Los insecticidas son sustancias que se utilizan para matar insectos . [1] Incluyen ovicidas y larvicidas utilizados contra huevos y larvas de insectos , respectivamente. Los insecticidas se utilizan en la agricultura , la medicina , la industria y los consumidores. Se afirma que los insecticidas son un factor importante detrás del aumento de la productividad agrícola del siglo XX. [2] Casi todos los insecticidas tienen el potencial de alterar significativamente los ecosistemas; muchos son tóxicos para los seres humanos y / o los animales; algunos se concentran a medida que se propagan a lo largo de la cadena alimentaria.

Los insecticidas se pueden clasificar en dos grupos principales: insecticidas sistémicos, que tienen actividad residual o de largo plazo; e insecticidas de contacto, que no tienen actividad residual.
El modo de acción describe cómo el pesticida mata o inactiva una plaga. Proporciona otra forma de clasificar los insecticidas. El modo de acción puede ser importante para comprender si un insecticida será tóxico para especies no relacionadas, como peces, aves y mamíferos.
Los insecticidas pueden ser repelentes o no repelentes. Los insectos sociales como las hormigas no pueden detectar los no repelentes y se arrastran fácilmente a través de ellos. Cuando regresan al nido, se llevan el insecticida y se lo transfieren a sus compañeros de nido. Con el tiempo, esto elimina todas las hormigas, incluida la reina. Esto es más lento que algunos otros métodos, pero generalmente erradica completamente la colonia de hormigas. [3]
Los insecticidas son distintos de los repelentes no insecticidas , que repelen pero no matan.
Tipo de actividad
Los insecticidas sistémicos se incorporan y distribuyen sistémicamente por toda la planta. Cuando los insectos se alimentan de la planta, ingieren el insecticida. Los insecticidas sistémicos producidos por plantas transgénicas se denominan protectores incorporados a las plantas (PIP). Por ejemplo, un gen que codifica una proteína biocida específica de Bacillus thuringiensis se introdujo en el maíz ( maíz ) y otras especies. La planta fabrica la proteína, que mata al insecto cuando se consume. [4]
Los insecticidas de contacto son tóxicos para los insectos por contacto directo. Estos pueden ser insecticidas inorgánicos, que son metales e incluyen el azufre comúnmente usado y los compuestos de arseniatos , cobre y flúor menos comúnmente usados . Los insecticidas de contacto también pueden ser insecticidas orgánicos, es decir, compuestos químicos orgánicos, producidos sintéticamente y que comprenden el mayor número de pesticidas utilizados en la actualidad. O pueden ser compuestos naturales como piretro, aceite de neem, etc. Los insecticidas de contacto no suelen tener actividad residual.
La eficacia puede estar relacionada con la calidad de la aplicación de plaguicidas , con pequeñas gotas, como los aerosoles, que a menudo mejoran el rendimiento. [5]
Plaguicidas biológicos
Las plantas producen muchos compuestos orgánicos con el fin de defender a la planta huésped de la depredación. Un caso trivial es el de la colofonia de árboles , que es un insecticida natural. Específicamente, la producción de oleorresina por especies de coníferas es un componente de la respuesta de defensa contra el ataque de insectos y la infección por patógenos fúngicos . [6] Muchas fragancias, por ejemplo, aceite de gaulteria , son de hecho antialimentarios.
Cuatro extractos de plantas se encuentran en uso comercial: piretro , rotenona , aceite de neem y varios aceites esenciales [7]
Otros enfoques biológicos
Protectores incorporados a las plantas
Los cultivos transgénicos que actúan como insecticidas comenzaron en 1996 con una papa genéticamente modificada que producía la proteína Cry , derivada de la bacteria Bacillus thuringiensis , que es tóxica para las larvas de escarabajos como el escarabajo de la papa de Colorado . La técnica se ha ampliado para incluir el uso de ARN de interferencia RNAi que fatalmente silencia insectos cruciales genes . Es probable que el ARNi haya evolucionado como defensa contra virus . Las células del intestino medio de muchas larvas absorben las moléculas y ayudan a difundir la señal. La tecnología puede apuntar solo a insectos que tienen la secuencia silenciada, como se demostró cuando un ARNi en particular afectó solo a una de las cuatro especies de moscas de la fruta . Se espera que la técnica reemplace a muchos otros insecticidas, que están perdiendo efectividad debido a la propagación de la resistencia a los pesticidas . [8]
Enzimas
Muchas plantas exudan sustancias para repeler insectos. Los ejemplos principales son las sustancias activadas por la enzima mirosinasa . Esta enzima convierte los glucosinolatos en varios compuestos que son tóxicos para los insectos herbívoros . Un producto de esta enzima es el isotiocianato de alilo , el ingrediente picante de las salsas de rábano picante .

