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LUBILOSA era el nombre de un programa de investigación que tenía como objetivo desarrollar una alternativa biológica al control químico de la langosta . Este nombre es un acrónimo del título francés del programa: Lutte Biologique contre les Locustes et les Sauteriaux ( control biológico de langostas y saltamontes ). Durante sus 13 años de vida (noviembre de 1989 a diciembre de 2002), el programa identificó un aislado de un hongo entomopatógeno perteneciente al género Metarhizium y virulento a las langostas, y pasó por todos los pasos necesarios para desarrollar el producto biopesticida comercial Green Muscle basado en sus esporas . [1]
Colaboradores
El programa fue concebido por Chris Prior y David Greathead del Instituto Internacional de Control Biológico (IIBC), un antiguo instituto de investigación de CAB International que tenía su sede en Silwood Park en el Reino Unido en ese momento. El IIBC solicitó y obtuvo la colaboración del antiguo Centro de Control Biológico para África en Cotonou , Benin , que era propiedad y estaba administrado por el Instituto Internacional de Agricultura Tropical (IITA). Cuando IIBC pidió el apoyo financiero de la holandesa Directoraat Generaal voor Internationale Samenwerking (DGIS: Dirección General de Cooperación Internacional), DGIS contribuyó al pagar por un experto en langostas holandesa con sede en el departamento de Formación en Protección des Végétaux (DFPV: Departamento de Protección de Cultivos Capacitación) del Centro Regional AGRHYMET (ARC) en Niamey , Níger , que forma parte del Comité permanente Interstate de Lutte contre la Sécheresse dans le Sahel ( CILSS : Comité Interestatal Permanente para el Control de la Sequía en el Sahel). Dado que DFPV recibió su propio presupuesto dentro de LUBILOSA, se convirtió en socio de pleno derecho dentro del programa. Durante varios años, LUBILOSA colaboró con el programa de langosta de GTZ . Se estableció una colaboración permanente con las agencias de protección de cultivos de Níger , Benin , Burkina Faso , Chad , Malí , Senegal y Gambia .
Donantes
El programa LUBILOSA fue apoyado financieramente por los siguientes donantes:
- ACDI : Agencia Canadiense de Desarrollo Internacional
- DFID : Departamento de Desarrollo Internacional , Reino Unido
- DGIS : Dirección General de Cooperación Internacional de los Países Bajos
- COSUDE : Agencia Suiza para el Desarrollo y la Cooperación
- USAID : Agencia de los Estados Unidos para el Desarrollo Internacional
Durante la vigencia del programa, estos donantes contribuyeron con 10.200.000 libras esterlinas del Reino Unido (aproximadamente 17.000.000 dólares estadounidenses en ese momento).
Cuatro fases
El programa LUBILOSA se ha financiado en fases de tres o cuatro años cada una:
- Primera fase 1990–1992
- Segunda fase 1993–1995
- Tercera fase 1996–1998
- Cuarta fase 1999-2002
Primera fase
El proyecto se inició a fines de 1989, cuando Chris Prior y David Greathead [2] obtuvieron fondos y formaron un equipo para desarrollar un medio biológico de control de langostas y saltamontes. Al examinar las diversas opciones para el control biológico, pronto se hizo evidente que las formulaciones oleosas de las esporas de ciertos hongos pertenecientes al filo de la forma Deuteromycota (hongos anamórficos) ofrecían la opción más prometedora. Dichos hongos crecerán en sustratos artificiales y, por lo tanto, pueden producirse en masa con relativa rapidez en grandes cantidades. Sus esporas son lipofílicas y, por lo tanto, se suspenden mucho más fácilmente en aceites que en agua. Como la mayor parte del control de langostas se lleva a cabo utilizando formulaciones de aceite a tasas de aplicación de volumen ultra bajo (ULV), el desarrollo de una formulación de aceite de esporas de hongos permitió a los operadores utilizar el mismo equipo para aplicar un pesticida químico y maximizar la eficacia. [3]
