libro toxicologia completo 2015
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TOXICOLOGIA 2015TRANSCRIPT
TOXICOLOGIA
Y MANEJO DE
INSECTICIDAS
ANGEL LAGUNES-TEJEDA
JUAN ANTONIO VILLANUEVA-JIMENEZ
COLEGIO DE
POSTGRADUADOS EN
CIENCIAS AGRICOLAS
50 ANIVERSARIO 1959-2009
MEXICO 2009
TOXICOLOGÍA Y MANEJO
DE INSECTICIDAS
Angel Lagunes-Tejeda
Entomología y Acarología Campus Montecillo
Colegio de Postgraduados Montecillo, México
Juan Antonio Villanueva-Jiménez
Campus Veracruz Colegio de Postgraduados
Veracruz, Ver.
México
CONTENIDO
Página INTRODUCCIÓN. .................................................................................... CAPITULO I. EL COMBATE QUÍMICO DE PLAGAS INSECTILES. ...... CAPITULO II. INSECTICIDAS ORGANOCLORADOS. ............................ DDT Y SUS DERIVADOS. ........................................................................
Modo de acción. ...............................................................................
Metabolismo del DDT. ......................................................................
Mecanismos de resistencia al DDT. .................................................
Otros compuestos del grupo del DDT. ............................................. BENCENO Y SUS DERIVADOS. ..............................................................
Modo de acción. ...............................................................................
Mecanismos de resistencia. ............................................................. GRUPO DE LOS CICLODIENOS.
Metabolismo de los ciclodienos. ......................................................
Modo de acción. ...............................................................................
Mecanismos de resistencia. ............................................................. TERPENOS POLICLORADOS. .................................................................
Modo de acción. ...............................................................................
Mecanismos de resistencia. ............................................................. CAPITULO III. ORGANOFOSFORADOS. ................................................ NOMENCLATURA DE COMPUESTOS ORGANOFOSFORADOS ...........
Reglas de nomenclatura. .................................................................. CARACTERÍSTICAS BÁSICAS DE LOS ORGANOFOSFORADOS .........
Toxicidad de los organofosforados. ................................................ MODO DE ACCION. .................................................................................
Procesos físico-químicos involucrados en la transmisión nerviosa.
Características de la acetilcolinesterasa. .........................................
Representación esquemática del modo de acción de la acetilcolinesterasa con acetilcolina. .................................................
Representación esquemática de la inhibición de la acetilcolinesterasa por los organofosforados.
Degradación dentro del cuerpo. .......................................................
Toxicidad relacionada con la estructura. .......................................... REACCIONES METABÓLICAS. ...............................................................
Reacciones metabólicas de activación. ............................................
Reacciones metabólicas de desactivación. ...................................... CAPITULO IV. CARBAMATOS. ............................................................... ESTRUCTURA GENERAL DE LOS CARBAMATOS. ............................... MODO DE ACCION DE LOS CARBAMATOS. ..........................................
ACTIVIDAD DE LOS CARBAMATOS RELACIONADA CON SU ESTRUCTURA. .........................................................................................
Posición del grupo alquil. ..................................................................
Tamaño del grupo alquil. ..................................................................
Cambios en la estructura de los carbamatos. ...................................
Cambio de posición del grupo metoxi. ............................................. METABOLISMO DE CARBAMATOS. ....................................................... MECANISMOS DE RESISTENCIA. .......................................................... ESTUDIOS ESPECIALES SOBRE CARBAMATOS. ................................ CAPITULO V. INSECTICIDAS BOTÁNICOS Y DERIVADOS. ................. NICOTINA. ................................................................................................
Modo de acción. ...............................................................................
Mecanismos de resistencia. ............................................................. ROTENONA. .............................................................................................
Modo de acción. ............................................................................... RIANIA. ...................................................................................................... SABADILLA. .............................................................................................. NEEM. ....................................................................................................... OTROS INSECTICIDAS VEGETALES. .................................................... CAPITULO VI. PIRETROIDES. ................................................................. PIRETRINAS. ............................................................................................. DESARROLLO DE LOS PIRETROIDES. .................................................. MODO DE ACCION DE LOS PIRETROIDES. ........................................... METABOLISMO DE LOS PIRETROIDES. ................................................. MECANISMOS DE RESISTENCIA. ........................................................... RECOMENDACIONES EN ELUSO DE PIRETROIDES. ........................... FUNDAMENTACIONES Y SUGERENCIAS EN ELUSO DE INSECTICIDAS PIRETROIDES. .......................................................................................... CAPITULO VII. REGULADORES DE CRECIMIENTO. ............................ HORMONAS JUVENILES. ......................................................................... INHIBIDORES DE LA SÍNTESIS DE QUITINA. ........................................ CAPITULO VIII. INSECTICIDAS MICROBIALES Y OTRAS OPCIONES. BACTERIAS. .............................................................................................. Modo de acción. ......................................................................................... Mecanismos de resistencia. ....................................................................... VIRUS......................................................................................................... HONGOS. ................................................................................................... NEMATODOS. .......................................................................................... PROTOZOARIOS. ..................................................................................... AVERMECTINAS. ..................................................................................... Modo de acción. .................................................................................... ORGANOESTANOSOS. ...........................................................................
Modo de acción. .................................................................................... Mecanismos de resistencia. .................................................................. Otros insecticidas. ................................................................................. CAPITULO IX. RESISTENCIA. ................................................................. FACTORES POR LOS QUE SE DESARROLLA LA RESISTENCIA. ........ BASES GENETICAS DE LA RESISTENCIA. ............................................. TIPOS DE RESISTENCIA EN INSECTOS. ................................................ Resistencia por comportamiento. ....................................................... Resistencia morfológica. ...................................................................... Resistencia fisiológica. ......................................................................... FACTORES QUE AFECTAN EL DESARROLLO DE LA RESISTENCIA. Factores genéticos. .............................................................................. Factores biológicos. ............................................................................ Factores operacionales. ...................................................................... RECOMENDACIONES GENERALES PARA RETRASAR LA APARICION DE LA RESISTENCIA. .................................................................................... CAPITULO X. DETECCIÓN DE POBLACIONES DE INSECTOS RESISTENTES A INSECTICIDAS. ........................................................... EL CONCEPTO DE LINEA BASE. ............................................................. METODOS PARA LA DETECCIÓN DE LA RSISTENCIA. ........................ Métodos directos: bioensayo. ............................................................... Métodos indirectos: bioquímicos. ........................................................ Técnicas moleculares: ensayo con sonda de ADN complementario
(CADN) para esterasas. ...................................................................... Otras metodologías para el estudio de la resistencia. .......................... CAPITULO XI. BIOENSAYO. ................................................................... OBJETIVOS DE UN BIOENSAYO. ............................................................ COMPONENTES DE UN BIOENSAYO. ................................................... TIPOS DE BIOENSAYOS. ......................................................................... Directos. ............................................................................................... Indirectos. ............................................................................................ DOSIS CONTRA DOSIFICACIÓN. ........................................................... Pruebas de efectividad y pruebas de susceptibilidad. .......................... EVALUACIÓN DE LA TOXICIDAD. ............................................................ LEY DE WEBER Y FECHNER. ................................................................. REQUERIMIENTOS PARA OBTENER LINEAS Ldp RECTAS. ................. PROPIEDADES DE LA LINEA Ldp. .......................................................... SIGNIFICADO DE LA POSICIÓN Y LA PENDIENTE DE LA LINEA Ldp. LIMITES DE CONFIANZA (LIMITES FIDUCIALES). ................................. CRITERIOS PARA UN BUEN BIOENSAYO. ............................................ CAPITULO XII. ACCION CONJUNTA Y SINERGISMO. .......................... CONSIDERACIONES SOBRE EL USO DE MEZCLAS. ............................ ACCION CONJUNTA. ................................................................................
Acción conjunta independiente. .......................................................... Acción conjunta similar. ....................................................................... Sinergismo y antagonismo. ................................................................. METODOS PARA MEDIR SINERGISMO Y ANTAGONISMO. .................. Coeficiente de cotoxicidad. ................................................................. Método gráfico de Wadley. .................................................................. VENTAJAS DELUSO DE SINERGISTAS. ................................................ MODO DE ACCION DE LOS SINERGISTAS. .......................................... ALGUNAS INTERACCIONES ENTRE INSECTICIDAS. ........................... Inducción. ............................................................................................ Inhibición. ............................................................................................ CAPITULO XIII. ANÁLISIS TOXICOLOGICO DE AREAS AGRÍCOLAS.. GRUPOS TOXICOLOGICOS DE LOS INSECTICIDAS Y ACARICIDAS. USO DE INSECTICIDAS. CAPITULO XIV. ETIQUETOTECA DE INSECTICIDAS. .......................... PRODUCTOS FORMULADOS EN FORMA INDIVIDUAL. ......................... PRODUCTOS FORMULADOS COMO MEZCLAS. ................................... ORGANIZACIÓN DE LAS TARJETAS. ..................................................... CAPITULO XV. MANEJO TOXICOLOGICO DE AREAS AGRÍCOLAS. .. MANEJO INTEGRADO DE PLAGAS. ....................................................... MANEJO TOXICOLOGICO REGIONAL DE INSECTICIDAS. .................... Programas de manejo de la resistencia a insecticidas. ........................ Manejo toxicológico de áreas agrícolas. .............................................. PASOS PARA DIAGNOSIS DE RESISTENCIA EN EL CAMPO. ............. BIBLIOGRAFÍA. .........................................................................................
INTRODUCCIÓN
A pesar de los rápidos avances en diversas áreas tecnológicas, América Latina sigue
comprometida con el reto de alimentar a su creciente población. En este concepto, la
dependencia en el uso de plaguicidas y otros agroquímicos para el mantenimiento y
desarrollo de los recursos agrícolas es incuestionable; sin embargo, existe considerable
preocupación sobre los posibles efectos negativos del uso inadecuado de estos
productos.
Los plaguicidas cumplen una función primordial; numerosos roedores, insectos,
nematodos, hongos, malezas y otros organismos compiten con el hombre por productos
agropecuarios y forestales, además transmiten enfermedades al hombre y a los
animales domésticos.
El desarrollo de los plaguicidas orgánicos a partir de la segunda guerra mundial, creó
una revolución en el control de plagas, comparable a la de los antibióticos en el control
de las enfermedades infecciosas. Para 1955, la producción de plaguicidas
organosintéticos en EUA había alcanzado 227 millones de kg, y para 1961 había
llegado a los 318 millones de kg.
Aunque la cantidad de plaguicidas usados cada año, es mucho mayor que el tonelaje de
drogas orgánicas, el acceso a éstas es tal, que producen más intoxicaciones
accidentales que los plaguicidas. En la década de los 80, las muertes por plaguicidas
han constituido de 7.80 a 12.85%. En EUA la tasa anual de muertes atribuibles a
plaguicidas, es de cerca de 1 por cada 1’000,000.
Para los gobiernos y las instrucciones reguladoras del uso de plaguicidas no es fácil
tomar una decisión para permitir, controlar o prohibir su utilización; la principal
interrogante es saber el valor económico real y a largo plazo que representa su
utilización. Las pérdidas ocasionadas por insectos a los cultivos son abundantes, en
regiones del mundo llegan a ser de 30 a 100% para algunas cosechas; sin embargo, se
pueden reducir casi en su totalidad con el uso de algún insecticida.
Para mucha gente no queda claro cómo puede ser posible que se desarrolle la
resistencia a insecticidas, especialmente a los compuestos persistentes, aunque en el
campo se observa este fenómeno con frecuencia. Inclusive, este tipo de productos
acarrea problemas colaterales, ya que se eliminan los depredadores naturales de las
plagas, trastornándose el balance ecológico, por lo que se vuelven más peligrosas las
poblaciones de insectos fitófagos, lo que redunda en desventajas económicas
ineludibles.
Ante la problemática ecológica que representa el uso de plaguicidas, una de las
mayores dificultades a todos los niveles, es la falta de información objetiva sobre los
productos que están disponibles en América Latina. Es necesario dejar bien
establecidos los parámetros toxicológicos necesarios para el registro y formulación de
plaguicidas, determinar tolerancias y manejar aspectos específicos para su uso.
Actualmente están autorizados para ser usados en México aproximadamente 150
diferentes ingredientes activos de plaguicidas, (DGSV, 1982; CICOPLAFEST, 1991),
pero que éstos se venden con más de 400 nombres comerciales, con diferentes
formulaciones y recomendaciones para su aplicación. Quince de los insecticidas
autorizados tienen 138 nombres comerciales, con un promedio de más de nueve por
compuesto, lo que habla de la anarquía en la nomenclatura y las grandes posibilidades
de confusión cuando se intenta su manejo racional.
Como lo han señalado numerosos autores (Brown, 1978; Pimentel et al., 1978), una
evaluación de la relación costo-beneficio de los plaguicidas, trasciende el campo de la
agricultura y se convierte en un fenómeno social que afecta la población. Como ejemplo,
en EUA 90% de la población no está implicada en la producción agrícola ni en la
fabricación o venta de estos productos y a pesar de ello, tienen influencia directa sobre
su desarrollo, el tipo de moléculas, su venta y su uso, al formar parte de la gran masa
de consumidores que exigen productos de calidad y en cantidades suficientes; sin
embargo son quienes están siendo afectados negativamente por su uso indiscriminado.
La única protección contra los efectos indeseables en la población y el ambiente, reside
en la influencia que la población ejerza ante las cámaras legislativas para que se
elaboren leyes y reglamentos adecuados, que permitan la producción agrícola, que
fomenten la creación de métodos de combate de plagas sin tanto riesgo y que
mantengan a la gran masa de consumidores y a los agentes directos de la producción, a
salvo de los efectos negativos de los plaguicidas. Se requiere un esfuerzo mayor para la
instrumentación de las leyes y reglamentos una vez creados, debido a que siempre se
corren riesgos de perder dinero al no usar un insecticida en un momento dado, a la falta
de conciencia de los riesgos que corre la población y a la falta de conocimiento que
tienen las autoridades respectivas de esta problemática.
Si se hiciera un manejo más racional de los insecticidas, con bases científicas en su
uso, ocupándolos cuando fueran estrictamente necesarios y ante la ausencia de otra
medida de combate, estas moléculas volverían a ser apreciadas como la herramienta de
gran valor que son o no como aliados del diablo.
CAPITULO I
CAPITULO II
INSECTICIDAS ORGANOCLORADOS Este grupo de insecticidas se caracteriza porque:
Presentan en su molécula átomos de carbono, hidrógeno, cloro y ocasionalmente
oxígeno.
Contienen anillos cíclicos o heterocíclicos de carbono
Son apolares y lipofílicos
Tienen poca reactividad química
Los compuestos organoclorados son altamente estables, característica que los hace
valiosos por su acción residual contra insectos y a la vez peligrosos debido a su
prolongado almacenamiento en la grasa de mamíferos. Dentro de este grupo de
insecticidas se encuentran compuestos tan importantes como el DDT, BHC, clordano y
dieldrín.
Estos compuestos provocaron una revolución en el combate de los insectos, por su
amplio intervalo o espectro de acción y su bajo costo; se han usado de manera intensiva
para controlar plagas agrícolas y de importancia médica. Poseen baja toxicidad para
mamíferos y otras especies de sangre caliente, sin embargo, sus residuos son de gran
persistencia en el ambiente; además debido a su alto grado de lipofilicidad, se acumulan
en los tejidos grasos de muchos organismos a través del proceso de biomagnificación
en la cadena trófica.
Desde el punto de vista de mecanismos de resistencia, los organoclorados se dividen
en tres grupos que son:
DDT y sus derivados,
Grupo del benceno y,
Cl2 + C ClCl
CH
Cl
O
H2SO4
(H2O)Cl C
H
C Cl
Cl
Cl
Cl
Clorobenceno Cloral
DDT
Grupo de los ciclodienos
DDT Y ANÁLOGOS
La palabra DDT se deriva del nombre químico (incorrecto): dicloro difenil tricloroetano. Su nombre correcto es 2, 2-bis (ρ-clorofenil) 1, 1,1-tricloroetano.
Lo preparó por primera vez Otto Zeidler (estudiante alemán de doctorado en química) en 1874.
Las propiedades insecticidas del DDT se descubrieron en 1939, años más tarde, el Dr. Paúl Müller, investigador de la compañía suiza Geigy obtuvo el premio Nóbel de Medicina por la aportación al combate de la malaria.
Industrialmente se obtiene por condensación del cloral y el clorobenceno en presencia de ácido sulfúrico concentrado. Como producto de la reacción se obtiene una mezcla de isómeros con:
80% del isómero p, p´
20% del isómero o, p´
Trazas del isómero o, o´
C ClCl
H
C Cl
Cl
Cl
Solamente el isómero p, p´ tiene propiedades insecticidas significativas.
El DDT es prácticamente insoluble en agua, poco volátil, baja sensibilidad a la luz ultravioleta. Se ha observado que su toxicidad disminuye con el aumento de la temperatura.
El DDT se ha utilizado para el combate de una amplia variedad de plagas: agrícolas, forestales, pecuarias y vectores de enfermedades al ser humano.
Combate de la malaria.- Enfermedad transmitida por especies de mosquitos del género Anopheles spp y causada por un protozoario (Plasmodium vivax, Plasmodium falciparum y Plasmodium ovale). Entre 1933 y 1935 se presentaron, en promedio, 100 millones de casos de malaria por año y murieron 750, 000 personas. En la India, el promedio de vida era de 32 años para 1948. En Sri Lanka ocurrieron 28 millones de casos de malaria en 1946. En 1955 la OMS decretó la implementación del PROGRAMA DE ERRADICACIÓN DE LA MALARIA, utilizando como herramienta fundamental al DDT. Como Producto del uso del DDT en 1961 en Sri Lanka se presentaron 110.
Fiebre amarilla.- Enfermedad causada por un virus y transmitida por un culícido, Aedes aegypti.
Peste bubónica.- Enfermedad de origen bacteriano transmitida por la pulga de la rata oriental Xenopsylla cheopis.
Tifus.- Rickettsia transmitida por el piojo, Pediculus humanus.
Mal de chagas.- Protozoario, transmitido por varias especies de triatominos.
Isómero: moléculas que tienen la misma fórmula, pero diferentes
propiedades. A pesar de que algunos isómeros contienen exactamente el
mismo tipo y número de átomos, el arreglo de dichos átomos difiere y en
consecuencia presentan propiedades diferentes. Existen dos tipos
principales de isomerismo: isomerismo estructural (contienen el mismo
tipo y arreglo de átomos, pero difieren en uno o más enlaces) y
estereoisomerismo(todos los enlaces son iguales, pero difieren en el
arreglo espacial de los átomos).
Se desarrolló una amplia investigación para sustituir a los insecticidas comúnmente utilizados como la rotenona y las piretrinas. La sustitución era necesaria también por la participación de Japón en la Segunda Guerra Mundial, la cual junto con las Islas del Pacífico eran los principales proveedores de insecticidas orgánicos de origen natural.
En 1942 se introdujo el DDT como insecticida agrícola para el control de plagas de la papa y otros cultivos en el estado de Colorado (EUA). Posteriormente, el DDT se utilizó para el combate de una amplia variedad de plagas agrícolas. Pronto se convirtió en el insecticida más ampliamente utilizado en el mundo debido a su estabilidad, persistencia, bajo costo de fabricación, y baja toxicidad aguda para mamíferos (DL50 oral aguda = 300 mg/kg).
Se prohibió en EUA en el año de 1973 debido a que se bioacumula en las cadenas tróficas.
Las plagas desarrollaron resistencia al DDT
MODO DE ACCIÓN
Existen varias teorias, entre ellas que mantiene los canales de sodio abiertos más tiempo de lo normal
Figura 1. Uso de DDT en polvo (NEOCID) para el
control de tifus en Afganistán (WHO)
C
OH
CCL3
Cl Cl
C
O
Cl Cl
C
CCL2
Cl Cl
DICOFOL(insectos y microorganismos)
DBP(insectos)
DDE(insectos y mamíferos)
MFO
MFO
DDT - asa
DDT
LA IMPOSIBILIDAD DEL DDT PARA MANTENER LOS CANALES DE SODIO ABIERTOS MÁS TIEMPO DE LO NORMAL HA DADO LUGAR A UN MECANISMO DE RESISTENCIA CONOCIDO COMO INSENSIBILIDAD NERVIOSA O KDR (knock down resistance) Y AFECTA AL DDT Y A LOS PIRETROIDES.
METABOLISMO DEL DDT
El metabolismo de una sustancia puede alterar sus propiedades tóxicas (incrementándolas o disminuyéndolas). Cuando la toxicidad del metabolito es superior a la de la molécula parental, se produce lo que se llama activación. En caso contrario se presenta la inactivación, que dependiendo de su magnitud se puede constituir en un mecanismo de resistencia metabólico.
Las enzimas de Función Oxidativa Mixta (FOM) y la DDT-asa juegan un papel importante en el metabolismo del DDT y pueden ser mecanismos de resistencia metabólicos a este compuesto.
BENCENO Y RELATIVOS
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
El benceno es un anillo de seis carbonos (C6H6) y el primero de sus derivados usados como insecticida fue el BHC (hexaclorociclohexano), que fue descubierto en 1825, pero sus propiedades insecticidas fueron evaluadas en 1940.
El BHC es un benceno clorinado que puede tener varios isómeros:
o Alfa o Beta o Gamma o Delta o Epsilon
Solo el isómero gamma tiene propiedades insecticidas (lindano)
En una mezcla normal de BHC, el isómero gamma representa alrededor del 12% del total.
Debido a que el isómero gamma tiene propiedades insecticidas, se desarrollaron métodos para purificarlo y obtenerlo a concentraciones del 99%. Este isómero presenta poco o nada de olor.
Debido a que el lindano es inodoro y tiene alta volatilidad, se le asignó un uso doméstico en forma de pastillas que se colocaban cerca de los focos eléctricos o en pequeños vaporizadores pegados a la pared. Desafortunadamente provoca anemia en la sangre.
Son neurotóxicos que actúan como antagonistas de los receptores de GABA (ácido amino butírico)
El pentaclorofenol es otro de los relativos del benceno el cual tuvo aplicaciones múltiples para proteger madera contra insectos barrenadores, como funguicida de postes de teléfono, como defoliante. El PCF se comercializo como una sal de sodio.
El PCF desnaturaliza y precipita proteínas celulares, ocasionando la muerte de las células.
CICLODIENOS
ONaCl
Cl Cl
ClCl
Sal de sodio
OHCl
Cl Cl
ClCl
Pentaclorofenol
ClCl
ClCl
Cl Cl
Se les llama ciclodienos debido a que su grupo químico precursor es el hexaclorociclopentadieno, el cual contiene un anillo cíclico y dos dobles ligaduras. Compuestos de esta naturaleza se unen mediante la reacción de DIELS – ALDERS, que son dos químicos que descubrieron este tipo de síntesis química. El dieldrín y el aldrín fueron nombrados en honor a los citados especialistas.
La química y nomenclatura de los ciclodienos es complicada, pero es de interés conocer que poseen dos puentes de metano: uno localizado en el anillo clorinado y otro en el anillo no clorinado.
Debido a que los puentes de metano pueden estar doblados hacia fuera (EXO) o hacia adentro (ENDO), de la estructura molecular, se definen lo que se llaman estéreo isómeros.
Referente a la estructura química anterior:
o DIELDRIN: endo –exo
o ENDRIN: endo – endo
Los ciclodienos se desarrollaron en la segunda guerra mundial, un poco después del DDT (1939) y del BHC (1940).
En general, los ciclodienos son persistentes en el suelo y se usaron contra larvas rizófagas. Los residuos, con frecuencia, persisten aún después de la cosecha.
El mayor impacto de los ciclodienos fue la protección de estructuras de madera (casas, postes, etc) contra termitas, pues su efecto puede durar 30 años.
Algunos de los ciclodienos más conocidos son: clordano, aldrin, dieldrín, heptacloro, endrín, mirex, endosulfan.
O
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl2
SO Cl2
Cl
Cl
Cl
Cl
O
O
Endosulfan
En el área del Soconusco, el cafeto se cultiva desde los 400, hasta los 1300 m snm y uno de los problemas entomológicos más fuertes es la broca del cafeto. La variación en temperatura oscila entre 29 y 30ºC en las partes bajas y es de alrededor de 23ºC en las partes altas. El endosulfan es más efectivo en las partes bajas, donde la temperatura es más alta.
Son neurotóxicos que actúan como antagonistas de los receptores de GABA
El dieldrín disminuye el contenido de vitamina A en el hígado.
Metabolismo de los ciclodienos:
a) hidroxilación alifática:
b) Epoxidación:
ORGANOFOSFORADOS Se derivan del ácido fosfórico y del ácido fosfónico.
CH COH
H
H
O
H
H
P
OH
OH
OH
O
ácido fosfórico ácido fosfónico
P
OH
H
OH
O
Características básicas: La molécula es un éster del ácido fosfórico Son más tóxicos para vertebrados que los insecticidas organoclorados El fósforo reactivo es la parte central de la molécula. El P esta unido por doble ligadura a
un S o a un O No son persistentes en el ambiente. Esta característica ocasionó que los OF desplazaran a
los OC en muchos usos agrícolas. La molécula puede ser alifática, cíclica o heterocíclica Los organofosforados tuvieron su origen en un artículo publicado por Willy Lange & Gerda
von Kreuger en 1932. Lange fue investigador de la Universidad de Berlín. En ese artículo se describió la síntesis de algunos organofosforados.
