. Los productores deben entender claramente la importancia del MRI para preservar la eficacia a largo plazo de esta tecnología, y que su participación en este programa de administración es vital para su éxito. Cada una de las compañías semilleras participantes de este plan se compromete a continuar con sus exhaustivos programas continuos de educación. El plan de la industria será comunicado por medio de las compañías semilleras, además de ser reforzado a través de esfuerzos de comunicación y educación de la Asociación Nacional de Productores de Maíz (National Corn Growers Association), la Asociación Americana de Protectores de Cultivos (American Crop Protection Association), las asociaciones maiceras estatales y locales, los servicios de extensión rural de las universidades, el Departamento de Agricultura de Estados Unidos (USDA), la Agencia de Protección Ambiental de EE.UU. (EPA), y otros. Los esfuerzos mancomunados de estos diferentes grupos comunicando un Plan de MRI uniforme enviarán un fuerte mensaje 51 a la comunidad de productores agropecuarios sobre la importancia de su implementación. 7. Las inscripciones actuales de maíz Bt requieren el monitoreo de poblaciones de insectos (por ej.: el barrenador del maíz, el gusano cogollero) para medir los cambios en la susceptibilidad hacia la proteína insecticida (por ej.: Cry1Ab, Cry1Ac) expresada en los híbridos de maíz. Muchas compañías semilleras han estado trabajando en forma cooperativa en este esfuerzo. Bajo este plan de MRI propuesto, las poblaciones del barrenador europeo y del gusano cogollero seguirán siendo monitoreadas en forma similar anualmente. Hasta tanto no se disponga de métodos validados para el monitoreo del barrenador del sudoeste, el monitoreo de las poblaciones de este insecto se iniciará según lo que se considere más apropiado. 8. Anualmente se realizarán relevamientos para evaluar el grado de adopción del plan de MRI por parte de los productores. Si el grado de adopción dentro de una región se encuentra por debajo de las expectativas, las industrias participantes en este plan, conjuntamente con otras partes involucradas (gubernamentales o individuales), intensificarán los esfuerzos en educación del productor en dichas áreas. A los productores que ignoren repetidamente los requisitos del plan se les restringirá el futuro acceso a esta tecnología. 9. Se instruirá a los clientes (productores y distribuidores de semillas) para que se contacten con el agente registrado o el distribuidor autorizado si ocurren incidentes de niveles inesperados de daño por el insecto blanco durante el uso de producto Bt del agente registrado. Los agentes registrados (o sus distribuidores autorizados) investigarán e identificarán la causa de dicho daño por medio de un muestreo local a campo de los tejidos vegetales o plantas de los híbridos de maíz que expresan la proteína insecticida Bt y por el muestreo de las poblaciones de plagas locales, seguido por ensayos apropiados in vitro y en planta. Luego de confirmar por inmunoensayos que las plantas contienen la proteína Cry1A apropiada, se realizarán bioensayos para determinar si la población de insectos colectada muestra un fenotipo resistente. En caso de que se disponga y se encuentre validado para la especie plaga blanco, se 52 empleará un ensayo de concentración discriminante para definir un caso de resistencia confirmado. Para otras plagas blanco, en tanto no se establezca y valide un ensayo de concentración discriminante, los agentes registrados utilizarán lo siguiente para definir un caso confirmado de resistencia de insecto: La progenie de la población muestreada será considerada resistente si muestra AMBAS de las siguientes características en bioensayos iniciados con neonatos: 1. Una DL50 en un bioensayo dietario estándar (incorporando la proteína Cry1A apropiada) que exceda el límite superior del intervalo de confianza del 95% de la DL50 media histórica para poblaciones susceptibles, acorde a lo establecido por el programa base de monitoreo continuo. 2. Supervivencia > 30% y > 25% del área foliar dañada en un bioensayo de cinco días usando el tejido foliar Cry1A positivo apropiado en condiciones controladas de laboratorio. Basándose en la investigación y experiencia continua, esta definición práctica de resistencia confirmada puede justificar ajustes adicionales. En el caso de que los agentes registrados encuentren apropiado modificar el criterio especificado en la definición práctica, obtendrán la aprobación de la Agencia para establecer una definición más adecuada. 10. Los agentes registrados informarán a la Agencia todos los casos confirmados de resistencia de plagas, acorde a lo descrito anteriormente, y dentro del plazo de 30 días. En cuanto se identifique un caso confirmado de resistencia, los agentes registrados tomarán las siguientes medidas de mitigación inmediatas: 1. Notificar a los clientes y a los agentes extensionistas en el área afectada, 2. Recomendar a los clientes y a los agentes extensionistas del área afectada que usen medidas de control alternativas para reducir o controlar la población de plaga local, y 53 3. donde sea apropiado, recomendar a los clientes y a los agentes extensionistas en el área afectada que el rastrojo de los cultivos sea incorporado al suelo prontamente luego de la cosecha para minimizar la posibilidad de insectos invernantes. Dentro de los 90 días del caso confirmado de resistencia de plagas, como se lo describió anteriormente, los agentes registrados procederán a: 4. Notificar a la Agencia acerca de las medidas mitigativas inmediatas implementadas, 5. Presentar a la Agencia un plan de acción de manejo de resistencia a largo plazo para el área afectada, 6. Trabajar estrechamente con la Agencia para asegurar que se implemente un plan de acción de manejo de resistencia a largo plazo para el área afectada, y 7. Implementar un plan de acción que sea aprobado por la EPA y que consista de algunos o todos de los siguientes elementos, según la justificación: 1. Notificar a los clientes y a los extensionistas en el área afectada sobre la resistencia de la plaga, 2. Incrementar el monitoreo en el área afectada, y asegurarse de que anualmente se obtengan muestras de las poblaciones de las plagas blanco locales, 3. Recomendar medidas alternativas para reducir o controlar las poblaciones de plagas blanco en el área afectada, 4. Implementar medidas de MRI locales intensificadas en el área afectada basándose en los últimos resultados de investigaciones. La implementación de dichas medidas será coordinada por la Agencia con otros agentes registrados, y 5. Si todos los elementos arriba mencionados no resultaran efectivos para mitigar la resistencia, los agentes registrados cesarán voluntariamente la venta de todos los híbridos de maíz Bt sujetos al Plan de MRI en el departamento donde se haya experimentado la pérdida de eficacia y en los departamentos linderos hasta que se implemente un plan de manejo local efectivo aprobado por la EPA. 54 Durante el período de suspensión voluntaria, los agentes registrados podrán vender y distribuir en esos departamentos únicamente después de haber obtenido aprobación de la EPA para estudiar la resistencia en dichas regiones. La implementación de tal estrategia será coordinada por la Agencia conjuntamente con los otros agentes registrados y partes involucradas. Si la EPA acepta que se ha implementado un plan local efectivo de manejo de resistencia, el cual logra mitigar la resistencia, entonces los agentes registrados podrán reasumir las ventas en la/s región/es afectada/s. 11. Los agentes registrados participantes del Plan de MRI de la Industria para el maíz Bt se reunirán con la Agencia anualmente para discutir los resultados de los relevamientos de adopción por parte de los productores, de los programas de monitoreo de insectos, y de otros temas pertinentes del plan. Conclusión Es imprescindible que los planes de MRI se basen en la mejor ciencia disponible (ello puede incluir modelos de simulación), refleje la producción y prácticas de rotación regionales, y tenga en cuenta las fenologías de los insectos plaga primarios y secundarios tal como ocurren en cada zona. Resulta de igual importancia que los planes de MRI sean claros, flexibles, prácticos y económicamente factibles; y si no lo son, los planes de MRI simplemente serán ignorados por los productores y se perderán los beneficios directos e indirectos de la tecnología. Referencias 1. Canadian Food Inspection Agency (CFIA). (1999). Insect Resistance Management of bt Corn in Canada. Ottawa, Canada. 2. Cohen, M.B., Gould, F. & Bentur, J.S. (2000). Bt rice: practical steps to sustainable use. International Rice Research Notes 25(2), 4-10. 