Por lo general, los hongos son más activos en condiciones de humedad y, en los primeros intentos de usarlos como agentes de control, se aplicaron en formulaciones acuosas. Sin embargo, los resultados en la práctica fueron a menudo decepcionantes y el enfoque se abandonó en gran medida durante la mayor parte del siglo XX. Cuando se reavivó el interés en el control microbiano, las formulaciones de hongos en agua comenzaron a usarse con éxito en invernaderos , pero los resultados en campos abiertos continuaron decepcionando. En la década de 1980, Prior descubrió que algunos hongos anamórficos son más efectivos cuando se aplican en aceite. [4]
Durante la primera fase de LUBILOSA, se demostró la viabilidad técnica de utilizar tales formulaciones de aceite contra las langostas en el laboratorio , luego en ensayos de campo y "arena". [5] Se lanzó un estudio extenso en África Occidental y la Península Arábiga para buscar aislamientos virulentos de langostas y saltamontes, porque pocos de esos aislamientos estaban disponibles en colecciones públicas. La prospección hizo uso de una red de colaboradores y arrojó alrededor de 180 aislamientos, [6] muchos de los cuales pertenecían a Metarhizium acridum , algunos a otras especies de Metarhizium y Beauveria bassiana con algunos registros de Syngliocladium acridiorum (sin. Sorosporella ). El cribado de laboratorio de estos aislamientos mostró que M. acridum era fácilmente la especie más virulenta en condiciones cálidas (30 ° C) y confirmó la selección del aislado IMI 330189 para su posterior desarrollo. [7] Los ensayos posteriores en jaulas y arenas confirmaron que las formulaciones de aceite eran infecciosas incluso en condiciones muy secas. IMI 330189 y aislamientos similares se asignaron a Metarhizium flavoviride en los primeros trabajos, luego a Metarhizium anisopliae var. acridum , pero ahora se describen como Metarhizium acridum (Driver & Milner) JF Bisch., Rehner & Humber. [8]
Segunda fase
Durante la fase 2, la formulación de aceite se probó en el campo y se demostró que era eficaz. Las pruebas de campo resultaron difíciles de realizar en insectos tan móviles como los saltamontes y las langostas. Con las langostas, las parcelas fijas, a menos que tengan varios kilómetros cuadrados, no se pueden utilizar, por lo que es necesario seguir las bandas de tolvas. Aunque hubo muchas infestaciones de langostas durante esta fase, tanto de langostas del desierto ( Schistocerca gregaria ) como de langostas pardas ( Locustana pardalina ), los equipos de tratamiento químico también fueron muy activos y, por lo tanto, se avanzó poco en el desarrollo de las técnicas necesarias para medir el efecto de Metarhizium en langostas desenfrenadas. [9] Sin embargo, fue posible ampliar los tratamientos contra el saltamontes abigarrado ( Zonocerus variegatus ) en la zona forestal y contra los saltamontes del Sahel, especialmente el saltamontes senegalés ( Oedaleus senegalensis ). [10] [11]
Se establecieron contactos con varios productores de bioplaguicidas de renombre internacional para determinar si podrían y estar dispuestos a cumplir de manera confiable con los requisitos de esporas de LUBILOSA durante la fase 3, pero ninguno pudo asumir ese compromiso. En consecuencia, parte de la estación del IITA en Cotonou se convirtió en una unidad de producción de esporas y se mejoró la capacidad humana y técnica para cumplir con los requisitos esperados de esporas. La instalación resultó ser una excelente unidad de investigación y permitió refinar especificaciones técnicas realistas y probar la producción, el control de la contaminación, la separación de esporas, el secado y el envasado.