El químico G. Schrader empezó con estudios sistemáticos de los organofosforados como
insecticidas potenciales.
Produce 100% de mortalidad en pulgones a 0.0005% (24 h
de exposición).
Dimetox. Es un insecticida sistémico muy potente. Es muy
peligroso trabajar con este compuesto debido a su toxicidad
residual.
P
OCH3O
CH3O O NO2
o, o, dietil fosforofluoridato
P
OCH3CH2O
CH3CH2O F
P
O
F
CH3CH2O
(CH3)2N
P
O
F
(CH3)2N
(CH3)2N
Paratión etílico. Aceptables propiedades insecticidas.
Varios de los compuestos organofosforados sirvieron como gases de guerra:
Trang Bang, junio de 1972 Bañada en NAPALM por el error de un avión sudvietnamita, Phan Thi Kim Phuc huye de la escena tras arrancarse la ropa en llamas (LIFE 1985).
TEPP. Muy potente pero inestable, pues se
hidroliza en un día. Lo desarrolló el químico
alemán De Clermont y se documentó en la
literatura en 1854.
DFP. Lo desarrollaron los ingleses. Esta molécula es muy
difícil de destruir.
P
O
O
CH3CH2O
CH3CH2OP
O
OCH2CH3
OCH2CH3
P
O
F
O
O
P
S
O
CH3CH2O
CH3CH2O NO2
La acción insecticida de los OF se descubrió en Alemania durante la Segunda Guerra Mundial cuando se buscaban sustitutos de la nicotina que estaba racionada en Alemania. Actualmente son pocas las compañías que están desarrollando OF.
USOS DE LOS OF
o Insecticidas de amplio espectro: paratión, fentión, diazinón o Sistémicos en plantas: demetón, disulfotón, dimetoato o Sistémicos en animales: triclorfón, famfur, coumafos o Contra plagas rizófagas: difonate, forato, diazinón o Fumigantes: diclorvos, TEPP o Poco residuales: TEPP, mevinfós, naled o Acción residual: azinfós o Uso doméstico: malatión o Protección de granos almacenados: malatión, dursban o Salud pública: malatión, fentión o Nematicidas: nemacur o Medicinales: paraoxon, armine, DFP
MODO DE ACCIÓN DE LOS ORGANOFOSFORADOS
Inhiben a la acetilcolinesterasa
TABUN. Los alemanes descubrieron esta molécula.
DL50 = 0.01 mg/kg, equivalente a 0.75 mg/75 kg
hombre. Este valor se obtuvo realizando experimentos
directamente con humanos.
SARIN.
SOMAN. Es el gas de guerra más tóxico de
todos.
P
O
CN
CH3CH2O
(CH3)2N
P
O
F
CH3
(CH3)2CHO
P
O
F
CH3
CHO
CH3
C
CH3
CH3
CH3
Acetilcolinesterasa
o Tiene cuatro sitios activos, cada sitio activo tiene dos componentes mayores
Sitio aniónico Sitio esterático
HIDRÓLISIS DE LA ACETILCOLINA MEDIANTE LA ACCIÓN DE LA ACETILCOLINESTERASA
1. Atracción inicial entre la acetilcolina y la acetilcolinesterasa
(CH3)3N+CH2CH2O C CH3
O
+ H2OAChE
(CH3)3N+CH2CH2OH + CH3COOH
Acetilcolina Colina Ácido acético
CH3 C O CH2 CH2 N+
(CH3)3
O
B
OH H+
S-
B = grupo imidazol de la histidina (grupo básico)
HO = grupo hidroxil serina
H+ = grupo básico de la hidroxiltirosina
S-
= grupo carboxilato del ácido aspártico o glutámico
Sitio esterático Sitio aniónico
B
CH3 C
O
O CH2 CH2 N+
(CH3)3
S-
HO H+
B
CH3 C
O
O CH2 CH2 N+
(CH3)3
S-
HO H+
2. Formación de un complejo 3. Acetilación de la enzima con liberación de colina 4. Rearreglo de la acetilcolinesterasa
B
S-
O
C O
CH3
A-
HOCH2CH2N+(CH3)3
B
S-
O
C O
CH3
H+
B
S-
O
C O
CH3
H+O
H
H
5. La enzima acetilada es hidrolizada 6. La acetilcolinesterasa esta libre y lista para reaccionar otra vez con la acetilcolina
INHIBICIÓN DE LA ACETILCOLINESTERASA POR UN INSECTICIDA ORGANOFOSFORADO
1. Atracción inicial y formación de un complejo AChE - Organofosforado
B
O S-
H+
H
B
S-
H+
PO
O NO2
X
(RO)2
HO
BH+
S-
A-
PO
(RO)2
NO2
X
HO
O
2. El grupo hidroxil serina es forforilado y se presenta la liberación de una parte de la molécula original del insecticida organofosforado. 3. La AChE fosforilada es hidrolizada lentamente y eventualmente pierde el grupo fosforado. Durante este periodo la enzima no puede reaccionar con la acetilcolina.
Los grupos que se encuentran unidos al fósforo, definen el tiempo de inhibición de la AChE:
o CH3 inhibe a la AChE por horas
o CH3CH2 Inhibe por días
o Irreversible
LA REACTIVIDAD DEL FÓSFORO ES LA PROPIEDAD MÁS IMPORTANTE QUE DETERMINA LA ACTIVIDAD ANTICOLINESTERÁTICA DE UN ORGANOFOSFORADO.
B
S-
PO
(RO)2
NO2
X
HO
O
O
H
H
H+
P
O
O
CH3CH2O
CH3CH2O NO
O
P
O
O
CH3CH2O
CH3CH2O NO
-
O-
Inhibidor potente
P
O
O
(CH3)2N
(CH3)2N P
ON(CH3)2
N(CH3)2SchradanVida media: 10 años a pH neutro
P
O
O
CH3(ClCH2)N
(CH3)2N P
ON(CH3)2
N(CH3)2Schradan monocloroIncrementa actividad AChE 100,000xVida media: 2 horas
La reactividad del fósforo depende de la electrofilicidad del sustituyente. Entre más positivo sea el P, más tóxico es el insecticida. Si el sustituyente es demasiado electrofílico, el OF, será excesivamente sensitivo a la hidrólisis y su vida media se reduce
El Schradan tricloro tiene una vida media de tres minutos
Este compuesto debiera ser un buen insecticida, pero las cargas positivas impiden la penetración del tóxico en las membranas. In vitro es un buen inhibidor.
P
O
O
CH3CH2O
CH3CH2O O C H
H
H
P
O
O
CH3CH2O
CH3CH2O O+CH3
Inhibidor pobre
P
O
O
CH3CH2O
CH3CH2O
N+(CH3)3
Lingling. Abril de 1946 Una imagen irónica del hambre en China es la de este chiquillo hambriento que mendiga comida junto a un niño rico. La reactividad del fósforo es el factor más importante que determina la toxicidad del
insecticida organofosforado. Entra más positivo sea el P, mayor será la toxicidad del OP.
El TEPP es más tóxico que el paraoxón etílico.
P
S
O
CH3CH2O
CH3CH2O NO2
+0.203
+0.204
P
O
O
CH3CH2O
CH3CH2O NO2
+0.230
+0.425
Paratión etílico Paraoxon etílico
P
O
O
CH3CH2O
CH3CH2O OCH3
P
O
O
CH3CH2O
CH3CH2O OCH3
Poco reactivoprácticamente no inhibe a la AChE
Muy reactivo
P
O
O
CH3CH2O
CH3CH2O P
OOCH2CH3
OCH2CH3
0.216
0.434
El cambio de sulfóxido a sulfona incrementa la reactividad del átomo de fósforo. El compuesto parental que a continuación se indica debiera ser un mal insecticida, pero su transformación a sulfóxido y luego a sulfona y eso incrementa su toxicidad.
La influencia de otras partes de la molécula del insecticida OF sobre la toxicidad.
El isomerismo también afecta a la toxicidad.
P
O
O
CH3O
CH3O NO2
P
O
O
CH3CH2O
CH3CH2O NO2
P
O
O
ISOPROPIL
ISOPROPIL NO2
P
O
O
O
O NO2
P
O
O
C4H9O
C4H9O NO2
1.5
1.2
9.0
9.4
75.0
Estructura molecular DL50 Musca domestica (g/g)
P
O
O
CH3CH2O
CH3CH2O SCH3
R S CH3 R S CH3
o
R S CH3
o
o
Tiometil Sulfóxido Sulfona
Isómero DL 50 Musca domestica
P
O
S
CH3CH2O
CH2CH2SCH3CH2O CH2CH3
P
O
OCH2CH3CH3CH2O
CH3CH2 SCH2CH2S
d - isómero
l - isómero
30.0
5.0
La posición del átomo de azufre (S) también influye en la toxicidad de la molécula.
P
S
OCH3CH2O NO2
CH3CH2
P
O
OCH3CH2S NO2
CH3CH2
P
O
SCH3CH2O NO2
CH3CH2
0.93
8.50
24.0
Estructura molecular DL50 Musca domestica (g/g)
REACCIONES METABÓLICAS 1.-ACTIVACIÓN
2. INACTIVACIÓN
P
S
O
CH3CH2O
CH3CH2O NO2
P
O
O
CH3CH2O
CH3CH2O NO2
P
OP
SElectronegatividad del S = 2.5Electronegatividad del P = 2.1
2.5-2.1 0.4
Electronegatividad del O = 3.5Electronegatividad del P = 2.1
3.5-2.1 1.4
MFO
P
O
O
CH3O
CH3O C CHC
CH3
O
N
CH3
CH3
N
CH3
CH2
R
OH
N
CH3
H
R
Azodrín
MFO MFO
P
O
SCH2CH2
CH3CH2O
CH3CH2O S CH2CH3 R S CH2CH3
O
R S CH2CH3
O
O
MFO MFO
Sulfóxido Sulfona
P
S(O)
O
CH3CH2O
CH3CH2O NO2 P
S(O)
OH
CH3CH2O
CH3CH2O+ NO2HO
Fosfotriesterasa
[ H2O]
P
S(O)
OCH3CH2O
CH3CH2O
NO2
P
S(O)
OHCH3CH2O
CH3CH2O
HO NO2+MFO
P
S(O)
O
CH3O
CH3O NO2P
S(O)
O
HO
CH3O NO2
Glutatión alquiltransferasa
El diazinón es afectado por una cantidad importante de enzimas, confiriéndole alta
toxicidad en poblaciones susceptibles. Sin embargo, su uso irracional puede conllevar al desarrollo de resistencia múltiple.
DIFERENCIAS EN ACTIVIDAD DE OF ENTRE INSECTOS Y MAMÍFEROS
o La distancia entre el sitio esterático y el sitio aniónico en mamíferos es de 4Å, mientras que en insectos es de 5Å.
o Además, el grupo metil del anillo dificulta que el tóxico pase a través de la barrera sanguínea de los mamíferos.
En mamíferos, la elevada actividad de las carboxilesterasas metabolizan relativamente rápido al malatión. Sin embargo, las impurezas del malatión inhiben a las carboxilesterasas. Las impurezas del malatión no deben exceder del 0.05%.
P
S
S
CH3O
CH3O CH2 CNHCN3
O
desulfuración
hidrólisis
demetilación
deaminación
Diazinón
P
S
O
CH3O
CH3O NO2
CH3
P
S
S
CH3O
CH3O CH COOCH2CH3
CH2 COOCH2CH3
carboxilesterasas
Malatión
El fentión también es afectado por las carboxilesterasas, pero se supone que son
diferentes de las que afectan al malatión. MECANISMOS DE RESISTENCIA EN OF Metabolicos: Esterasas y FOM No- Metabolicos: ACE insensible
CARBAMATOS
Los insecticidas carbamatos son derivados sintéticos de la fisostigmina o eserina, un alcaloide presente en la planta Physostigma venenosum. En África Occidental, esta planta se usaba para determinar la culpabilidad o inocencia de una persona acusada de algún delito.
La eserina la preparó Stedman en 1926. Este investigador también preparó la “prostigmina” (Neostigmina), misma que se usó en el tratamiento del glaucoma y de la enfermedad conocida como Myostigma gravis. El glaucoma es un incremento en la tensión ocular; el globo ocular se endurece y produce ceguera en un tiempo corto.
P
S
S
CH3O
CH3O CHCOOCH2CH3
P
S
S
CH3O
CH3O CHCOOH+ HO CH2CH3
Carboxilesterasas
N N
OC
O CH3
CH3 CH3
N
CH3
H
Eserina
O
N+
C N
OCH3
CH3
CH3
CH3
CH3
Prostigmina
En 1954, Hans Gysin publicó la síntesis del Isolán
En 1954, el grupo Riverside (Metcalf, Kolbenzen y Fukuto) desarrolló varios carbamatos. La estructura general de los carbamatos es la siguiente:
Los grupos R1 y R2 , pueden ser H, CH3, CH3CH2 u otra cadena alifática corta.
R3 puede ser una cadena alifática, cíclica o heterocíclica.
Basándose en la toxicidad aguda, los carbamatos son en general más tóxicos que los organofosforados (OF). Sin embargo, los OF son más peligrosos debido a que la inhibición de la AChE en los OF es más prolongada. Cuando la AChE es inhibida por un carbamato, la enzima se recupera espontáneamente.
MECANISMO DE INHIBICIÓN DE LA AChE POR UN CARBAMATO.
Acercamiento de la AChE y el insecticida carbamato.
NN
O C N(CH3)2
O
CH CH3CH3
Isolán
R3 O C N
OR1
R2
OC
O
N
H
H3CB
OH H+ S
X
Formación del complejo AChE – Carbamato.
Carbamilación de la AChE.
Hidrólisis de la AChE
OC
O
N
H
H3CB
OH H+ S
X
H
H3CB
O
N
O
C
H+ S
HO X
H
H3CBH
O
N
O
C
A- S-
O
H H
Recuperación de la enzima
Cuanto más parecido exista entre el insecticida carbamato y la acetilcolina (ACh), con respecto a la distancia de ensamble, más tóxico será el carbamato.
La actividad de un carbamato esta relacionada con su estructura química. La posición orto se fija mejor a la AChE, y por lo tanto es más tóxico.
H
H3CB
OH H S-
N
O
C OH
O O C
O
NHCH3
O C
O
NHCH3
O
O C
O
NHCH3
O
1.0
9.6
127.0
para
meta
orto
Posición del grupo alquil Tox. rel. Posición
CH3 N+
CH3
CH3
CH2 CH2 O C CH3
O
CH3 S C
CH3
CH3
CH N O C NH
O
CH3
Acetilcolina
Aldicarb
El tamaño del grupo (en posición meta) es muy importante. Cuando el grupo alquil es muy grande, no actúa bien contra la AChE.
O C NHCH3
O
O C NHCH3
O
CH3
O C NHCH3
O
H2C
CH3
O C NHCH3
O
CHCH3
CH3
O C NHCH3
O
0.14
1.0
3.0
40.0
35.0
Posición Tox. rel.
Influencia del tamaño de grupo (posición orto) sobre la toxicidad.
O C NHCH3
O
O CH3
O C NHCH3
O
O CH2CH3
O C NHCH3
O
O
O C NHCH3
O
O
CH3
CH3
O C NHCH3
O
OC
O
CH3CH3
1.0
3.0
53.0
148.0
El Dr. Fukuto piensa queesta estructura sería unbuen insecticida
Estructura Tox. rel.
Los metil carbamatos son más tóxicos que los dimetil carbamatos.
Otro caso que demuestra que los metilcarbamatos son más tóxicos que los dimetil carbamatos.
O C N
OCH3
CH3
O C N
OH
CH3
1.0
147.0
Estructura química Tox. rel.
O C N
OCH3
CH3
O
O C N
OH
CH3
O
1.0
188.0
Estructura química Tox. rel.
A medida que se incrementa el grupo sustituyente la toxicidad decrece. Los metil carbamatos siguen siendo más tóxicos.
METABOLISMO DE LOS CARBAMATOS
Hidroxilación del anillo.
O C N
OH
CH2
O C N
OH
CH2 CH3
O C N
OH
CH3
1.0
50.0
2500.0
Estructura química Tox. rel
O C N
OH
CH3
O C N
OH
CH3
O
O C N
OH
CH3
OH
HO
O C N
OH
CH3
OH
MFO
Hidroxilación del grupo metil.
O – dealquilación.
N – Demetilación.
O C N
OH
CH3
O C N
OH
CH2OHMFO
O
HC
CH3
CH3
O C
O
N
H
CH3 O
HOC
CH3
O C
O
N
H
CH3CH3
HO
O C
O
N
H
CH3
MFO MFO
O
CH3
N
CH3
C
O
N
H
CH3
CH3CH3
O
CH3
N
CH3
C
O
N
H
CH3
HCH3
MFO
No existe una marcada selectividad entre los carbamatos, en general son igualmente tóxicos a insectos y mamíferos. Tomando en cuenta que los insectos tienen un bajo nivel de carboxilesterasas, se han desarrollado algunos compuestos que son una combinación entre OF y carbamatos y muestran selectividad entre insectos y mamíferos.
CAPITULO V
INSECTICIDAS BOTÁNICOS Y DERIVADOS
Las plantas han evolucionado por más de 400 millones de años; para oponerse al
ataque de los insectos han desarrollado mecanismos de protección, como la repelencia
y la acción insecticida. Es así como diversas especies de plantas contienen materiales
insecticidas naturales, algunos de los cuales, han sido utilizados desde tiempos remotos
por el hombre con el mismo fin. Varios de estos extractos han proporcionado valiosos
insecticidas de contacto, con la ventaja de que su uso no ha provocado el surgimiento
O C
O
N
P
CH3
O
(OCH3)2
OH
O C
O
N
H
CH3Mamíferos
Insectos
Carbamato
de cepas de insectos resistentes, en el mismo grado en que lo hacen los insecticidas
sintéticos.
Se sabe de muchas plantas cuyos extractos poseen propiedades insecticidas, sin
embargo, desde el punto de vista comercial sólo se han aprovechado algunas, entre
ellas el tabaco, el piretro, el derris, la riania y la sabadilla. Los productos obtenidos de
ellas, tienen la ventaja de ser efectivos contra una gran variedad de insectos y de
contaminar menos el ambiente en comparación con los insecticidas orgánicos.
RIANIA
Los polvos obtenidos de la molienda de los talos y raíces de Riania speciosa
(Flacourtiaceae), planta que crece en América del Sur, se han utilizado para el combate
de algunos insectos. Se emplearon profusamente en los años 40, pero fueron
desplazados por los compuestos organofosforados de menor precio. Los polvos de
referencia contienen una serie de alcaloides. El más importante es la rianodina.
La rianodina se solubiliza en agua y en la mayoría de los solventes orgánicos, excepto
en los aceites de petróleo. Es menos tóxico para mamíferos que la rotenona y actúa por
contacto o por vía estomacal. Afecta directamente los músculos impidiendo su
contracción y ocasionando parálisis, aunque se desconoce cómo lo provoca.
La riania se usa contra algunas larvas de lepidópteros; en algunos casos es más
efectiva que la nicotina y la rotenona. Se aplica tanto en forma de aspersiones como en
espolvoreaciones. Para las espolvoreaciones se preparan mezclas que contienen de 30
a 40% de riania y de 60 a 70% de talco; se aplica en dosis de 50 kg ha-1 para el
combate del barrenador europeo del maíz (Ostrinia nubilalis) y contra el barrenador de
la caña de azúcar (Diatraea scaccharalis).
SABADILLA
Se conoce como sabadilla a una planta del género Schoenocaulon, de la familia
Liliaceae, en el que se incluye cerca de 20 especies que se encuentran distribuidas
especialmente en México, América Central y Sudamérica. Las semillas pulverizadas de
la sabadilla, se han empleado durante muchos años como polvos piojicidas por los
nativos de Centro y Sudamérica. Tanto el polvo como los extractos de estas semillas
tienen importancia como insecticida para el control de hemípteros y homópteros
fitófagos, así como también en el combate de los trips. Las especies más importantes
son S. officinalis, S. drommondsi y S. texanum.
A la mezcla cruda de alcaloides de la sabadilla, se le conoce como veratridina, se sabe
que estos compuestos son rápidamente degradados por la luz. Se considera que el
principio tóxico de la sabadilla está constituido por una mezcla de sevadina y veratridina,
que son los responsables de la acción insecticida. Estas sustancias no son tóxicas a
mamíferos.
Una de las pocas desventajas de la sabadilla, es que irrita las membranas mucosas,
principalmente en personas sensibles, haciendo que estornuden con mucha frecuencia.
OTROS INSECTICIDAS VEGETALES
Existen plantas con propiedades insecticidas poco estudiadas, que representan una
esperanza futura para el control de plagas insectiles, sin el eventual problema de la
contaminación que presentan algunos insecticidas orgánicos modernos. De estas
plantas se tiene información dispersa que indica su forma de utilización, la cual puede
ser muy variada, por ejemplo, los componentes tóxicos de algunas plantas son
extraídos con petróleo, acetona, alcohol u otro solvente. Por otro lado, algunas
sustancias tóxicas pueden ser extraídas por maceración de la planta en agua, o por
medio del calentamiento de la planta en agua. Para utilizar las propiedades tóxicas de
algunos vegetales, se deben colectar sus frutos, flores, hojas o raíces o en su defecto la
planta completa, posteriormente se debe secar a la sombra, pulverizar y almacenar
dentro una bolsa plástica, en un lugar fresco y poco iluminado, para poder hacer uso de
ella en el momento que se requiera.
En la actualidad, se está trabajando en el rescate y generación de información, acerca
de la actividad insecticida de la flora mexicana. Algunos compendios de resultados se
presentan en los trabajos de Lagunes et al., (1984), Lagunes (1993) y en los Simposios
Nacionales sobre Substancias Vegetales y Minerales en el Combate de Plagas de los
años 1989, 1990, 1991 y 1992, organizados por la Sociedad Mexicana de Entomología,
entre otros.
PIRETROIDES
Los piretroides son compuestos sintéticos derivados de alcaloides presentes en las cabezuelas del piretro Chrysanthemun (Tanacetum) cinerariefolium.
Los principales productores de piretro son:
o Kenya o Irán o Japón o Ecuador o Nueva Guinea
Componentes del piretro:
o Seis esteres formados por la combinación de dos ácidos (ácido crisantémico y ácido pirétrico) y tres alcoholes (piretrolona, cinerolona y jasmolona).
Esteres del piretro:
o Piretrina I
o Piretrina II
o Cinerina I
o Cinerina II
o Jasmolina I
o Jasmolina II
La piretrina I es el ester con mayor toxicidad para insectos. Desafortunadamente es afectado en muchas partes de su estructura por la luz (fotólisis), oxidación, e hidrólisis.
A la piretrina I se le hicieron modificaciones con la finalidad de:
o Reducir el efecto de la luz solar
O
O
O
Fotolisis
Oxidación
Oxidación
Hidrólisis
Piretrina I
o Reducir el impacto de la oxidación o Conservar o incrementar la toxicidad para insectos o Conservar o reducir la toxicidad para animales de sangre caliente.
RETROLONA:
o Se sintetizó en 1945 o Baja estabilidad para usos agrícolas o Se eliminó un punto de ataque de la oxidación
ALETRINA
o Existe una rápida oxidación de la cadena alifática del grupo pentadienil.
RESMETRINA:
o La ciclopentenolona se cambió por un anillo furán, y la cadena alifática por un anillo cíclico.
o Es más tóxica a insectos que la aletrina o Baja toxicidad a mamíferos
FENOTRINA:
o La parte alcohol tiene modificaciones aceptables
o Se considera necesario trabajar con la parte ácida
O
O
O
Retrolona
O
O
O
Aletrina
O
O
O
Resmetrina
Fotolisis
O
OO
Fenotrina
PERMETRINA
o Es más estable en la superficie foliar o Sigue siendo de baja toxicidad para mamíferos
CIPERMETRINA:
o Es menos atacada por esterasas al poseer un grupo α-CIANO
DECAMETRINA:
o Es muy tóxica para insectos
o Es altamente lipofílica
O
Cl
Cl
OO
Permetrina
O
OO
CN
Cipermetrina
O
Br
Br
OO
CN
Decametrina
FENVALERATO:
o Ha perdido la estructura característica de un piretroide
o La toxicidad a insectos se reduce
TEFLUTRINA:
o Aplicación al suelo para el control de plagas rizófagas o Óptima combinación de estabilidad, volatilidad y solubilidad en agua.
El isomerismo que se presenta en el anillo ciclopropano influye notablemente en la toxicidad del piretroide. La combinación de isómeros más tóxica es (1R, 3R).
O
OO
CN
Cl
Fenvalerato
O
O
FF
F
FF
Teflutrina
HOOC
H
(1S, 3S)
H COOH
H
(1R, 3R)
HOOC
H
(1S, 3R)
COOH
H
(1R, 3S)
R = Rectus, que se encuentra a la derecha S = Sinester, que se encuentra a la izquierda
Existen dos tipos de piretroides:
o Piretroides tipo I o Piretroides tipo II
PIRETROIDES TIPO I
o Carecen de grupo α-CIANO o Acción más periferal o Temblores, convulsiones e hiperexcitabilidad o Provocan descargas repetitivas en el músculo o Correlación negativa entre temperatura y toxicidad
PIRETROIDES TIPO II
o Presentan el grupo α-CIANO o Actúan más en el sistema nervioso central o Su efecto tóxico es menos espectacular o No provocan descargas repetitivas en el músculo o Correlación positiva entre temperatura y toxicidad
Metabolismo de los piretroides
o OXIDASAS (MFO)
o ESTERASAS
Modo de acción de los piretroides
o Similar al DDT. En el axón, mantienen los canales de sodio abiertos más tiempo de lo normal.