55 3. Environmental Protection Agency (EPA) (1998). FIFRA Scientific Advisory Panel, Subpanel on Bacillus thuringiensis (Bt) Plant-Pesticides and Resistance Management, Feb. 9 - 10, 1998 (OPP Docket No. 00231). 4. Environmental Protection Agency (EPA) (1999). EPA and USDA Position Paper on Insect Resistance Management inbtCrops. Washington D.C. 5. Georghiou, G.P. (1986). The magnitude of the resistance problem. Pp. 14-39 in Pesticide Resistance: Strategies and Tactics for Management. National Research Council. Washington, D.C.: National Academy Press. 6. Gould, F., Follett, P., Nault, B. and Kennedy, G. (1994). Resistance management strategies for transgenic potato plants. In Advances in Potato Pest Biology and Management. Zehnder, G.W., Powelson, M.L., and Raman, R.K. (eds.). APS Press, St. Paul, MN. pp 255-277. 7. Gould, F., Anderson, A., Jones, A., Summerford, D., Heckel, D.G., Lopez, J., Micinski, S., Leonard, R. & Laster, M. (1997). Initial frequency of alleles for resistance to Bacillus thuringiensis toxins in field populations of Heliothus virescens. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94, 3519-3523. 8. International Life Sciences Institute (ILSI) Health and Environmental Sciences Institute (1999). An evaluation of insect resistance management inbtfield corn: A science-based framework for risk assessment and risk management. Report of an expert panel. ILSI Press, Wash. DC. 9. James, C. (2000). Global review of commercialized transgenic crops: 2000 (Preview). International Service for the Acquisition of Agri-Biotech Applications. 10. National Corn Growers Association (NCGA) (1999). Insect Resistance Management Plan: Planting Refuges, Preserving Technology. 11. Shelton, A.M., Tang, J.D., Roush, R.T., Metz, T.D. & Earle, E.D. (2000). Field tests on managing resistance to Bt-engineered plants. Nature Biotechnology 18, 339-342. 12. Tabashnik, B.E. (1994). Evolution of resistance to Bacillus thuringiensis. Annu. Rev. Entomol. 39, 47-79. 56 ** Pesticidas Orgánicos y Biopesticidas Printer Friendly Version PESTICIDAS ORGÁNICOS Posiblemente prefieras el utilizar pesticidas “naturales” u “orgánicos” para controlar plagas. Los pesticidas orgánicos son aquellos que vienen de fuentes naturales. Estas fuentes naturales usualmente son plantas, como en el caso de piretrum (piretrinas) rototenonas o riania (insecticidas botánicos), o minerales como el ácido bórico, criolita o tierra diatomácea. La mayoría de los pesticidas orgánicos son insecticidas. Aun que el producto sea considerado orgánico este es todavía un plaguicida. Es importante el ser cuidadoso cuando se utiliza un pesticida. Solo porque un producto se dice que es orgánico o un pesticida natural no significa que no es tóxico. Algunos pesticidas orgánicos son tan tóxicos o mas tóxicos que muchos de los pesticidas sintéticos. Los pesticidas orgánicos tienen sitios de acción específicos como los pesticidas sintéticos. Para determinar la toxicidad relativa de algún pesticida a los humanos, cheque la palabra clave que está en la etiqueta. Los productos menos tóxicos llevan la palabra clave que dice PRECAUCIÓN en la etiqueta. Los productos con la palabra clave ADVERTENCIA son más tóxicos. Los productos con la palabra clave PELIGRO en su etiqueta son muy tóxicos. Estas palabras de advertencia no indican su efecto tóxico al medio ambiente. 57 Mientras que los pesticidas orgánicos pueden ser relativamente no tóxicos o muy poco a la gente, estos pueden ser muy tóxicos a otros animales. Por ejemplo el pesticida orgánico riania es muy tóxico a los peces. De igual manera algunos pesticidas orgánicos son tóxicos a los insectos, como las abejas, si estos son combinados con otros materiales como los piretrinas y rotenonas. Todos los pesticidas, de acuerda a la ley, solo se pueden usar de acuerdo EXACTAMENTE a las indicaciones de la etiqueta. Asegúrese de leer la etiqueta de CUALQUIER pesticida y seguir estas exactamente como se menciona. Asegúrese de utilizar los pesticidas donde y como dice la etiqueta. BIOPESTICIDAS Los biopesticidas son un grupo de pesticidas que pueden reducir el riesgo del uso de pesticidas. Los biopesticidas en general: Tienen un espectro de acción muy limitado y un modo de acción especifico; Actúan lentamente; Tienen tiempos críticos de aplicación; Suprime, no elimina la población de la plaga; Tienen una persistencia limitada en el campo y tienen una vida de almacén limitada; Son mas seguros a los humanos y al medio ambiente que los pesticidas convencionales; No presenta problemas de residuo. Los dos tipos de biopesticidas son ya sea de origen bioquímico o microbiano. Los pesticidas bioquímicos pueden tener una estructura similar o, una función similar, a los pesticidas químicos que ocurren en la naturaleza y tienen modos de acción que son no-tóxicos. 58 Las feromonas de insectos, por ejemplo, son químicos que ocurren en la naturaleza y son usados por los insectos para encontrar a los insectos del sexo opuesto. Las feromonas sintéticas o echas por el hombre son utilizadas para romper el apareamiento al crear confusión en la búsqueda de los insectos del sexo opuesto, o son utilizados para atraer insectos masculinos a unas trampas. Las feromonas también se usan para detectar o monitorear las poblaciones de insectos o en algunos casos controlarlos. Los insecticidas microbianos son otra forma de biopesticidas. Vienen de bacterias, hongos, alga, virus o protozoarios naturalmente o genéticamente alterados. Estos suprimen a las plagas por: Producir una toxina especifica a la plaga Causando una enfermedad en la plaga; Previniendo el establecimiento de los microorganismos mediante competición; o Otros modos de acción. Un ejemplo de un pesticida microbiano es Bacillus thuringiensis, o "Bt. " Bacillus thuringiensis ocurre naturalmente en el suelo y es tóxico a las larvas de varios especies de insectos pero no es tóxico a otros organismos que no son blanco. El Bacillus thuringiensis se puede aplicar al follaje de la planta o incorporado al material genético de los cultivos. Bacillus thuringiensis, es tóxico a los gusanos de las palomillas y algunas mariposas. Algunas cepas de Bt han sido creadas y ahora pueden controlar larvas de moscas. Estos también se pueden utilizar para controlar mosquitos y moscas negras. -------------------------------------------------------------------------------- 59 Esta información ha sido revisada y adaptada para su uso en Carolina del Sur por Robert G. Bellinger, Coordinador de Pesticidas en Extensión, Universidad de Clemson. Traducida al Español por Alfredo Martinez, Patólogo de Plantas en Extensión, Universidad de Georgia. -------------------------------------------------------------------------------- Esta información se suministra, dando por entendido que no intenta ser discriminatoria y que no es patrocinada por la Cooperativa de Extensión de Servicios de la Universidad de Clemson. Los nombres de pesticidas comunes y los de marca conocida, se dan a modo de conveniencia y no representan un patrocinio, una garantía del producto, ni una sugerencia de que otros productos similares no sean efectivos. Toda recomendación sobre el uso de pesticidas está dirigida a Carolina del Sur, sólo y donde sea legal al tiempo de su publicación, pero el estado de registro y los patrones de uso están sujetos a cambios por agencias reguladoras estatales y federales. Siga las indicaciones, precauciones y restricciones que se enumeran. (Nuevo 3/99. Traducida al Español 11/06. ) ** Reflexiones y recomendaciones sobre el uso de organismos manipulados genéticamente. Indice: Introducción Potenciales impactos Cuadro: Comportamiento en el campo de algunos cultivos transgénicos recientemente liberados Recomendaciones 60 Introducción. La ingeniería genética es una aplicación de la biotecnología que involucra la manipulación de ADN y el traslado de genes entre especies para incentivar la manifestación de rasgos genéticos deseados (OTA 1992). Aunque hay muchas aplicaciones de la ingeniería genética en la agricultura, el enfoque actual de la biotecnología esta en el desarrollo de cultivos tolerantes a herbicidas, así como en cultivos resistentes a plagas y enfermedades. También se esta trabajando con ganado vacuno para incrementar la producción de leche o carne. Siempre que los productos de la biotecnología sigan estrechamente el paradigma de los plaguicidas, los productos modificados genéticamente reforzaran el espiral de los plaguicidas en los agroecosistemas, legitimando así las preocupaciones que tantos científicos han expresado con respecto a los posibles riesgos medioambientales de organismos genéticamente modificados. Los impactos potenciales de la biotecnología se evalúan aquí dentro del contexto