Tercera fase
Pruebas de campo
El equipo de LUBILOSA siguió buscando oportunidades para probar Metarhizium contra langostas y saltamontes. Se realizaron ensayos de campo con saltamontes senegaleses, saltamontes africanos del arroz ( Hieroglyphus daganensis ), saltamontes abigarrados, langostas arbóreas del Sahel ( Anacridium melanorhodon ), langostas pardas y langostas del desierto. Estos ensayos demostraron que Metarhizium en una dosis de 50 g / ha podría reducir las poblaciones de saltamontes y las de langostas de los árboles en un 80-90% en dos o tres semanas. [12] El control del nivel de población fue más difícil de lograr con otras langostas, pero se demostró un efecto significativo en las bandas de la tolva [13] a pesar de las grandes dificultades para rastrear bandas individuales. Algunos ensayos contra saltamontes senegaleses incluyeron el insecticida químico fenitrotión como comparación. [14] Debido a su corta persistencia, este químico resultó ser mucho menos efectivo de lo que comúnmente se cree. Fue muy eficaz para producir una reducción brusca inmediata en las densidades de población, pero la eclosión continua y la remigración en las parcelas tratadas hicieron que estas densidades comenzaran a aumentar nuevamente después de menos de una semana, hasta que alcanzaron o superaron los niveles originales después de aproximadamente dos o tres semanas. . Metarhizium , por otro lado, redujo los niveles de población a un ritmo más lento, pero mantuvo niveles bajos durante al menos un mes y medio. La vida media de sus esporas en la vegetación se estimó en más de 7 días en condiciones de temporada de lluvias en el Sahel y, por supuesto, algunos conidios deben sobrevivir entre estaciones. [15]
Comportamiento del saltamontes
En el transcurso de estas pruebas de campo, quedó claro que las langostas y los saltamontes pueden detectar que se han infectado y alterar su comportamiento en consecuencia. En particular, pasan más tiempo tomando el sol, incluso a la mitad del día. Los saltamontes no infectados también toman el sol cuando su temperatura corporal está por debajo de los 38-40 ° C preferidos. Sin embargo, investigaciones detalladas mostraron que los saltamontes infectados aumentan su temperatura corporal hasta 4 ° más. [16] Este efecto se ha denominado "fiebre conductual" y se cree que ralentiza la infección al igual que lo hace la fiebre en los animales de sangre caliente . Este comportamiento de calentamiento plantea un problema potencial para el hongo. La temperatura preferida de este último es de 28-30 ° C y deja de crecer por encima de los 35 °. Las mediciones de la temperatura corporal en el campo han demostrado que el comportamiento de calentamiento reduce el tiempo disponible para el crecimiento en muchas horas al día. Bajo ciertas condiciones, esto permite que los insectos pongan al menos una vaina de huevos antes de morir. Las langostas y los saltamontes sanos, especialmente las hembras, tardan algún tiempo después de emplumar para alcanzar la madurez y poner huevos, tiempo durante el cual acumulan suficiente grasa para producir hasta tres vainas de huevos. Sin embargo, los infectados suelen prescindir de este período de engorde y pasan a producir huevos inmediatamente después de emplumar. [17] Esto generalmente los desgasta tanto que mueren después de poner una vaina. Entonces, incluso si Metarhizium no mata antes o poco después de emplumar, generalmente permite la formación de una sola vaina de huevos y, por lo tanto, reduce la fecundidad de las hembras infectadas. [ cita requerida ]
(Eco) toxicología
Durante la fase 3, el programa comenzó a investigar el impacto ambiental del aislado de Metarhizium elegido (IMI 330189). Las pruebas toxicológicas estándar llevadas a cabo por laboratorios certificados mostraron que la cepa prácticamente no tuvo ningún efecto en mamíferos , aves y peces (por ejemplo, LD 50 para ratas > 2000 mg de ingrediente activo por kg de peso corporal). Otras pruebas toxicológicas y ecotoxicológicas fueron realizadas por el equipo de LUBILOSA. Un objetivo importante fue demostrar que su aislamiento solo infectaba langostas y saltamontes. Por tanto, se realizaron pruebas de infección en un gran número de invertebrados . La gran mayoría no podría infectarse ni siquiera con dosis elevadas. Sin embargo, algunas especies, como las termitas , las abejas melíferas , ciertas avispas parasitoides y los gusanos de seda , se infectaron en condiciones de laboratorio. [18] [19] Se llevaron a cabo más experimentos en condiciones de campo completo y semi-campo, que mostraron que solo los gusanos de seda sufrieron una infección significativa en esas condiciones. La conclusión de todas estas pruebas fue que la cepa LUBILOSA de Metarhizium era incapaz de infectar a los vertebrados e infectó solo a un pequeño número de especies de insectos en condiciones artificiales. Los estudios disponibles indican que, en condiciones naturales, el aislado solo infecta especies pertenecientes a Acrididea y al gusano de seda domesticado Bombyx mori . [ cita requerida ]
Producción en masa