Mecanismos de resistencia de los piretroides
o Kdr
o Oxidasas (MFO)
o Esterasas
Manejo de la resistencia a piretroides
o Si la dosis originalmente efectiva fracasa, no aumente la dosis ni el número de aplicaciones.
o Si hay historia de aplicaciones con DDT, investigue los mecanismos de resistencia presentes antes de usar los piretroides. Recuerde que el DDT y los piretroides comparten el Kdr como mecanismo de resistencia.
o No mezcle los piretroides con otros insecticidas.
o Restrinja el uso de piretroides a una sola generación por temporada.
o Existe resistencia cruzada negativa entre piretroides y organofosforados. La rotación entre piretroides y organofosforados retrasan el desarrollo de resistencia.
REGULADORES DEL CRECIMIENTO
Los complejos cambios del desarrollo de los insectos están regulados por hormonas secretadas por el sistema neuroendócrino.
MÍMICOS DE LA HORMONA JUVENIL
A la hormona que secreta el Corpora allata se le conoce como hormona juvenil (H.J.)
Existen varios compuestos naturales y sintéticos que mimetizan la acción de la hormona juvenil. A estas sustancias se les conoce como mímicos o análogos de la hormona juvenil.
Cuando la H. J. esta presente, el crecimiento y mudas sin maduración se presentan. En ausencia o escasa cantidad de H. J. se presenta el cambio a adulto.
La H. J. es efectiva en ciertas etapas de desarrollo del insecto:
La hormona juvenil no afecta al huevo, larva 1, larva 2, y larva 3. Esto es conveniente en el caso del control de larvas acuáticas debido a que los primeros instares sirven de alimento para otros organismos como peces.
Ejemplo de mímicos de la hormona juvenil
huevo larva 1 larva 2 larva 3 larva 4 pupa adulto
etapa sensible algún efecto
O
OO
Altosid o methoprene
O
OO
Hidropreno
La hormona juvenil afecta a familias de insectos y cuando mucho afecta a nivel de Orden.
Se ha observado que los organofosforados inhiben a las H. J. esterasas
Poblaciones que son resistentes a los organofosforados, también lo son a juvenoides
INHIBIDORES DE LA SÍNTESIS DE QUITINA
Los artrópodos tienen un exoesqueleto que se compone de placas unidas por membranas.
Un insecto aumenta de 1000 a un millón de veces su tamaño y peso durante su desarrollo. El ser humano aumenta aproximadamente 27 veces.
Las glándulas protorácicas secretan a la hormona de la muda o ecdisona. Si esta hormona no se produce o se produce en cantidades limitadas, las mudas no ocurren. Por lo tanto las ecdisonas son esenciales para las mudas. Sin embargo, la H. J. determina el programa genético de las mudas.
Los insectos, para poder crecer necesitan cambiar su exoesqueleto en cada muda.
COOCH3
O
R
OH
OHR
COOH
carboxilesterasasepoxidasas
COOHOH
OH
carboxilesterasas epoxidasas
Un componente esencial del exoesqueleto es la quitina.
El compuesto sintético DIMILIN interfiere con la formación de cutícula porque evita que la quitina se deposite en la endocutícula. Por lo tanto la cutícula es débil y no puede soportar el esfuerzo de los músculos durante la ecdisis.
Estos compuestos actúan en cada muda, por lo que afectan a todos los instares
En general, los reguladores del crecimiento tienen las siguientes características
o Baja toxicidad para mamíferos
o Baja toxicidad para peces y fauna silvestre
o Baja fitotoxicidad
CAPITULO VIII
INSECTICIDAS MICROBIALES
Y OTRAS OPCIONES
Tomando en cuenta los graves problemas que ha ocasionado el abuso en la utilización
de insecticidas, se considera necesaria la búsqueda de otras opciones en el control de
insectos nocivos. Desde hace tiempo se mencionan el uso de productos químicos de
gran especificidad, el uso de feromonas y la aplicación de entomopatógenos como virus,
bacterias y hongos, así como agentes deshidratantes y quimioesterilizantes.
Existen aproximadamente 1500 especies de microorganismos que tienen potencial para
usarse como agentes insecticidas, mismos que tienen un rango relativamente pequeño
C
O
N
H
C
O
N Cl
Dimilin
de hospederos, lo que hace posible la reducción exclusiva de una población plaga y
permite la protección de los insectos benéficos.
Se tienen evidencias de que los entomopatógenos conocidos comercialmente, no
afectan a los animales de sangre caliente y además fauna, tiene la ventaja de que son
productos biodegradables, por tal motivo poseen características de seguridad, eficiencia
y protección al medio ambiente, lo que hace atractivo su desarrollo.
Los insecticidas microbiales deben poseer las siguientes características:
Poder ser aplicados como polvos, líquidos para aspersión, pellets o cebo.
Ser compatibles con otros agroquímicos, para facilitar su aplicación en una sola
aspersión.
Poderse almacenar, con una vida de anaquel mínima que permita su venta y
utilización sin demérito de su efectividad.
Ser económicos y fáciles de producir.
Ser virulentos y seguros al momento de su aplicación.
Poseer amplia persistencia.
VIRUS
En general, los virus son específicos para una especie de insectos. Algunos grupos de
virus han sido más intensamente estudiados, como el virus de la poliedrosis nuclear
(VPN), del cual se tiene información suficiente para ser usado en el control de plagas.
Los estudios de los virus causantes de la granulosis y la poliedrosis citoplasmática,
indican que son organismos que se pueden utilizar como agentes de control.
Los principales huéspedes de estos virus son lepidópteros, pero también hay algunos
himenópteros, dípteros, coleópteros y en menor cantidad algunos ácaros.
Los insecticidas virales tienen varias características, que en algunos casos son positivas
y en otros negativas.
Características positivas
Altamente selectivos contra alguna especie, por lo tanto no afectan plagas
secundarias, ni insectos benéficos.
No dejan residuos, por lo que no contaminan el ambiente.
Persisten y se multiplican en las poblaciones de insectos perjudiciales.
Son efectivos a bajas dosis.
No se conoce que desarrollen resistencia.
La tecnología de producción es simple.
Pueden ser empleadas las técnicas convencionales de aplicación.
Características negativas
Debido a su alta selectividad, no afectan a otros insectos perjudiciales, por lo que
son necesarias algunas medidas adicionales de combate.
Baja persistencia en depósitos foliares.
Afectan principalmente a larvas.
Su actividad insecticida es lenta.
El método y las condiciones durante la aplicación deberán ser cuidadosamente
observadas.
La tecnología de producción requiere labor intensiva y especializada.
Otros productos comerciales conocidos son el Biotrol VHZ (contra Heliothis virescens) y
el Biotrol VTN (contra Trichoplusia ni). Estos productos han sido probados con cierto
éxito, sin embargo no se han utilizado en forma extensiva, debido a que no hay una
absoluta seguridad de que sean completamente inocuos a los mamíferos; esto hace
difícil su registro legal en varios países. Teóricamente son buenas opciones al uso de
insecticidas organosintéticos, pero en la práctica no resulta fácil implementar su uso.
HONGOS
Muchos de los hongos asociados con insectos, no son verdaderos patógenos bajo
ciertas condiciones, ya que dependen en alto grado de las condiciones del medio y del
micro ambiente que rodea al insecto hospedero. Se han aislado más de 500 especies
de hongos entomopatógenos que afectan a la mayoría de los órdenes de insectos. Las
infestaciones naturales por hongos juegan un papel importante en el control de muchas
plagas insectiles y en ocasiones alcanza niveles que producen una alta mortandad
natural en las poblaciones de insectos.
Se considera que los géneros de hongos que cuenta con especies verdaderamente
entomopatógenas son Beauveria, Metarhizium, Entomophthora y Aspergillus. En
algunas especies de hongos, el espectro de hospederos está limitado a una simple
familia de insectos; sin embargo, existen especies como Metarhizium anisopliae, que s
capaz de atacar más de 200 especies.
La muscardina verde (M. anisopliae), está siendo utilizada comercialmente en varios
países productores de caña de azúcar en Sudamérica, para el combate de diversas
especies de mosca pinta. Actualmente, se encuentra en estudio su utilización contra
plagas de pastos y caña de azúcar en el país.
La utilización de enfermedades fungosas en el combate de insectos se, remonta a
principios de este siglo con la introducción de varias especies de Aschersonia, la cual
produjo un control completo de la mosca blanca de los cítricos en Florida.
En la unión Soviética se utilizó el producto BoverinR, preparado a base de conidias de
Beauveria decemlineata, para el control del escarabajo de la papa, Leptinotarsa
decemlineata, a dosis de 1.5 kg ha-1, mezclado en ocasiones con dosis bajas de
triclorfón.
En EUA se produce comercialmente el producto MycarR a base de Hirsutella
thompsonii, para el control del ácaro de la “herrumbre” de los cítricos Phyllocoptruta
oleivora. Nomuraea rileyi empieza a usarse a gran escala para el control de Trichoplusia
ni y Anticarsia gemmatalis.
NEMATODOS
Los nematodos se han encontrado parasitando plagas del suelo, forestales, de
invernaderos y domésticas. Los principales grupos donde se localizan a la mayoría de
los géneros entomófagos son Mermitidae, Rhabditia y Tylenchida. Los mermítidos
tienen bastante potencial como parásitos, se citan 300 casos de parasitismo en insectos
de importancia médica, de las familias Culicidae, Simuliidae y Chironomidae.
Se han encontrado dos especies de Heterotylenchus que causan gran mortalidad en la
mosca Musca autumnalis de Missouri, EUA y en Musca velustissima de Australia.
Actualmente, con la reproducción de nematodos in vitro, se ha logrado comercializar su
uso, en grupos del género Steinernema en EUA y Gran Bretaña (Bonifassi y Neves,
1991).
PROTOZOARIOS
Los protozoarios se pueden encontrar infectando el intestino, tejidos musculares, tubos
de malphigi, cuerpo graso y hemocitos de los insectos. Los grupos que tienen mayor
número de formas parásitas asociadas con invertebrados son Sarcomastigophora,
Sporozoa y Cnidospora. Dentro del último grupo, el género Nosema, del orden
Microsporidia, es el que posee el mayor número de insectos hospederos.
Es posible uso de protozarios a nivel comercial contra varios insectos, se demostró con
la diseminación de Natessia trogodermae, mezclada con feromona sintética para el
control del gorgojo kapra; las aplicaciones a nivel de campo de Nosema fumiferanae
aumentaron la epizootia en las poblaciones del gusano del abeto. Se ha combinado el
uso de Nosema pyrausta, la resistencia genética del maíz e insecticidas químicos, para
suprimir las poblaciones del barrenador europeo del maíz. Por otro lado se ha utilizado
Vairimorpha necatrix para controlar al gusano elotero del maíz.
DELTA ENDOTOXINAS DE Bacillus thuringiensis
La protección vegetal con insecticidas convencionales representa un mercado mundial de $6000 millones de dólares. Sin embargo se tienen varios problemas:
o En general afectan a los organismos no blanco
o La resistencia se desarrolla con facilidad
o Efectos nocivos al ambiente
Bacillus thuringiensis (agente causal de enfermedades al gusano de seda) se descubrió en 1901 por Ishiwata
Fue redescubierta en Alemania por Berliner en 1911 como agente causal de enfermedades en la palomilla de la harina.
Los problemas con insecticidas convencionales ha conllevado a estudiar las delta endotoxinas de esta bacteria.
B. thuringiensis tiene cuatro genes que expresas entomotoxinas
o CryI específico para Lepidoptera
o CryII específico para Lepidoptera y Diptera
o CryIII específico para Coleoptera
o CryIV específico para Diptera
La mayoría de los genes Cry se encuentran en plásmidos (65-180 Kda) y se pueden presentar uno o varios plásmidos por bacteria.
B. thuringiensis kurstaki tres proteínas grandes (135 y 140 Kda- para Lepidoptera) y una pequeña (65 Kda- para Lepidoptera y Diptera). Se tienen identificado al menos 20 genes diferentes de la serie Cry.
Patotipos de B. thuringiensis
o B. thuringiensis kurstaki Lepidoptera
o B. thuringiensis israelensis Diptera
o B. thuringiensis tenebrionis Coleoptera
Las proteínas cry se unen específicamente a receptores localizados en los microvilli del mesenterón
MODO DE ACCIÓN:
o La bacteria se reproduce por fusión binaria en presencia de de un ambiente adecuado.
o Cuando el ambiente es inadecuado, produce esporas y un cristal entomotóxico de varias formas
o Las esporas y los cristales son ingeridos por las larvas susceptibles.
o El cristal se disuelve por el pH del intestino medio
o Las enzimas proteolíticas dividen a la proteína, liberando el fragmento tóxico.
o El fragmento tóxico se une a receptores específicos de los microvilli del mesenterón
o Se produce un poro, permitiendo el paso de jugos gástricos al hemocele y de hemolinfa al intestino medio.
o La larva deja de alimentarse.
o En el mesenterón, la espora germina y da lugar a otra bacteria.
B. thuringiensis ha tenido popularidad debido a que:
o No afectan al ser humano
o Se puede aplicar el día de la cosecha
o Poco efecto en organismos no blanco.
o No afecta a la planta ni al ambiente.
o Baja propensión a resistencia.
B. thuringiensis presenta las siguientes desventajas:
o Son más caros que los insecticidas convencionales
o Son más difíciles de aplicar, por se estrictamente de contacto.
o Son afectados por las condiciones ambientales.
NEONICOTINOIDES
En 1978, durante la conferencia de la IUPAC en Zurich, Soloway et al. (1979) presentó un nuevo grupo funcional de insecticidas: los nitrometilenos.
Dentro de los nitrometilenos, el nithiazin resultó ser el análogo más tóxico contra larvas de Helicoverpa zea Boddie.
En 1984 NITHON BAYER en Japón sintetizó la nitroguanidina, NTN 33893, mismo que posteriormente se llamó imidacloprid. Este compuesto manifestó una excelente actividad contra insectos chupadores tales como chicharritas, moscas blancas y áfidos. No se observó actividad insecticida importante contra Lepidoptera.
La actividad insecticida del imidacloprid es fuertemente influenciada por el grupo piridil.
A primera vista da la impresión que el grupo piridil se deriva de una síntesis química. Sin embargo, la naturaleza ya había descubierto a este grupo. En 1992, el compuesto conocido como epibatidina (que contiene el grupo cloropiridil) se identificó en la piel de una rana venenosa del que vive en el Ecuador. La epibatidina posee una fuerte actividad analgésica y es dos veces más potente que la morfina.
A pesar de que los cloronicotinoides se derivaron de los nitrometilenos, la nicotina y la epibatidina pudieron haber servido como guías para su síntesis.
Análogos cercanos al imidacloprid carecen de propiedades insecticidas.
NH
N
Cl N
N
NO2
Cl N
NHS NH
CH
NO2
N
N
CH3
Epibatidina Nithiazin Nicotina
Imidacloprid
Cl N
NH
CH3
CH3
CH
NO2
Nitenpyram
Cl N
N
CH3
CH3
N
CN
Acetamiprid
NH
N
Cl N
N
NO2
Imidacloprid(excelentes propiedades insecticidas)
N
N
Cl N
CH
NO2
CH3
Carece de propiedades insecticidas
Solamente los isómeros con idéntica configuración cloropiridil tienen excelente propiedades insecticidas contra Nephotettix cincticeps.
El imidacloprid posee un factor de seguridad elevado (7300), en comparación con la nicotina cuyo valor es de <10 (Cuadro 1).
CUADRO 1. Toxicidad selectiva del insecticida imidacloprid. Comparación de la toxicidad topical del
imidacloprid y otros aficidas con la toxicidad oral en ratas.
Insecticida Toxicidad en rata DL50 (mg/kg)
Toxicidad en áfidos ED50 (mg/kg)
Factor de seguridad Rata/áfido
Organofosforado Oxidemetón metílico 70 0.98 71 Carbamato Pirimicarb 150 0.50 300 Piretroide Ciflutrina 400 0.024 17000 Cloronicotinílico
NHN
N
NO2
N
Cl
NHN
N
NO2
N Cl
NHN
N
NO2
N
Cl
NHN
N
NO2
N
Cl
NHN
N
NO2
NCl
1.6
1.6
1.6
8.0
1000
Toxicidad relativa
Imidacloprid
Estructura química
Imidacloprid 450 0.062 7300
Nicotina 50 >5 10 Fuente: Leicht 1996
El modo de acción de los cloronicotinoides no es nuevo, pues lo comparte con la nicotina. Actúan como agonistas de la acetilcolina, es decir que mimetizan la acción de este neurotransmisor, pero no interfieren con el paso normal del impulso nervioso.
Al momento que el imidacloprid entró al mercado, no existían compuestos similares que fueran importantes. La distribución del mercado de insecticidas en función de su modo de acción, estaba como se indica en el Cuadro 2.
CUADRO 2. Porcentaje de ventas mundiales de insecticidas en relación a su modo de acción.
Modo de acción Insecticida Porcentaje de ventas
Activador de los canales de sodio Piretroides 18 Inhibidor de la acetilcolinesterasa Carbamatos 20 Organofosforados 41 Agonistas de la acetilcolina Nereistoxin y análogos 3 Cloronicotinílicos NOTA: estos porcentajes de participación en el mercado de insecticidas se determinaron justo antes de que imidacloprid entrara al mercado.
Los insecticidas que actúan como agonistas de la acetilcolina son los siguientes: análogos del nereistoxin, cloronicotinoides, nicotinoides y nitrometilenos.
Insecticidas análogos del nereistoxin:
Insecticidas cloronicotinoides:
S S
H3C CH3
N
SS
S
N
CH3H3C
H3C CH3
N
S S
S SO
O O
H3C CH3
N
S S
C COOH2N H2N
Nereistoxin Thiocyclam Bensultap Cartap
Insecticidas nicotinoides:
Insecticidas nitrometilenos:
A pesar de que no existen casos de elevada resistencia a cloronicotinoides, lo poco que se conoce sobre las propiedades de su resistencia permite visualizar algunas estrategias para su manejo.
o No rote o mezcle insecticidas que pertenezcan al grupo cloronicotinoides.
o Los cloronicotinoides deben registrarse solamente en los cultivos altamente rentables. De esta manera se evitará que su uso sea generalizado y se minimizará la posibilidad de desarrollo de resistencia.
NHN
NNO2
NCl
N N
ClCH3
CH3
NCN
Imidacloprid Acetamiprid
SN
NCN
N
Cl
Thiacloprid
S
N N N
OCl
CH3
NNO2
Thiametoxan
N
H
N
N
CH3
NO2
Clotianidin
N
CH3N
Nicotina
S NH
CHNO2
o En lugares cerrados (invernaderos) de alto consumo de insecticidas, los cloronicotinoides deben usarse solamente en las temporadas en que las expectativas de precio de la cosecha sean altas.
o Dentro de un invernadero, evite las siembras escalonadas debido a que permiten la existencia continua de poblaciones y por ende una presión de selección ininterrumpida.
o Una vez que coseche, cierre el invernadero, destruya los residuos de cosecha y no permita la existencia de plantas hospederas durante al menos el tiempo que duran dos o tres generaciones de insectos chupadoras.
o Use la dosis efectiva (no menos y no más).
o Cuando la dosis original no sea efectiva, no la aumente, más bien cambie a otros productos no relacionados.
o Después del transplante no haga más de una aplicación, el resto deberá ser cubierto con otras opciones de combate.
o Utilice a los cloronicotinoides dentro de un esquema de manejo integrado de plagas.
LACTONAS MACROCÍCLICAS
Se trata de un grupo funcional con propiedades nematicidas, acaricidas e insecticidas.
Consisten en una mezcla natural de compuestos producidos por una especie de bacteria habitante del suelo, Streptomyces avermitilis, mismo que originalmente se aisló en 1976 de una muestra de suelo japonesa.
Las avermectinas demostraron excelente actividad nematicida en ratones infectados con nemátodos.
Actúan como agonista de GABA (ácido aminobutírico).
Las avermectinas consisten de cuatro componentes mayores (A1a, A2a, B1a, B2a) y cuatro análogos menores (A1b, A2b, B1b, B2b).
O
R5
HO
O O
OO
OCH3
HO
OCH3
O
OO
O R25
X
4'
4''
2
5
25
22
13
10
23
19
La serie A posee un grupo metoxi en la posición C5 en el grupo ciclohexano, mientras que la serie B tiene un grupo hidroxil.
En la serie 1 posee un doble enlace entre el C22 y el C23. Mientras que la serie 2 el enlace doble esta hidratado, al poseer un grupo hidroxil en el C23. La serie a posee un grupo butil secundario en el C25.
la serie B posee mayor actividad biológica que la serie A.
Abamectina (avermectina B1). Es una mezcla de B1a (≥80%) y B1b (20%) y se utilizan para el control de plagas agrícolas y urbanas. Rápidamente se destruyen en presencia de luz ultravioleta. En agua, una vez expuesta a la luz solar, la abamectina tiene una vida media de 12 h o menos.
Ivermectina (22, 23-Dihidroavermectina). Se trata de una avermectina semisintética (B1) para uso veterinario o médico contra una amplia variedad de helmintos. Es importante para el control de Onchocerca volvulus.
ÁCIDOS TETRÓNICOS
Acaricida selectivo y de contacto.
Excelente actividad contra Tetranychus urticae y Panonychus ulmi. Actúa sobre todos los estados biológicos, incluyendo huevecillos. La concentración comercial es de
Serie A: R5 = OCH3
Serie B: R5 = OH
Serie 1: X = CH=CH
Serie 2: X = CH2-CH(OH)
Serie a: R25 = s-Bu
Serie b: R25 = i-Pr
Ivermectina
R5 = OH
X = CH2-CH2
R25 = s-Bu y i-Pr
O
O Cl
Cl
O
CH3
C2H5
H3C
O
Spirodiclofen (ENVIDOR)
0.00048% de producto formulado por hectárea. Debe aplicarse cuando las poblaciones empiezan a desarrollarse.
No hay resistencia cruzada con los acaricidas conocidos.
Se espera que tenga alto impacto en cítricos, pomaceas, vid y nogal.
Dosis subletales provocan que las hembras no ovipositen o bien que los huevecillos no sean viables.
Las hembras adultas afectadas tienen un contenido de lípidos significativamente menor, por lo que es posible que este compuesto inhiba la síntesis de lípidos.
En T. urticae y P. ulmi, este compuesto provee de un periodo de protección de 21 días.
No existe efecto repelente.
Tiene baja propensión a resistencia.
Bajo impacto en enemigos naturales (Excepto ácaros depredadores) y abejas. Puede afectar a la progenie de la reina de abeja, por lo que no debe aplicarse cuando el cultivo se encuentra en floración.
Spirodiclofen se degrada rápidamente en el suelo. No muestra tendencia hacia la volatilización a la atmósfera.
ORGANOESTANOSOS
Este grupo posee como característica distintiva la presencia de un átomo de estaño
como átomo principal de la molécula. Poseen características tanto insecticidas como
funguicidas.
El cihexatín, es uno de los acaricidas más selectivos que se conocen.
Modo de acción
Se han registrado varios modos de acción: a) inhiben la fosforilación oxidativa, lo cual
reduce la energía disponible en forma de ATP, b) inhiben a la Mg2+ -ATPasa
mitocondrial, c) inhiben la fosforilación de los cloroplastos, por lo que tiene un efecto
herbicida contra algas (Ware, 1978).
Mecanismos de resistencia
Puede presentarse insensibilidad en el sitio de acción, que es muy inestable, puede ser
codominante o recesiva y posiblemente polifactorial (Croft et al., 1984). Se ha
observado algún grado de resistencia cruzada entre organoestanosos, por lo que se
pudieran definir como un solo grupo toxicológico.
Otros insecticidas
Existen en el mercado varios grupos de productos organosintéticos más, que no son de
uso tan generalizado como los antes mencionados, pero sirven contra algunas plagas o
sus métodos de aplicación son más específicos. Aquí sólo los mencionaremos:
Insecticidas órgano azufrados, formamidinas, tiocianatos, dinitrofenoles, nitroguanidinas,
fumigantes, insecticidas inorgánicos, aceites minerales, repelentes, atrayentes y
feromonas, entre otros.
No es nuestro deseo el que sea considerado de menor importancia, ya que pueden ser
pilar fundamental en un programa de control de una o varias plagas en particular.
CAPITULO IX
RESISTENCIA
Con el desarrollo de los insecticidas orgánicos, se pensó que los insectos plaga estaban
destinados a desaparecer; sin embargo, empezó a notarse que a pesar de las
aplicaciones continuas contra algunas plagas, éstas persistían e inclusive tendían a
incrementarse. Al colectar ejemplares sobrevivientes, reproducirlos y someterlos a dosis
de insecticidas supuestamente letales, se ha encontrado que muchos individuos no
mueren y que pueden regenerar la población. A estos individuos se les considera
resistentes al insecticida aplicado.