de metas agroecológicas que apuntan hacia una actividad agropecuaria socialmente más justa, económicamente viable y ecológicamente apropiada (Altleri 1996). La mayoría de las innovaciones en biotecnología están orientadas por la búsqueda de ganancias en lugar de la búsqueda de una respuesta a las necesidades humanas, por consiguiente el énfasis de la industria de la ingeniería genética realmente no es resolver los problemas agropecuarios, sino el incremento de la rentabilidad. Esta aseveración es apoyada por el hecho que por lo menos 27 corporaciones han comenzado investigaciones sobre plantas tolerantes a los herbicidas, incluyendo a las ocho más grandes compañías de plaguicidas del mundo, 61 Bayer, Ciba-Geigy, ICI, Rhone-Poulenc, Dow/Elanco, Monsanto, Hoescht y Dupont, y virtualmente todas las compañías de semillas, muchas de las cuales han sido adquiridas por compañías químicas (Gresshoft 1996). Potenciales impactos. El uso de organismos manipulados genéticamente en la actividad agropecuaria está muy de moda, por tanto se considera oportuno explicar los siguientes potenciales impactos: 1- Se desconoce el efecto que puede producir el polen y la miel de plantas transgénicas en la apicultura y la medicina natural. No hace mucho las pruebas de campo realizadas con un virus al que se le había transferido material genético procedente de un escorpión causaron gran alarma en Inglaterra: el experimento no había tenido en cuenta que casualmente la zona era el hábitat de varias especies protegidas de mariposas nocturnas, sensibles al insecticida biológico. También investigadores franceses han descubierto que algunas variedades de la colza transgénica pueden perjudicar a las abejas, el polinizador más efectivo de los cultivos de los agricultores, destruyendo su habilidad natural para reconocer el olor de las flores en el campo. 2- Ya se dieron problemas con una hormona transgénica (rBST) inyectable en las vacas para aumentar la producción de leche. Esta hormona produce en las vacas mastitis, lo que da lugar a niveles más altos de antibióticos y carcinógenicos (IGF–1) en la leche. También se reportan problemas por la presencia de leche contaminada con una hormona de crecimiento bovina (rBGH). Además de la incidencia de lesiones en pezuñas y patas, dificultades reproductivas, metabólicas e infecciones urinarias y de ubres. Los estudios científicos más preocupantes son los que relacionan el rBGH con el cáncer en humanos. 62 3- Se prevé que la utilización de plantas transgénicas tolerantes a herbicidas en la agricultura, podría conllevar por un lado a incrementar el uso de dichos herbicidas en mayores dosis y mayores concentraciones y por otro lado a un desarrollo más rápido de la resistencia de las “malezas” a esos herbicidas. Con esto los productores y/o vendedores de herbicidas estarían garantizando sus productos, pero en detrimento de la Agricultura. 4- En cuando al desarrollo y uso de plantas transgénicas con resistencia a insectos y enfermedades, se proveen como efectos, cambios estructurales en ecosistemas naturales; la afectación de especies de fauna nativa, y efectos nocivos sobre la salud humana. En razón de que “las plantas procedentes de ingeniería genética tendrán ventajas respecto a las plantas autóctonas (nativas), elevando las probabilidades de que las nuevas plantas invadan los ecosistemas que las rodean y se conviertan ellas mismas en plagas. Las toxinas podrían ser también dañinas para insectos benéficos y aves. Si el cultivo está destinado al consumo humano o animal, también podría este verse afectado por el consumo” (Greenpeace, 1994). También la resistencia permanente que proporcionan las plantas transgénicas, podrían ocasionar resistencia de las plagas a los químicos más rápido de lo conocido actualmente. Si las plagas continuamente están en contacto con el insecticida o Bacilus thuringiensis (Bt) introducido a la planta, la resistencia al insecticida se daría mucho más rápido que hoy en día. En lugar de usar cada vez menos insecticidas se usaría cada vez más, creando resistencia contra Bacilus thuringiensis la industria química pondría en peligro la agricultura. 5- Se tiene conocimiento que en El Salvador, ya se está trabajando con cultivos de este tipo, como por ejemplo en el Centro Nacional de Tecnología Agropecuaria y Forestal (CENTA), se está experimentando con semilla de algodón transgénica. Sin tener en cuenta que el cultivo del algodonero es de polinización abierta (es decir se cruza libremente en el ambiente), se corre el riesgo de que las plantas transgénicas actúen como un conductos para que los genes “extraños” se transfieran a otras poblaciones de plantas silvestres, dando como resultado una contaminación genética. Algo peligroso es que debido a que los productos Bacillus 63 thuringiensis son “relativamente no tóxicos” comparados con los insecticidas químicos, agricultores y consumidores pudieran no darse cuenta de la necesidad de controlar su uso. El cultivo de papa, tomate, tabaco, algodón y maíz modificados genéticamente (incorporado un gen de Bacilus thuringiensis) producen su propio plaguicida para eliminar insectos. Más sin embargo hace poco se encontró en Escocia la primera especie de insecto benéfica con pruebas de daño ocasionadas por plantas transgénicas. Los científicos del Instituto Escocés de Investigación Agraria de Dundee, encontraron que los Coccinellidae hembras que comieron áfidos que se alimentaron de la savia de plantas de papa modificadas genéticamente tuvieron una oviposición (huevos puestos) significativamente menor, así mismo, el tiempo de vida fue la mitad del promedio. Según algunos científicos los alimentos transgénicos acortan la vida de la gente, en tal sentido algunos doctores aseguran que las sustancias estrógenas desarrolladas en cultivos transgénicos como soya (Roundup) causan problemas de infertilidad en hombres y mujeres (también se menciona que las sustancias estrógenas causan cáncer de mama); lo anteriormente mencionado sumado a los efectos nocivos descubiertos en los insectos benéficos (Coccinellidae), sugiere que los cultivos genéticamente alterados podrían tener consecuencias inesperadas en un futuro. Así pueden concebirse algunas preguntas inquietantes como estas: Qué uso se le dará a la semilla de algodón que proporcionen las plantas transgénicas?, será para uso humano (aceites) o animal (para fabricar concentrados)?. Si se trata del cultivo de hortalizas para consumo fresco, la preocupación es mucho mayor. Se han documentado otros problemas como por ejemplo: en 1997 un algodón transgénico diseñado para resistir al herbicida Roundup, dejo caer sus motas en los campos de los granjeros de Mississipi que pagaron para probarlo. En febrero, la compañía comenzó a compensarles por sus pérdidas. Otro tipo de algodón, fue diseñado para mantener controlado al gusano de la bellota mediante la producción de la toxina Bt. Durante un ensayo desarrollado en 1996, las plantas produjeron la 64 toxina, pero no fue suficiente para controlar la plaga de ese año. Algunos granjeros decepcionados no tuvieron más remedio que rociar sus cultivos transgénicos con insecticidas sintéticos. Un científico que trabaja para una empresa de biotecnología con sede en Bangalore, alerta sobre los peligros de una contaminación biológica: “Monsanto dice que la propagación del polen del algodón alcanza tan solo 1.5 metros. Tal vez las condiciones de Estados Unidos en las que llegaron a esa cifra sean diferentes, pero en India el polen puede trasladarse hasta 5 kilómetros y contaminar otras plantas”. Por tanto en nuestro país no podemos afirmar que el algodón transgénico será seguro mientras no se realicen las investigaciones con datos propios de El Salvador. 6- También han habido problemas de salud humana trágicos durante 1989–1990, con un producto suplemento alimenticio (L–Triptofano) producido utilizando la ingeniería genética. Treinta y una muertes ocurridas y más de 5,000 personas afectadas por la enfermedad incapacitante de la sangre llamada Síndrome Eosinofilia Mialgia en los Estados Unidos y Europa. La investigación genética indica que muchas enfermedades tienen su origen en minúsculas imperfecciones del Código genético. En julio de 1998, Greenpeace dio a conocer los resultados de Patrice Courvalin del Instituto Pasteur de París, sobre el maíz Bt–176. Según las investigación de Courvalin, las semillas de dicho cultivo pueden transmitir resistencia a antibióticos a los seres humanos, tanto por su consumo directo como por el consumo de animales que hayan sido alimentados con este maíz transgénico. 