ORIGEN DE LOS PESTICIDAS NATURALES
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 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 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, 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, por lo cual se hace imprescindible el estudio de nuevas vías de controlde plagas.
Las plantas, en conjunto, producen mas de 100.000 sustancias de bajo peso molecular conocidas también como metabolitos secundarios. 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.
Hoy en día se sabe que estos metabolitos secundarios tienen un rol importante en el mecanismo defensivo de las plantas. 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.
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 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.
Principales Insecticidas Biológicos a partir de Extractos Vegetales
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) 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
Las piretrinas son ésteres 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. 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.
La nicotina es un alcaloide derivado especialmente de tabaco (Nicotiana tabacum Fam. Solanaceae). Sus propiedades insecticidas fueron reconocidas en la primera mitad del siglo XVI. Este compuesto no se encuentra en la planta en forma libre sino que formando maleatos y citratos. La nicotina es básicamente un insecticida de contacto no persistente. Su modo de acción consiste en mimetizar la acetilcolina al combinarse con su receptor en la membrana postsináptica de la unión neuromuscular. El receptor acetilcolínico, es un sitio de acción de la membrana postsináptica que reacciona con la acetilcolina y altera la permeabilidad de la membrana; la actividad de la nicotina ocasiona la generación de nuevos impulsos que provocan contracciones espasmódicas, convulsiones y finalmente la muerte. Hoy en día se encuentran en el mercado un grupo de insecticidas conocidos como neonicotinoides que son copias sintéticas o derivadas de la estructura de la nicotina como son Imidacloprid, Thiacloprid, Nitempiram, Acetamiprid y Thiamethoxam entre otros.
Otra planta utilizada como insecticida es la Anabasis aphylla L. (Fam. Chenopodiaceae). Su principio activo denominado anabasina o neonicotina es similar a la nicotina y actúa de la misma forma. Esta planta crece en Asia Central (Duke, 1990).
La rianodina se obtiene de los tallos y raices de una planta originaria de América del Sur conocida como Riania speciosa (Fam. Flacourtiaceae). De esta planta se obtiene una serie de alcaloides, siendo el mas importante la rianodina. Este alcaloide actúa por contacto y vía estomacal afectando directamente a los músculos impidiendo su contracción y ocasionando parálisis. La planta es utilizada para combatir larvas de diversos Lepidopteros que atacan frutos y particularmente la plaga del maíz europeo.
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, Alemaniay varios países de América Latina
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 demuestran que este inhibe la alimentación y afecta negativamente el desarrollo y supervivencia de distintas especies plaga de insectos que atacan diversos cultivos agronómicos. 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. 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 µg/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. 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. 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 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.
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 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 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, 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, por lo cual se hace imprescindible el estudio de nuevas vías de controlde plagas.
Las plantas, en conjunto, producen mas de 100.000 sustancias de bajo peso molecular conocidas también como metabolitos secundarios. 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.
Hoy en día se sabe que estos metabolitos secundarios tienen un rol importante en el mecanismo defensivo de las plantas. 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.
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 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.
Principales Insecticidas Biológicos a partir de Extractos Vegetales
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) 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
Las piretrinas son ésteres 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. 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.
La nicotina es un alcaloide derivado especialmente de tabaco (Nicotiana tabacum Fam. Solanaceae). Sus propiedades insecticidas fueron reconocidas en la primera mitad del siglo XVI. Este compuesto no se encuentra en la planta en forma libre sino que formando maleatos y citratos. La nicotina es básicamente un insecticida de contacto no persistente. Su modo de acción consiste en mimetizar la acetilcolina al combinarse con su receptor en la membrana postsináptica de la unión neuromuscular. El receptor acetilcolínico, es un sitio de acción de la membrana postsináptica que reacciona con la acetilcolina y altera la permeabilidad de la membrana; la actividad de la nicotina ocasiona la generación de nuevos impulsos que provocan contracciones espasmódicas, convulsiones y finalmente la muerte. Hoy en día se encuentran en el mercado un grupo de insecticidas conocidos como neonicotinoides que son copias sintéticas o derivadas de la estructura de la nicotina como son Imidacloprid, Thiacloprid, Nitempiram, Acetamiprid y Thiamethoxam entre otros.
Otra planta utilizada como insecticida es la Anabasis aphylla L. (Fam. Chenopodiaceae). Su principio activo denominado anabasina o neonicotina es similar a la nicotina y actúa de la misma forma. Esta planta crece en Asia Central (Duke, 1990).
La rianodina se obtiene de los tallos y raices de una planta originaria de América del Sur conocida como Riania speciosa (Fam. Flacourtiaceae). De esta planta se obtiene una serie de alcaloides, siendo el mas importante la rianodina. Este alcaloide actúa por contacto y vía estomacal afectando directamente a los músculos impidiendo su contracción y ocasionando parálisis. La planta es utilizada para combatir larvas de diversos Lepidopteros que atacan frutos y particularmente la plaga del maíz europeo.
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, Alemaniay varios países de América Latina
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 demuestran que este inhibe la alimentación y afecta negativamente el desarrollo y supervivencia de distintas especies plaga de insectos que atacan diversos cultivos agronómicos. 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. 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 µg/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. 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. 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 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.