La susceptibilidad diferencial de los insectos a productos químicos fue reconocida en
1887, cuando John Smith (citado por Lagunes, 1974) dio la noticia acerca de
variaciones en el control de la escama de San José Aspidiotus perniciosus Comstock.
El primer dato formal sobre resistencia en insectos lo proporcionó Melander (1914),
quien registró el fracaso del sulfuro de calcio al no controlar dicha escama. A partir de
esa fecha, se han conocido muchos casos similares. Georghiou (1971) indica que bajo
condiciones adecuadas, la mayoría de las especies son capaces de desarrollar
resistencia a infinidad de plaguicidas.
Para 1982 se tenían detectados 428 casos de resistencia de artrópodos que se
consideran insectos nocivos a la agricultura o que están relacionados directa o
indirectamente con el hombre (Georghiou y Mellon, 1982).
El dato más reciente de los casos de resistencia lo presentan Georghiou y Lagunes-
Tejeda (1991) hasta 1990. El Cuadro 24 presenta el número de casos de resistencia
registrados desde 1908 hasta 1990.
Cuadro 24. Artrópodos registrados con resistencia a plaguicidas, desde 1908 hasta 1989.
Año Especies
registradas Año
Especies registradas
1908 1 1963 157
1928 5 1965 185
1938 7 1967 224
1948 14 1975 364
1954 25 1980 394
1957 76 1982 428
1960 137 1990 504 Fuentes: Georghiou y Melon (1982), Georghiou y Lagunes-Tejeda (1991).
El concepto de resistencia a insecticidas es complejo y controvertido, ya que es un
fenómeno muy relativo (Brattsten, 1989).
Brown (1941) definió la resistencia como el desarrollo de una habilidad adicional en una
raza de insectos de tolerar dosis de tóxicos que son letales para la mayoría de los
individuos en una población normal de la misma especie. También se define como la
capacidad natural existente en determinadas poblaciones de insectos, de soportar la
acción de un veneno; se debe tomar en cuenta que la resistencia adquirida, no es
específica para el producto usado, sino que generalmente se extiende a productos
similares.
La FAO (1979) enmarca la resistencia, como la capacidad desarrollada por una
población determinada de insectos, a no ser afectada por la aplicación de insecticidas.
Técnicamente se define a la resistencia como la habilidad complementaria y hereditaria
propia de un individuo o conjunto de ellos, que los capacita fisiológica y etológicamente,
para bloquear la acción tóxica de un insecticida por medio de mecanismos metabólicos
y no metabólicos, y en consecuencia, sobrevivir a la exposición de dosis que para otros
sería letal.
Resistencia cruzada, es el fenómeno por el cual una población de artrópodos,
sometida a presión de selección con un plaguicida, adquiere resistencia a él y a otros
insecticidas relacionados toxicológicamente que no han sido aplicados, pero que son
afectados, al menos, por un mecanismo de resistencia común (Georghiou, 1965).
La resistencia cruzada negativa, se presenta cuando una población que ha adquirido
resistencia a un insecticida, regresa a una susceptibilidad cercana a la original, como
consecuencia de la aplicación de otro insecticida que es toxicológicamente diferente
(Lagunes, 1991).
El término resistencia múltiple se usa cuando una población adquiere resistencia a
varios insecticidas, tanto a aquellos que han sido aplicados, como a otros que no han
sido aplicados. En este caso, la población posee varios mecanismos de resistencia de
forma simultánea (Georghiou, 1965).
FACTORES POR LOS QUE SE DESARROLLA LA RESISTENCIA
Se han identificado una serie de factores que son los agentes causales del desarrollo de
la resistencia:
Por el abundante uso de insecticidas, lo cual ocasiona una gran presión de selección
que elimina a los individuos susceptibles.
Los insecticidas modernos son moléculas orgánicas en las cuales, si ocurre un
pequeño cambio en su estructura una vez que se encuentran dentro del insecto,
pierden su poder tóxico.
Los insecticidas organosintéticos solo tienen un sitio de acción, mientras que los
viejos insecticidas inorgánicos pueden actuar en varios sitios (dentro del insecto).
La demanda de productos agrícolas con apariencia perfecta, ocasiona que los
agricultores apliquen mayor cantidad de insecticidas, para evitar daños que puedan
desmeritar la calidad de sus productos.
Los programas masivos que tratan de erradicar a las plagas, como sucede en las
campañas contra los mosquitos, transmisores de enfermedades.
Además, los insectos no son los únicos organismos que han desarrollado resistencia a
productos químicos; ya se han detectado peces resistentes a paratión metílico, sapos y
crustáceos resistentes a varios insecticidas, el ratón de los pinos resistente al aldrín y
nematodos resistentes al carbofurán. Por otro lado, los insectos también han
desarrollado resistencia a otros productos. Algunos insectos presentan resistencia a la
bacteria Bacillus thuringiensis y a toxinas provenientes de hongos. Culex molestus, ha
manifestado resistencia a Beauveria spp.
Es decir, cualquier población de organismos que sea sometida a presión de selección
elevada puede crear resistencia, como es el caso de las ratas a la walfarina, algunas
malezas resistentes a herbicidas, aunque en estas últimas la resistencia no se ha
presentado en gran proporción, debido a que su desarrollo es más lento por las
siguientes causas:
Las malas hierbas no se reproducen tan rápido como los insectos.
Las semillas permanecen en dormancia por periodos largos, de tal forma que plantas
susceptibles pueden nacer y reproducirse en el campo sin ser seleccionadas.
Las aplicaciones de herbicidas se realizan en forma localizada; sólo se asperja a las
malas hierbas que están dentro del cultivo y no se seleccionan las que se encuentran
fuera de él.
Algunos insectos y ácaros benéficos, también han mostrado su resistencia a los
agroquímicos; sin embargo, bajo condiciones naturales pueden presentar desventajas
con respecto a las plagas que controlan estos enemigos naturales:
El potencial bioquímico básico de cada grupo es diferente. Los insectos plaga –que
son de oligófagos a polífagos- son capaces de metabolizar las plantas de las cuales
se alimentan, mientras que la cantidad de enzimas degradadoras del parásito es
limitada debido a su especificidad.
Hay una disponibilidad mayor de alimento para la plaga, ya que hay menos insectos
y se pueden alimentar de todo el cultivo, comparado con la escasez de alimento para
los enemigos naturales que se presenta después e una aplicación de insecticida, ya
que para encontrar a sus presas les costará más trabajo. Se dice que la esperanza
de vida será mayor para la plaga que para el enemigo natural.
ANTES DE LA APLICACIÓN
Esperanza de vida Relación:
X1 10000 enemigos naturales > 1:2
X2 20000 insectos plaga > 1:2
X3 4000 plantas por hectárea
DESPUES DE LA APLICACIÓN
Esperanza de vida Relación:
< X1 < X1 1000 Enemigos
nat. > 1:2
> X2 2000 insectos plaga > 1:20
> X3 Las mismas 40000 plantas por hectárea
BASES GENETICAS DE LA RESISTENCIA
Existen dos ideas básicas con respecto al origen de los genes de resistencia. Una de
ellas es la teoría preadaptativa y la otra, la teoría postadaptativa.
La teoría preadaptativa postula que los genes de resistencia ya existen en la población y
que los insecticidas solo seleccionan a los individuos resistentes.
La postadaptativa menciona que los insecticidas producen cambios bioquímicos en los
sobrevivientes, que hacen que aumente su resistencia. La única evidencia que apoya
esta teoría es la inducción, la cual no es hereditaria.
En la actualidad, la mayoría de los entomólogos y estudiosos de la resistencia están de
acuerdo con la teoría preadaptativa. Las evidencias que apoyan a esta teoría son las
siguientes:
Dosis subletales no provocan resistencia, debido a que al reproducirse los
sobrevivientes, se reestablece la población con la misma constitución genética que
poseía originalmente.
Los insecticidas no provocan mutaciones en los insectos, es decir, los individuos
sobrevivientes no mutan para adquirir resistencia. Al respecto existe una excepción
con el caso del oxidemetón metílico que produce mutaciones en algunas razas de
Drosophila.
Se puede desarrollar una colonia resistente a insecticidas sin que los insectos estén
en contacto con el producto, lo cual indica que los genes ya se encuentran de
antemano en la población.
Por medio de sinergistas, es posible indicar y predecir la presencia de los procesos
metabólicos responsables de la resistencia generada.
TIPOS DE RESISTENCIA EN INSECTOS
Georghiou (1965) clasificó la resistencia en tres tipos: por comportamiento; morfológica
y fisiológica.
Resistencia por comportamiento
Se refiere a los patrones de comportamiento que contribuyen a la resistencia, éstos
pueden ser hábitos tales como la preferencia a descansar en áreas no tratadas con
insecticidas en lugar de áreas tratadas, o bien la detección del insecticida y la tendencia
a evitarlo antes de ponerse en contacto con él (Carrillo, 1984). La interrupción de la
exposición al insecticida, se puede deber a una acción irritante o bien a una acción
repelente.
La acción irritante que produce un insecticida en algunos miembros de la población,
ocasiona que éstos no sean controlados por el agroquímico. Por tanto, cuando dichos
individuos se vuelven mayoría en la población, se dice que es resistente, cuando en
realidad dichos individuos son más susceptibles que los normales, ya que si son
expuestos forzosamente al tóxico, su DL50 será menor que la de los individuos normales
(Lagunes, 1991).
Como ejemplo de la acción repelente, tenemos a las moscas que después de un
tiempo, ya no se acercan a cebos con azúcar que contienen malatión; ésta, es un tipo
de resistencia que depende del estímulo. También se ha comprobado que hay moscas
que tienen la costumbre de posarse en la parte superior de los establos, característica
que las hace eludir el insecticida. Además, hay mosquitos que son endófilos y otros que
son exófilos; en Rhodesia la mayoría de los mosquitos eran endófilos, pero actualmente
los mosquitos viven y se alimentan fuera de las casas, después de 14 años de selección
con BHC los mosquitos endófilos fueron eliminados.
Resistencia morfológica
Se presenta cuando alguna característica morfológica ocasiona la resistencia, por
ejemplo, una menor área de exposición al tóxico (Carrillo, 1984).
Resistencia fisiológica
Es el tipo de resistencia más importante; los insectos adquieren resistencia de dos
formas. Por adición de un mecanismo de protección. Por insensibilidad en el sitio de
acción.
Con fines de manejo, los tipos de resistencia se reagrupan en mecanismos de
resistencia metabólicos y no metabólicos. Son mecanismos metabólicos cuando
involucran cambios enzimáticos, y no metabólicos cuando se refieren a cambios en
sensibilidad del sitio activo, en la tasa de penetración, almacenamiento o excreción, así
como en el comportamiento o la forma de los insectos.
En el cuadro 25, se presentan los mecanismos de resistencia metabólica y no
metabólica más importantes en la generalidad de los insectos.
► Adición de un mecanismo de protección. Los principales factores que intervienen
en este tipo de resistencia son:
Penetración reducida. Generalmente en los insectos resistentes se presenta una
menor penetración del tóxico, lo que amplifica la acción del mecanismo
metabólico que pudiera existir. Solamente se ha registrado el caso de Aedes
aegypti, en el cual la penetración reducida es por si sola, responsable de la
resistencia de 5X a malatión.
Mayor almacenamiento en tejidos inertes, normalmente en el tejido graso. Al
respecto, no hay registros de colonias resistentes solo por este factor.
Aumento de la excreción. Por sí solo no produce altos niveles de resistencia; no
se tienen evidencias de colonias resistentes por una excreción aumentada.
Mayor metabolismo. Este es el mecanismo más importante y el más conocido;
depende de los niveles de enzimas que tenga la población. Los principales
mecanismos enzimáticos presentes en los insectos son: FOM, reducciones,
hidrólisis, conjugaciones y dehalogenaciones. Los individuos con mayor
capacidad metabólica son seleccionados por los insecticidas aplicados.
Cuadro 25. Mecanismos de resistencia metabólica y no metabólica de mayor importancia en los insectos.
Mecanismos de resistencia
Insecticidas degradables Referencias
Metabólicos
FOM Organoclorados, organofosforados, carbamatos, piretroides y otros
Wilkinson, 1983
Esterasas Organofosforados Yasutomi, 1983 Carboxiesterasa Malatión fentoato Yasutomi, 1983 GHS-transferasas Organofosforados y otros Dauterman, 1983 DDTasa Organoclorados del grupo OC-DDT Metcalf, 1989 Hidrolasas Organofosforados y otros Dauterman, 1983
No metabólicos
Kdr DDT y piretroides Plapp, 1976 ACE insensible Carbamatos y organofosforados Hama, 1983 Insensibilidad en el sitio de acción
Carbamatos, organoclorados del grupo del benceno (OC-Be) y ciclodienos (OC-Ci)
Narahashi, 1983
Penetración reducida (General) Matsumura, 1983 Mayor excreción (General) Georghiou, 1972 Mayor almacenamiento (General) Georghiou, 1972
► Insensibilidad en el sitio de acción (ISA). En este caso, los principales factores
que se han identificado son:
Acetilcolinesterasa insensitiva. Se puede presentar en organofosforados y en
carbamatos.
Kdr o resistencia al derribo. Se presenta tanto en piretroides, como en
organoclorados del grupo del DDT.
Insensibilidad a ciclodienos. Específico para cada insecticida de este grupo.
FACTORES QUE AFECTAN EL DESARROLLO
DE LA RESISTENCIA
Se sabe que la resistencia se desarrolla rápidamente en algunas especies y lentamente
o no se conoce en otras. Además, dentro de una misma especie algunas poblaciones
han desarrollado rápidamente resistencia, mientras que otras la han desarrollado en
escasa o nula cantidad. Por esta razón, para tratar de encontrar estrategias que
retrasen o eviten el desarrollo de resistencia, se deben conocer los factores que afectan
la evolución de este fenómeno. Dichos factores pueden ser: genéticos, biológicos y
operacionales (FAO, 1979).
Factores genéticos
Los factores genéticos comprenden:
La proporción inicial de genes de resistencia. En una población de insectos en un
cultivo.
Número de genes involucrados. Mientras menor número de genes proporcionen la
resistencia, ésta se desarrollará más rápido; cuando es proporcionada por varios
genes, su desarrollo es más lento, pero será más difícil abatirla, porque los niveles
que alcanza son muy altos. Sin embargo, la mayoría de los autores siguen las ideas
de Plapp Jr (1984), quien indica que, tomando como modelo a la resistencia en
mosca doméstica, existe evidencia de que es un solo locus el que juega un papel
preponderante en la resistencia metabólica a diversos insecticidas.
Dominancia de los genes de resistencia. Dependiendo del gene que domine, será
la característica de la población. Por ejemplo, si domina un gene que proporciona la
característica de alto nivel de oxidasas, la población será resistente a insecticidas
que pueden ser desdoblados por tales mecanismos de resistencia.
Interacción de los genes de resistencia. En el caso de que haya cuatro genes de
resistencia, sus efectos pueden ser aditivos o multiplicativos.
La expresividad del gene. Existen genes acompañantes, que limitan o facilitan al
gene principal, la codificación de cadenas de aminoácidos que producen las enzimas
o las formas del sitio activo, responsables de la resistencia al insecticida.
La presencia de resistencia cruzada o múltiple. Debida a una selección anterior
con otros insecticidas. El uso histórico de productos sobre una población de insectos,
los marca genéticamente para resistencia.
Integración de los genes de resistencia con factores adaptativos. La resistencia
adquirida por oxidasas, es más difícil que se pierda, mientras que si se adquiere por
esterasas, se pierde más rápidamente. Por otro lado, los individuos que adquieren
resistencia pro oxidasas están mejor adaptados al medio que los individuos con
esterasas, porque los primeros tienen mayor capacidad metabólica.
Factores biológicos
Los factores biológicos son de dos tipos:
► De potencial biológico
Fertilidad y fecundidad. Si se presenta mayor progenie por generación, aumenta
la probabilidad de desarrollo de individuos resistentes.
Monogamia o poligamia. Cuando ocurre monogamia, hay menos posibilidades
de desarrollo de resistencia debido a que la transmisión de genes se debe a un
solo macho.
Partenogénesis. Hay insectos como Myzus persicae, que en una etapa de su
ciclo biológico son partenogenéticos. A partir de una hembra partenogenética
sobreviviente, se pueden seleccionar nuevas poblaciones para resistencia a casi
todos los insecticidas.
Número de generaciones por año (Voltinismo). Una población que tiene varias
generaciones por año, adquiere más rápidamente resistencia que una población
que sólo tiene una generación por año, cuando están expuestas a la misma
presión de selección.
► De comportamiento.
Aislamiento, movilidad y migración. Si una población no migra, adquiere más
rápidamente resistencia, mientras que una población migrante la adquiere más
lentamente, debido a que no está expuesta continuamente al insecticida.
Monofagia-polifagia. Una población de insectos que tiene menor cantidad de
hospedantes en la que es seleccionada, adquiere con mayor rapidez la
resistencia, debido a que está más tiempo bajo presión de selección. Un caso
típico se presenta en Heliothis virescens y H. zea; la primera adquiere más
rápidamente resistencia, pues H. zea tiene varios hospedantes silvestres, donde
no es seleccionada.
Refugio y sobrevivencia ocasional. Los insectos que tienen algún refugio,
adquieren resistencia más lentamente que los que están directamente expuestos
a la aplicación de insecticida. Un ejemplo se tiene en el gusano rosado y el
gusano bellotero, donde el segundo adquiere más rápidamente la resistencia, ya
que el gusano rosado se mantiene como larva dentro de la bellota y por lo tanto
siempre habrá una proporción de la población que no es seleccionada.
Factores operacionales
Los factores operacionales se dividen en dos tipos:
► Con respecto al tóxico aplicado
Naturaleza química del plaguicida. Un insecticida sistémico selecciona más que
uno de contacto, por ejemplo:
Relación con compuestos usados anteriormente. Para conocer si son del
mismo grupo toxicológico, ya que afecta los diferentes mecanismos de
resistencia.
Persistencia de residuos y formulación. Un insecticida que tiene mayor
persistencia produce mayor presión de selección; la formulación puede hacer que
el producto tenga mayor o menor residualidad.
► Con respecto al tipo de aplicación
Umbral de infestación para la aplicación. Las aplicaciones deben iniciarse
cuando se tenga la mayor población de insectos que sea capaz de soportar la
planta sin que le ocasione un daño económico, con el objeto de realizar la menor
cantidad de aplicaciones posibles.
Porcentaje de selección. A mayor presión de selección, se desarrolla más
rápidamente la resistencia. El porcentaje que se debe seleccionar será aquel que
mantenga a la población por debajo del umbral económico, sin intentar
aplicaciones de erradicación.
Estado biológico seleccionado. La selección en larva produce mayor resistencia
que la selección en adulto debido a que, en general, la larva tiene mayor
capacidad metabólica.
Modo de aplicación. Hay mayor presión de selección cuando la aplicación se
realiza en forma manual que cuando se hace con avión. La aplicación aérea no
tiene buen cubrimiento y deja individuos sin seleccionar.
Aplicación local, total o en manchones. La aplicación total produce mayor
presión de selección que las otras.
Selección con secuencias o con mezclas de insecticidas. La selección con
mezclas produce mayor presión de selección.
RECOMENDACIONES GENERALES PARA RETRASAR
LA APARICION DE LA RESISTENCIA
► Usar insecticidas con vida activa corta (no residuales).
► El plaguicida a usarse no debe estar relacionado con otro que se haya usado
anteriormente, con respecto a mecanismos de resistencia.
► La formulación no debe ser de liberación prolongada en el medio.
► Las aplicaciones deben realizarse cuando las poblaciones alcancen niveles de
densidad relativamente altos, para evitar mayor número de aplicaciones.
► El porcentaje de selección debe ser sólo el suficiente para mantener a la población
por debajo el umbral económico.
► Seleccionar de preferencia adultos.
► Hacer aplicaciones localizadas, en vez de hacer cubrimientos totales.
► Deben dejarse algunas generaciones sin seleccionar.
CAPITULO X
DETECCIÓN DE POBLACIONES DE INSECTOS
RESISTENTES A INSECTICIDAS
La resistencia se puede considerar como un proceso inevitable, debido a la presión de
selección continua que se sigue ejerciendo con las aplicaciones de insecticidas
(Brattsten, 1989). Este desafío debe despertar la conciencia de los entomólogos, para
estar preparados a manejarla convenientemente, previniendo en lo posible su
desarrollo, o en el peor de los casos encauzando la resistencia hacia caminos
desconocidos, presionando sólo algunos mecanismos de resistencia que puedan ser
revertidos mediante el uso de otros productos o métodos de control.
La resistencia a insecticidas es una consecuencia de cambios genéticos que alteran
procesos bioquímicos cuantitativa o cualitativamente. Dichos cambios ocurren a nivel
individual, pero se hacen aparentes en toda una población de insectos cuando la
proporción de resistentes sea tal que se refleje en una falla en el control (Devonshire,
1990).
EL CONCEPTO DE LINEA BASE
Para detectar diferencias en susceptibilidad sobre poblaciones de campo de cualquier
insecto, es necesario el conocimiento de la susceptibilidad base, la cual se encontrará
en una población que no ha sido expuesta previamente a insecticidas, lo que servirá
como punto de referencia (Georghiou, 1963).
METODOS PARA LA DETECCIÓN DE LA RESISTENCIA
Convencionalmente, se ha detectado la resistencia mediante pruebas de susceptibilidad
a insecticidas, también llamados bioensayos, que por su importancia se abordan con
mayor amplitud en el capítulo respectivo. Los bioensayos se basan en pruebas de
dosis-mortalidad, usualmente se realizan en el laboratorio. Los bioensayos,
fundamentales para la diagnosis y el estudio de la resistencia, han formado la base de
programas de detección continua de la resistencia a algunas plagas.
Aquí se anotan a los bioensayos como métodos directos para la detección de la
resistencia. Además se conocen métodos indirectos, que aunque son muy exactos,
específicos y precisos, no se pueden implementar para cualquier plaga, ya que
requieren de mucha información básica de los mecanismos de resistencia involucrados
en cada plaga, para poderse utilizar.
Métodos directos: bioensayo
Hay una gran diversidad de tipos de bioensayo, dependiendo del insecto al que vaya
dirigido, el insecticida a evaluar y el objetivo del mismo. Como se verá en el capítulo
respectivo, existen factores que afectan los resultados del mismo, inherentes al
organismo de prueba y al procedimiento experimental.
Dos referencias prácticas para decidir qué bioensayo utilizar en un caso determinado,
son el trabajo de Sánchez (1985), quien clasifica los métodos de bioensayos y Vázquez
(1993), quien elabora un documento de referencia para el monitoreo de resistencia a
plaguicidas en artrópodos, donde describe los bionsayos para los fines grupos de
artrópodos para insecticidas convencionales, para los aplicados al suelo, para
reguladores de crecimiento, fumigantes, así como para entomopatógeno e insecticidas
de origen microbiano.
Para fines de este capítulo, se ejemplifican cinco tipos de bioensayos que han sido
utilizados comúnmente para pulgones: los de tipo residual, los de inmersión del insecto,
las aspersiones, los sistémicos y la aplicación tópica (Sánchez, 1985). En casi todos los
bioensayos se mide la mortalidad sobre adultos ápteros de uno a diez días de edad.
Con los bioensayos se pueden detectar diferencias en susceptibilidad mediante la
relación R/S (colonia resistente sobre colonia susceptible) de los valores de DL50,
llamada proporción de resistencia (PR). La PR permite comparar dos poblaciones de
insectos, con base en una dosis de un insecticida, -sea ésta a nivel de DL50, DL90 u otra
de interés-, para saber cuantas veces es necesario aumentar dicha dosis para alcanzar
la mortalidad deseada (50 ó 90%), con respecto a la considerada como línea base.
Los bioensayos permiten detectar la homogeneidad genética de la población en su
respuesta al tóxico, la cual se observa en los valores de la pendiente de la recta de
regresión, obtenida mediante el procedimiento Probit; entre mayor es la pendiente, la
colonia es genéticamente más homogénea, es decir, la población posee los mismos
genes de resistencia y está aproximadamente en las mismas proporciones entre los
individuos.
Los mecanismos participantes en la resistencia de una población, también pueden ser
identificados indirectamente en los bioensayos, mediante el uso de sustancias que
sinergizan a los insecticidas utilizados. Los sinergistas se unen a las enzimas que
ocasionan la resistencia, por lo que permiten actuar libremente a los tóxicos, hecho que
se refleja en valores de susceptibilidad en los insectos resistentes, casi tan bajos como
los de la línea base.
A) Aplicación tópica
En la aplicación tópica, es común el uso de jeringas de 500, 250 y 100 µl, que
combinadas con los microaplicadores, dan volúmenes de disparo de 1.0 a 0.1 µl insecto-
1 (FAO, 1970). El medio líquido de uso generalizado en los bioensayos es la acetona, ya
que es un buen solvente, tiene una toxicidad muy baja y una alta volatilidad (Banks y
Needham, 1970; Needham y Devonshire, 1973); sin embargo, esta última característica
resulta difícil de manejar en volúmenes pequeños, con pérdidas de hasta 65% para 0.1
µl de acetona teóricamente aplicada. Needham y Devonshire (1973) proponen el uso de
la metil-etil-cetona (MEC o EMK) como solvente en bioensayos de menos de 0.1 µl. Se
utilizan de 30 a 60 insectos para cada una de las cuatro a ocho dosis, siempre con un
testigo al que sólo se le aplica el solvente. A las 24-48 horas, se registran como muertos
los insectos paralizados, moribundos o que no reaccionen el tacto con un pincel.