7- Los organismos transgénicos poseen alta inestabilidad, porque los genes transferidos pueden migrar, mutar sus características, multiplicarse de manera incontrolada, recombinarse en el genoma o ser transferidos a otros organismos. En tal sentido un organismo declarado “seguro” puede tornarse en corto tiempo peligroso, sin que se detecte su nuevo comportamiento por largo tiempo, como por ejemplo: un cultivo transgénico desarrollado en un país del norte, puede causar problemas serios en otros países, ya que las diferentes condiciones ambientales pueden producir en los genes una cascada de cambios impredecibles que pueden causar problemas en la 65 salud humana, la seguridad alimentaría y/o ambiental. Quien asegura que en El Salvador, las plantas transgénicas no causaran problemas, esta mintiendo inconscientemente, debido a que es imposible predecir que va a pasar con un gen una vez que entra en un nuevo huésped y/o en diferentes condiciones ambientales de áreas geográficas distintas. Cualquier predicción puede resultar frustrada debido al dinamismo de las poblaciones naturales. 8- Con base en las tendencias descritas en la biotecnología podríamos vislumbrar a mediano plazo en los países que las desarrollan una total o casi total “autosubsistencia”. Teniendo en cuenta que son las transnacionales de países del Norte las que están a la cabeza de estos desarrollos, podríamos conjeturar la ruptura de los mercados sur–norte. Pero, también en el contexto actual de la globalización, y teniendo en cuenta la agresividad de los mercados de las transnacionales, se podría preveer el flujo de cultivos transgénicos Norte–Sur y finalmente, las nuevas variedades que surjan reemplazaría cultivos tradicionales, acelerando el proceso de erosión genética y agudizando las críticas condiciones socioeconómicas de los países del sur. 9- La toxina Bt en las plantas transgénicas tiene propiedades diferentes a la toxina Bt en su forma natural. La bacteria Bt contiene una toxina inactiva la cual sólo puede activarse en larvas de insectos específicos del Orden Lepidopera (como por ejemplo: no daña insectos Collembola del Orden Tisanura); situación contraria con el maíz Bt transgénico de Novartis que contiene tres diferentes formas proactivas de la toxina (información aportada junto con la solicitud para comercialización de maíz transgénico a las autoridades competentes de Francia, 1994). Tomando en cuenta que el uso de está tecnología causa mortalidad significativa al insecto Collembola y una reducción importante de la tasa de reproducción de los sobrevivientes, se espera como resultado un empobrecimiento del suelo, ya que dicho insecto transforma la materia vegetal en materia orgánica disponible para las plantas y los microorganismos benéficos del suelo que son de gran importancia en las cadenas alimenticias y en el incremento de la biodiversidad. También el 21 de agosto de 1997 se reportó en Suiza, que larvas de dos de tres especies de crisopa (Orden 66 Neuroptera) considerados insectos benéficos (depredadores de insectos plagas de cultivos), murieron cuando fueron alimentadas con larvas del gusano barrenador europeo, que a su vez se alimentó con maíz transgénico de Novartis. Esto es muy preocupante ya que la toxina puede ser transferida a través de la cadena alimenticia, un efecto que nunca ha sido reportado en la toxina Bt en su forma natural (Greenpeace, septiembre 1999. Revista Biodiversidad sustento y culturas). 10- La reducción de la biodiversidad (componente fundamental de la agricultura biológica), en razón de que las especies transgénicas tendrían más ventajas competitivas: mayor resistencia a herbicidas, mayor resistencia a insectos y enfermedades, mayor adaptación a las condiciones ambientales y por lo tanto mayores posibilidades de volverse dominantes e invadir comunidades naturales de plantas y animales, y de este modo reducir la biodiversidad natural 11- Afectación de los ciclos químicos naturales y por ende las funciones de ecosistemas naturales (base indispensable de la agricultura biológica). Los nuevos rasgos conferidos a los organismos transgénicos, podrían ser adaptados a los organismos de tipo silvestre, pudiéndole alterar su biología, incluidas funciones como las vías en las cuáles los microorganismos o plantas participan en los ciclos químicos naturales. 12- Un riesgo potencial de la utilización de organismos transgénicos en la agricultura, incluye la posibilidad de que algunos nuevos genes podrían pasar a plantas silvestres las cuáles a su vez podrían volverse malezas. Las nuevas malezas podrían tener efectos adversos sobre cultivos locales y/o sobre ecosistemas silvestres. 13- Otro peligro de la liberación de plantas transgénicas es que las modificaciones que se han introducido pueden ser adquiridas por las “malezas” parientes del cultivo transgénico. Por ejemplo, se conoce muy bien que el zacate Johnson es una especie diferente al Sorghum pero se sabe que puede hibridizar con Sorghum y heredar la resistencia a herbicidas poseída por dicho cultivo. 14- Un riesgo más de la ingeniería genética sobre la agricultura tiene que ver con el hecho de que los cultivos transgénicos pueden volverse una amenaza para las plantas silvestres y variedades de cultivos tradicionales que son los mayores 67 recursos de la diversidad fitogenética y base de la agricultura biológica. Esta amenaza podría resultar de la competencia de los cultivos transgénicos con plantas silvestres y variedades de cultivos tradicionales y de la transferencia de los nuevos genes de los cultivos transgénicos a las variedades tradicionales o silvestres, vía transferencia de polen. 15- Un efecto grave es la utilización de un nuevo gen llamado por algunos “terminator” que permitirá que los cultivos que nazcan de las semillas transgénicas tengan la característica de ser estériles. Esto permitiría que los agricultores no les quede más remedio que pagar cualquier precio exigido por la compañía si desean utilizar sus semillas. Peor aún, según algunos escenarios catastrofistas, el material genético de las plantas nacidas de las semillas “terminator” podría diseminarse con el viento o los insectos polinizadores, para luego cruzarse con parientes silvestres y extenderse entre las especies hasta dejar súbita e irreversiblemente esterilizada a la flora nativa emparentada con el cultivo transgénico. (Jeffrey Kluger, 1999). 16- Un riesgo más, es que los compuestos introducidos en los cultivos transgénicos para resistir hongos o insectos y para inhibir plagas pueden, no intencionalmente, producir también la muerte de hongos e insectos benéficos. Igualmente los cultivos transgénicos usados para la manufactura de drogas o aceites industriales y químicos podrían potencialmente causar daños a los animales, insectos y microorganismos del suelo (Third World Network, 1995). 17- Manipulaciones genéticas aparentemente inofensivas pueden provocar un desastre ecológico, como se ha demostrado recientemente en el caso de una bacteria (Klebsiella planticola) diseñada para “digerir” los residuos orgánicos de la agricultura intensiva, transformándoles en metano aprovechable como biocombustible y en un residuo utilizable como abono orgánico. Las pruebas experimentales realizadas por expertos en suelos demostraron que su presencia alteraba el equilibrio hongo/bacteria imprescindible para la asimilación de nutrientes por las plantas. De haberse llegado a comercializar a gran escala, como se pretendía, la propagación de esta bacteria en el medio hubiera tenido consecuencias desastrosas. 68 18- La posible contaminación química de aguas superficiales y subterráneas (recursos fundamentales de la agricultura biológica) por microorganismos o plantas con procesos inusuales o acelerados. 19- Algo muy grave es que algunos rasgos de los organismos transgénicos pueden tomar décadas o muy largo tiempo para manifestarse. Un organismo declarado “seguro” puede tornarse en corto tiempo peligroso, sin que se detecte su nuevo comportamiento por largo tiempo. 20- En general las plantas transgénicas contienen partes de virus, en estado de volverse un virus resistente. Algunos científicos afirman que existe la posibilidad de que en general, el uso de plantas resistentes a virus, en la agricultura pueda conducir a nuevos filtros de virus o a incrementar los riesgos de nuevas enfermedades virales con efectos adversos sobre los cultivos. 21- Precios altos de las semillas transgénicas producen otro riesgo, debido a que los pequeños campesinos o agricultores no podrían comprar esas semillas manipuladas costosas. 22- Plantas resistentes a un cierto herbicida, tiene que ser tratadas exclusivamente con este químico; el agricultor se ve obligado a comprar semillas más herbicida como paquete. Gran ventaja para el industrial es que así deja a la competencia de lado y asegura la venta de su producto químico. 