La mirosinasa se libera solo al triturar la pulpa del rábano picante. Dado que el isotiocianato de alilo es dañino tanto para la planta como para el insecto, se almacena en la forma inofensiva del glucosinolato, separado de la enzima mirosinasa. [9]
Bacteriano
Bacillus thuringiensis es una enfermedad bacteriana que afecta a los lepidópteros y algunos otros insectos. Las toxinas producidas por cepas de esta bacteria se utilizan como larvicida contra orugas , escarabajos y mosquitos. Las toxinas de Saccharopolyspora spinosa se aíslan de fermentaciones y se venden como Spinosad . Debido a que estas toxinas tienen poco efecto sobre otros organismos , se consideran más amigables con el medio ambiente que los pesticidas sintéticos. La toxina de B. thuringiensis ( toxina Bt ) se ha incorporado directamente a las plantas mediante el uso de ingeniería genética .
Otro
Otros insecticidas biológicos incluyen productos basados en hongos entomopatógenos (por ejemplo, Beauveria bassiana , Metarhizium anisopliae ), nematodos (por ejemplo, Steinernema feeliae ) y virus (por ejemplo, Cydia pomonella granulovirus). [ cita requerida ]
Insecticida sintético e insecticidas naturales
Un énfasis importante de la química orgánica es el desarrollo de herramientas químicas para mejorar la productividad agrícola. Los insecticidas representan un área importante de énfasis. Muchos de los principales insecticidas están inspirados en análogos biológicos. Muchos otros no se encuentran en la naturaleza.
Organocloruros
El organocloruro más conocido , el DDT , fue creado por el científico suizo Paul Müller . Por este descubrimiento, recibió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 1948 . [10] El DDT se introdujo en 1944. Funciona abriendo canales de sodio en las células nerviosas del insecto . [11] El auge contemporáneo de la industria química facilitó la producción a gran escala de DDT e hidrocarburos clorados relacionados .
Organofosforados y carbamatos
Los organofosforados son otra gran clase de insecticidas de contacto. Estos también se dirigen al sistema nervioso del insecto. Los organofosforados interfieren con las enzimas acetilcolinesterasa y otras colinesterasas , alterando los impulsos nerviosos y matando o incapacitando al insecto. Los insecticidas organofosforados y los agentes nerviosos de guerra química (como sarín , tabun , somán y VX ) funcionan de la misma manera. Los organofosforados tienen un efecto tóxico acumulativo para la vida silvestre, por lo que la exposición múltiple a los químicos amplifica la toxicidad. [12] En los Estados Unidos, el uso de organofosforados disminuyó con el aumento de los sustitutos. [13]
Los insecticidas de carbamato tienen mecanismos similares a los organofosforados, pero tienen una duración de acción mucho más corta y son algo menos tóxicos. [ cita requerida ]
Piretroides
Los pesticidas piretroides imitan la actividad insecticida del compuesto natural piretro , el biopesticida que se encuentra en las piretrinas . Estos compuestos son moduladores de los canales de sodio no persistentes y son menos tóxicos que los organofosforados y los carbamatos. Los compuestos de este grupo se aplican a menudo contra las plagas domésticas . [14]
Neonicotinoides
Los neonicotinoides son análogos sintéticos del insecticida natural nicotina (con una toxicidad aguda para mamíferos mucho menor y una mayor persistencia en el campo). Estos productos químicos son agonistas del receptor de acetilcolina . Son insecticidas sistémicos de amplio espectro, de acción rápida (minutos-horas). Se aplican como aerosoles, drenches, tratamientos de semillas y suelo . Los insectos tratados presentan temblores en las piernas, movimiento rápido de las alas, retracción del estilete ( pulgones ), movimiento desorientado, parálisis y muerte. [15] El imidacloprid puede ser el más común. Recientemente ha sido objeto de escrutinio por sus supuestos efectos perniciosos sobre las abejas [16] y su potencial para aumentar la susceptibilidad del arroz a los ataques de los saltamontes . [17]
Butenólidos
Los plaguicidas butenólidos son un grupo novedoso de productos químicos, similares a los neonicotinoides en su modo de acción, que hasta ahora solo tienen un representante: flupiradifurona . Son agonistas del receptor de acetilcolina , como los neonicotinoides , pero con un farmacóforo diferente. [18] Son insecticidas sistémicos de amplio espectro, que se aplican como aerosoles, drenches, tratamientos de semillas y suelo . Aunque la evaluación de riesgo clásica consideró que este grupo de insecticidas (y flupiradifurona específicamente) era seguro para las abejas , investigaciones novedosas [19] han suscitado preocupación sobre sus efectos letales y subletales, solos o en combinación con otras sustancias químicas o factores ambientales. [20] [21]
