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Consejo Nacional para el Entendimiento Público de la Ciencia.

Bacillus thuringiensis, el ingrediente activo de bioinsecticidas


Isela Madai Alba Moreno Centro de Biotecnología Genómica, Instituto Politécnico Nacional Reynosa, Tamaulipas, México. Tiss: 09@hotmail.com

Los insectos plaga son una amenaza para los cultivos ya que atacan tanto a plantas forestales como agrícolas. Para eliminar plagas altamente nocivas, se utiliza el control químico que ha provocado serios daños en la salud y ambiente, por lo que se ha realizado la búsqueda de nuevas alternativas sostenibles por ejemplo el control biológico que utiliza organismos vivos o productos obtenidos para reducir las poblaciones de plagas así como sus efectos. Bacillus thuringiensis (Bt) es un bacilo gram-positivo utilizado como ingrediente activo de bioinsecticidas, cuando está en condiciones desfavorables para su crecimiento esporula y sintetiza proteínas cristalinas que son codificadas por los genes cry a los cuales debe su actividad insecticida. Estas protoxinas específicas necesitan ser ingeridas y llegar al intestino medio donde provocan un desequilibrio osmótico coloidal y septicemia generalizada. Una vez extraído el complejo espora-cristal se encapsula con componentes biodegradables para aumentar su residualidad y prolongar su actividad. En 1938 Bt fue utilizado como ingrediente activo de insecticidas comerciales en Francia y en 1950 en los Estados Unidos. Sin embargo, fue sustituido en 1960 por plaguicidas químicos, los cuales mostraron acción efectiva contra insectos. En la actualidad se utilizan más de treinta tipos de proteínas toxicas de Bt en el desarrollo de formulaciones de alto impacto, dirigidas para el control de insectos y preservar el medio ambiente, con el propósito de que estos tengan el mismo nivel de atracción que el alimento natural del insecto


El uso excesivo de plaguicidas y herbicidas químicos se ha visto reducido por la aparición de los bioinsecticidas, los cuales junto con otras prácticas conforman en Manejo Integrado de Plagas (MIP). El manejo integrado de plagas es una estrategia que tiene como finalidad maximizar la utilización de los factores que controlan a las plagas de manera natural. Los enemigos naturales (parasitoides, depredadores y patógenos), la resistencia o la tolerancia de los vegetales al ataque de las plagas, estas tácti-cas son mecanismos que deben integrarse para lograr una mayor eficiencia en el control de plagas.Uno de los transcendentales problemas al cual se ha afronta-do el ser humano ha sido a la presencia de plagas, que han aparecido como consecuencia del cambio de estado de vida nómada al sedentario y de la práctica del monocultivo, las cuales en ocasiones llegan a generar pérdidas que oscilan entre el 15 y 40% de la cosecha. Se tiene estimado que en México el empleo de Bt para control de plagas en campo es de un 4% al 10% del total de insecticidas (Tamez-Guerra, 2001).El control químico es uno de los métodos más usados y se les denomina "plaguicidas", en la agricultura se utilizan herbicidas, insecticidas, fungicidas, nematici-das y rodenticidas. El uso de productos químicos en la agricul-tura se reduce a un número limi-tado de compuestos, esta es una de las pocas actividades donde se descargan deliberadamente en el medio ambiente productos químicos para acabar con algu-nas formas de vida (© FAO 1997).http://www.fao.org/docrep/W2598S/w2598s06.htm.Los agroquímicos generan un impacto ambiental por la aplica-ción permanente en la agricultu-ra, anualmente se aplican 2.5 miles de millones de químicos a nivel mundial (Rosas-García, DE Luna-Santillana, 2006) por lo tanto se ha conducido a la búsqueda de nuevas alternativas sostenibles para el control de plagas como lo es el control bio-lógico, aunque los insectos tiene la capacidad de polinizar, desin-tegrar la materia orgánica, ali-mentarse de otros insectos dañi-nos por lo tanto no todos son dañinos.Una estrategia efectiva para insectos que hacen daño a culti-vos de importancia agrícola es el control biológico, según (Rosas-García, 2002) utiliza organismos vivos, sus partes o productos proteicos