23- El enfoque un gen–una plaga ha sido superada fácilmente por las plagas, las cuales se adaptan continuamente a nuevas situaciones y evolucionan mecanismos de detoxificación (Robinson, 1997 citado por Altieri, 1998), 24- Como los cultivos trangénicos son plantas patentadas, esto significa que los campesinos o agricultores pueden perder los derechos sobre su propio germoplasma regional y no se les permitirá reproducir, intercambiar o almacenar semillas de su cosecha. Por tanto es difícil concebir como se introducirá este tipo de tecnología en los países en vías de desarrollo de modo que favorezca a los agricultores pobres. 25- No es posible predecir que va a pasar con un gen una vez que entra en un nuevo huésped. Cualquier predicción puede resultar frustrada debido al dinamismo 69 de las poblaciones naturales. Cuando un gen entra a un ambiente diferente es capaz de generar procesos impredecibles, pues el mismo gen puede tener diferentes comportamientos en diferentes ambientes celulares. Por ejemplo, hace tres años se reportó que el mismo gen que produce cierto tipo de tumor en las plantas de tabaco por acción bacteriana, es el responsable de producir los nódulos que fijan nitrógeno en las plantas de alfalfa y produce los nódulos de la tuberculosis humana (Bravo, E., 1996). 26- En la medida en que más universidades e institutos públicos de investigación se asocien con las corporaciones, aparecen cuestiones éticas más serias sobre quien es dueño de los resultados de la investigación y que investigaciones se hacen. Las tendencias a guardar el secreto de los investigadores universitarios involucrados en tales asociaciones trae a colación preguntas sobre ética personal y sobre conflictos de intereses. En muchas universidades, la habilidad de un profesor para atraer la inversión privada es a menudo más importante que las calificaciones académicas, eliminando los incentivos para que los científicos sean responsables ante la sociedad. Las áreas como el control biológico y la agroecología, que no atraen el apoyo corporativo, están siendo dejadas de lado y esto no favorece al interés público (Kleinman y Koppenburbg, 1988 citados por Altieri, 1998). 27- Los consumidores, agricultores, familiares y ambientalistas de Brasil ganaron una batalla, cuando la jueza federal Raquel Fernández Perrini dictó una medida cautelar que prohíbe el cultivo de la soya RR (Roundup Ready) de Monsanto, en Brasil. La medida fue solicitada por el Instituto Brasileño de Defensa del Consumidor, recogiendo las preocupaciones de muchos grupos y organizaciones. La jueza afirma en la sentencia que “los alimentos genéticamente modificados son potencialmente ofensivos a la salud del consumidor, razón por la cual exigen una reglamentación específica y un estudio previo de impacto ambiental”. Sin embargo, y sin haberse cumplido ninguna de estas condiciones, pocos días después, la CNTBio (Comisión de Bioseguridad de Brasil) decidió aprobar la liberación de soya transgénica, que tendría efectos una vez transcurridos el tiempo que dispone la medida cautelar. 70 Con esta actitud altamente irresponsable, la CNTBio confirma las acusaciones de que viene siendo objeto por parte de asociaciones de pequeños agricultores que en meses pasados denunciaron que dicha comisión, “Viene actuando en forma aislada, sin ningún proceso de consulta ni esclarecimiento a la población, asumiendo para sí, en forma arrogante e irresponsablemente el derecho a decidir sobre lo que los brasileños comerán y cultivarán en el futuro próximo”. Confirmando esta arrogancia, dicha comisión se opuso al etiquetado que advierta al consumidor que se trata de soya transgénica “aunque acatarán lo que decida la justicia en ese tema”. Cabe preguntarse muchas cosas sobre los dudosos y parciales criterios de esta comisión. Una sola de ellas es: si están tan seguros de que el producto es inocuo, porque se oponen a su etiquetado y no dejan elegir al consumidor?. Se espera que en El Salvador C. A., no ocurra tal situación. Por tanto es muy sano y deseable que se muestre el documento: “Normas para el establecimiento de los requisitos fitosanitarios para la producción, movilización, importación y desarrollo de pruebas de campo de organismos manipulados mediante la biotecnología moderna”. Dicho documento es necesario reestructurarlo desde el título hasta el contenido; no se trata de ser muy estrictos, más bien se desea proteger la salud humana y el medio ambiente. Un enfoque preventivo a la etiquetación de alimentos genéticamente diseñados fue elaborado por el Ph.D John Fagan, preparado también para el encuentro del 15 de mayo en Ottawa, Canadá. 28- Por otro lado, se tiene conocimiento de que varias especies de Lepidoptera han desarrollado resistencia a la toxina de Bt en pruebas de campo y de laboratorio, sugiriendo que los mayores problemas de resistencia se desarrollan en cultivos transgénicos donde la expresión continua de la toxina crea una fuerte presión de selección (Taashnik, 1994). Dado que se ha aislado una diversidad de genes de la toxina Bt, los biotecnologos argumentan que si se desarrolla resistencia pueden usarse formas que es probable que los insectos desarrollen resistencia múltiple o resistencia cruzada, por tanto, tal estrategia también esta condenada al fracaso (Alstad y Andow, 1995). 71 29- Basándose en experiencias pasadas con plaguicidas, otros han propuesto planes de manejo de la resistencia con cultivos transgénicos, tales como el uso de mezclas de semilla y refugios (Tabashnik, 1994). Además de requerir la difícil tarea de una coordinación regional entre agricultores, los refugios han presentado un éxito pobre con los plaguicidas químicos, debido al hecho que las poblaciones de insectos no están restringidas a un agroecosistema cerrado, y los insectos que entran están expuestos a cada vez más bajas dosis de la toxina en la medida que el plaguicida se degrada (Leibee y Capinea, 1995). 30- Las toxinas de Bt pueden incorporarse al suelo a través del material vegetal que se descompone, pudiendo persistir durante 2-3 meses, resistiéndose a la degradación ligándose a las partículas de arcilla mientras mantienen la actividad de la toxina (Palm y otros, 1996). Tales toxinas de Bt que terminan en el suelo y el agua proveniente de los desechos de cultivos transgénicos puede tener impactos negativos en los organismos benéficos del suelo y en los invertebrados acuáticos, así como en el proceso de reciclaje de nutrientes (James, 1997). Todos estos aspectos merecen una investigación más seria. 31- Efectos Río Abajo. Un efecto medioambiental mayor, como resultado del uso masivo de la toxina Bt en algodón u otro cultivo ocupando una inmensa superficie del paisaje agrícola, es que agricultores vecinos con cultivos diferentes al algodón, pero que comparten complejos similares de plagas, puede terminar con poblaciones de insectos resistentes colonizando sus campos. Es posible que plagas de Lepidoptera que desarrollan resistencia al Bt en algodón, se muevan a los campos adyacentes donde los agricultores usan Bt como un insecticida microbiano, dejando así a los agricultores indefensos contra tales plagas, en la medida que ellos pierden su herramienta de control biológico (Gould, 1994). ¿Quien sería responsable por tales pérdidas?. 32- Impactos de los cultivos resistentes a enfermedades. Algunos científicos han intentado diseñar plantas resistentes a infecciones patogénicas incorporando genes para productos virales dentro del genoma de las plantas. Aunque el uso de genes para la resistencia a virus en cultivos tiene beneficios potenciales, hay 72 algunos riesgos. La recombinación entre el ARN del virus y un ARN viral dentro del cultivo trangénico podría producir un nuevo patógeno que lleve a problemas de enfermedad más severos. Algunos investigadores han mostrado que recombinaciones ocurren en plantas transgénicas y que bajo ciertas condiciones se pueden producir una nueva raza viral con un rango alterado de huéspedes (Steinbrecher, 1996). 33- Dada la velocidad con que los productos se mueven del laboratorio a la producción del campo, están los cultivos transgénicos respondiendo a las expectativas de la industria de la biotecnologia?. Según evidencia presentada por la Unión of Concerned Scientists, hay ya signos de que el uso a escala comercial de algunos cultivos transgénicos presenta riesgos ecológicos serios y no responde a las promesas de la industria. 