Para insectos chupadores, se utilizan contenedores para mantener a los insectos vivos
hasta la lectura de mortalidad; pueden ser cajas de Petri con hojas completas o parte de
las hojas de alguna planta hospedante (Attia y Hamilton, 1978). Se han utilizado
dispositivos especiales, como las celdas pequeñas hechas de discos de hoja y cilindros
de vidrio, confinadas por un anillo o película del antiadherente “fluon” (dispersión de
politetrafluoroetileno I.C.I.) (Needham y Devonshire, 1973), o unidades de perspex que
acomodan círculos de hoja en una cavidad central, con canales para proveer de
humedad a las hojas (Galley, 1968).
B) Aplicación residual
Se utilizan hojas o parte de ellas, sueltas o todavía unidas a plantas, las cuales son
puestas en contacto con soluciones acuosas de los insecticidas a utilizarse, diluidos a
las dosis logarítmicas requeridas. Se escurre el exceso de líquido de las hojas y se
depositan los insectos en el envés, entre dos y 24 horas después de la inmersión
(Georghiou, 1963; Koziol y Semtner, 1984).
Una forma de contener a los insectos sobre la planta, es mediante celdas de hule
espuma, colocadas en el envés de las hojas, sostenidas por alfileres que atraviesan la
lámina foliar hasta una laminilla de hule espuma colocada sobre el haz (Mello et al.,
1967). Pueden agregarse humectantes como el Trition-X o el Agral LN (Baker, 1978). A
los pecíolos de las hojas completas, se les coloca algodón húmedo para evitar la
desecación.
C) Bioensayo de inmersión del insecto
Los bioensayos de inmersión del insecto o “dip-test”, se han utilizado como un
procedimiento rápido de detección de la resistencia, mediante la aplicación de una dosis
discriminante, definida como la concentración de insecticida que mata consistentemente
a todos los áfidos susceptibles, en el lapso de una hora a 20-25ºC, después de una
inmersión durante 10 segundos.
El dip-test consiste en colocar a 40 insectos en un cilindro de vidrio con un anillo de
fluon aplicado al centro interno del cilindro, y una gasa fina atada al extremo inferior con
una liga. Justo antes de la inmersión, los insectos son movidos a la gasa mediante un
golpe a la base del cilindro, inmediatamente se coloca en un plato de vidrio poco
profundo; la solución de insecticida se descarga rápidamente sobre el dispositivo, en el
que los insectos permanecen inmersos durante 10 segundos; se remueve el cilindro del
plato de inmersión y la gasa se seca sobre papel absorbente.
Se pone otra gasa nueva en el otro extremo del cilindro, se voltea éste y se vuelve a
golpear en la base para que caigan los organismos. Se dejan reposar por una hora a
20-25ºC, antes de registrar la mortalidad. Se realizan tres repeticiones y un testigo con
agua. Los insectos que hayan perdido la movilidad oque no respondan al ser pinchados
para verificar sus signos de vida, se registran como muertos (Brusvine, 1980).
Con esta metodología, no se detectan pequeños cambios de susceptibilidad dentro de
la colonia, ya que los clones tolerantes son eliminados por las dosis discriminantes; sin
embargo, es una herramienta barata, rápida y simple, la cual puede ser confirmada con
pruebas bioquímicas (Sawicki et al., 1978) u otro tipo de bioensayo.
D) Aplicación por aspersión
Este bioensayo ha sido ampliamente utilizado (McClanahan y Founk, 1983), aunque con
mucha variabilidad en la metodología y hasta en los resultados obtenidos. Se basa en la
aspersión de una cantidad conocida de un insecticida comercial sobre una planta,
plántula, hoja o disco de hoja, por un tiempo estándar o hasta que la hoja gotee la
solución. Se utilizan desde aspersoras manuales sin control depresión y volumen, hasta
la torre de aspersión “Potter Tower”, que estandariza la altura de la boquilla, la presión
inicial y el volumen asperjado (Hurkova, 1970).
La mortalidad, el número de insectos por dosis y la cantidad de dosis por insecticida,
son similares a los anteriores, los contenedores de los insectos sobre las hojas también
son similares, a excepción de cuando se usan plantas completas. En este caso se
pueden utilizar mezclas de insectos resistentes y susceptibles en la misma planta,
marcados con polvos fluorescentes para su correcta identificación, y toda la maceta es
cubierta con una jaula de malla (Rusell, 1965).
E) Bioensayos sistémicos
Sirven para medir la respuesta de una población a aquellos tóxicos que tiene la
propiedad de poder circular junto con la savia de la planta. Para realizarlo, la
metodología es muy variable. Subderuddin (1973) inyectó 1 µl de la dilución apropiada
de insecticida en acetona, en la nervadura principal de discos frescos de hoja de nabo
de diámetro conocido, y colocados en dispositivos de perspex. McClanahan y Founk
(1983) mojaron plántulas de chile o col de China, con 15 ml de la dilución apropiada,
dejaron la plántula 48 horas en cámaras de crecimiento, y confinaron diez insectos en
cada una de las tres hojas que cortaron de la planta.
También se han probado los sistémicos al homogeneizar insecticidas granulares en una
cantidad conocida de suelo y plantar la hospedante, o colocando una cantidad
determinada de granulado en la superficie, cubierto por dos centímetros de suelo y
dando riesgos ligeros para prevenir el drenado del insecticida (Boiteau et al., 1985).
Métodos indirectos: bioquímicos
Si bien, la forma más exacta de detectar la resistencia es a través de bioensayos, éstos
tienen serias limitaciones: requieren de gran número de insectos e incluso la ayuda de
crías artificiales, la cantidad de muestras a procesar es limitada, los resultados se
obtienen mucho tiempo después y pueden ser ambiguos si la resistencia es muy ligera o
las poblaciones son heterogéneas (Miyata, 1983).
Los métodos bioquímicos son indirectos, ya que correlacionan un alto nivel de una
enzima o una reacción enzimática específica, con la resistencia comprobada de cierta
colonia de insectos; pueden ser cualitativos o cuantitativos, generalistas o altamente
específicos, según la metodología utilizada. Ya existen métodos específicos para
diversas enzimas.
Las técnicas de biología molecular proveen un acceso directo a los genes responsables
de la resistencia, de tal modo que se puede dejar establecida su estructura genética y
su organización (secuencia de aminoácidos y estructura del DNA) (Devonshire, 1990).
A continuación se exponen las bases de los métodos que se utilizan en la detección de
la resistencia en M. persicae:
A) Colorimetría
Las ali-esterasas de áfidos resistentes (R) y susceptibles (S), hidrolizan al α-naftil
acetato, y la actividad hidrolítica es medida con facilidad mediante el método
colorimétrico de van Asperen (1962), que modifica ligeramente el método desarrollado
por Ozaki (1969) para actividad ali-esterasa incrementada, o la prueba de la placa (“tile
test”), desarrollada por Sawicki y colaboradores (1978). Estas pruebas se basan en
machacar un pulgón en una placa, papel filtro o gel, agregar un amortiguador con α-
naftil acetato, α-naftol y/o β-naftil acetato, sustratos adecuados de las esterasas y,
posterior a un tiempo de incubación, adicionar la sal rápida B (naftanil diazo azul B); la
reacción se detiene o se lee después de uno a diez minutos, la cual origina un color azul
ante la presencia de la enzima (Miyata, 1983), lo que mide la actividad total de las
esterasas.
B) Electroforesis
Para la identificación de esterasas en poblaciones resistentes de M. persicae, se ha
utilizado con éxito la separación de sustancias con base en diferencias de velocidad de
desplazamiento, atribuidas a su polaridad y peso molecular. Hay muchas variantes en
las técnicas electroforéticas (de columna, de placa, con diferentes tipos de gel, con
diferentes amortiguadores, equipos lectores y tiempos de acarreo); sin embargo
identifican y separan con claridad las esterasas de interés. Las reacciones de las
esterasas con naftil acetato se hacen visibles mediante el azul rápido B, lo que se utiliza
para medir indirectamente la cantidad de enzima (Beranek y Oppenoorth, 1977; Brookes
y Loxdale, 1987).
C) Técnicas con isótopos radioactivos
Para medir la hidrólisis de los organofosforados, se usa un insecticida radio marcado
con el isótopo tritio (3H), que se sintetiza comúnmente en los grupos etil-3H o metil-3H;
se pone en incubación con un homogenado de áfidos inmerso en un amortiguador de
fosfatos, se desnaturalizan las proteínas en ácido perclórico, se extrae la mezcla en
cloroformo y se mide mediante un contador de centelleo líquido (Devonshire, 1977;
Devonshire y Sawicki, 1979).
D) Técnicas inmunoenzimáticas
Las técnicas inmunoenzimáticas tienen varias ventajas con respecto a los métodos
anteriores: alta especificidad para la molécula a detectar, reacción colorimétrica
fácilmente cuantificable, sin correcciones por peso del insecto y un aumento
considerable en la cantidad de muestras procesables por día.
Un inmunoensayo utiliza inmunoglobulina (lgG) para la molécula a identificar; la IgG se
produce al inyectar al torrente sanguíneo de un mamífero (regularmente conejos), la
molécula de interés (antígeno) altamente purificada, para que su sistema inmunológico
lo trate de repeler mediante la producción de anticuerpos, los cuales se extraen de la
sangre y constituyen la inmunoglobulina específica (lgG).
En la inmunodifusión en agar, se utilizan cajas de petri preparadas con gel de agar, se
elabora un pozo de aproximadamente cinco milímetros de profundidad al centro, y otros
seis alrededor, equidistantes; en el centro se coloca el antisuero con la lgG, y en los seis
pozos restantes se adicionan homogenados de áfidos. Por difusión en el agar, las
enzimas del áfido son capturadas por el antisuero, formando una banda anillada en la
zona intermedia entre el homogenado positivo y el pozo central (Devonshire et al.,
1986).
El ensayo de inmunoabsorbencia con enzimas conjugadas (ELISA) no es práctico, ya
que la esterasa E4 retiene su actividad enzimática al estar unida con la lgG; por tanto,
es mejor usar técnicas menos complicadas.
El ensayo de inmunoplaca se basa en la absorción de la lgG en las paredes de
poliestireno de una inmunoplaca y en la unión selectiva de la lgG con la enzima E4, a
partir de un homogenado crudo del cuerpo de un insecto, y de esta manera la cantidad
de esterasa se observa por el cambio de color logrado con el azul rápido B.
Con una inmunoplaca de microtitulación de 96 pozos y un homogeneizador múltiple que
agita simultáneamente a los 96 pozos, se logran procesar 1000 áfidos día-1 (Devonshire
et al., 1986).
Técnicas moleculares: ensayo con sonda de ADN
complementario (cADN) para esterasas
Algunas poblaciones del pulgón verde pierden espontáneamente la resistencia, es decir,
revierten su capacidad de producir la esterasa en grandes cantidades, sin perder genes
de resistencia; para detectarlos, se ha implementado un ensayo con sonda de ADN
complementario para genes de esterasa en áfidos individuales.
Esta técnica se utilizó primeramente para demostrar la amplificación genética de las
esterasas en M. persicae; sin embargo, ha probado ser útil en la detección del genotipo
de poblaciones de campo o ensayos de laboratorio.
Se basa en realizar un homogenado del áfido, unirlo a una membrana de hibridización la
cual se lava, desnaturalizar el ADN, neutralizarlo, prehibridizarlo, posteriormente
hibridizarlo con una solución que contiene una sonda de ADN complementario para
esterasa radiomarcada con 32P.
La sonda de cADN se une al ADN del homogenado exactamente con las bases que
portan la informaicón para la síntesis de la esterasa. A un tiempo dado, se lava la
membrana y se detecta la amplificación genética por auto radiografía a temperaturas de
supercongelamiento (Field et al., 1989).
Otras metodologías para el estudio de la resistencia
Estudios electrofisiológicos y de cinética enzimática.- Estos estudios permiten
describir algunos cambios en la interacción entre los insecticidas y sus sitios de acción
en los insectos. Son básicos para el establecimiento de los mecanismos de resistencia
involucrados en cada especie.
Estudios genéticos formales. Establecen los patrones de la herencia y pueden aislar
los genes de resistencia en clones homocigotos (dominantes o recesivos) para la
realización de estudios toxicológicos y bioquímicos a detalles.
Estudio de genética poblacional y modelaje. Describe y predice el disparo de la
resistencia en campo. Para estos estudios pueden ser útiles algunos criterios
poblacionales de insectos con mecanismos de resistencia, así como la proporción de los
insectos susceptibles contra la población conocida de los resistentes, además de la
simulación de las condiciones de aplicación en campo (Devonshire, 1990).
CAPITULO XI
B I O E N S A Y O
Bioensayo, es cualquier método por medio del cual alguna propiedad de una substancia
o material, es medida en términos de la respuesta biológica que produce.
El bioensayo, se emplea para determinar la toxicidad de las sustancias químicas con
supuestas propiedades tóxicas.
OBJETIVOS DE UN BIOENSAYO
► Determinación de la eficiencia de varios tóxicos contra una población de insectos o
ácaros.
► Determinación de la susceptibilidad de diferentes razas o especies de artrópodos a
un tóxico.
► Determinación de la cantidad de un tóxico en un sustrato. El bioensayo fue de utilidad
en el análisis de residuos, con el uso de colonias indicadoras de moscas del vinagre
Drosophila, tanto susceptibles como resistentes.
COMPONENTES DE UN BIOENSAYO
Un bioensayo posee dos componentes: el estímulo y la respuesta.
El estímulo, es el agente que produce una respuesta en el organismo tratado; puede
ser químico, físico o eléctrico. La respuesta, es el efecto o manifestación que produce la
aplicación del estímulo; puede ser la muerte, el derribo, un nivel enzimático, la
frecuencia de los latidos del corazón, la temperatura, etc.
Los componentes de un bioensayo pueden representarse en un sistema de
coordenadas, en las que al eje de las abscisas, se le asignan los valores del estímulo y
al de las ordenadas, los del efecto.
En el caso particular del estudio toxicológico de insecticidas, el estímulo es el insecticida
aplicado y la respuesta es la muerte del insecto. La magnitud del efecto de un
bioensayo, está en función de los factores involucrados:
E = f(a, t, T, e, y, s, etc.)
Donde:
E = estímulo
a = cantidad de tóxico
t = tiempo de exposición
T = temperatura
e = efectos del medio ambiente
y = factores fisiológicos
s = edad del individuo, estado nutricional, etc.
Dichos factores deben estandarizarse para evitar la variación, lo que permite comparar
los resultados del investigador con los obtenidos por otros laboratorios o en diferente
tiempo.
TIPOS DE BIOENSAYOS
Directos. Consisten en la aplicación de una dosis única a un animal, o en el
incremento del estímulo en un período de tiempo. Generalmente lo que se busca es una
respuesta fisiológica como latidos del corazón, tasa respiratoria, consumo de bióxido de
carbono, temperatura corporal, etc.
Indirectos. En este caso consisten en la aplicación de una dosis a una muestra
representativa de la población, de manera que los resultados son atribuidos a la
población de donde se extrajo la muestra. Este tipo de bioensayo tiene dos
características importantes:
► La muestra es tratada de forma que se obtiene una respuesta del todo o nada
(muerto o vivo), que también se conoce como respuesta cuantal.
► Por medio de la respuesta de la muestra tratada, se estima la respuesta de todo la
población. Se deben reunir algunos requisitos que permitan realizar el análisis
estadístico de manera adecuada; entre otros, se recomienda que en las pruebas con
insectos se incluyan al menos cuatro repeticiones, con la finalidad de detectar la
mayor variación posible de la población. Este tipo de bioensayo es el más común en
trabajos de toxicología en insectos y ácaros.
DOSIS CONTRA DOSIFICACIÓN
Dosis. Es la cantidad exacta de un compuesto químico, aplicada a un organismo, esto
ocurre cuando se aplica tópicamente. Las unidades en que se expresan las cantidades
son: µg insecto-1, ug g-1 de insecto, ug hembra-1.
Dosificación. Es la cantidad de tóxico aplicada al medio ambiente que rodea al
organismo, por ejemplo la cantidad de un compuesto aplicada al agua contra larvas de
mosquitos, cantidad aplicada a las hojas contra insectos fitófagos, impregnación de
papel, etc. Las unidades empleadas son ppm (partes por millón), g m-2, g cm-2, g m-3. En
este caso el investigador no tiene idea de la cantidad de tóxico que entra en contacto
con el organismo.
En las pruebas de dosificación se deben tomar en cuenta las siguientes
consideraciones:
Una mayor actividad del insecto induce mayor contacto con el tóxico.
La distribución del insecticida, afecta la posibilidad de que el insecto entre en
contacto con él. Para evitar esta complicación, se debe aplicar con un dosificador
que logre distribuir homogéneamente el tóxico, en el ambiente o superficie a
contaminar.
Si el insecticida tiene cristales grandes y largos, éstos tenderán a asociarse con la
superficie. En estos casos se aconseja agregar aceite de linaza para evitar la
cristalización.
La viscosidad puede afectar los resultados. Los medios acuosos separan con
facilidad a los tóxicos con alta viscosidad.
Los bioensayos que se expresan como dosis, usualmente son más precisos que los
expresados como dosificación.
La cantidad de tóxico que se aplica, no siempre es la misma que la que llega al sitio de
acción, en esto tienen que ver los factores que se mencionan a continuación:
Parte del insecticida aplicado, no entra en contacto con el insecto, debido a que se
volatiliza.
Hay descomposición por intemperización.
En el integumento de algunos insectos, se presentan factores que promueven la
penetración reducida del tóxico.
Almacenamiento de tejido inerte, generalmente tejido graso.
Mayor excreción del organismo.
Tasa o proporción de activación, por medio de la formación de productos más
tóxicos al interior del insecto.
Tasa de degradación.
Insensibilidad en el sitio de acción.
Pruebas de efectividad y pruebas de susceptibilidad
Las pruebas de efectividad se refieren a cuando se evalúan diferentes insecticidas en
una sola población o un solo cultivo. Tal es el caso de los ensayos de insecticidas que
realiza el INIFAP o las escualas de agronomía, para conocer si un conjunto de
insecticidas sirven para eliminar una plaga en un cultivo de cierta región, o para los
ensayos de campo que requieren las compañías de insecticidas para obtener el registro
de un producto ante Sanidad Vegetal.
En las pruebas de susceptibilidad, se realiza una comparación de un insecticida contra
diferentes poblaciones de insectos. Su objetivo es determinar cuál población ha
desarrollado determinado nivel de resistencia o tolerancia al tóxico, en relación a
poblaciones que aún son susceptibles. Para estas pruebas, se utilizan básicamente los
bioensayos.
EVALUACIÓN DE LA TOXICIDAD
La toxicidad de los insecticidas o de cualquier tóxico a un organismo, se expresa
usualmente en términos de DL50 (dosis letal cincuenta); este valor representa la
cantidad de tóxico por unidad de peso que mata 50% de los animales empleados en la
prueba. La DL50 comúnmente se expresa en mg kg-1 y ocasionalmente en mg por
animal.
En los casos en que no se sabe la cantidad de tóxico que entra en contacto con el
insecto, pero sí se sabe cuál es la cantidad de insecticida que rodea al organismo, se
usa el término CL50 (concentración letal cincuenta). Por ejemplo, la toxicidad de
insecticidas en larvas de mosquitos o peces, comúnmente se determina por la
concentración del compuesto tóxico que mata a 50% de los animales expuestos, en un
periodo especificado (generalmente es a las 24 h).
Se usa también el término TL50 (tiempo letal cincuenta), cuando los organismos se
exponen a una misma dosis o dosificación, pero las evaluaciones de mortalidad se
hacen a diferentes tiempos; por ejemplo, 1 min. 2 min, 5 min, 15 min, 1 h, 3 h, 10 h, 24
h.
Al utilizar quimioesterilizantes, el propósito no es matar a la población de insectos, sino
esterilizarlos sin reducir su vigor. En este caso, la efectividad del producto se mide por
sus efectos sobre la fertilidad y fecundidad; para estos fines se usa el término DE50
(dosis efectiva para esterilizar a 50% de la población) y la CE50 (concentración efectiva
para esterilizar a 50% de la población).
La evaluación de la toxicidad de los plaguicidas, puede hacerse en insectos y animales
superiores, para inferir sus riesgos sobre el hombre.
Hay muchas formas de administrar insecticidas para evaluar toxicidad. El método
comúnmente empleado para insectos, es la aplicación tópica (capítulo X), en la que el
insecticida se disuelve en un solvente volátil e inocuo, como la acetona; después se
coloca en una parte conocida del insecto, usualmente en el protórax. Casi siempre se
hacen combinaciones de una cantidad constante del solvente con concentraciones
variables del insecticida.
Aunque los resultados obtenidos con la aplicación tópica pueden dar una indicación muy
segura de la toxicidad relativa en cualquier animal, no indica la cantidad exacta que
entra al cuerpo; para ello se emplea el método de inyección. En este último método, el
insecticida comúnmente se disuelve en glicol propileno o en aceite de cacahuate o maíz
y se inyecta en la cavidad del cuerpo.
En los insectos, la inyección se hace en el abdomen o en la región intersegmental,
tratando de evitar dañar al cordón nervioso abdominal. En algunos casos, estos
métodos no se pueden emplear debido al modo de vida del insecto. Por ejemplo, en
larvas de mosquitos no puede usarse el método de inyección o el de aplicación tópica;
por tanto se utiliza el método de contaminación del medio, en el cual las larvas se
sumergen en agua y después se aplica el insecticida que generalmente va disuelto en
acetona; los resultados se expresan en términos de CL50.
El método de contacto o de exposición residual, es otra forma de dejar al insecto
expuesto al insecticida. En este caso, el insecticida diluido en un solvente, se aplica a
las paredes del recipiente que contiene a los insectos, el solvente se evapora y sólo
queda el insecticida impregnado en las paredes a la dosificación deseada.
Basado en las medidas de control y en su modo de vida, hay algunas formas de probar
la efectividad de los insecticidas en varias especies de insectos. El método de inmersión
de hojas en ácaros, el de fumigación contra plagas de granos almacenados y el de
alimentación para larvas, se usan con mucha frecuencia. En todos los casos, los
resultados son relativos y se comparan con los efectos conocidos de insecticidas
convencionales. Otros ejemplos se pueden ver en el capítulo X.
Para expresar la susceptibilidad de cualquier población de insectos a cualquier veneno,
se grafican las unidades Probit del porcentaje de mortalidad, contra una escala
logarítmica de la dosis. En forma empírica, se ha observado que en muchos procesos
bioquímicos y fisiológicos, incrementos iguales en efectos son producidos sólo cuando
el estímulo se incrementa logarítmicamente.
LEY DE WEBER Y FECHNER.
El cambio en magnitud o intensidad de una respuesta biológica, es proporcional no al
cambio aritmético en el estímulo, sino a su logaritmo.
En un ensayo con insectos, al graficar en un eje de coordenadas el estímulo contra el
efecto, se obtendrá una línea sigmoide cuyos valores no pueden ser interpretados Para
que esto no suceda se necesita transformar la línea sigmoide en una línea recta, esto se
logra al transformar la respuesta, de porcentajes a unidades probit, además de expresar
al estímulo en logaritmos. De esta manera, se obtiene una recta que facilita la
interpretación de los resultados.
REQUERIMIENTOS PARA OBTENER LÍNEAS Ldp RECTAS
(Líneas dosis-Probit)
Para obtener una línea recta al construir las líneas dosis-Probit (Ldp), es necesario
que exista una distribución normal de la respuesta al tóxico.
En ocasiones, no se obtienen líneas Ldp rectas, debido a que la población es bimodal;
en este caso se obtienen líneas Ldp con escalones.
Cuando se obtiene una respuesta de este tipo, es posible que haya dos poblaciones
mezcladas, una susceptible y una resistente; el escalón corresponde a la respuesta
combinada de las dos poblaciones.
También se puede llegar a presentar una población trimodal:
Cuando se tiene una respuesta de este tipo, es posible que existan tres poblaciones
mezcladas, de diferente susceptibilidad al tóxico o bien, que la resistencia se debe a
varios genes. Para poder detectar esos cambios en la respuesta de la población, es
necesario que el bioensayo tenga varias dosis, para obtener una buena cantidad de
puntos, y lograr graficar con claridad los escalones.
En otras ocasiones, cuando se hace el bioensayo, sólo se obtiene respuesta hasta un
determinado porcentaje de mortalidad; de allí en adelante, aunque se aplique más
tóxico, no hay aumento en el efecto, como se observa en la siguiente gráfica:
Las posibles causas de una respuesta de este tipo son:
► Que el tóxico ya no se disuelva; de modo que, por ejemplo, sólo lo haga en
cantidad suficiente para matar a 70% de la población.
► Que la población esté en sus primeras etapas de retorno a la susceptibilidad, o de
aumento en resistencia.
La muestra debe ser representativa de la población, para lo cual deben hacerse por
lo menos cuatro repeticiones en días diferentes.
