Biopesticida

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Un biopesticida es una sustancia biológica o un organismo que daña, mata o repele organismos considerados plagas. La intervención de manejo biológico de plagas implica relaciones depredadoras, parasitarias o químicas.

Se obtienen de organismos que incluyen plantas , bacterias y otros microbios , hongos , nematodos , etc. ^{[1] [ página necesaria ] [2]} Son componentes de programas de manejo integrado de plagas ( MIP) y han recibido mucha atención práctica como sustitutos de los productos químicos sintéticos para la protección de plantas (PPP). ^[3]

Las posiciones regulatorias pueden verse influenciadas por las percepciones públicas, así:

• La UE define los biopesticidas como «una forma de pesticida basada en microorganismos o productos naturales». ^[4]
• La EPA de los Estados Unidos afirma que "incluyen sustancias naturales que controlan plagas (pesticidas bioquímicos), microorganismos que controlan plagas (pesticidas microbianos) y sustancias pesticidas producidas por plantas que contienen material genético agregado (protectores incorporados a las plantas) o PIP". ^{[ cita requerida ]}

Los biopesticidas no suelen tener una función conocida en la fotosíntesis, el crecimiento u otros aspectos básicos de la fisiología de las plantas. Muchos compuestos químicos producidos por las plantas las protegen de las plagas ; se denominan antialimentarios . Estos materiales son biodegradables y renovables, lo que puede resultar económico para su uso práctico. Los sistemas de agricultura orgánica adoptan este enfoque para el control de plagas. ^[5]

Los biopesticidas se pueden clasificar de la siguiente manera:

• Los pesticidas microbianos están compuestos por bacterias, hongos entomopatógenos o virus (y a veces incluyen los metabolitos que producen las bacterias o los hongos). Los nematodos entomopatógenos pueden clasificarse como pesticidas microbianos, aunque sean multicelulares. ^{[6] [7] [8] [ página necesaria ]}
• Productos químicos de origen biológico. Se utilizan comercialmente cuatro grupos: piretro , rotenona , aceite de neem y varios aceites esenciales , que son sustancias naturales que controlan (o monitorean en el caso de las feromonas ) las plagas y las enfermedades microbianas. ^{[9] [5]}
• Los protectores incorporados a las plantas (PIP) incorporan material genético de otras especies ( es decir , cultivos transgénicos ). Su uso es controvertido, especialmente en los países europeos. ^[10]
• Pesticidas RNAi , algunos de los cuales son tópicos y otros son absorbidos por el cultivo.

La interferencia del ARN está siendo estudiada para su uso en insecticidas en aerosol ( insecticidas RNAi ) por empresas como Syngenta y Bayer . Estos aerosoles no modifican el genoma de la planta objetivo. El ARN puede modificarse para mantener su eficacia a medida que las especies objetivo evolucionan para tolerar el original. El ARN es una molécula relativamente frágil que generalmente se degrada en cuestión de días o semanas después de su aplicación. Monsanto estimó que los costos estaban en el orden de $5/acre. ^[11]

El ARNi se ha utilizado para atacar a las malezas que toleran el Roundup . El ARNi se puede mezclar con un surfactante de silicona que permite que las moléculas de ARN entren en los orificios de intercambio de aire de la superficie de la planta. Esto interrumpió el gen de tolerancia durante el tiempo suficiente para que el herbicida actuara. Esta estrategia permitiría el uso continuo de herbicidas a base de glifosato . ^[11]

Se pueden fabricar con la precisión suficiente para atacar a especies de insectos específicas. Monsanto está desarrollando un aerosol de ARN para matar al escarabajo de la patata . Uno de los retos es conseguir que permanezca en la planta durante una semana, incluso si llueve. El escarabajo de la patata se ha vuelto resistente a más de 60 insecticidas convencionales. ^[11]

Monsanto presionó a la EPA de Estados Unidos para que eximiera a los productos pesticidas de ARNi de cualquier regulación específica (más allá de las que se aplican a todos los pesticidas) y de las pruebas de toxicidad para roedores, alergenicidad y residuos ambientales. En 2014, un grupo asesor de la EPA encontró pocas pruebas de que el consumo de ARN representara un riesgo para las personas. ^[11]

Sin embargo, en 2012, la Fundación Australiana para la Seguridad Alimentaria afirmó que el activador de ARN diseñado para cambiar el contenido de almidón del trigo podría interferir con el gen de una enzima hepática humana. Los partidarios replicaron que el ARN no parece sobrevivir a la saliva humana o a los ácidos estomacales. El Consejo Asesor Nacional de Abejas de los Estados Unidos dijo a la EPA que el uso de ARNi pondría a los sistemas naturales en "el epítome del riesgo". Los apicultores advirtieron que los polinizadores podrían verse perjudicados por efectos no deseados y que los genomas de muchos insectos aún están sin determinar. Otros riesgos no evaluados incluyen los ecológicos (dada la necesidad de una presencia sostenida de herbicidas) y la posible deriva del ARN a través de los límites de las especies. ^[11]

Monsanto invirtió en varias empresas por su experiencia en ARN, entre ellas Beeologics (ARN que mata a un ácaro parásito que infesta las colmenas y por su tecnología de fabricación) y Preceres (recubrimientos lipídicos de nanopartículas) y tecnología bajo licencia de Alnylam y Tekmira . En 2012, Syngenta adquirió Devgen, un socio europeo en ARN. La startup Forest Innovations está investigando el ARNi como solución a la enfermedad del enverdecimiento de los cítricos que en 2014 provocó que el 22 por ciento de las naranjas de Florida se cayeran de los árboles. ^[11]

Los micopesticidas incluyen hongos y componentes celulares de hongos. Se han evaluado propágulos como conidios, blastosporas, clamidosporas, oosporas y zigosporas, junto con mezclas de enzimas hidrolíticas. El papel de las enzimas hidrolíticas, especialmente las quitinasas, en el proceso de eliminación, y el posible uso de inhibidores de la síntesis de quitina son las principales áreas de investigación. ^[12]

Bacillus thuringiensis es una bacteria capaz de causar enfermedades en lepidópteros , coleópteros y dípteros . La toxina de B. thuringiensis ( toxina Bt ) se ha incorporado directamente a las plantas mediante ingeniería genética . Los fabricantes de toxina Bt afirman que tiene poco efecto sobre otros organismos y es más respetuosa con el medio ambiente que los pesticidas sintéticos.