34- Muchas personas han argumentado por la creación de una regulación apropiada para mediar la evaluación y liberación de cultivos transgénicos para contrarrestar riesgos medioambientales y demandan una mayor evaluación y entendimiento de los temas ecológicos asociados con la ingeniería genética. Esto es crucial en la medida que los resultados que emergen acerca del comportamiento medioambiental de los cultivos transgénicos liberados sugieren que en el desarrollo de los “cultivos resistentes”, no sólo deben evaluarse los efectos directos en el insecto o la maleza, sino también los efectos indirectos en la planta (ejemplo, crecimiento, contenido de nutrientes, cambios metabólicos, efectos en la salud humada y animal, efecto sobre la microflora benéfica del suelo, residuos dañinos en los suelos), y en otros organismos presentes en el ecosistema. 35- Un equipo del Swiss Federal Research Station for Agroecology and Agriculture, detectó que en determinadas especies de insectos benéficos de las plagas, como crisopas (Chrysoperla carnea), la mortalidad aumentaba notablemente y su desarrollo se retrasaba cuando se alimentaban del gusano barrenador del maíz criados en plantas Bt (Hilbeck et al, 1998). Este efecto no había sido puesto de manifestó en los experimentos realizados por Novartis, al parecer por haberse realizado con larvas de crisopa alimentadas con huevos de insecto espolvoreados con Bt, sin tener en cuenta que dichas larvas no ingieren los huevos sino que succionan su contenido, no 73 siendo por tanto afectadas por la toxina (Koechlin, 1999). Las conclusiones de este trabajo tienen importantes implicaciones tanto ecológicas como económicas, ya que una reducción de las poblaciones de enemigos naturales del barrenador resultaría en mayores problemas de control de plagas, y en desequilibrios ecológicos difíciles de prever. 36- Investigadores de la Universidad de Cornell han descubierto recientemente que el polen del maíz Bt afecta a las larvas de la mariposa monarca (Danaus plexippus), especie protegida amenazada, ocasionando una notable mortalidad en las larvas alimentadas en el laboratorio con hojas espolvoreadas con polen procedente de maíz Bt (Losey et al, 1999). Si bien una de las conclusiones de este trabajo es la necesidad de ser complementados con estudios de investigación más amplios, los resultados son enormemente preocupantes, y sugieren una temeraria ausencia de información sobre el impacto ambiental real del cultivo transgénico Bt. 37- Una de las razones por las cuales las variedades Bt pueden afectar a especies beneficiosas, y no sólo a los insectos plaga que se pretende combatir, es que en las variedades transgénicas el gen de la toxina Bt es un gen truncado, que corresponde a un fragmento del gen que codifica la proteína insecticida en el Bacilus thuringiensis. Esto se debe a que la toxina Bt natural es un compuesto proteínico muy largo, que no sería soluble en las vegetales (Tappesser, 1997, pag. 4). Como consecuencia, la proteína Bt presente en las variedades transgénicas, relativamente pequeña, puede ser asimilada directamente a través de la membrana estomacal de los insectos de algunas especies, para ser activada, comportándose por tanto de forma mucho más selectiva. Esta diferencia entre las repercusiones en el medio ambiente de una toxina inactiva y la presencia de una toxina activa de forma permanente no parecen haber sido tenidas en cuenta en la evaluación de riesgos. 38- En el caso de compañías multinacionales como Unilever y Nestlé anunciaron públicamente el no incluir productos transgénicos en los alimentos que elaboran. 74 Según evidencias presentadas por la Unión of Concerned Scientists, ya hay signos de que el uso a escala comercial de algunos cultivos transgénicos presentan riesgos ecológicos y no responden a las promesas de la industria (ver cuadro). Cuadro: Comportamiento en el campo de algunos cultivos transgénicos recientemente liberados*. Cultivo Transgénico Liberado Comportamiento Referencia 1. Algodón Bt Transgénico Aspersiones adicionales de insecticidas fueron necesarias dado que el algodón Bt falló en el control de bellotero en 20,000 acres en el este de Texas. The Gene Exchange, 1996; Kaiser, 1996. 2. Algodón insertado con el gene Readgo resistente al Round-up Bellotas deformes y cayéndose en 4 – 5 mil acres en el delta del Mississipi. Lappe y Bayley, 1997 ; Myerson, 1997. 3. Maíz Bt Reducción del 1.7% en el rendimiento y niveles de Cu foliar en una prueba en Beltsville. Hormick, 1997. 4. Variedades de tomate FLAVR – SAVR Presenta bajos rendimientos y exhibe comportamientos no aceptable en la resistencia a enfermedades. Biotech Reporter, 1996 5. Papas Bt Afidos secuestran la toxina de Bt, lo cual afecta negativamente a los depredadores benéficos (Coccinellidae). Birch y otro, 1997 6. Calabazas resistentes a virus Resistencia vertical a dos virus y no a otros transmitidos por áfidos. Rissler, J. (comunicación personal) 7. Raps resistente a herbicidas Polen escapa y fertiliza botánicamente plantas relativas en un radio de 2.5 km. En Escocia. Scottish Crop Research Institute, 1996) 8. Canola (Colza) resistente al Round-up Sacada del mercado por la contaminación con un gene no aprobado por los organismos reguladores. Rance, 1997 9. Varios cultivos tolerantes a herbicidas. Desarrollo de resistencia del ryegrass anual al Round-up. Gill, 1995 75 *Ph.D. Miguel Añltieri. Riesgos ambientales de los cultivos transgénicos: una evaluación agroecológica. Universidad de California, Berkeley. 39- Por otra parte, la simplificación de la acción insecticida de la toxina Bt producida por las plantas transgénicas, en comparación con los mecanismos insecticidas mucho más completos del Bacillus thuringlesis (Tappeser, 1997, pgs. 2- 4), puede favorecer una rápida respuesta evolutiva de los insectos y de la aparición de poblaciones resistentes. 40- Es preciso apuntar, además, que la especie que se pretende controlar con las variedades transgénicas Bt, el barrenador del maíz, es una especie que no existe como plaga en El Salvador C.A., por lo que estudios de plantas Bt para controlar esta plaga es difícilmente justificable en nuestro país. 41- La producción de toxinas en los cultivos Bt es continua (a lo largo de todo el ciclo), y el insecticida se produce en todas las partes de la planta. Diversos trabajos de investigación habían alertado en los últimos años de la posible acumulación de toxinas insecticidas en el entorno, y en particular en los suelos cultivados con plantas Bt, debido a la incorporación al suelo de materia vegetal de dichos cultivos, y a su persistencia en determinados suelos. A diferencia de los preparados insecticidas orgánicos basados en el Bacillus thuringiensis, que se descomponen con los rayos ultravioletas al ser expuestos a la luz, la toxina procedente en estado activo adherida a partículas del suelo durante periodos relativamente prolongados, y resultando letal para las larvas de algunos insectos (Tapp & G. Stotzky, 1995). Esta facilidad de las proteínas insecticidas para adherirse a partículas del suelo, y su persistencia en estado activo durante periodos prolongados, constatada recientemente en trabajos de investigación (Crecchio & Stotzky, 1988), podría constituir un grave riesgo para la comunidad biótica presente en el suelo, pudiendo dar lugar a la evolución de resistencias y a desequilibrios ecológicos importantes que afectarían la fertilidad de los suelos. 42- En las plantas Bt, la posibilidad de evolución de resistencia en los insectos plaga se considera muy probable (ineludible, según algunos autores), dado 76 que esta característica esta siendo introducida en gran número de cultivos (algodón Bt, maíz Bt, papa Bt, etc.), y teniendo en cuenta además que han aparecido poblaciones de insectos en el medio natural con índices de resistencia mucho mayores de los previstos (Gould et al, 1997). Por otra parte, el descubrimiento de resistencias cruzadas al Bt, por las que un gen confiere a los individuos resistentes protección contra cuatro toxinas Bt diferentes (Tabashnik et al., 1997), ha obligado a descartar la posibilidad de utilizar diferentes versiones de la toxina Bt en las plantas transgénicas como estrategia para retrasar la inutilización de este insecticida. 43- El maíz Bt de Novartis es portador de un gen de resistencia a la ampicilina (gen blatem-1) utilizado como marcador para seleccionar las células transformadas en el laboratorio en el proceso de manipulación genética. La diseminación del gen blatem-1, a bacterias patógenas puede tener consecuencias particularmente preocupantes, dado que este gen confiere resistencia a una de las clases de antibióticos más utilizados en terapia humana (penicilina G, ampicilina, amoxycicilina, etc), y que una mutación puntual de este gen (el cambio de un par de bases, un evento genético muy común) ampliaría su campo de actividad, ampliando así la lista de antibióticos inactivados por la enzima codificada por el gen (incluyendo algunos de los antibióticos más recientes, del grupo de los cefalosporines) (Courvalin, 1998; informe Oekoinstitut, 1998). 