para reducir las pobla-ciones de plagas así como sus efectos. Este tipo de control ha recibido la atención de la comuni-dad científica durante la última década debido a su eficacia y baja toxicidad hacia el ambiente y los seres humanos. Los agentes de control biológico tienen la gran ventaja de ofrecer seguridad, selectividad, biodegrabilidad y capacidad infectiva hacia un rango estrecho de insectos plaga (Joung y Cote, 2000, Torres-Ortega et al., 2006).Sin embargo, su aplicación es aún limitada, debido en parte, a la falta de formulaciones que mantengan la viabilidad y virulen-cia de las fases por periodos prolongados así como protección ante los diversos factores am-bientales por lo tanto surgirán cuestiones como;¿Qué es un bioinsecticida y que debe contener?En las formulaciones biológicas se define como una combinación correcta de sustancias de tal manera que el ingrediente activo, junto con otros componentes forme un producto estable, segu-ro y fácil de aplicar (Sawicka y Couch, 2002) y se distinguen principalmente tres tipos de com-ponentes: principio activo que actúa como materia insecticida, agentes acarreadores los cuales transportan la materia activa y los coadyuvantes, los cuales ayudan al ingrediente activo a cumplir el cometido de acabar con las pla-gas (Morales-Ramos, 1996). Cuadro 1.Uno de los organismos más em-pleados como ingrediente activo en bioinsecticidas por su alta efectividad y baja toxicidad es Bt. Cuadro 2.Varias cepas de Bt resultan toxi-cas para algunos insectos e in-cluso el ingrediente activo puede estar formado por dos cepas altamente toxicas. Las bacterias se cultivan en un medio de cultivo y el producto final es un polvo finamente o un líquido asperjable que se aplicara por vía aérea o terrestre, los métodos de produc-ción son muy variados.Las formulaciones se pueden incorporar en diferente presenta-ción y así introducirse al merca-do, dependiendo del ambiente del insecto blanco y las preferen-cias alimenticias, se determina el método por el cual se facilite su aplicación manual o por equipo mecánico, el producto se puede adquirir; en presentación de líqui-dos emulsionables, polvos humectantes y de espolvoreo, así como formulaciones granulares.Los componentes que se utilizan para generar el insecticida son 100 % naturales, se enfocan en la preservación del medio ambiente, de los cuales los más utilizados son : como agente acarreador; almidón de maíz modificado, harina de maíz nixtamali-zado, gelatina, almidón de tapioca , maíz quebrado, arcilla, salvado de trigo. Fagoes-timulantes; semillas, hojas y cascaras se-cas de la planta blanco del insecto plaga. Adherentes; gelatina bovina, goma guar, goma arábiga, aceite vegetal y colorantes como rojo congo y verde de malquita como protección solar.Descripción del ingrediente activo para el BioinsecticidaBacillus thuringiensis se encuentran en el orden Eubacterial, específicamente en la familia Bacillaceae y en el género Bacillus , dentro del cual representan un alto poten-cial como agentes de control microbiano : Bacillus thuringiensis, Bacillus sphaericus, Paenibacillus popilliae, Paenibacillus lenti-morbus, entre otros.Bt es un bacilo gram-positivo, aerobio y presenta células vegetativas en forma de bastoncillos más o menos largos, agrupa-dos en cadenas de 2 a 3 células, se en-cuentra en suelo y plantas como hábitat natural. Fue descubierto en Japón en 1901 por Sigetane Ishiwata y diez años después fue aislado en Thuringe por el científico alemán Berline quien le asigno el nombre con el que ahora se conoce. Las propieda-des insecticidas de esta bacteria para lar-vas de lepidópteros se conocen desde sudescubrimiento, en 1938 se comercializo en Francia bajo el nombre de Sporine®, pero el producto se utilizo poco debido a la Segunda Guerra Mundial.Su acción larvicida varía según la cepa y variedad a usar; por ejemplo la variedad kurstaki, serotipo 3a3b es activo contra Lepidópteros. Actualmente empresas ecológicas ofrece Bacillus thuringiensis var. kurstaki ,serotipo 3a3b , con una potencia de 16 Millones de U.I/g y 32 Millones de U.I/g, medidas frente a Trichoplusia ni, formulado como polvo humectable pues tanto por la potencia , como por su formula-ción, es el enemigo natural más conocido y eficaz para el control de larvas de Lepidóp-teros que atacan tanto a plagas forestales como agrícolas, pero como es que pude llegar a controlar larvas de diferentes géne-ros de insectos.