Biopesticidas Obtenidos de Plantas para el Control de Plagas

Ante la creciente preocupación social relacionada con los efectos sobre el ambiente y la seguridad alimentaria, planteada por el uso excesivo de los productos de síntesis química para el control de plagas y enfermedades de los cultivos; surge un nuevo término conocido como “Biopesticida”. Etimológicamente un biopesticida es cualquier pesticida de origen biológico, 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 bioquímicos encontramos a los fitopesticidas, sustancias naturales que se obtienen a partir de plantas con propiedades plaguicidas.

Figura 1. Chrysanthemum cinerariaefolium, cultivada en Kenia. Planta con característica insecticida. Foto: Glynne, 2001.

Actualidad de los biopesticidas

Los pesticidas de origen vegetal o fitopesticidas se conocen y se han usado desde hace más de un siglo, sin embargo, a mediados del siglo pasado con la llegada de las moléculas de síntesis química de mayor eficacia, acción prolongada, persistencia y facilidad de empleo; su uso disminuyo fuertemente. Actualmente la preocupación por el ambiente y la seguridad alimentaria ha motivado el interés por el descubrimiento y la utilización de agentes naturales en la protección de cultivos, enfocando numerosas investigaciones a caracterizar extractos de plantas y sus compuestos secundarios.

Los extractos vegetales de toxinas comúnmente inducen efectos subletales en insectos, como la inhibición 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 métodos alternativos de control de plagas y enfermedades, puesto que los mecanismos de acción son diferentes a los pesticidas de síntesis química (efectos agudos).

Sin embargo, la baja presencia de los pesticidas de origen vegetal en el mercado no se explica solamente por no inducir efectos tóxicos agudos en los insectos plagas, sino también se explica por aspectos de la producción como: 1) El recurso natural o materia prima deberá tener una disponibilidad continua; 2) los costos de preparación de la materia activa deberá ser razonable y presentar una calidad uniforme y constante; 3) protección de la tecnología (Patente); y 4) homologación en cada país.

En diferentes mercados del mundo como los Estados Unidos y la Unión Europea, los productos fitosanitarios de síntesis química están siendo retirados presentándose 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 %.

Ejemplo de algunas familias de plantas con propiedades plaguicidas

Familia Meliaceae. Contiene un grupo de más de 14 géneros de plantas neotropicales. La mayoría de los extractos de estas plantas tienen actividad antiapetente y reductora del crecimiento, pero no son tóxicos. La naturaleza química de sus moléculas 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 acción insecticida, manifestada como toxicidad aguda y propiedades “Knock down” (privación momentánea de la movilidad del insecto). Sus moléculas activas son las piperamidas y en menor proporción los lignanos y ácidos benzoicos. También la familia Piperaceae se distingue por la producción de sinergizantes, es decir, al combinarse con un producto de acción pesticida es capaz de producir un efecto superior al esperado.

Familias Liliaceae (Allium)  y Brassicaceae (Crucíferas). 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 categorías: aminoácidos no proteicos (y sus derivados) y glucosinolatos (y su derivados). Siendo los glucosinolatos los compuestos azufrados más frecuentemente estudiados en las Crucíferas, mismas que producen moléculas azufrados volátiles durante el proceso de descomposición de los tejidos vegetales. En el caso del género Allium se obtienen moléculas volátiles azufradas a partir de aminoácidos azufrados, almacenados en el citoplasma celular en forma de bipéctidos.

- Potencial fitosanitario de los Allium y de las Crucíferas

Dentro del género Allium; la cebolla, el ajo y el puerro son las plantas más usadas por sus propiedades insecticidas. Los compuestos azufrados en Allium tienen efectos insecticidas y actúan sobre la fisiología del insecto y sobre el comportamiento locomotor. Los efectos más comunes sobre la plaga son: inhibición de la puesta, repelente, antiapetente, acción ovicida, mortalidad larvaria y toxicidad. Las Crucíferas producen compuestos azufrados conocidos como glucosinolatos; la actividad de estos compuestos sobre los insectos son: repulsión de adultos, inapetencia larvaria y toxicidad. Ejemplos de insectos sobre la cual actúan 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 información sobre compuestos extraídos de plantas (Allium y Crucíferas), 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: ácidos carboxílicos, compuestos lipídicos, glucósidos, compuestos aromáticos y fenólicos, alcaloides, terpenoides, etc.

Se conocen algunos efectos fungicidas y bactericidas del género Allium y las crucíferas sobre patógenos 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 raíz del chícharo), Phytophthora infestans (causante del mildiu del tomate y la papa), Verticillium, etc. En cambio, las crucíferas disminuyen las poblaciones de patógenos de las raíces de las plantas (Phytophthora capsici, Fusarium oxysporum f. sp. dianthi, entre otros). También se sabe que las bacterias Erwinia carotovora y Agrobacterium tumefaciens son sensibles a diferentes especies de Allium  y Crucíferas.

 

Figura 2. Plantas de pepino cultivadas en suelo con patógenos. El suelo de la maceta 3 fue tratado mediante biofumigación con residuos de Allium; se aprecia la actividad del disulfuro de dimetilo sobre el patógeno Pyhium. Foto: Arnault et. al., 2013.

Herbicidas derivados de plantas

El efecto de residuos de cosecha cuando se aplica la biofumigación del suelo es, en muchos casos herbicida. Esta relación se define a través de la competencia, conocido como alelopatía. Los agentes alelopáticos son metabolitos secundarios de los vegetales y son liberados al ambiente por diferentes vías: volatilización, exudación radicular, lixiviación y descomposición de residuos vegetales. La liberación de estos compuestos al ambiente limita el crecimiento de plantas vecinas. Algunos compuestos alelopáticos liberados por los vegetales son: Cumarinas, Flavonoides, Isoflavonas, Ácidos hidroxámicos, entre otras.

Fuente consultada

Tello, M. J.C.; Palmero, L. D.; García, R. A.; De Cara, G. M. 2010. Biopesticidas obtenidos de las plantas, un resultado más de la coevolución: Actualidad y Utilidad. En: Organismos para el control de patógenos en los cultivos protegidos. Ed. Fundación Cajamar. España. 81 – 105 pp.