44- Además, según un informe del director de la Unidad de Agentes Antibacterianos del prestigioso Instituto Pasteur publicado recientemente por La Recherche, la diseminación de resistencia a los anteriores antibióticos en las bacterias patógenas para el hombre varía enormemente de una especie (y de una región geográfica) a otra. El informe subraya además el hecho preocupante de que algunas de las especies bacterianas que tendrían mayores posibilidades de incorporar el gen de resistencia son responsables de algunas de las infecciones que afectan muy frecuentemente al sector de la población (creciente) que padece inmunodeficiencias (pacientes afectados por el SIDA, por leucemia, o sometidos a tratamientos de quimioterapia contra el cáncer). 77 Dado que la presencia de este tipo de marcadores es innecesaria y tiene gravísimos riesgos para la salud, diversas instituciones médicas y gubernamentales (British Medical Association, 1999; Comité Económico y Social de la UE, 1999, Parlamento Europeo, 2000) han solicitado la prohibición de este tipo de plantas transgénicas, argumentado que el riesgo para la salud humana con desarrollo de resistencia a los antibióticos en los microorganismos es una de las mayores amenazas a las que la humanidad deberá enfrentarse en el siglo XXI. Recomendaciones. La complejidad de la situación antes expuesta nos plantea la necesidad de diferentes estrategias y niveles de intervención en tal sentido se mencionan las siguientes recomendaciones: 1- Se hace necesario una estrategia de investigación a nivel local, nacional y regional. Se requiere promover e impulsar: a) Investigaciones bioecológicas, tendientes a identificar y valorar las especies nativas benéficas a nivel de micro y macroorganismos, para asumir el CONTROL BIOLOGICO; b) Recuperación y fortalecimiento de identidad cultural; c) Prácticas para la recuperación y conservación de ecosistemas naturales (se hace necesario crear más áreas de reserva natural); d) Recuperación y conservación de la biodiversidad, a través de una adecuada Estrategia Nacional de Biodiversidad. 2- El Gobierno de la República de El Salvador, C.A., a través del Centro Nacional de Tecnología Agropecuaria y Forestal (CENTA), debe impulsar la creación de CENTROS NACIONALES DE CONTROL BIOLOGICO para la Reproducción y Liberación de Organismos Benéficos. Parte del presupuesto destinado a la agricultura 78 tiene que ser orientado a dicha área, la cual siempre es descuidada por los responsables de tomar las decisiones. 3- Se deben cumplir los convenios firmados, como por ejemplo: el Gobierno de la República de El Salvador, C.A., ratificó en la CUMBRE DE LA TIERRA DE RIO DE JANEIRO EN 1992, el convenio sobre Diversidad Biológica, en donde el artículo 8, literal “g”, expresa . . . . se establecerá o mantendrá medios para regular, administrar o controlar los riesgos derivados de la utilización y la liberación de organismos vivos modificados como resultado de la biotecnología, que es probable que tengan repercusiones ambientales adversas que puedan afectar a la conservación y a la utilización sostenible de la diversidad biológica, teniendo también en cuenta los riesgos para la salud humana. 4- Las universidades que cuentan con carreras de biología y agronomía, tienen que impulsar el desarrollo del CONTROL BIOLOGICO Y LA AGROECOLOGIA. También se hace necesario impulsar el desarrollo de estudios de postgrado con alta calidad académica–científica que ayuden a solucionar los problemas existentes y los que se esperan a corto, medio y largo plazo. 5- Estrategia Nacional en Biotecnología. Con la participación activa de sectores académicos, estatales, comunidades locales, ONGs, etc., es necesario definir las necesidades reales de nuestro país y los requerimientos para poner en práctica la estrategia Nacional en Biotecnología. 6- Debido a los peligros que representa el uso de cultivos transgénicos, es recomendable que en nuestro país se establezcan legislaciones específicas, en el espíritu del Protocolo de Bioseguridad, para que los experimentos, el uso y la liberación de organismos transgénicos se hagan de acuerdo a las normas de alta seguridad. 7- Es necesaria una estrategia de precaución que debería considerar una normativa sobre la no liberación de organismos transgénicos, hasta que se tengan las legislaciones escritas y consultadas con los diferentes sectores de la sociedad (dar a conocer los escritos a la opinión pública) para su posterior aprobación en El Salvador. Es recomendable detener el uso de cultivos transgénicos y dar el apoyo económico e 79 infraestructura adecuada a los Centros Nacionales de Investigación y a la Universidad de El Salvador para evaluar los efectos peligrosos de dichas plantas. Tanto el Gobierno como las mismas transnacionales que promueven sus productos transgénicos, deben aportar la ayuda adecuada para realizar las investigaciones necesarias. Otro factor muy importante es que las investigaciones encaminadas hacia la evaluación de los efectos peligrosos de los organismos transgénicos, tienen que ser desarrolladas por técnicos idóneos y sin compromisos políticos sesgados, para obtener resultados confiables con buena base científica. 8- Antes de realizar ensayos de campo, se tienen que efectuar diferentes estudios a nivel de laboratorio, invernadero, cámara de crecimiento o cualquier otra estructura o recinto cerrado con las condiciones de bioseguridad bien establecidos. Dichos estudios tienen que ir enfocados a evaluar los efectos peligrosos (al medio ambiente, la salud humana, la salud animal, la salud del suelo, etc.) de tales organismos manipulados genéticamente; cuando los resultados sean favorables, se justifica realizar la siguiente etapa consistente en la evaluación a nivel de campo (a nivel experimental), tomando en cuenta las medidas correspondientes y enfocando los estudios en busca de la protección del medio ambiente y la salud humana entre otros. 9- Es recomendable una garantía de transparencia informativa y una mejor participación pública en la toma de decisiones relacionadas con la ingeniería genética. 10- Es recomendable el etiquetado de todos los productos de la ingeniería genética. 11- La exigencia de responsabilidad civil a la industria o institución responsable de perjuicios ambientales o socioeconómicos derivados de la experimentación con ingeniería genética o sus aplicaciones comerciales. 12- Esfuerzos y capacidades institucionales nacionales para evaluar, supervisar, reglamentar y/o controlar la ingeniería genética. 13- La adopción del principio de precaución en la política nacional relacionada con las actividades de ingeniería genética. 80 14- Mantenimiento obligatorio de registros nacionales de las actividades de ingeniería genética que faciliten el control de posibles resultados adversos. 15- La dotación de mayores recursos públicos a líneas de investigación en las diversas ciencias de la vida, evitando su concentración en el campo de la ingeniería genética, con el objetivo de evaluar mejor sus repercusiones ecológicas, y estudiar posibles soluciones alternativas. 16- Es recomendable que en El Salvador no exista un descuido de las normas y directrices de seguridad relacionados con la ingeniería genética. Por tanto, es muy importante que se tomen en cuenta las diferentes observaciones y/o sugerencias que se han planteado en relación al Anteproyecto de Ley de Semillas de El salvador, C.A. 17- El tremendo crecimiento de la biotecnología no ha sido correspondido por un desarrollo paralelo de la necesaria infraestructura para educación (Universidades Nacionales) e investigación en cuestiones de bioseguridad, para evaluación de los impactos ambientales de la ingeniería genética, y para reglamentación y medidas de seguridad. En El Salvador, se tiene que trabajar fuertemente en dichos aspectos para que el Gobierno no este divorciado de la Universidad de El Salvador. 18- Hay base fundada para sospechar que quienes propugnan la ingeniería genética están siguiendo una política de “ignorancia estratégica”, caracterizada por el descuido en nuestros países de normas y consideraciones sobre seguridad, el menosprecio de contribuciones y evaluaciones científicas, y la ocultación de información sobre efectos adversos. En tal sentido es importante el intercambio de información relacionada con dicha temática. 19- El gobierno y las instituciones intergubernamentales competentes deberían considerar seriamente y con la mayor urgencia la necesidad de una moratoria sobre la liberación comercial de organismos manipulados mediante la ingeniería genética en el medio, así como los mecanismos necesario para ello, con el fin de crear el espacio necesario para un discurso correcto sobre las evaluaciones de 81 impacto ambiental, social y sobre salud, y sobre procedimientos de prevención de riesgos, realización de pruebas y supervisión. 