La dosis efectiva debe estar en proporción constante a la dosificación. La cantidad
que llega al sitio de acción, debe ser proporcional a la cantidad que se aplica.
PROPIEDADES DE LA LINEA Ldp
Posición. La posición de la línea Ldp, indica la toxicidad del compuesto usado. Esta
toxicidad usualmente se expresa en términos de la dosis, la concentración o el tiempo
necesario para matar el 50% de la población (DL50, CL50 y TL50).
En la figura siguiente, se muestra la posición de las líneas de tres compuestos; el más
tóxico es el A, porque se requiere menor dosis para matar a 50% de la población.
Pendiente. Es la proporción o tasa de cambio en la mortalidad, con respecto al cambio
unitario en la dosis. Generalmente se representa por la letra “b”.
Si se considera que se tiene la siguiente respuesta de una población a un insecticida:
Entonces el cálculo de la pendiente se realiza de la siguiente forma:
B= Efecto = Probit 1 – Probit 2 = 6 - 4 = 6.6
Log dosis log dosis 1 - log dosis 2 0.9 - 0.6
SIGNIFICADO DE LA POSICIÓN Y LA PENDIENTE DE LA LINEA Ldp
► Entre mayor es el valor de la pendiente más vertical es la línea.
► A mayor pendiente, con el mismo incremento de dosis hay mayor efecto.
La posición de la línea indica qué tan rápido llega el insecticida al sitio de acción. Esto
se observa cuando se comparan diferentes métodos de aplicación, usando el mismo
insecticida, por ejemplo:
Lo anterior indica que en el método por inyección, el insecticida llega más rápido al sitio
de acción, mientras que el residual o de contacto tarda más tiempo. El método de
inyección no es usado en bioensayos con insectos porque con un pequeño error en el
método se tiene una gran variación en la respuesta, es decir que son menos
reproducibles los resultados.
La pendiente indica la homogeneidad o heterogeneidad de la población en su respuesta
al tóxico. A mayor pendiente, más homogeneidad y a menor pendiente, más
heterogeneidad.
A= Población más homogénea
B= Población más heterogénea
LIMITES DE CONFIANZA (LIMITES FIDUCIALES)
Los límites de confianza, también denominados límites fiduciales, son los límites de
significancia de la línea Ldp a ambos lados de cada dosis. Si por ejemplo, tenemos una
DL50 = 25 ppm y la desviación estándar es de 40, entonces los límites de confianza se
representan de la siguiente forma:
DL50 = 25 ± 10
Esto significa que la DL50 95% (el grado usual de confianza en estas pruebas) estará
entre 15 y 35 ppm.
En forma gráfica quedaría representada de la siguiente manera:
Obsérvese que los límites fiduciales se estrechan a nivel de DL50 y se van
ensanchando hacia valores mayores como menores de mortalidad. En este punto, la
respuesta al tóxico es más estable, debido a lo cual se ha establecido como medida de
comparación de la toxicidad.
Si los límites de confianza de dos líneas se traslapan, quiere decir que éstas, no son
significativamente diferentes. Si en el análisis estadístico se obtiene un valor de ji-
cuadrada (x2) muy elevado, es un indicativo de fallas en la manipulación metodológica
del bioensayo de una gran heterogeneidad genética de los individuos en la muestra, en
su respuesta al tóxico, ya que presenta un bajo ajuste de los datos al modelo lineal.
CRITERIOS PARA UN BUEN BIOENSAYO
Linealidad de la respuesta.
Que la dosis sea precisa, es decir, que se sepa la cantidad de insecticida que se
está aplicando.
Seguridad en la determinación de la respuesta. Que se pueda determinar claramente
si el insecto tratado está vivo muerto.
Que el medio donde se realiza el bioensayo (temperatura, humedad, etc.) sea similar
a las condiciones promedio donde se desarrolla naturalmente la población bajo
estudio.
Uso de la fórmula de Abbott (1925) para corregir la mortalidad natural.
MC = X – Y ( 100)
100 – Y
Donde:
MC = mortalidad corregida (%)
X = mortalidad en el tratamiento (%)
Y = mortalidad en el testigo (%)
Por ejemplo, si tenemos X = 50 y Y = 10, la mortalidad corregida sería la siguiente:
MC = 50 – 10 ( 100) = 44.4%
100 - 10
En general cuando se obtiene más de 15% de mortalidad en el testigo, los resultados
deben desecharse.
Medio ambiente constante, ya que esto puede afectar la toxicidad del compuesto.
Se ha encontrado diferente respuesta de los insectos a la aplicación de tóxicos al
variar las condiciones del medio, por ejemplo la temperatura.
Que el método sea sensible, es decir, que se encuentren diferencias al cambiar las
dosis.
Que el método sea reproducible. Esto se refiere a que las condiciones de los
insectos sean constantes al momento de la aplicación del tóxico. Entre éstas están:
a) Sexo. Usualmente los machos son más sensibles que las hembras.
b) Edad. La edad debe lo más constante posible ya que la tolerancia varía con la
edad.
c) Nutrición. Debe ser uniforme para toda la población; se ha encontrado que la
dieta para la cría del insecto, afecta sensiblemente el grado de resistencia a un
tóxico.
d) Sitio de aplicación. Debe ser constante, debido a que la sensibilidad del insecto
difiere según la región del cuerpo en la que se aplique.
e) Las repeticiones deben hacerse en días diferentes.
f) Los bioensayos deben hacerse a la misma hora del día, ya que los ritmos
circadianos afectan la sensibilidad.
g) El solvente usado debe ser siempre el mismo. Generalmente, se usa la
acetona porque se puede conseguir fácilmente, se evapora rápido y no es tóxica.
h) El sustrato para el bioensayo debe ser estandarizado.
i) Evitar errores metodológicos en la conducción del ensayo.
Con fines de precaución en el manejo de plaguicidas, los productos están clasificados
en cuatro categorías, tomando en cuenta la toxicidad determinada en mamíferos
menores y aves, lo cual permite inferir el efecto que pueden tener en el hombre:
Altamente tóxico. Si el valor de la DL50 oral es menor a 50 mg kg-1, si la DL50
dérmica es menor a 200 mg kg-1, y si la CL50 por inhalación es menor de 0 a 2000
mg l-1.
Moderadamente tóxico. Si el valor de la DL50 oral va de 51 a 500 mg kg-1, si la DL50
dérmica va de 201 a 2000 mg kg-1, y si la CL50 por inhalación es de 2001 a 20000
mg l-1.
Débilmente tóxico. La DL50 oral puede variar de 500 a 50000 mg kg-1, y la DL50
dérmica de 2000 a 20000 mg kg-1.
Relativamente no tóxico. La DL50 oral debe presentar valores superiores a 5000
mg kg-1, y la DL50 dérmica debe tener valores sobre los 20000 mg kg-1.
CAPITULO XII
ACCION CONJUNTA Y SINERGISMO
Existen dos argumentos principales que estimulan el uso de mezclas de insecticidas.
La baja probabilidad de que un organismo de una población no expuesta
anteriormente a insecticidas, tenga genes de resistencia para dos o más insecticidas
que poseen diferentes modos de acción y diferentes rutas de degradación o
dextoxificación. Este argumento tiene como uno de sus fundamentos la terapia en
humanos contra la tuberculosis.
La experiencia ha demostrado que el uso de una sola droga no controla adecuadamente
la enfermedad. El isoniacid es adecuado para el tratamiento en infecciones iniciales, es
decir, cuando hay pocos bacilos, sin embargo con grandes cantidades de éstos, la
probabilidad de tener bacilos resistentes se incrementa, por esta razón se recomienda el
uso de combinaciones de drogas. La frecuencia natural de bacilos resistentes a
isoniacid es de 1:1 millón. La forma de acción de ambas drogas es diferente por lo que
la probabilidad de que una persona enferma de tuberculosis tenga bacilos resistentes a
las dos drogas (asumiendo acción independiente) es de 1:100,000 millones. A pesar de
que el número de bacilos en una persona enferma varía considerablemente, sólo en
casos excepcionales se estima que excede a 100,000 millones.
Existe la probabilidad de efectos interactivos entre los componentes de la mezcla,
uno de ellos aumentando la toxicidad del otro. Esto es conocido como sinergismo y
se da cuando la toxicidad de una mezcla es mayor que la suma de la toxicidad de los
componentes considerados en forma separada, siempre y cuando uno de los
componentes de la mezcla no tenga acción tóxica. Si los dos componentes de la
mezcla son insecticidas y la toxicidad es significativamente mayor, entonces se
considera que hay potenciación en la mezcla. Por otro lado, cuando la actividad
obtenida es menor a la esperada, entonces s habla de antagonismo.
CONSIDERACIONES SOBRE EL USO DE MEZCLAS
Las mezclas de insecticidas deben hacerse cuando los componentes reúnan los
siguientes requisitos:
Diferentes modos de acción. Cuando dos insecticidas tienen el mismo modo de
acción y se usan en mezclas, la resistencia se crea más fácilmente por insensibilidad
en el sitio de acción.
Diferentes rutas metabólicas, es decir que tengan diferentes mecanismos
metabólicos de resistencia.
Igual proporción de intemperización. Deben tener la misma proporción de
degradación en el medio ambiente.
Que no exista antagonismo entre los componentes, o sea que las enzimas que
activen un componente no degraden al otro.
Que exista seguridad de efectos interactivos entre los componentes de la
mezcla, uno de ellos aumentando la toxicidad del otro.
Nunca deben emplearse las mezclas de insecticidas contra una sola especie
de insecto o ácaro.
Que no exista incompatibilidad entre las formulaciones de insecticidas, de
manera que al mezclarse en un tanque, no se nulifiquen el uno al otro; se debe
consultar la tabla de compatibilidad de productos agroquímicos.
En el caso de que se justifique el uso de mezclas, es preferible hacerlas a nivel de
pista o de campo, ya que al comprarlas formuladas, se está colaborando para que
aumente la anarquía en el uso de insecticidas; por ejemplo, en México el Fostion es
una mezcla de paratión metílico y mevinfós, mientras que en EUA, el Fostion es el
protoato; para quienes desconocen que dicha mezcla tiene dos nombres, se crea
confusión en su uso.
La información reportada sobre la potenciación entre insecticidas debe de tomarse con
mucha precaución, una de las mezclas que presenta potenciación, es la de toxafeno-
DDT en la proporción 1:1 para combatir H. zea, y en la proporción 2:1 para H. virescens.
Se ha visto que el efecto es debido a que el toxafeno facilita la penetración del DDT a
través de las membranas, ya que si se inyecta, no tiene efecto de potenciación.
ACCION CONJUNTA
Al hacer una mezcla se pueden presentar tres tipos de acción conjunta.
Acción conjunta independiente
Los tóxicos actúan por separado y en forma independiente, y la susceptibilidad a ellos
puede o no estar correlacionada. La toxicidad de la mezcla puede predecirse a partir de
las curvas dosis-mortalidad de los insecticidas probados por separado, y con la
correlación de la susceptibilidad a cada tóxico (Carrillo, 1984).
Este tipo de acción conjunta puede presentar tres diferentes situaciones:
a) Si la correlación es positiva, la mortalidad total será de 50%, porque los dos tóxicos
matan a la misma población.
b) Si no existe correlación, la mortalidad será de 75%, porque el 50% que sobrevive a
un insecticida, es reducido en 50% por el otro insecticida.
c) Correlación negativa, donde la mortalidad total es de 100%, porque cada tóxico
mata a un 50% diferente de la población.
El cálculo de la mortalidad producida por la mezcla considerando acción conjunta
independiente, se obtiene con la siguiente fórmula.
K = 1 – (1 – K1) (1 – K2)
Donde:
K = Mortalidad esperada
K1 = Proporción que mata el insecticida 1
K2 = Proporción que mata el insecticida 2
Ejemplo: Se quiere saber cual es la mortalidad esperada si se mezclan los insecticidas
A y B en las dosis indicadas.
1.- DL20 A + DL50 B
K = 1 – (1 – K1) (1 – K2)
K = 1 – (1 – 0.2) (1 – 0.5)
K = 1 – 0.4 = 0.6
K = 60%
2.- DL50 A + DL70 B
K = 1 – (1 – K1) (1 – K2)
K = 1 – (1 – 0.9) (1 – 0.57
K = 1 – 0.03 = 0.97
K = 97%
3.- DL95 A + DL20 B
K = 1 – (1 – 0.95) (1 – 0.2)
K = 1 – 0.04 = 0.96
K = 96%
Acción conjunta similar
Cuando los tóxicos presentan acción conjunta similar, actúan en el mismo sitio
fisiológico, pero sus efectos son independientes, de manera que un componente puede
ser sustituido por el otro en una proporción constante, sin alterar la toxicidad de la
combinación. La toxicidad de la mezcla es predecible directamente de la toxicidad de
sus componentes si sus proporciones son conocidas (Carrillo, 1984). Este tipo de acción
conjunta se puede presentar en insecticidas del mismo grupo toxicológico, o que
producen la misma lesión bioquímica en el insecto.
A
25%
B
25%
Población
sobreviviente
50%
1 ppm A = 2 ppm B
0.5 ppm A = DL25 A
1.0 ppm B = DL25 B, entonces:
DL25 A + DL25 B = DL50
Sinergismo y antagonismo
Se dice que existe sinergismo, cuando la toxicidad de una mezcla es mayor de la que se
esperaría considerando la suma de la actividad de los componentes. Se dice que se
presenta antagonismo, cuando la toxicidad de una mezcla es menor de la que se
esperaría, considerando la suma de la actividad de sus componentes. En este caso, la
toxicidad de la mezcla no se puede medir a partir de toxicidad individual de los
componentes, ya que depende de la interacción de sus efectos en las que un
componente puede potenciar o antagonizar la actividad del otro.
Ejemplo:
DL10 A + DL5 B
K = 1 – (1-k1) (1-k2)
K = 1 – (0.1) (1-0.05)
K = 1 – (0.855) = 0.145
K = 14.5%
La mortalidad esperada de la mezcla es de 14.5%, si en la práctica se obtuviera una
mortalidad menor de 14.5% habría antagonismo, y si hubiera una mortalidad mayor de
14.5% habría potenciación.
METODOS PARA MEDIR SINERGISMO Y ANTAGONISMO
Coeficiente de cotoxicidad
Este es un método rápido para evaluar la actividad de las mezclas, pero tiene la
desventaja de que sólo analiza las mezclas a nivel del 50% y no en todo el rango de
toxicidad.
El método consiste en realizar bioensayos con los insecticidas A y B y la mezcla de
ambos, se analizan y se obtiene la DL50 de los dos insecticidas por separado y de la
mezcla, como se observa en el siguiente ejemplo:
DL50 A= 12 ppm
DL50 B = 83 ppm
DL50 (A+ B) = 60 ppm en la proporción 1:3
Para los cálculos se toma como base el insecticida más tóxico, que en este caso es el
insecticida A.
a) Indice tóxico de A
DL50 A ( 100) = 12 * 100 = 100
ITA = DL50 A 12
b) Indice tóxico de B
DL50 A * 100 = 12 * 100 = 14.4
ITB = DL50 B 83
c) Indice de la mezcla
DL50 A * 100 = 12 * 100 = 20
ITM = DL50 M 60
d) La toxicidad esperada de la mezcla (TEM) se determina mediante la fórmula
siguiente:
TEM= ITA (Proporción de A en la mezcla) + ITB (Proporción de B en la mezcla) = 100
(0.25) + 14.4 (0.75) = 35.8.
e) Luego se obtiene el coeficiente de cotoxicidad (CCT)
ITM * 100 = 20 * 100 = 55.8
CCT = TEM 35.8
Con el valor del CCT se puede evaluar la toxicidad de la mezcla:
i) Si el CCT es igual a 100 ± 15, se considera que la acción es similar.
ii) Si el CCT es de 115-200, se considera que hay potenciación ligera.
iii) Si el CCT es mayor de 200, se considera potenciación.
iv) Si el CCT es menor de 85, se considera antagonismo.
Lagunes (1982, citado por Carrillo, 1984) ha propuesto como modificación al método, el
homologar los componentes mediante su transformación a equivalentes toxicológicos.
En el ejemplo anterior, según la DL50, la relación debiera ser 1:7, porque el insecticida A
es siete veces más tóxico que el insecticida B, de esta manera a nivel de las
mortalidades medias, los dos insecticidas tendrían la misma probabilidad de matar a la
población de insectos.
Método gráfico de Wadley
El método gráfico de Wadley (1967) permite conocer el efecto de la mezcla en todo el
rango de mortalidades, de manera que es posible observar potenciación en un extremo
de la línea y antagonismo en el otro extremo, a diferencia del coeficiente de cotoxicidad
que muestra el efecto de la mezcla únicamente en el 50% de mortalidad.
Como primer paso, se deben efectuar bioensayos con insecticidas solos y con las
mezclas de ellos (usando equivalentes toxicológicos), para determinar las líneas de
respuesta dosis-mortalidad. Para ilustrar esta metodología, se utilizará como ejemplo la
mezcla de paratión metílico con DDT:
La mortalidad observada en la mezcla de paratión metílico y DDT se ajusta por medio
de la ecuación de regresión, con lo que se obtiene la mortalidad corregida. La dosis de
la mezcla está expresada en equivalentes tóxicos; debe transformarse a mg g-1 larva
para compararla más fácilmente con las dosis del insecticida más toxico, en este caso el
paratión metílico; esta transformación se logra multiplicando el respectivo valor del
equivalente toxicológico (ET) por la DL50 de cada insecticida.
Cuadro 26. Resultados de la aplicación tópica de paratión metílico en larvas de Spodoptera frugiperda J. E. Smith.
Dosis (μg g-1 de larva)
Mortalidad* (%)
0.175 0.2
0.25 4.0
1.0 10.0
2.5 42.0
5.0 68.0
10.0 90.0
17.5 92.0
25.0 95.0
50.0 99.8 * Obtenida de cinco repeticiones (50 larvas de 40 ± 10 mg); DL50 = 3.0 μg g
-1 larva.
Cuadro 27. Resultados de la aplicación tópica de DDT en larvas de Spodoptera frugiperda J. E. Smith.
Dosis (μg g-1 de larva)
Mortalidad* (%)
10.0 2.0
25.0 6.0
100.0 40.0
250.0 54.0
1000.0 88.0
2500.0 96.0 * Obtenida de cinco repeticiones (50 larvas de 40 ± 10 mg); DL50 = 187.5 μg g
-1 larva.
La mortalidad corregida se obtiene sustituyendo los valores de dosis equivalentes
tóxicos en la ecuación de regresión de la mezcla: Y= a + bX.
Cuadro 28. Resultados de la aplicación tópica de la mezcla paratión metílico + DDT en larvas de Spodoptera frugiperda J.E. Smith.
Dosis (ET)*
Mortalidad (%)**
0.1 2.0
0.2 4.0
0.4 24.0
0.7 76.0
1.0 96.0
4.0 99.8 Equivalentes toxicológicos. ** Obtenida de cinco repeticiones (50 larvas de 40 ± 10 mg); DL50 = 0.49 ET.
Cuadro 29. DL50, DL95 y ecuaciones de regresión de paratión metílico y DDT, y de la mezcla de ellos.
Insecticida DL50 DL95 Ecuación de regresión
P. metílico (A) 3.0 µg g-1 20 µg g-1 Y = 8.82 + 2.0X
DDT (B) 187.5 µg g-1 2020 µg g-1 Y = 5.20 + 1.59X
Mezcla (M) 0.49 ET 1.17 ET Y = 6.34 + 4.39X
Cuadro 30. Dosis de la mezcla en ET, dosis en µg g-1 larva, de cada insecticida en la mezcla, mortalidad obtenida y mortalidad corregida.
Dosis Dosis µg g-1
ET (3 + 187.5) DL50 A + DL50 B
Mortalidad (%)
Obtenida Corregida
0.1 0.3 + 18.75 2.0 0.1
0.2 0.6 + 37.5 4.0 4.2
0.4 1.2 + 75.0 24.0 34.0
0.7 2.1 + 131.25 76.0 75.0
1.0 3.0 + 187.5 96.0 90.9
4.0 12.0 + 750.0 99.8 99.9
Ejemplo: Para un valor de dosis de 0.7 ET
Y = 6.34 + 4.39 (log 0.7)
Y = 6.34 + 4.390 (-0.1549) = 5.66
En la tabla de valores Probit, un valor de 5.66 corresponde a una mortalidad de 75.0%.
Se trazan las líneas dosis-mortalidad en papel log-Probit, para cada uno de los dos
insecticidas, así como la línea de respuesta para la mezcla, obtenida según los valores
de la mortalidad corregida; los valores de dosis se expresan en µg g-1 de larva del
insecticida más tóxico, en este caso el paratión metílico.
A continuación se obtiene el radio tóxico (RT), el equivalente de la mezcla (EM) y el
equivalente toxicológico calculado (ETC); parámetros de los que es posible obtener la
línea de respuesta esperada:
DL50 A + DL95 A
RT = DL50 B DL95 B
2
3 + 20
RT = 187.5 2020 = 0.01295
2
El equivalente de la mezcla se obtiene del siguiente modo:
EM = DL50 B + 187.5 = 62.5
DL50 A 3
De acuerdo con la anterior ecuación:
DL * B = DL * A (EM)
El equivalente toxicológico calculado (ETC) se obtiene de la siguiente ecuación:
ETC = DL * A + DL * B (RT)
Como DL * B = DL * A (EM), se sustituye en la ecuación anterior.
ETC = DL * A = DL * A (EM) (RT)
El cálculo de la mortalidad esperada, se efectúa mediante la ecuación de regresión del
insecticida más tóxico (p. metílico), empleando como logaritmo de la dosis (X) los
valores de los equivalentes toxicológicos calculados (ETC).
Como los valores de los equivalentes tóxicos están dados en µg g-1, es necesario
transformarlos en porcentajes, dado que los valores de la ecuación de regresión están
también en porcentaje; esta transformación se logra multiplicando el valor del
equivalente toxicológico calculado (ETC) en µg g-1 que se desea transformar, por el
valor dado en porcentaje de la DL50 del mismo insecticida, dada en µg g-1.
Ejemplo: Para un ETC de 1.0856 mg g-1
DL50 de p. metílico = 0.012% = 3 mg g-1
ETC (%) = (1.0856) (0.012%) = 0.0043%
3 mg g-1
Para trazar la línea de respuesta esperada, se utilizan los valores de las dosis del
insecticida A (paratión metílico) y los porcentajes de mortalidad esperada que se
obtengan mediante la ecuación de regresión.
En el Cuadro 31, se presentan los valores, en µg g-1 y porcentajes, de los equivalentes
toxicológicos calculados, los porcentajes de mortalidad esperada y la mortalidad
observada.
Cuadro 31. Valores de equivalentes toxicológicos (calculados en µg g-1 y en %) en la mezcla de p. metílico-DDT, porcentajes de mortalidad esperada y observada.
DL A + (DL A) (EM) (RT)= ETC
µg g-1 %
Mortalidad
Esperada Observada
0.3 + (0.3) (62.5) (0.01295) 0.5428 0.0021 6.2 0.1
0.6 + (0.6) (62.5) (0.01295) 1.0856 0.0043 18.0 4.2
1.2 + (1.2) (62.5) (0.01295) 2.1712 0.0087 38.0 34.0
2.1 + (2.1) (62.5) (0.01295) 3.7997 0.015 57.0 75.0
3.0 + (3.0) (62.5) (0.01295) 5.4281 0.021 6.0 90.9
5.0 + (5.0) (62.5) (0.01295) 9.0468 0.036 82.0 98.7
12.0 + (12.0) (62.5) (0.01295) 21.7125 0.086 95.4 99.9
Diferencia entre la mortalidad observada y la esperada, representada en equivalentes
toxicológicos.
A simple vista, de acuerdo con el Cuadro 31, se observa que en la mezcla existe
antagonismo en un extremo de la línea de respuesta y potenciación en el otro extremo,
ya que cuando se espera 6.2% de mortalidad, se observa 0.1%; cuando se espera 18%,
se observa 4.2%; cuando se espera 38%, se obtiene 34%; cuando se espera 57%, se
obtiene 75%; cuando se espera 69%, se observa 90.9%, y cuando se espera 95.4% de
mortalidad, se obtiene 99.9%.
Para definir cuál es en realidad el tipo de respuesta, se emplea la comparación de los
límites fiduciales de las líneas dosis-mortalidad para acción conjunta esperada y acción
conjunta observada. Si al nivel de las DL50 los límites fiduciales se traslapan, se
considera que no existe diferencia en las respuestas. En este caso, en la mezcla de
paratión metílico + DDT, los límites fiduciales se traslapan, por lo que se considera que
el efecto observado es de acción similar.
El cálculo de los límites fiduciales para las líneas dosis-mortalidad esperada y dosis-
mortalidad observada, se realiza en base a los resultados del insecticida más tóxico y a
los de la mezcla, respectivamente.
Ejemplo: La DL50 para paratión metílico, fue de 3 mg g-1 y sus límites fiduciales al 95%
fueron 2.5-3.75 mg g-1. Estos límites corresponden a 83.33% y a 125.0%, con respecto
a la DL50 tomada como 100%.
