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Ante la creciente preocupacion social relacionada con los efectos sobre el ambiente y la seguridad alimentaria, planteada por el uso excesivo de los productos de sintesis quimica para el control de plagas y enfermedades de los cultivos; surge un nuevo termino conocido como «Biopesticida». Etimologicamente un biopesticida es cualquier pesticida de origen biologico, es decir, los organismos vivos o las sustancias de origen natural sintetizadas por ellos. Estos productos son derivados de materiales naturales como animales, plantas, microorganismos y minerales.
Entre los agentes bioquimicos encontramos a los fitopesticidas, sustancias naturales que se obtienen a partir de plantas con propiedades plaguicidas.
Actualidad de los biopesticidas
Los pesticidas de origen vegetal o fitopesticidas se conocen y se han usado desde hace mas de un siglo, sin embargo, a mediados del siglo pasado con la llegada de las moleculas de sintesis quimica de mayor eficacia, accion prolongada, persistencia y facilidad de empleo; su uso disminuyo fuertemente. Actualmente la preocupacion por el ambiente y la seguridad alimentaria ha motivado el interes por el descubrimiento y la utilizacion de agentes naturales en la proteccion de cultivos, enfocando numerosas investigaciones a caracterizar extractos de plantas y sus compuestos secundarios.
Los extractos vegetales de toxinas comunmente inducen efectos subletales en insectos, como la inhibicion del crecimiento y desarrollo de las larvas, modificaciones en el comportamiento (antiapetentes, feromonas que impiden la puesta, agentes repelentes, etc.). Es decir, los fitopesticidas pueden suponer metodos alternativos de control de plagas y enfermedades, puesto que los mecanismos de accion son diferentes a los pesticidas de sintesis quimica (efectos agudos).
Sin embargo, la baja presencia de los pesticidas de origen vegetal en el mercado no se explica solamente por no inducir efectos toxicos agudos en los insectos plagas, sino tambien se explica por aspectos de la produccion como: 1) El recurso natural o materia prima debera tener una disponibilidad continua; 2) los costos de preparacion de la materia activa debera ser razonable y presentar una calidad uniforme y constante; 3) proteccion de la tecnologia (Patente); y 4) homologacion en cada pais.
En diferentes mercados del mundo como los Estados Unidos y la Union Europea, los productos fitosanitarios de sintesis quimica estan siendo retirados presentandose una oportunidad para los fitopesticidas. De acuerdo a los especialistas, el mercado de los pesticidas de origen vegetal es susceptible a aumentar al menos en un 10 a 15 %.
* «Knock-down» = privacion momentanea de la movilidad del insecto
Ejemplo de algunas familias de plantas con propiedades plaguicidas
Familia Meliaceae.
Contiene un grupo de mas de 14 generos de plantas neotropicales. La mayoria de los extractos de estas plantas tienen actividad antiapetente y reductora del crecimiento, pero no son toxicos. La naturaleza quimica de sus moleculas activas frente a los insectos las agrupa como limonoides y como terpenoides. Es conocida por ser la familia a la que pertenece el nim (Azadirachta indica).
Familia Piperaceae.
Fuente tradicional de insecticidas de especias (pimienta blanca y negra), y de medicamentos. Los compuestos presentan accion insecticida, manifestada como toxicidad aguda y propiedades «Knock down» (privacion momentanea de la movilidad del insecto). Sus moleculas activas son las piperamidas y en menor proporcion los lignanos y acidos benzoicos. Tambien la familia Piperaceae se distingue por la produccion de sinergizantes, es decir, al combinarse con un producto de accion pesticida es capaz de producir un efecto superior al esperado.
Familias Liliaceae (Allium) y Brassicaceae (Cruciferas).
Estas familias merecen trato especial, ya que se han caracterizado como insecticidas, acaricidas, nematicidas, herbicidas, fungicidas y bactericidas; conferidos principalmente por los compuestos azufrados. Estos compuestos pueden dividirse en dos grandes categorias: aminoacidos no proteicos (y sus derivados) y glucosinolatos (y su derivados). Siendo los glucosinolatos los compuestos azufrados mas frecuentemente estudiados en las Cruciferas, mismas que producen moleculas azufrados volatiles durante el proceso de descomposicion de los tejidos vegetales. En el caso del genero Allium se obtienen moleculas volatiles azufradas a partir de aminoacidos azufrados, almacenados en el citoplasma celular en forma de bipectidos.
Potencial fitosanitario de los Allium y de las Cruciferas
Dentro del genero Allium; la cebolla, el ajo y el puerro son las plantas mas usadas por sus propiedades insecticidas. Los compuestos azufrados en Allium tienen efectos insecticidas y actuan sobre la fisiologia del insecto y sobre el comportamiento locomotor. Los efectos mas comunes sobre la plaga son: inhibicion de la puesta, repelente, antiapetente, accion ovicida, mortalidad larvaria y toxicidad. Las Cruciferas producen compuestos azufrados conocidos como glucosinolatos; la actividad de estos compuestos sobre los insectos son: repulsion de adultos, inapetencia larvaria y toxicidad. Ejemplos de insectos sobre la cual actuan son: insectos de graneros como gorgojos y polillas, pulguillas, mosca de la col, gorgojo de la vaina y gorgojo del tallo, entre otros.
Existe amplia informacion sobre compuestos extraidos de plantas (Allium y Cruciferas), que tienen un efecto sobre los nematodos como Meloidogyne, Heterodera shachatii y Pratylenchus, especialmente sobre fases juveniles y huevos. Entre los compuestos activos que fungen como nematicidas se encuentran: acidos carboxilicos, compuestos lipidicos, glucosidos, compuestos aromaticos y fenolicos, alcaloides, terpenoides, etc.
Se conocen algunos efectos fungicidas y bactericidas del genero Allium y las cruciferas sobre patogenos de plantas. Por ejemplo, en Allium se ha reportado que los compuestos como los tioles, sulfuros y disulfuro de metilo; tienen actividad sobre: Botrytis allii, Aphanomices eutiches (causante del podredumbre de la raiz del chicharo), Phytophthora infestans (causante del mildiu del tomate y la papa), Verticillium, etc. En cambio, las cruciferas disminuyen las poblaciones de patogenos de las raices de las plantas (Phytophthora capsici, Fusarium oxysporum f. sp. dianthi, entre otros). Tambien se sabe que las bacterias Erwinia carotovora y Agrobacterium tumefaciens son sensibles a diferentes especies de Allium y Cruciferas.
planta de pepino
Herbicidas derivados de plantas
El efecto de residuos de cosecha cuando se aplica la biofumigacion del suelo es, en muchos casos herbicida. Esta relacion se define a traves de la competencia, conocido como alelopatia. Los agentes alelopaticos son metabolitos secundarios de los vegetales y son liberados al ambiente por diferentes vias: volatilizacion, exudacion radicular, lixiviacion y descomposicion de residuos vegetales. La liberacion de estos compuestos al ambiente limita el crecimiento de plantas vecinas. Algunos compuestos alelopaticos liberados por los vegetales son: Cumarinas, Flavonoides, Isoflavonas, Acidos hidroxamicos, entre otras.