Ryanoids
Los rianoides son análogos sintéticos con el mismo modo de acción que la rianodina , un insecticida natural extraído de Ryania speciosa ( Salicaceae ). Se unen a los canales de calcio en el músculo cardíaco y esquelético, bloqueando la transmisión nerviosa. El primer insecticida de esta clase que se registró fue Rynaxypyr, nombre genérico chlorantraniliprole . [22]
Reguladores del crecimiento de insectos
Regulador del crecimiento de insectos (IGR) es un término acuñado para incluir imitadores de hormonas de insectos y una clase anterior de sustancias químicas, las benzoilfenilureas, que inhiben la biosíntesis de quitina (exoesqueleto) en insectos [23] El diflubenzurón es un miembro de esta última clase, utilizado principalmente para controlar las orugas que son plagas. Los insecticidas de mayor éxito en esta clase son los juvenoides ( análogos de hormonas juveniles ). De estos, el metopreno es el más utilizado. No tiene toxicidad aguda observable en ratas y está aprobado por la Organización Mundial de la Salud (OMS) para su uso en cisternas de agua potable para combatir la malaria . La mayoría de sus usos son para los insectos de combate donde el adulto es la plaga, incluyendo mosquitos , varias moscas de las especies, y las pulgas . Dos productos muy similares, el hidropreno y el kinopreno, se utilizan para controlar especies como las cucarachas y la mosca blanca . El metopreno se registró con la EPA en 1975. Prácticamente no se han presentado informes de resistencia. Un tipo más reciente de IGR es el agonista de ecdisona tebufenozida (MIMIC), que se utiliza en la silvicultura y otras aplicaciones para el control de orugas, que son mucho más sensibles a sus efectos hormonales que otros órdenes de insectos.
Daño ambiental
Efectos sobre especies no objetivo
Algunos insecticidas matan o dañan a otras criaturas además de las que están destinados a matar. Por ejemplo, las aves pueden envenenarse cuando comen alimentos que se rociaron recientemente con insecticidas o cuando confunden un gránulo de insecticida en el suelo con alimentos y se los comen. [12] El insecticida rociado puede desplazarse desde el área donde se aplica y hacia las áreas de vida silvestre, especialmente cuando se rocía en forma aérea. [12]
DDT
El desarrollo del DDT fue motivado por el deseo de reemplazar alternativas más peligrosas o menos efectivas. El DDT se introdujo para reemplazar los compuestos a base de plomo y arsénico , que eran de uso generalizado a principios de la década de 1940. [24]
El DDT fue llamado la atención del público por el libro Silent Spring de Rachel Carson . Un efecto secundario del DDT es reducir el grosor de las cáscaras de los huevos de las aves depredadoras. Los caparazones a veces se vuelven demasiado delgados para ser viables, lo que reduce las poblaciones de aves. Esto ocurre con el DDT y compuestos relacionados debido al proceso de bioacumulación , donde el químico, debido a su estabilidad y solubilidad en grasas, se acumula en los tejidos grasos de los organismos . Además, el DDT puede biomagnificarse , lo que provoca concentraciones progresivamente más altas en la grasa corporal de los animales que se encuentran más arriba en la cadena alimentaria . La prohibición casi mundial del uso agrícola de DDT y productos químicos relacionados ha permitido que algunas de estas aves, como el halcón peregrino , se recuperen en los últimos años. Varios plaguicidas organoclorados se han prohibido en la mayoría de los usos en todo el mundo. A nivel mundial, se controlan a través del Convenio de Estocolmo sobre contaminantes orgánicos persistentes . Estos incluyen: aldrina , clordano , DDT, dieldrina , endrina , heptacloro , mirex y toxafeno . [ cita requerida ]
Escorrentía y filtración
El cebo sólido y los insecticidas líquidos, especialmente si se aplican incorrectamente en un lugar, son movidos por el flujo de agua. A menudo, esto sucede a través de fuentes difusas donde la escorrentía transporta insecticidas a cuerpos de agua más grandes. A medida que la nieve se derrite y la lluvia se mueve sobre y a través del suelo, el agua recoge los insecticidas aplicados y los deposita en cuerpos de agua más grandes, ríos, humedales, fuentes subterráneas de agua previamente potable y se filtra en las cuencas hidrográficas. [25] Esta escorrentía y filtración de insecticidas puede afectar la calidad de las fuentes de agua, dañando la ecología natural y por lo tanto, afectar indirectamente a las poblaciones humanas a través de la biomagnificación y bioacumulación.