Se calcula la DL50 de la línea de respuesta esperada, en base a los porcentajes
mencionados, se calculan los límites inferior y superior. La DL50 de la línea esperada, es
de 1.7 mg g-1; el 84.33% de este valor es 1.41 mg g-1 (límite inferior) y el 125% es 2.1
mg g-1 (límite superior).
Para la mezcla, se sigue el mismo procedimiento, ejemplo: la DL50 para la mezcla fue de
0.49 ET y los límites fiduciales al 95% fueron de 0.26-0.86 ET. Estos límites
corresponden al 53% y al 75.5% con respecto a la DL50 tomada como 100%. La DL50 de
la línea de respuesta observada es de 1.5 mg g-1; el 53% de este valor es 0.79 mg g-1
(límite inferior) y el 75.5%, es 2.6 mg g-1 (límite superior). Una vez obtenidos los límites
fiduciales de ambas líneas, se trazan en la gráfica correspondiente y se observa el
traslape logrado.
VENTAJAS DELUSO DE SINERGISTAS
Uso de menor cantidad de insecticidas.
Aumentan la toxicidad de compuestos que ya no son efectivos.
Controlan, hasta cierto grado, razas resistentes a un insecticida.
Son muy útiles en investigación, sobre todo en aspectos de identificación de
mecanismos de resistencia.
MODO DE ACCION DE LOS SINERGISTAS
Los sinergistas pueden ser de dos tipos:
Con estructura similar a los tóxicos, pero sin serlo; compiten por los sitios de
destoxificación en el organismo.
Con estructura diferente a los tóxicos; inhiben alguna enzima, dejando actuar
libremente a los tóxicos para que produzcan los efectos deseados en los insectos
tratados.
Los sinergistas pueden ser inhibidores de FOM, de DDTasas, de esterasas o
misceláneos (Wilkinson, 1973).
Los inhibidores de FOM al entrar al organismo son preferidos por las oxidasas, dejan
libres a los insecticidas para que actúen, disminuyendo así la concentración de oxidasas
activas contra los insecticidas. Dichos compuestos pueden presentar en su estructura
un grupo metileno dioxifenil o metileno dioxinaftaleno.
Grupo metileno dioxifenil Grupo metileno dioxinaftaleno
Este tipo de sinergistas no pueden ser aplicados en el campo porque son fácilmente
descompuestos por la luz solar.
En 1940 se descubrió que el aceite de ajonjolí sinergizaba a las piretrinas,
posteriormente se encontró que el ingrediente activo causante de este sinergismo era el
sesamín.
El butóxido de piperonilo es el más común de los sinergistas de FOM aunque también
existe el safrole y el miristicín.
Otros productos sinergistas de FOM son el valone y el MGK-264.
La acción sinergista o antagonista de los inhibidores de FOM, se ilustra con el ejemplo
que se ilustra a continuación.
Si los radicales alquil fueran grupos metil, la enzima glutatión transferasa actuaría y
produciría también compuestos más polares. Lo que hacen los sinergistas, es actuar
sobre las enzimas oxidasas de función múltiple (FOM), por lo cual n se lleva a cabo la
degradación del insecticida.
Normalmente con insecticidas organofosforados, no se usan sinergistas de FOM,
principalmente porque éstos inhiben a las enzimas que oxidan a los insecticidas, por
tanto la transformación de P= S a P = O, indispensable para que la molécula sea más
tóxica, no se realiza. En el caso de que se aplique un OF con enlace P= O con un
sinergista, se produce la degradación del insecticida.
Como la activación o degradación pueden ocurrir simultáneamente debido al resultado
de la aplicación de un sinergista, la actividad biológica observada del compuesto, es el
efecto resultante de las dos rutas metabólicas que están compitiendo.
En el caso de insecticidas carbamatos, se puede presentar sinergismo por inhibición de
el complejo de enzimas oxidasas FOM.
El sinergismo ser observa tanto en insectos resistentes como en susceptibles, aunque
en estos últimos el efecto puede ser casi imperceptible.
En poblaciones resistentes, la aplicación de un sinergista puede hacer que la DL50 baje,
pero nunca al nivel de la DL50 de la población susceptible, debido a la participación de
otros mecanismos involucrados en la resistencia de cada colonia de insectos. En el
caso de una colonia susceptible, si se usa un sinergista la DL50 no baja hasta su nivel
original; si una población tiene determinada DL50 y no se sabe si es resistente o
susceptible, se pueden usar sinergistas para caracterizar dicha población.
En el caso de insecticidas ciclodienos, algunos de ellos requieren ser activados por
FOM (epoxidación), por lo tanto, los sinergistas que inhiben FOM son antagonistas de
estos insecticidas; entre estos compuestos se tiene al aldrín, isodrín y heptacloro.
Debido a su capacidad de inhibir FOM, se hicieron intentos de incorporar un sinergista a
la molécula de un insecticida, ya que se deseaba producir moléculas que se
sinergizaran a si mismas. A estos productos se les llamó compuestos sinergofóricos. Sin
embargo, no se les encontró mayor toxicidad que los insecticidas solos, debido a que la
molécula puede ser oxidada por el lado del sinergista, transformándolo en un
compuesto hidrofílico que puede ser fácilmente excretado por el insecto.
El DDT puede ser metabolizado por desclorhidrasas (DDTasa). El WARF-
antirresistencia y el DMC inhiben a la DDTasa.
En organofosforados el DEF es un sinergista de esterasas que en concentraciones
bajas tiene efecto defoliante. Se ha observado que el DEF es más activo sinergizando
OF dimetiles y actúa menos sobre OF dietiles, esto indica que también presenta efecto
sobre la enzima glutatión transferasa (GSH).
Para determinar si el principal mecanismo de resistencia es por esterasas, se determina
la DL50 tanto con el insecticida solo como con el sinergista DEF. Por ejemplo:
Cuadro 32. Resultados de un bioensayo teórico con la aplicación de un organofosforado
solo y mezclado con el sinergista DEF.
Población OF solo DL50 (ppm)
Proporción OF + DEF DL50 (ppm)
Proporción
SS 20 20
RR 2000 100 X 60 3 X
El sinergista logró disminuir la proporción de resistencia de 100X a 3X, lo que significa
que 97% de la resistencia se debe a esterasas y 3% a otros mecanismos.
Para inhibir la GSH se usan como sinergistas el dietil maleato y el ftallato.
La GSH también puede actuar en radicales etiles, pero su ataque es demasiado lento,
por lo que no tiene importancia en este tipo de compuestos.
ALGUNAS INTERACCIONES ENTRE INSECTICIDAS
Inducción
La inducción incrementa la concentración o actividad enzimática. Es un proceso
generalmente lento que a menudo requiere aplicaciones repetidas del inductor. La
aplicación del inductor produce un incremento de la enzima; si esta enzima es
destoxificadora se produce antagonismo con el insecticida.
Si la enzima produce activación, entonces se presenta sinergismo con el insecticida, por
ejemplo, la aplicación de DDT incrementa la actividad del aldrín, porque induce a una
enzima activadora.
Debido a que el DDT induce una mayor actividad o concentración de enzimas
oxidativas, se incrementa la velocidad de degradación de barbitúricos. Se conocen
muchos compuestos con propiedades inductivas: DDT, aldrín, dieldrín, fenobarbital,
trifenilfosfato, naftaleno, análogos de la hormona juvenil, etc. Para que se produzcan los
efectos deseados se requieren altas dosis de inductores. En este caso, las enzimas
inducidas no deben confundirse con resistencia porque el carácter no es transmitido
genéticamente a la descendencia.
Inhibición
Los inhibidores disminuyen la concentración de la enzima; sólo una aplicación basta
para que se lleve a cabo la inhibición. Si la enzima que se inhibe es destoxificadora se
produce sinergismo con el insecticida; en cambio, si la enzima que se inhibe es
activadora, entonces se produce antagonismo.
Los inhibidores presentan las siguientes características:
Penetran bien.
Resisten la degradación o destoxificación.
Tiene efectos inhibitorios intrínsecos.
Disminuyen la concentración o la actividad
CAPITULO XIII
ANÁLISIS TOXICOLÓGICO DE AREAS
AGRÍCOLAS
El consumo de insecticidas en una región agrícola depende en gran parte de la
información disponible sobre:
Fluctuación de poblaciones de insectos
Fenología del cultivo
Problemas de resistencia a insecticida
Productos disponibles y costos
Recomendaciones oficiales y particulares
Método alternativo al uso de insecticidas
Dentro de este contexto, es posible proponer un método que integre la información
sobre el combate químico en una región agrícola, de tal suerte que tengamos en un
todo, los datos sobre los insecticidas que se emplearon, cuando se emplearon,
volúmenes aplicados, área tratada y principales insectos plaga combatidos. Con base
en esta información, es posible estimar con qué producto o productos es más
conveniente iniciar la siguiente temporada y cuales no deben emplearse por algún
tiempo.
A este proceso de integración de información se le ha llamado análisis toxicológico. A
continuación se explica su metodología.
Obtención de los datos de consumo de insecticidas en una región agrícola. Para este fin
es necesario consultar a la Delegación de Sanidad Vegetal, del Banrural o de la
Asociación Local de Agricultores para recabar los datos sobre aplicaciones de
insecticidas realizadas en el ciclo agrícola, así como sobre la fluctuación de los
principales insectos plaga. Se considera que como mínimo se debe obtener lo
correspondiente al 15% del total de la superficie sembrada con el cultivo que se desea
estudiar.
Llenado de la forma A. Esta forma contiene en la parte superior espacios para
anotar la localidad, el total de ha, el período y el cultivo a que corresponde la
información obtenida.
La parte inferior consta de 10 columnas (A, B, C, ..., J) que se desglosan a continuación:
Columna A. Se refiere al nombre comercial de los productos utilizados, los cuales se
anotarán con letras mayúsculas.
Columna B. En esta columna se escribe con minúscula el nombre común del insecticida
correspondiente. Para lograr lo anterior se debe consultar la etiqueta del plaguicida, o
bien se puede buscar a Thomson (1976), Larson et al. (1985), Worthing (1979),
Rodríguez (1982), o los manuales de plaguicidas de la Dirección General de Sanidad
Vegetal.
Columna C. Se anotará la clave del grupo toxicológico correspondiente, de acuerdo con
la clasificación propuesta a continuación (Lagunes, 1983; Rodríguez, 1982).
GRUPOS TOXICOLOGICOS DE LOS INSECTICIDAS Y ACARICIDAS
1. OC-DDT Grupo del DDT.- dicofol, metoxicloro.
2. OC-Be Grupo del Benceno.- BHC, lindano.
3. OC-Ci Grupo de los cilodienos.- endrín, endosulfán.
4. FA-OM Grupo de los organosforados alifáticos con enlace P=O, con grupos
monometil o dimetil.- acefato, monocrotofós.
5. FA-OE Grupo de los organosforados alifáticos con enlace P=O, con grupos
monoetil, dietil. Monopropil o dipropil.- tepp.
6. FA-SM Grupo de los organofosforados alifáticos con enlace P=S, con grupos
monometil o dimetil.- dimetoato.
7. FA-SE Grupo de los organofosforados alifáticos con enlace P=S, con grupos
monoetil, dietil, monopropil o dipropil.- forato,disulfotón.
8. FC-OM Grupo de los organofosforados cíclicos con enlace P=O, con grupos
monometil o dimetil.- stirofós, crotoxifós.
9. FC-OE Grupo de los organofosforados cíclicos con enlace P=O, con grupos
monoetil, dietil, monopropil o dipropil.- profenofós, clorfenvinfós.
10. FC-SM Grupo de los organofosforados cíclicos con enlace P=S, con grupos
monometil o dimetil.- fenitrotión, paratión metílico.
11. FC-SE Grupo de los organofosforados cíclicos con enlace P=S, monoetil, dietil,
monopropil o dipropil.- EPN, paratión etílico.
12. FH-OM Grupo de los organofosforados heterocíclicos con enlace P=O, con dos
grupos metil.- fospirato, azametifós.
13. FH-OE Grupo de los organofosforados heterocíclicos con enlace P=O, con grupos
monoetil, dietil, monopropil o dipropil.- fosafolán, mefosfolán.
14. FH-SM Grupo de los organofosforados heterocíclicos con enlace P=S, con grupos
monometil o dimetil.- azinfós metílico, metidatión.
15. FH-SE Grupo de los organofosforados heterocíclicos con enlace P=S, con grupos
monoetil, dietil, monopropil o dipropil.- diazinón, clorpirifós.
16. F-Cx Grupo de los organofosforados con uno o dos carboxietil.- malatión, fentoato.
17. CA-MM Grupo de los carbamatos alifáticos monometil.- aldicarb.
18. CC-MM Grupo de los carbamatos cíclicos monometil.- metiocarb, carbaril.
19. CH-MM Grupo de los carbamatos heterocíclicos monometil.- carborfurán,
dioxacarb.
20. C-DM Grupo de los carbamatos dimetílicos.- pirimicarb, dimetilán.
21. C-MISC Grupo de los carbamatos misceláneos.- tiodicarb, fenoxicarb.
22. PIRT Grupo de los piretroides.- permetrina, deltametrina, fenvalerato.
23. I-BOT Grupo de los insecticidas botánicos.- rotenona, nicotina.
24. OA-Ci Grupo de los organoazufrados cíclicos.- ovex, propargite.
25. OA-He Grupo de los organoazufrados hetercíclicos.- oxitioquinox, tioquinox.
26. OEST Grupo de los organoestanosos.- cyhexatín.
27. FORM Grupo de las formamidinas. Clordimeformo, amitraz.
28. TIOC Grupo de los tiocianatos.- LethaneR, isobornil tiocinoacetato.
29. DNF Grupo de los dinitrofenoles.- dinoseb, dinocap.
30. MICR Grupo de los biológicos o microbiales.- Bacillus thuringiensis, BiotrolR,
avermectina, AvidR.
31. REGC Grupo de los reguladores del crecimiento.- ciromazina, diflubenzurón,
metopreno.
32. FUM Grupo de los fumigantes.- bromuro de metilo, fosfuro de aluminio.
33. INOR Grupo de los inorgánicos.- arseniato de calcio.
34. AMIN Grupo de los aceites minerales.- citrolina.
35. I-MISC Grupo de los insecticidas misceláneos.- clorfentezina, tiociclam.
Columna D. Aquí se anotan los litros o kilogramos del producto correspondiente, que se
emplearon en el período considerado (puede ser anual, mensual os emanal; este último,
es el período más conveniente para la elaboración de gráficas).
Columna E. En esta columna se anotan los gramos de ingredientes activo por litro o
kilogramo del producto comercial, esta información se puede obtener de las etiquetas
comerciales.
Columna F. Se emplea la siguiente fórmula para calcular los kg de ingrediente activo
(i.a.) totales.
F = DE = (1 ó kg de producto) (g de i.a.) = kg de i.a. total
1000
Ejemplo: Se emplearon 8400 litros de paratión etílico 50.
F= (8400) (537 g de i.a./1) = 4/510,800 g/100 = 4,510.8 kg
1000
Columna G. En esta columna se anota la dosis que regionalmente se recomienda por
las instituciones oficiales o particulares.
Columna H. Las dosis de la columna G, se transforman en kg de i.a. por ha, empleando
la fórmula:
H = GE
1000
Ejemplo: la dosis por ha de paratión etílico en un cultivo, es de 1.75 lt.
H = (1.75 l/ha) (537 g de i.a./1) = 939.75 g de i.a./ha
1000 1000
H= 0.939 kg de i.a./ha.
Columna I. En esta columna se anotan las unidades de selección o hectáreas tratada,
las cuales se calculan de la forma siguiente:
I = F = kg de i.a. totales
H kg de i.a./ha
Ejemplo. Con paratión etílico 50.
I = 4,510.8 kg i.a. = 4,803.83 unidades de selección.
0.939 kg i.a./ha
Esta información indica que con el total de paratión etílico empleado se podrían haber
tratado 4,803.83 hectáreas.
Columna J. En esta columna se nota el valor de la presión de selección absoluta (PSA),
ejercida por el producto durante el periodo considerado.
Ecuación de cálculo:
PSA = J = I (100) = Unidades de selección
K total de hectáreas
Usando como ejemplo el paratión etílico tenemos que:
PSA = 4,803 (100) = 96.07
5,000
La PSA indica el número de veces que se aplicó determinado producto sobre el total de
hectáreas bajo estudio, en el período considerado.
Cuando se trata de mezclas de insecticidas, es necesario obtener la PSA de cada
componente.
En la forma A incluida a continuación, se presenta el ejemplo del COTIP 500 CE; En la
columna A se escribe el nombre comercial; en la columna B se colocan los nombres de
loscomponentes (profenofós y clordimeform), usando tantas hielras como insecticidas
haya en la mezcla.
En la columna C se anotan las claves de los grupos toxicológicos respectivos.
En la columna D se anota el total de litros en la mezcla. En la columna E se anotan los g
de i.a. del componente respectivo (esta información se obtiene de la etiqueta del
producto).
Las siguientes columnas se llenan de acuerdo a lo indicado con anterioridad para
productos formulados independientemente.
ANÁLISIS TOXICOLOGICO
FORMA A
Localidad Periodo
K = total de hectáreas Cultivo
A B C D E D (E) = F
1000
G G(E) = H
1000
F = I
H
I(100) = J
K
Nombre
comercial
Nombre común Grupo
toxicológico
Lt o kg totales g. i.a. por lt o
kg de producto
Kg de i.a. total Dosis /ha (lt o
kg)
Dosis kg i.a./ha Unidades de
selección
P.S.A. por
producto
Es importante señalar que en la columna G se anota la dosis (kg ó l) que se emplearía
si el componente de la mezcla se empleara solo.
Una vez realizados los cálculos de la forma A se procede a concentrar la información en
la forma B, la cual contiene tres columnas que se llenan como se indica a continuación:
Columna L.- En esta columna se anotan, sin repetir, las claves de los grupos
toxicológicos indicados en la forma A.
Columna M.- En esta columna se escribe la suma de las PSA que corresponden al
grupo toxicológico indicado. Por ejemplo en la forma A aparece dos insecticidas del
grupo FA-OM que son el ORTHENE (acefato) y el MONOSANO-600 (monocrotofós) con
PSA de 5 y 3.6 respectivamente. La suma es igual a 8.6, cantidad que se anota en la
forma B. En este ejemplo la suma total de las PSA es 467.7, lo cual indica que si los
insecticidas fueran empleados a las dosis recomendadas, se pudieran haber hecho 4.6
aplicaciones en las 5,000 hectáreas de algodonero, durante el período considerado.
Columna N.- Para estimar la participación relativa de cada grupo toxicológico en el
combate químico, el total de la suma de las PSA se iguala a 100 y se calcula –por regla
de tres- la presión de selección relativa (PSR).
Por ejemplo:
PSR del grupo FA-OM = PSA del grupo FA-OM (100) = 8.6 (100)
PSA 467.7
PSR = 1.8%
FORMA B
Localidad: Matamoros, Tamaulipas. Período: 10 sept – 9 oct, 1983
K= Total de hectáreas: 5,000 Cultivo: Algodonero
Grupo toxicológico Presión de selección absoluta por grupo toxicológico (PSA)
Presión de selección relativa por grupo toxicológico (PSR)
FA-OM 8.6 1.8
FC-SM 274.4 58.6
FH-SM 3.2 0.7
FC-SE 96.0 20.5
F-Cx 17.1 3.6
CC-MM 14.4 3.0
FC-OE 24.0 5.1
FORM 30.0 6.4
Total 467.7 99.7
USO DE INSECTICIDAS
La fluctuación del uso de insecticidas durante la temporada, se determina uniendo los
valores de las PSA de cada grupo toxicológico en una gráfica donde el eje vertical
(ordenadas) está ocupado por la PSA, y el eje horizontal (abscisas) por el tiempo, en el
cual los puntos estarán colocados semanal, quincenal o mensualmente, de acuerdo con
el lapso que corresponda a la captura de información.
Se sugiere que el número de curvas de grupos toxicológicos diferentes en cada gráfica,
no deberá ser mayor de tres, para evitar confusión en la interpretación. En las siguientes
figuras se muestran ejemplos de la fluctuación del uso de insecticidas en el cultivo del
cacaotero en la región de Teapa, Tabasco (Sánchez, 1992). Es posible observar las
líneas que indican los ciclos biológicos de las poblaciones de insectos, en relación a su
presencia abundante en el cultivo, o cuando alcanzaron el nivel de plagas.
Un buen ejemplo de un análisis de la evolución de las recomendaciones de insecticidas
en el cultivo del algodonero, se puede consultar en Pacheco y Byerly (1991).
Si pudiera contarse con un laboratorio que determinara regionalmente las DL50, en los
insectos más importantes, con insecticidas representativos de los grupos toxicológicos
empleados, estos valores de las DL50 (o el factor de resistencia con respecto a una
colonia susceptible), podrían también incluirse en la gráfica y de esta manera se sabría:
a) qué grupos toxicológicos se emplearon más; b) contra cuales plagas se dirigió el
combate químico, y c) la evolución relativa de la resistencia a cada grupo toxicológico.
Es indudable que la información anterior permitirá planear adecuadamente el manejo de
los insecticidas en campañas regionales.
Plagas de relevancia, así como fluctuación y valores de la PSA de los grupos toxicológicos FA-OM, FC-SM y CC-MM, utilizados en el cultivo de cacao, durante el ciclo agrícola 1989/90, en Cunduacán, Tabasco (Sánchez, 1992).
Fluctuación de la presión de selección absoluta, ejercida por los grupos toxicológicos OOC-Be, FA-OM y FC-SM, usados en el cultivo de cacao durante los ciclos agrícolas 1976/77-1988/89, en el Plan Chontalpa, Tabasco (Sánchez, 1992).
CAPITULO XIV
ETIQUETOTECA DE INSECTICIDAS
En México, las publicaciones sobre insecticidas agrícolas son escasas, a pesar de que
en buena parte, las medidas de protección contra insectos plaga dependen del control
químico. El problema se agrava aún más, por el hecho de que la información disponible
está dispersa; sin embargo, existe literatura que previa sistematización, puede ser de
gran utilidad práctica, por ejemplo las etiquetas de los insecticidas. Una etiqueta está
constituida por información relacionada con el(los) producto(s) que respalda(n) (por
ejemplo el contenido, uso, precauciones, etc.) y que ordenadas de la manera que aquí
se describe, permiten tener de manera organizada una gran cantidad de información,
referente a los compuestos insecticidas que se utilizan en una determinada región
agrícola.
Se propone una metodología para formar un banco de información basado en las
etiquetas de los insecticidas que tenga utilización en la actividad diaria de las personas
involucradas en la protección vegetal. Este banco de información se ha llamado
etiquetoteca. Consiste en la organización de las etiquetas de insecticidas, de acuerdo a
grupos toxicológicos.
Para diseñar una etiquetoteca, es necesario contar con las etiquetas de insecticidas
disponibles en la región agrícola de que se trate, e irla enriqueciendo constantemente a
medida que aparezcan nuevos productos en el mercado o bien que los ya existentes se
formulen con otro nombre comercial.
Esta actividad, aparte de su relevancia práctica, puede ser un pasatiempo, ya que
constituye una actividad tan recreativa como la de coleccionar timbres, monedas o
insectos. Se puede incluso plantear la idea, del intercambio de etiquetas o bien de
etiquetotecas completas, entre técnicos de diferentes regiones agrícolas, empleándose
originales o fotocopias. En la actualidad, con el advenimiento de la computación, se
puede implementar una base de datos en un paquete comercial, como es el DBASER, el
WorksR, o si se sabe programar, se puede elaborar uno que satisfaga las necesidades
personales en lenguaje Clipper.
En el Colegio de Postgraduados, se ha elaborado un programa para computadoras
personales denominado ETIQUETOTECA 1.0, el cual se pone a disposición de la
comunidad científica, de los técnicos encargados de control de plagas, de los
estudiantes de agronomía, de productores agrícolas y de todos aquellos interesados en
el combate químico racional.
Aquí se explica la elaboración de una etiquetoteca con tarjetas. Los elementos mínimos
para organizarla son:
Tarjetas de papel (p.e. de 7.5 x 12.5 cm).
Carpetas tamaño carta.
Etiquetas de los productos químicos.
La clasificación de insecticidas y acaricidas propuesta por Lagunes y Rodríguez en
1982.
Literatura sobre plaguicidas que trate sobre nombres comunes, nombres
comerciales, estructura química. Entre otros se sugiere consultar a: Thomson (1976),
Larson, Kenaga y Morgan (1985) y manuales o catálogos de plaguicidas publicados
por la Dirección General de Sanidad Vegetal, SARH o la Comisión Intersecretarial
para el Control del Proceso y Uso de Plaguicidas, Fertilizantes y Sustancias Tóxicas
(CICOPLAFEST) SARH-SEDUE-SS-SECOFI.
La información que se sistematizará es la referente a: nombre común, nombre
comercial, grupo toxicológico, gramos de i.a. por litro o kg de producto, así como la
estructura química desarrollada.
Para los fines que se persiguen, las etiquetas se dividen en dos grandes grupos: a) las
que hacen alusión a sólo un compuesto tóxico y b) las que se refieren a la mezcla de
dos o más de éstos.
El ordenamiento se hace de manera que el usuario puede obtener la información a
través de varias entradas, que a continuación se detallan:
PRODUCTOS FORMULADOS EN FORMA INDIVIDUAL
Entrada por nombre común:
La información se organiza en las tarjetas en cuatro hileras, que en orden descendente
contendrán el nombre común, el(los) nombre(s) comercial(es), la estructura química y el
grupo toxicológico.