Otros agentes de control microbiano incluyen productos basados ​​en:

• hongos entomopatógenos ( por ejemplo , Beauveria bassiana , Isaria fumosorosea , Lecanicillium y Metarhizium spp.),
• Agentes de control de enfermedades de las plantas : incluyen Trichoderma spp. y Ampelomyces quisqualis (un hiperparásito del mildiú polvoroso de la uva ); Bacillus subtilis también se utiliza para controlar patógenos de las plantas. ^[6]
• nematodos beneficiosos que atacan a insectos ( p. ej. Steinernema Feltiae ) o babosas ( p. ej. Phasmarhabditis hermaphrodita )
• virus entomopatógenos ( p. ej . granulovirus de Cydia pomonella ).
• Se han controlado las malezas y los roedores con agentes microbianos.

Se han utilizado diversos organismos y extractos animales, fúngicos y vegetales como biopesticidas. Los productos de esta categoría incluyen:

• Feromonas de insectos y otros semioquímicos
• Productos de fermentación como Spinosad (una lactona macrocíclica)
• Quitosano : una planta en presencia de este producto induce naturalmente resistencia sistémica (ISR) para permitir que la planta se defienda contra enfermedades, patógenos y plagas. ^[13]
• Los biopesticidas pueden incluir productos naturales derivados de plantas, que incluyen alcaloides , terpenoides , fenólicos y otros químicos secundarios. Los aceites vegetales como el aceite de canola tienen propiedades pesticidas ^{[14] [ cita requerida ]} . Los productos basados ​​en extractos de plantas como el ajo ahora se han registrado en la UE y en otros lugares ^{[15] [ cita requerida ]} .

Agentes microbianos, su control eficaz requiere una formulación ^[16] y una aplicación adecuadas . ^{[17] [18]}

Los biopesticidas se han establecido en una variedad de cultivos para su uso contra enfermedades de los mismos. Por ejemplo, los biopesticidas ayudan a controlar las enfermedades del mildiu velloso . Sus beneficios incluyen: un intervalo de precosecha de 0 días (ver: límite máximo de residuos ), éxito bajo una presión de enfermedades moderada a severa y la capacidad de usar como mezcla de tanque o en un programa de rotación con otros fungicidas. Debido a que algunos estudios de mercado estiman que hasta el 20% de las ventas mundiales de fungicidas se dirigen a las enfermedades del mildiu velloso, la integración de biofungicidas en la producción de uvas tiene beneficios sustanciales al extender la vida útil de otros fungicidas, especialmente aquellos en la categoría de riesgo reducido. ^{[ cita requerida ]}

Un área de crecimiento importante para los biopesticidas es el área de tratamientos de semillas y enmiendas del suelo . Los tratamientos de semillas fungicidas y biofungicidas se utilizan para controlar los patógenos fúngicos transmitidos por el suelo que causan la pudrición de las semillas, el marchitamiento fúngico, la pudrición de las raíces y las plagas de las plántulas. También se pueden utilizar para controlar los patógenos fúngicos transmitidos por las semillas internas, así como los patógenos fúngicos en la superficie de las semillas. Muchos productos biofungicidas muestran capacidades para estimular la defensa de las plantas hospedantes y otros procesos fisiológicos que pueden hacer que los cultivos tratados sean más resistentes al estrés. ^{[ cita requerida ]}

• Alta especificidad: que puede requerir una identificación exacta de la plaga/patógeno y el uso de múltiples productos; aunque esto también puede ser una ventaja ya que es menos probable que el biopesticida dañe a especies no objetivo.
• Velocidad de acción lenta (lo que los hace inadecuados si un brote de plagas es una amenaza inmediata)
• Eficacia variable debido a la influencia de varios factores (ya que algunos biopesticidas son organismos vivos que controlan las plagas o patógenos multiplicándose dentro o cerca de la plaga o patógeno objetivo)
• Los organismos vivos evolucionan y aumentan su tolerancia al control. Si la población objetivo no es exterminada o incapacitada para reproducirse, la población sobreviviente puede adquirir tolerancia a cualquier presión que se ejerza sobre ella, lo que da lugar a una carrera armamentista evolutiva .
• Consecuencias no deseadas : los estudios han demostrado que los biopesticidas de amplio espectro tienen riesgos letales y no letales para polinizadores nativos no objetivo, como Melipona quadrifasciata en Brasil. ^[19]

Se pronostica que el mercado de productos biológicos agrícolas alcanzará los 19.500 millones de dólares en 2031. ^[20]

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• Mercado de bioinsecticidas (investigación de mercado de Acquire)
• Biopesticidas registrados 29/04/02 Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos . Actualizado el 29 de marzo de 2002. Consultado el 25 de noviembre de 2011.
• Asociación Internacional de Fabricantes de Productos de Control Biológico (IBMA)