La unidad de producción de esporas de Cotonou permitió optimizar la producción en masa de esporas de la cepa LUBILOSA [20] a un nivel tecnológico adecuado. [21] El proceso de producción elegido consistió en una fermentación líquida seguida de una fase de sustrato sólido. Durante la fase líquida, la biomasa del hongo se acumula en una solución de azúcar y levadura y puede producir conidios sumergidos. [22] Posteriormente, el caldo resultante se utiliza para inocular arroz parcialmente hervido y esterilizado . El micelio fúngico invade el arroz y luego comienza a esporular. En este punto, el arroz y los hongos se secan lentamente antes de separar las esporas del arroz. Se inventó una nueva máquina para lograr esto de una manera eficiente, que posteriormente se desarrolló aún más en el 'MycoHarvester'. [23] El estudio y la optimización del proceso de producción en masa llevó a la adopción de estándares de calidad para las esporas producidas, [24] que podrían imponerse a quienes quisieran producir las esporas comercialmente bajo licencia. Varios aspectos del control de calidad son importantes, incluidos: los niveles de contaminación (especialmente la ausencia de patógenos humanos ), la virulencia de las plagas objetivo, el espectro de tamaño de partículas y, no menos importante, el recuento de esporas viables. Se llevó a cabo una amplia investigación para optimizar el almacenamiento de esporas, que deben estar secas (<5% de contenido de humedad) e idealmente mantenerse en condiciones frescas. [25] [26] [27]
Comercialización
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Dos empresas comerciales acordaron estudiar la viabilidad y viabilidad económica de producir Metarhizium para el mercado de control de la langosta. Estos fueron productos de control biológico (BCP) cerca de Durban , Sudáfrica , y protección natural de plantas (NPP) de Noguères , Francia (parte de Calliope SA). El primero registró el producto con el nombre Green Muscle (depositado por CAB International), primero en Sudáfrica y posteriormente en otros países del sur y este de África. BCP fue el principal productor de bioplaguicidas en África. Su principal mercado era Sudáfrica, pero sus productos se vendían cada vez más en otros países. La empresa continuó con la producción y promoción de Green Muscle una vez finalizado el programa LUBILOSA. Becker Underwood se hizo cargo de ella en 2010. Sin embargo, NPP solo obtuvo un permiso de venta temporal para los países CILSS en África Occidental, pero no pudo producir Green Muscle utilizando su propio proceso de producción. [ cita requerida ]
Cuarta fase
La última fase de LUBILOSA se caracterizó por las actividades de promoción y rectoría del productor comercial. Lanzar el producto al mercado e informar a los clientes potenciales no fue suficiente. El mercado de los productos para el control de la langosta era (y sigue siendo) peculiar y difícil de penetrar. La mayoría de los usuarios son agencias gubernamentales o intergubernamentales involucradas en el control de langostas y / o saltamontes. Especialmente al principio, resultó difícil convencer a los profesionales de estas agencias de la necesidad de un producto alternativo y convencerlos de que el producto era tan eficaz como los que habían estado utilizando hasta ahora. Además, las grandes empresas de plaguicidas ofrecieron todo tipo de incentivos a los encargados de la compra para que compraran sus productos, práctica difícil de seguir para una pequeña empresa como BCP. Hasta el final del programa e incluso más allá, había una necesidad constante de realizar más pruebas de campo o demostraciones. Hacia el final, el Grupo Locust de la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO) finalmente se interesó e involucró en algunos de los ensayos: especialmente contra la langosta del desierto . [28]
Aparte de la zona del Sahel, los saltamontes generalmente no se consideran plagas graves en África y, por lo tanto, rara vez se controlan con plaguicidas. Por esa razón, solo en el Sahel se realizaron esfuerzos serios para promover el Green Muscle para el control de los saltamontes. En varios países, y especialmente en Níger, los productores de cereales están organizados en brigadas de aldea que se encargan de controlar las plagas que superan la capacidad de los productores individuales. A algunos de ellos se les dio Green Muscle después de entrenarlos en su correcta aplicación. Después de la decepción inicial con su acción lenta, los aldeanos generalmente se sentían satisfechos con los resultados finales. Sin embargo, el precio resultó ser un serio obstáculo. Alrededor de 2000, el costo de producir un kg de Green Muscle fue de aproximadamente $ 200. [29] Una dosis de 50 g / ha se tradujo en un precio de $ 10 por hectárea . El precio de los productos convencionales era entonces de aproximadamente $ 5 / ha. Aunque los productores estaban dispuestos a pagar una prima de hasta 2 dólares por el hecho de que Green Muscle era inofensivo para su salud y la de su ganado , no iban a pagar 10 dólares. Las cuestiones relativas a la producción se han debatido durante mucho tiempo en el contexto del mercado de África occidental [21], pero aún no se ha garantizado la disponibilidad del producto.