Ejemplo: se va a usar la información contenida en la etiqueta de un producto comercial
llamado SSUPRACID:
Se describe en la tarjeta con letras minúsculas el nombre común que se encuentra
en la etiqueta, en este caso: metidatión.
Con letras mayúsculas se escribe el nombre comercial del metidatión que aparece
en dicha etiqueta (SUPRACID). En la literatura sugerida en el punto de metodología,
o en otras publicaciones disponibles se buscan otros nombres comerciales, los
cuales se agregan a la tarjeta (p.e. METIDATION, ULTRACID).
Dibujar la estructura química desarrollada del metidatión.
Con base en la estructura química, localizar el grupo toxicológico y escribir su clave,
en este caso FFH-SM (organofosforado heterocíclico con unión P=S, dimetil).
Identificar una carpeta con la clave FH-SM, y colocar dentro de esta carpeta, en
orden progresivo, las etiquetas o fotocopias de ésta que correspondan a dicho grupo
toxicológico.
En la tarjeta, adelante del nombre comercial, colocar entre paréntesis el número
progresivo que corresponde a la etiqueta considerada dentro de la respectiva
carpeta. Por ejemplo (7). De acuerdo con este ejemplo, en la carpeta del GRUPO
FH-SM, la etiqueta 7 tiene por nombre comercial SUPRACID.
En la parte superior derecha de la tarjeta, se anota otra vez la clave del grupo
toxicológico para comodidad de manejo del tarjetero. La siguiente tarjeta muestra la
información indicada.
FH-SM
Metidatión
METIDATION
SUPRACID (7)
ULTRACID
Es conveniente hacer una tarjeta por cada nombre común de los insecticidas que se
utilizan en el área, aún en el caso de que no se tenga la etiqueta. En este caso, no
aparecerá ningún número delante de los nombres comerciales.
Entrada por nombre comercial:
Se harán tantas tarjetas con nombre comercial como etiquetas se posean. El arreglo de
la información en hilera será de la siguiente manera:
1. Nombre comercial del producto con letras mayúsculas (SUPRACID 2% POLVO).
2. Nombre común con letras minúsculas (metidatión).
3. Gramos de ingrediente activo por litro o kg de producto comercial (20 g de i.a. kg-
1).
4. Iniciales del grupo toxicológico correspondiente.
FH-SM (7)
SUPRACID 2% POLVO
Metidatión
20 g de i.a./kg
En la parte superior derecha, se anota con letras pequeñas, las iniciales del grupo
toxicológico al que pertenece el compuesto, acompañando de un número, por ejemplo:
FH-SM (7). Esto indica que la etiqueta a la que se hace referencia, está en la séptima
posición dentro de la carpeta que contiene a las etiquetas del grupo FH-SM.
PRODUCTOS FORMULADOS COMO MEZCLAS
Entrada por nombre común:
La información que contiene una tarjeta cuando se trata de etiquetas referentes a
mezclas de dos o más compuestos, se organiza como sigue, de acuerdo con el ejemplo,
con la etiqueta del producto llamado COTIP.
1. Se escriben los nombres comunes de cada uno de los componentes de la mezcla
(clordimeform y profenofós).
2. Debajo del nombre común correspondiente, se anotan los gramos de i.a. por lt o
kg de producto (167 g de i.a. l-1 y 333 g de i.a. l-1.
3. En la columna siguiente, se añaden las iniciales del grupo toxicológico al que
pertenece cada componente (FORM y fc-oe).
4. En la última hilera, se anota el nombre comercial de la mezcla (COTIP 500 CE).
En la parte superior derecha de la tarjeta, se escriben las iniciales de los grupos
toxicológicos involucrados, acompañadas de un número que indica la posición de la
mencionada etiqueta dentro de la carpeta que contiene a las etiquetas de mezclas: FC-
OC, FORM (5) señala que la etiqueta (5) de la carpeta de mezclas corresponde a
COTIP 500 CE.
Ejemplo de la información que contiene una tarjeta cuya entrada es por el nombre
común del primer compuesto en la mezcla.
FC-OE, FORM (5)
Clordimeform profenofós
167 g de i.a./l 33 g de i.a./l
FORM FC-OE
COTIP 500 CE
Nótese que la información de cada compuesto se encuentra en su respectiva columna.
En este caso, se hizo una tarjeta iniciando con el clordimeform, para que el usuario
pueda saber en cuántas y en qué mezclas está involucrado dicho insecticida; pero para
poder obtener la misma información con el profenofós debe llenarse otra tarjeta, que
inicie con la palabra profenofós, es decir que se llenarán tantas tarjetas de entrada por
nombre común, como componentes tenga la mezcla.
Ejemplo de la información que contiene una tarjeta cuya entrada es por el nombre
común del segundo componente de la mezcla.
FC-OE, FORM (5)
Profenofós clordimeform
33 g de i.a./l 167 g de i.a./l
FC-OE FORM
COTIP 500 CE
Entrada por nombre comercial:
En el ejemplo para este caso, se sigue empleando la etiqueta de COTIP 500 CE. Los
elementos de las hileras son los siguientes:
Nombre comercial de la mezcla con letras mayúsculas (COTIP 500 CE).
Nombres comunes de cada uno de los componentes de la mezcla (clordimeform,
profenofós).
Gramos de i.a. por l ó kg de producto comercial (167 g de i.a. l-1, 333 g de i.a. l-1).
Grupo toxicológico de los componentes de la mezcla (FORM, FC-OE).
En la parte superior derecha, se anotan en el orden adecuado los grupos toxicológicos
de la mezcla y un número que indicará el orden de la etiqueta en la carpeta de mezclas:
FC-OE, FORM (5).
Ejemplo de la información que contiene una tarjeta cuya entrada es por el nombre
comercial de la mezcla.
FC-OE, FORM (5)
COTIP 500 CE
clordimeform Profenofós
167 g de i.a./l 33 g de i.a./l
FORM FC-OE
ORGANIZACIÓN DE LAS TARJETAS
Todas las tarjetas se ordenarán alfabéticamente en un tarjetero, independientemente
del tipo de entrada de la información o si se trata de una mezcla o compuestos
separados. De esta manera, se podrá recurrir al tarjetero para saber el nombre común,
nombre comercial estructura química, gramos de ingrediente activo por litro o kilogramo
de producto comercial, así como el grupo toxicológico del plaguicida.
La etiquetoteca puede servir, además de banco de información, para ordenar bodegas
de insecticidas, planeación de rotación de insecticidas y como base para el análisis
toxicológico de áreas agrícolas.
El programa ETIQUETOTECA 1.0, puede ser solicitado a los autores a las siguientes
direcciones:
Angel Lagunes Tejeda
Colegio de Postgraduados
Km. 36.5 carretera México-Texcoco
56230 Montecillo, México
Fax 01(595)95 20267
Juan Antonio Villanueva Jiménez
José Evaristo Pacheco-Velasco
Campus Veracruz
Colegio de Postgraduados
Apartado Postal 421
91700 Veracruz, Ver.
Fax 01(229)9349485
Se ruega a los futuros usuarios, citar la fuente original en todo aquel escrito donde se
haga mención del mismo.
CAPITULO XV
MANEJO TOXICOLOGICO DE
AREAS AGRÍCOLAS
El manejo toxicológico de áreas agrícolas (MTAA), implica integrar racionalmente,
dentro del control de plagas, el uso de plaguicidas, de manera que se puedan predecir
los aumentos y disminuciones de su toxicidad, procurando mantener niveles de
susceptibilidad a insecticidas que permitan su uso en el momento oportuno. En la
actualidad no se puede decir que exista un MTAA, ya que únicamente se han tratado de
utilizar algunos métodos de control junto con la aplicación de insecticidas, con el vano
afán de llamarlo “control integrado de plagas”, sin conocimiento pleno de la efectividad
de cada uno de ellos. Si entendemos los parámetros bioquímicos, genéticos y
ecológicos de la resistencia a insecticidas, podremos utilizar de manera racional el
control químico, dentro de un esquema de integral para el manejo de insectos plaga.
MANEJO INTEGRADO DE PLAGAS
No tiene más de una década, que la filosofía del manejo integrado de plagas (MIP)
comenzó a permear en el medio agropecuario mexicano. Si bien el término MIP lleva
más de tres décadas en los medios académicos y científicos, es a partir de los años 80
que encuentra eco al iniciar su aplicación parcial en algunos cultivos.
Cabe mencionar que la agricultura no-empresarial de nuestro país, se rige con una
dinámica propia, poco influenciable –hasta ahora- por los cambios en el modo de hacer
el combate de plagas. En muchos casos, se realiza un limitado o nulo uso de
agroquímicos, en otros más, se lleva a la práctica de manera totalmente empírica, con
un evidente mal manejo y alta tasa de intoxicaciones, y los hay en los que se ha llegado
al extremo de utilizarlos como medicina maravillosa.
No obstante, las empresas agrícolas han sido influidas por la filosofía del manejo
integrado y han iniciado el combate multifrontal a las plagas.
El MIP se basa en la idea de convivir con el insecto, sin permitirle que alcance niveles
poblacionales que dañen a los cultivos, lo cual ameritaría llevar a cabo una medida de
combate para abatir dicha población.
MIP significa seleccionar y aplicar racionalmente las tácticas de combate que sean
compatibles y que aseguran un beneficio económico, ecológico y social, por medio de
su uso óptimo, mediante un seguimiento de las posibles plagas durante el desarrollo de
los cultivos.
Apple y colaboradores (197) indican que para hacer manejo integrado, se deben seguir
varias acciones:
Identificar las lagas a combatir en el sistema agrícola, determinadas como un
problema socioeconómico relevante.
Definir la unidad o área de manejo.
Desarrollar la estrategia de manejo.
Desarrollar técnicas confiables de supervisión o muestreo.
Establecer umbrales económicos.
Diseñar modelos descriptivos y de pronóstico de la relación cultivo-plaga.
Estas acciones deben basarse en:
La comprensión del ecosistema agrícola. Interrelaciones plaga-planta-suelo-agua-
clima-manejo agronómico.
Una planeación del agroecosistema a nivel área, región, municipio o cuenca
fisiográfica. A nivel parcelario es casi imposible lograr un impacto en las poblaciones
de insectos.
Análisis económicos y de riesgo de las tácticas de combate, tanto solas como
integradas.
Tolerancia de la planta al daño ocasionado por la plaga.
Tolerancia económica del daño por insectos. Oportunidad de los tratamientos.
¿Cuándo el daño rebasa el costo de utilizar una medida de combate? ¿Cuándo es
conveniente realizar una medida de combate? (antes de que ocasione un daño
irreversible, pero después de que rebase el costo de la aplicación de un insecticida,
por ejemplo).
Aceptación social del programa MMIP a nivel regional. Sin el compromiso de los
productores, técnicos, investigadores y autoridades, todo esfuerzo será infructuoso.
Utilización de todos los métodos de control posibles, que sean económicamente
redituables y biológicamente compatibles.
Hay que tener claro que los insecticidas no representan un pecado ecológico, si se usa
con bases científicas y se salvaguarda el medio; por el contrario, estos productos
constituyen una herramienta valiosa y en muchos casos todavía indispensable para
cubrir los satisfactores de la sociedad moderna, ya que son extremadamente eficaces,
de acción curativa rápida, adaptables a la mayoría de las situaciones, flexibles a los
cambios agronómicos y ecológicos y de costos relativamente bajos (NAS, 1969).
Es el uso exclusivo de estos aliados, en el intento de controlar o erradicar una plaga, el
que los ha llevado a ser considerados una amenaza.
Para el uso adecuado de los insecticidas dentro de un esquema de MIP, se toma como
base varios aspectos:
Que el insecticida sea efectivo contra la plaga a combatir, en cada región
agrícola. Aquí es donde toma relevancia el concepto de resistencia, porque la
efectividad de un insecticida estará íntimamente relacionada a la susceptibilidad de
la población combatida, a dicho producto, y depende de la presión de selección por
los insecticida, a la que haya sido sometida en cada región. En este aspecto se han
desarrollado dos visiones afines: la de los programas o estrategias de manejo de
resistencia a insecticidas y el concepto mexicano de manejo toxicológico de áreas
agrícolas.
Que no dañe al ser humano, a los cultivos, al ganado, a la fauna silvestre y al
ambiente. Se debe implementar el uso de insecticidas con selectividad en su
accionar. La selectividad puede estar dada por las características fisiológicas de los
organismos involucrados en el ecosistema; por condiciones ecológicas en las que los
insectos son más vulnerables a ser combativos; por métodos y técnicas de aplicación
que aislan al tóxico exclusivamente en el hábitat del insecto objetivo, o por métodos
que atraigan o ahuyenten a los insectos del sitio a tratar.
Que deje una cantidad mínima de residuos en alimentos y forrajes, y que no
favorezca la bioacumulación del mismo en los tejidos vivos.
También son útiles las clasificaciones de ingredientes activos, con base en los efectos
tóxicos sobre aves, peces y mamíferos, así como a su residualidad, de manera que
sirvan en la toma de decisiones, utilizando los que aún siendo efectivos, tengan los
menores riesgos de envenenamiento de la fauna y de contaminación ambiental.
Tomando en cuenta los aspectos antes mencionados, Metcalf (1990) califica a los
insecticidas según tres parámetros:
La toxicidad para mamíferos, calculada con base en la DL50 oral aguda en ratas y
dividida en cinco clases de menor a mayor toxicidad,
La toxicidad para aves (faisán, pato), peces (trucha arcoiris, pez ángel) y abeja
melífera, con una escala de cinco clases, diferencial para cada grupo de
organismos.
La persistencia ambiental, calificada también en cinco clases: 1= menor de un
mes, 2= dos a cuatro meses, 3= cuatro a doce meses, 4= uno a tres años, 5= tres a
diez años.
Mediante la suma de las calificaciones de la toxicidad para mamíferos, la persistencia
ambiental y el promedio de la toxicidad para otros organismos, clasifica a los
insecticidas en cuatro grupos:
1. Los adecuados para ser usados en programas de manejo de plagas
(calificaciones de 3 a 7): donde sitúa al carbaril, diflubenzurón, metopreno,
malatión, metoxicloro, naled, estirofós, triclorfón, toxina BT, ovex y criolita.
2. Los que deben usarse exclusivamente bajo supervisión de especialistas o
profesionistas calificados (calificaciones de 8 a 10): azinfós metílico, clorpirifós,
demetón, paratión metílico, diazinón, dicofol, dimetoato, endosulfán, lindano,
mevinfós, fosfamidón, oxidemetón metílico, fenvalerato, permetrina, metomil,
mexacarbato, toxafeno y nicotina.
3. Los que deben ser usados sólo bajo condiciones restringidas (calificaciones de
11 a 13): tratamientos al suelo y a la semilla con aldicarb, carbofurán, disulfotón,
forato y terbufós; tratamiento de interiores con DDT.
4. Productos que casi no se utilizan en el manejo de plagas (calificaciones de 13 a
15): aldrín, dieldrín, endrín, y heptacloro.
Sin embargo, esta clasificación no toma en cuenta las diferencias en susceptibilidad
ocasionadas por la resistencia a insecticidas, por lo cual su utilidad se restringe al punto
de vista ambiental y ecológico, sin abordar el manejo de la resistencia.
MANEJO TOXICOLOGICO REGIONAL DE INSECTICIDAS
Existen dos puntos de vista convergentes, con respecto al manejo de la problemática
que ha acarreado el uso irracional e indiscriminado de insecticidas, en diversos cultivos
alrededor del mundo.
Se han desarrollado programas o estrategias de manejo de la resistencia a insecticidas
(MRI) contra algunas plagas, derivados principalmente de la falta de control del
complejo Heliothis con piretroides, en regiones algodoneras de EUA, Australia, y Egipto,
entre otras.
Programas de manejo de la resistencia a insecticidas
Los programas MRI se basan en tres tácticas muy promisorias, que ayudan a minimizar
el desempeño relativo de los genotipos de plagas resistentes: la alternancia de
insecticidas a través de generaciones, las formulaciones no persistentes y el uso de
plaguicidas que confieren baja magnitud de resistencia.
También han evaluado otras tácticas no tan promisorias, como la liberación de insectos
homocigotos susceptibles para recuperar los niveles de susceptibilidad en la población
natural; la preservación de las poblaciones naturales lo más homocigotas susceptibles
posibles, mediante el nulo uso de insecticidas (estrategia pocas veces aplicable), la
promoción de refugios al tratamiento de insecticidas; el uso de dos efectivas bajas, el
evitar la formulación de compuestos persistentes, el tratamiento exclusivo de ciertos
estados de desarrollo.
A su vez, se ha propuesto la destrucción de genotipos resistentes, como otro método
posible de manejo de la resistencia; sin embargo es poco probable que funcionen los
métodos erradicativos, ya que se ha comprobado su efecto en la aceleración del
proceso de selección para resistencia.
En este aspecto se ha hablado del uso de plaguicidas selectivos, de sinergistas, del
tratamiento de los estados de desarrollo más sensibles, del uso de mezclas de
productos con resistencia cruzada negativa, del uso de productos que muestran bajas
magnitudes de resistencia y de la aplicación de dosis que logran alta mortalidad.
Cuando se aplican insecticidas que no muestran resistencia cruzada, se han evaluado
su uso como mezclas, con alternancia de productos en el tiempo y como mosaicos en el
espacio. Mediante la simulación por computadora y con experimentos de campo, se ha
determinado que las mejores perspectivas para el manejo de la resistencia, las tiene el
uso alternado de productos en el tiempo.
Manejo toxicológico de áreas agrícolas
Para lograr un manejo toxicológico de áreas agrícolas, en concordancia con los demás
métodos, se debe promover el mantenimiento de los niveles de susceptibilidad de los
insectos en una región, a una cantidad limitada de insecticidas, para lo cual:
Se deben seleccionar los insecticidas a utilizar en toda una región agrícola, con base
en los siguientes criterios:
Que sea efectivo contra la plaga problema en la región, durante su aplicación.
Que no esté relacionado toxicológicamente con otros productos que hayan perdido
efectividad.
Que no afecte a otras plagas u organismos a los cuales no va dirigida la aplicación.
Para saber si sirve el insecticida, existen dos metodologías:
Pruebas de efectividad. Se efectúan durante toda una temporada, ya que entre sus
resultados se considera la información de rendimiento; sus resultados son muy
exactos, pero sólo pueden ser utilizados hasta la temporada siguiente
Pruebas rápidas de efectividad, mediante el uso del “maletín básico del entomólogo
agrícola, basadas en la recolección de insectos plagas en el campo de cultivo, para
posteriormente ser rociadas con varios insecticidas autorizados, mediante
aspersoras de menos de 200 ml (usadas en perfumería), a las dosis mínimas
efectivas. Se observa el porcentaje de mortalidad en el campo entre una y tres horas
posteriores a la aplicación, con el fin de conocer la efectividad real de los
insecticidas.
Para saber si los insecticidas a utilizarse, están relacionados con los insecticidas que ya
no son efectivos, se utiliza la clasificación por grupos toxicológicos (Lagunes y
Rodríguez, 1989), es decir, se trata de utilizar los insecticidas que no sean degradados
por los mismos mecanismos de resistencia.
Así, al presentarse resistencia al paratión metílico (organofosforado cíclico con enlace
P=S, monometil), podrá ser sustituido por otro organofosforado que no sea del grupo
FC-SM, o por un carbamato, piretroide, organoclorado, u otro insecticida no afectado
fuertemente por esterasas.
Los productos seleccionados para cada cultivo de importancia en el área, formarán un
Cuadro Básico Regional de Insecticidas, el cual se fundamenta en:
Análisis toxicológico del uso de insecticidas, específico para la región, el cultivo y las
plagas de importancia a combatir.
Pruebas de efectividad de insecticidas, de carácter formal o de tipo práctico.
Estudios de resistencia, por medio de bioensayos periódicos a las plagas clave.
Dinámica de población de plagas, para definir las etapas críticas del cultivo a ser
protegidas, durante toda la temporada agrícola.
Vigencia del registro de los productos, con una supervisión estrecha de las
autoridades locales y regionales para el uso de productos con registro nacional, para
ser usado en los cultivos y contra las plagas autorizadas.
La vigencia del registro de productos efectivos debe ser promovida constantemente por
las compañías de agroquímicos.
Mediante la participación de los productores, en colaboración con investigadores,
asesores públicos y privados, así como delegaciones y distritos de la Secretaría de
Agricultura y Recursos Hidráulicos (para el caso de México), se determinan los
productos a incluirse en los cuadros básicos anuales.
Como siguiente paso, se define una secuencia de uso de insecticidas a través de la o
las temporadas agrícolas. Por ejemplo: en la Región de la Laguna, México, se separó al
ciclo del algodonero en cinco etapas:
En la primera (de la siembra a los 78 días) no se aplicó insecticidas, dando margen de
acción a los agentes naturales e inducidos de control biológico.
En la segunda (79-94 días después de la siembra (dds)) se utilizaron insecticidas
organofosforados contra conchuela y soldado, de los grupos toxicológicos FH-SE, F-Cx
y FC-OE.
En la tercera (95-102 dds) se usaron organofosforados FH-SE, FH-SM y FC-SM contra
diversas plagas.
En la cuarta (103-118 dds) se usaron organofosforados de los grupos FH-SM y FA-OM,
así como carbamatos de los grupos CA-MM y CC-MM, contra bellotero, soldado, rosado
y conchuela.
En la quinta y última (119-126) se permitió exclusivamente el uso de cualquiera
piretroide (PIRT) autorizado.
Mediante esta estrategia, en el año de 1989, en La Laguna se redujo el uso de
insecticidas (cantidad de ingrediente activo) en un 34% con respecto a la temporada
1988, con una reducción considerable en los costos de combate de plagas a nivel
regional. A su vez se redujo la presión de selección de insectos resistentes, según los
valores de presión de selección absoluta observados (de 2197 a 1473 unidades).
La estrategia es dinámica, permite ajustes del cuadro básico año con año, detectados
por medio de los niveles de susceptibilidad de las plagas en los bioensayos y con base
en el historial de uso de insecticidas, acopiado en el análisis toxicológico. Además,
pueden entrar o salir nuevos productos o aquellos utilizados con anterioridad, pero que
hayan demostrado nuevamente su efectividad.
Es importante dejar claro que una estrategia de manejo toxicológico de áreas agrícolas,
cumple su cometido si los agricultores tienen interés en producir con calidad, en
cantidad suficiente y sin usar indiscriminadamente insecticidas organosintéticos. La
supervisión de las autoridades de agricultura será en apoyo y a petición de los mismos
agricultores y no en perjuicio de ellos.
Cabe mencionar que la capacitación a los productores, técnicos asesores,
investigadores y autoridades regionales, es indispensable para el entendimiento del
esquema, su puesta en marcha y el logro de sus objetivos.
PASOS PARA DIAGNOSIS DE RESISTENCIA EN EL CAMPO
∎ Plaga problema. Se deben conocer aspectos de su biología, hábitos, taxonomía,
distribución, dinámica poblacional, mecanismos de resistencia a insecticidas más
comunes, etc.
∎ Método de muestreo. Debe estar en función de la distribución, biología y hábitos
del insecto problema, de la disponibilidad de mano de obra calificada y del costo –en
tiempo y jornales- en función de la precisión deseada.
∎ Método de bioensayo. El más adecuado según la plaga a monitorear.
Es necesario tener la línea base. La DL50 obtenida de la plaga problema, se
compara con la DL50 de la población susceptible para calcular la proporción de
resistencia (PR).
PR= DL50 de la plaga problema
DL50 de una colonia susceptible
Por ejemplo, si la DL50 de una colonia del insecto plaga susceptible, es de 0.01 ppm y la
DL50 de la plaga problema es de 10 ppm, entonces la proporción de resistencia será:
PR= 10 ppm = 1,000X
0.01 ppm
Esto significa que la plaga problema es 1,000 veces más resistente que la plaga
susceptible.
Cuando no se tiene establecida una línea base, se pueden usar sinergistas.
∎ Insecticidas propuestos como patrones de comparación en bioensayos. Se
proponen los siguientes insecticidas para la detección periódica de la resistencia en
campo. Al ser de diferentes Grupos Toxicológicos, representan distintos mecanismos
de resistencia.
DDT OC-DDT
Endosulfán OC-Cd
Malatión F-Cx
Paratión metílico FC-SM
Paratión etílico FC-SE
Carbaril CC-MM
Permetrina PIRT
Desde luego que no necesariamente deben ser estos insecticidas; la elección de cual
someter a detección, dependerá de su uso en una zona agrícola, así como de los
mecanismos de resistencia involucrados.
Aunque pareciera que incluir un producto ya en desuso como el DDT podría ser inútil,
no lo es, ya que al observar problemas de tolerancia o resistencia a este producto,
estará íntimamente relacionada con fallas de efectividad en campo debidas a los
piretroides, ya que comparten el mecanismo de resistencia no-metabólica kdr.
∎ Sinergistas. El uso de sinergistas, será un claro indicativo de los mecanismos de
resistencia que hayan sido seleccionados en la población plaga.
D.M.C. DDT-asa
Butóxido de piperonilo FOM
DEF esterasas
WARF-antiresistencia DDT-asa.
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