Disminución de polinizadores
Los insecticidas pueden matar a las abejas y pueden ser una causa de la disminución de polinizadores , la pérdida de abejas que polinizan las plantas y el trastorno del colapso de colonias (CCD), [26] en el que las abejas obreras de una colmena o colonia de abejas melíferas occidental desaparecen abruptamente. La pérdida de polinizadores significa una reducción en el rendimiento de los cultivos . [26] Las dosis subletales de insecticidas (es decir, imidacloprid y otros neonicotinoides) afectan el comportamiento de búsqueda de alimento de las abejas. [27] Sin embargo, la investigación sobre las causas de la CCD no fue concluyente en junio de 2007. [28]
Disminución de aves
Además de los efectos del consumo directo de insecticidas, las poblaciones de aves insectívoras disminuyen debido al colapso de sus presas. Se cree que la fumigación de especialmente trigo y maíz en Europa provocó una disminución del 80 por ciento en los insectos voladores, lo que a su vez ha reducido las poblaciones de aves locales de uno a dos tercios. [29]
Alternativas
En lugar de usar insecticidas químicos para evitar daños a los cultivos causados por insectos, ahora hay muchas opciones alternativas disponibles que pueden proteger a los agricultores de pérdidas económicas importantes. [30] Algunos de ellos son:
- Cultivo de cultivos resistentes, o al menos menos susceptibles, a los ataques de plagas. [31]
- Liberar depredadores , parasitoides o patógenos para controlar las poblaciones de plagas como una forma de control biológico . [32]
- Control químico como la liberación de feromonas en el campo para confundir a los insectos y hacer que no puedan encontrar parejas y reproducirse. [33]
- Manejo integrado de plagas : utilizando múltiples técnicas en conjunto para lograr resultados óptimos. [34]
- Técnica de empujar y tirar : intercalar con un cultivo de "empujar" que repele la plaga y plantar un cultivo de "tirar" en el límite que lo atrae y atrapa. [35]
Ejemplos de
[36]
Organocloruros
Organofosforados
Carbamatos
| Piretroides
Neonicotinoides
Ryanoids
Reguladores del crecimiento de insectos
Derivado de plantas o microbios
Biológicos
Insecticidas inorgánicos / derivados de minerales
|
Ver también
- Manejo integrado de plagas
- Nebulizador
- Índice de artículos sobre plaguicidas
- Artrópodo en peligro de extinción
- Aplicación de plaguicidas
- Comité de Acción de Resistencia a Insecticidas
Referencias
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enlaces externos
- InsectBuzz.com : noticias actualizadas diariamente sobre insectos y sus parientes, incluida información sobre insecticidas y sus alternativas
- Centro internacional de investigación de aplicaciones de plaguicidas (IPARC)
- Pestworld.org - Sitio oficial de la Asociación Nacional de Manejo de Plagas
- Transmisión de video en línea sobre los esfuerzos para reducir el uso de insecticidas en el arroz en Bangladesh. en Windows Media Player , en RealPlayer
- Cómo funcionan los insecticidas : tiene una explicación detallada sobre cómo funcionan los insecticidas.
- Programa de manejo integrado de plagas de la Universidad de California
- Uso de insecticidas , Extensión de la Universidad Estatal de Michigan
- Ejemplo de aplicación de insecticida en el jardín Tsubo-en Zen ( jardín japonés de rocas secas) en Lelystad, Países Bajos.
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