20- Es necesario documentarnos para hacer posible un examen científico de cuestiones sobre seguridad, así como la incorporación de aportaciones científicas a las políticas institucionales de nuestro país. Debería además procurar un plazo suficiente para la realización de verdaderas pruebas y estudios de los efectos de organismos manipulados mediante la ingeniería genética a corto, medio y largo plazo. Lo anterior debería conducir a un conocimiento y evaluación más comprensiva de los impactos de la ingeniería genética, de forma que se creen las condiciones precisas para la introducción de políticas nacionales y de un enfoque racional y a largo plazo en cuestiones sociales, económicos, éticos y de seguridad. 21- El principio de precaución (“Cuando hubiere riesgos de daño grave o irreversible, la falta de certeza científica absoluta no debería emplearse como argumento para justificar la dilatación de medidas que impidan la degradación ambiental y daños a la salud humana”), incorporando en 1992 a la DECLARACIÓN DE RIO de los Jefes de Estado del Mundo, debería regir siempre las políticas y actividades relacionadas con la ingeniería genética. 22- Deberían asignarse recursos más amplios y adecuados para la realización de evaluaciones científicas y objetivas de los efectos sociales, económicos y sobre la seguridad y la salud humana, que pueden causar los productos de la ingeniería genética. 23- Realizar evaluaciones que demuestren que los organismos benéficos (enemigos naturales útiles en control biológico) no serán dañados con los productos de la ingeniería genética. 24- Las instituciones oficiales, industrias e investigadores de El Salvador C. A., deberían hacer un esfuerzo urgente por adoptar una “cultura de la seguridad”, en la cual seguridad y salud humana constituyen la máxima prioridad. En nuestro país se tiene que desarrollar un amplio marco general para la evaluación de impacto, políticas de seguridad, medidas de regulación, acompañadas de un debate público bien informado. 82 25- El Gobierno de la República de El Salvador, C. A., debería instituir urgentemente registros nacionales para los proyectos de investigación y otras actividades que conlleven el uso de ingeniería genética (inclusive liberaciones actuales y anteriores), y establecer sistemas de supervisión como parte integral de las medidas de seguridad normales. 26- Debería llevarse a cabo un inventario de los permisos (actuales y anteriores) de los diferentes materiales productos de la ingeniería genética, cuya información debiera estar a disposición de cualquier institución nacional o extranjera. 27- Tiene que existir una verdadera comisión nacional de bioseguridad que este representada por los diferentes sectores de la sociedad, sin excluir instituciones y personas idóneas. Si es posible contratar especialistas en ciencias genéticas (aprovechar el recurso existente en el país), con el objetivo de que dicha comisión sea más consistente y tenga buenos argumentos para la toma de decisiones. Se espera acciones concretas que creen confianza y una gran voluntad de hacer bien las cosas y no argumentar que no existen fondos económicos en el presupuesto nacional. 28- Las tendencias desatadas por la biotecnología deben ser equilibradas por políticas publicas y opciones de los consumidores en apoyo de la sostenibilidad. Medidas que ayuden a promover la sostenibilidad y el uso múltiple de la biodiversidad al nivel de la comunidad, con énfasis en tecnologías que permitan la autosuficiencia y el control local de los recursos económicos como medios para promover una distribución de los beneficios. 29- Las tendencias desatadas por la biotecnología deben ser equilibradas por políticas publicas y opciones de los consumidores en apoyo a la sostenibilidad. Medidas que deben promover la sostenibilidad y el uso múltiple de la biodiversidad al nivel de las comunidades, con énfasis en tecnologías que promuevan la autosuficiencia y el control local de los recursos económicos como medios para promover una distribución mas justa de los beneficios. 83 Trabajo enviado por: Ing. Agr. M.Sc .José Miguel Sermeño
[email protected] *** Estos son, normalmente, no-esenciales para el proceso metabólico básico de la planta. Entre ellos se encuentran terpenos, lignanos, alcaloides, azúcares, esteroides, ácidos grasos, etc. Semejante diversidad química es consecuencia del proceso evolutivo que ha llevado a la selección de especies con mejores defensas contra el ataque microbiano, o la predación de insectos y animales (Dixon, 2001). Hoy en día se sabe que estos metabolitos secundarios tienen un rol importante en el mecanismo defensivo de las plantas (Jacobson, 1989). Por lo tanto en los últimos años se está retornando al uso de las plantas como fuente de pesticidas mas seguros para el medio ambiente y la salud humana (Ottaway, 2001; Mansaray, 2000). Los pesticidas pueden ser clasificados de acuerdo con el tipo de organismo frente a los cuales son eficaces: funguicidas, herbicidas, insecticidas, moluscicidas, nematicidas, rodenticidas (Evans, 1991). Sin lugar a dudas los insecticidas naturales a partir de extractos vegetales constituyen una muy interesante alternativa de control de insectos además de que sólo 84 se han evaluado muy pocas plantas en relación a la fuente natural que ofrece el planeta, por lo que las perspectivas futuras en cuanto a investigación, son aun mayores. Material y Métodos. INSECTOS: La cepa susceptible de Aedes aegypti (cepa CIPEIN), originada a partir de la cepa Rockefeller de Venezuela, es mantenida en nuestro laboratorio desde 1996. Los huevos se colectaron sobre papel filtro húmedo y fueron mantenidos a temperatura ambiente durante 48 h. Luego el papel fue secado, y los huevos fueron almacenados durante por lo menos 30 días. Para rehidratar los huevos, el papel fue colocado en agua declorinada a 25 ± 2°C. Luego de 24 h se observó la aparición de larvas de primer estadio. Cuatro días después de la eclosión se colectaron larvas de 4 mm correspondientes a estadio III tardío o IV temprano. FORMULACIÓN: El Bacillus thuringiensis var. Israeliensis serotipo H-14 formulación sólida de liberación lenta ("Mosquito Dunks ®") producido por Summit Chemical Corporation, Baltimore (USA), fue provisto por Chemotécnica S.A. y mantenido a temperatura ambiente. Es un formulado sólido de liberación controlada flotante (Polvo original: 7000 Unidades Tóxicas Internacionales (ITU) de Aedes aegypti por miligramo - base en peso seco - y 10 % de ingredientes inertes). ACTIVIDAD RESIDUAL: Se colocaron 14.4 mg de formulado en 100 cm2 de superficie (concentración recomendada de uso), en un recipiente conteniendo 100 ml de agua declorinada. Los recipientes se mantuvieron para envejecimiento a 26 ± 2ºC con un foto período de 85 12:12 h. La residualidad se midió a tiempo 0 (24 horas) y luego una vez por mes hasta que la mortalidad fue menor que el 50%. Los recipientes control fueron envejecidos con 14.4 mg de alimento usado para las larvas (pellets de conejo con levadura finamente molidos), lo que cumple el rol del formulado en los recipientes tratados. Exposición de los insectos: Se realizó sobre la base de la metodología propuesta por Busvine en 1957 [5]. Se colocaron 10 larvas (III/IV estadio), de Aedes aegypti por recipiente plástico descartable conteniendo 100 ml de agua y el formulado en concentración recomendada de uso a tiempos 0, 30, 60, 90, 120, 150, 180 y 210 días luego de la aplicación para medición de actividad residual. Para la exposición de larvas al formulado, los recipientes se mantuvieron a 28°C y se registró la mortalidad a 48 h. Cada determinación se hizo por triplicado. Resultados y Discusión. El formulado de liberación lenta "Mosquito Dunks ®", fue ensayado en forma preliminar para verificar la efectividad de las concentraciones recomendadas por el fabricante para tratamientos a campo. En todos los casos para esta concentración recomendada de uso (14,4 mg/cm2) se observó el 100% de mortalidad inmediatamente luego de la aplicación del formulado y para 24 horas de exposición de larvas. La actividad residual para los "Mosquitos Dunks" en la concentración utilizada en laboratorio de 14.4 mg /100 cm2 de superficie, equivalente a la recomendada de uso por el fabricante, mostró que hasta los 180 días de aplicado, el formulado produce 95 - 100 % de mortalidad con 48 horas de exposición. A los 210 días de aplicado, última observación realizada, la mortalidad producida en larvas expuestas 48 horas fue menor al 50%.