Al final del programa en diciembre de 2002, los colaboradores de LUBILOSA se enfrentaron a una situación en la que la captación comercial de Green Muscle todavía era inexistente, todas las cantidades compradas hasta ahora exclusivamente con fines de prueba. BCP se quedó solo para promover el producto con poco apoyo de CABI e IITA, quienes se habían quedado sin fondos para actividades serias. La FAO se interesó y permitió realizar algunas pruebas de campo más. [ cita requerida ]
Post-LUBILOSA
Después de la finalización del programa LUBILOSA, continuaron las actividades para promover el uso de Green Muscle, incluidos ensayos de campo contra langostas rojas y langostas del desierto con el apoyo de la FAO. Un nuevo proyecto en África Occidental, PRéLISS (Proyecto Regional para el Control Integrado de Saltamontes en el Sahel), tenía como objetivo desarrollar una estrategia de manejo integrado de plagas (MIP) que incluía el uso de Green Muscle. Este proyecto llevó a cabo pruebas de campo con dosis reducidas de Green Muscle y demostró que 25 g / ha era tan eficaz como la dosis registrada de 50 g / ha. También probó mezclas con lambda-cyhalothrin (un insecticida piretroide ) para intentar solucionar el problema de la acción lenta de Green Muscle. Se demostró que la aplicación de ambos productos juntos, cada uno a una cuarta parte de su dosis registrada, provocó una mortalidad casi tan rápida como la lambda-cihalotrina sola y mantuvo bajos niveles de población durante semanas, y todo esto a un costo mucho menor.
Después de que quedó claro que NPP no podía producir Green Muscle, continuó la búsqueda de un segundo productor. Se contactó con varios productores candidatos, pero ninguno estaba dispuesto a aceptar el desafío. Esta situación sólo cambió cuando las langostas del desierto comenzaron a invadir los países de África occidental nuevamente a fines de 2003. El presidente de Senegal, Abdoulaye Wade , y su esposa Viviane Wade estaban muy preocupados por la posibilidad de que se rociaran grandes cantidades de insecticidas químicos para contener el aumento. La primera dama instruyó a su asesor técnico, Sébastien Couasnet, para averiguar si existía una alternativa. La información sobre Green Muscle se había quedado estancada a nivel profesional de la agencia de protección de cultivos de Senegal (y muy probablemente también de otros países), a pesar de todos los esfuerzos de LUBILOSA y PRéLISS para dar a conocer ampliamente el nuevo producto.
Couasnet encontró el sitio web de LUBILOSA, que todavía estaba alojado por IITA y mantenido por el entonces líder del proyecto de PRéLISS, Christiaan Kooyman. Los dos se conocieron en Cotonou e inmediatamente se dispusieron a diseñar una planta de producción para Green Muscle. Couasnet logró convencer a la primera dama para que organizara el financiamiento y la construcción de la planta iniciada en 2005. Tomó un tiempo iniciar la producción y deshacerse de todas las fuentes de contaminación, pero esto finalmente se logró con el respaldo del IITA. CAB International y Roy Bateman de IPARC , quienes instalaron una versión a gran escala del 'MycoHarvester'. La licencia de producción se concedió a finales de 2007. Durante los cuatro años siguientes, la producción y la comercialización estuvieron a cargo de la Fondation Agir pour l'Education et la Santé, de la que Viviane Wade fue presidenta. Desafortunadamente, FAES no sobrevivió debido a desacuerdos internos, especialmente en lo que respecta a la medida en que se debe incorporar capital privado para perpetuar la producción de Green Muscle y productos similares. Tras la derrota del presidente Wade en las elecciones presidenciales de 2012, se cerró FAES. La producción de hongos ya se había detenido 8 meses antes. El único productor restante de Green Muscle era Becker Underwood South Africa, que fue adquirida por BASF SE en 2012. [30] Después de eso, el producto parecía haber desaparecido del mercado y sus registros caducaron. Por tanto, una nueva empresa, Eléphant Vert . [31] registrada en Suiza con filiales en Francia, Marruecos , Malí, Senegal, Costa de Marfil y Kenia , decidió desarrollar un nuevo producto, NOVACRID, basado en una cepa diferente de M. acridum . En 2019, Éléphant Vert ganó la licencia para producir y vender Green Muscle y ahora son los únicos productores de Green Muscle en África y más allá.
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