¿Cuál es la forma de acción de esta bacteria?Cuando Bt esporula, sintetiza unos crista-les proteicos llamados delta (δ)-endotoxinas, a los cuales debe su actividad insecticida. Estas protoxinas necesitan ser ingeridas por las larvas para poder efectuar la muerte, pues la toxicidad selectiva de esta bacteria hacia larvas de insectos plaga se debe a factores que están relacionados con su manera de acción:Los cristales son protoxinas y deben ser activadas en un medio alcalino, caracterís-ticas que se da solo en el intestino de la mayoría de los insectos. La proteína crista-lina solo se solubiliza en condiciones de pH alcalino. La activación es causada por lasenzimas estomacales del insecto.Una vez solubilizado en el sistema digestivo del insecto, la protoxina se rompe por una proteasa para producir una toxina activa. Esta toxina se une a las células epiteliales del tubo digestivo creando poros en la membrana celu-lar y propicia un desequilibrio de iones alteran-do la presión osmótica. El insecto muere debi-do a un desequilibrio de iones y a la entrada masiva del agua, el sistema digestivo se parali-za, las células epiteliales se lisan y el pH esto-macal baja por compensación de pH sanguí-neo. Esto hace posible que las esporas germi-nen y la bacteria pueda invadir al huésped causando una septicemia letal y daños en los tejidos. Las larvas afectadas por las toxinas de Bt se vuelven inactivas y podrán vomitar o tener diarrea. Posteriormente la larva se vuelve flácida y muere. Generalmente, los insectos intoxicados mueren por ayuno y posterior de-tención del crecimiento que puede durar algu-nos días según (Sansinenea, 2002).En México ya se encuentran disponibles bioin-secticidas para su aplicación en campo, algu-nas de las formulaciones llevan como nombre de Bactospeine, Bactucide, Berliner (de la variedad kurstaki), Bernan, Biobit, Bacti-mos,Bactimos, Baturad,Bactis, Certan (de la variedad aizawai),Cut ,Condor,Cutlass, Di-pel,Delfin,Foray, Foli, Javeil, ,Larvo B.t., Fero-mone B.t., MVP, Novo-dor,Nubilacid,Moskitocid, M-one,M-One Plus, Trident, Teknar,Thuricide,Sketal, Vectobac, (Galán Wong., et al 1996).¿Causa algún daño este bacilo?Las variedades del Bt de uso comercial sobreviven cuando se inyectan a ratones, y se ha comprobado que por lo menos una de las toxinas insecticidas purificadas es tóxica para el ratón. Las infecciones en humanos son extremadamente raras. Se ha informado solamente un caso de ingestión, y ésta fue una ingestión delibe-rada de Bacillus thuringiensis var. galle-riae por voluntarios.La ingestión resultó en fiebre y síntomas gastrointestinales. Sin embargo, este agente no está registrado como pesticida. En los Estados Unidos, los productos de Bt están exentos de tolerancia en produc-tos agrícolas no industrializados. No se han descrito efectos irritantes ni de sensi-bilización en los trabajadores que prepa-ran y aplican los productos comerciales (Reigart y Roberts, 1999).Sin embargo, para continuar con el incre-mento en la comercialización y la aplica-ción de productos bioinsecticidas en culti-vos agrícolas es necesario realizar más investigación, tanto científica como de mercados, enfocada a mejorar la produc-ción, calidad y distribución de los mismos, para garantizar la efectividad después de la conservación en almacén y su distribu-ción en campo.El empleo de ingredientes 100 % natura-les para control de las plagas en campo o jardín en lugar de sustancias químicas agresivas, equivale a una biósfera salu-dable tanto para nosotros, como para lasplantas, insectos y animales que nos rode-an. Los bioinsecticidas con Bt son útiles para el control biológico de plagas de le-pidópteros, por lo que aplicación en campo se realiza a nivel mundial.BIBLIOGRAFÍAAlomar, O.; Albajes R, ¨Control Biológico de Plagas: Biodiversidad Funcional y Gestión del Agroecosiste-ma¨ .Departament de Protección Vegetal, IRTA – Centre de Cabrils, E-08348 Ca-brils Barcelona, Centre UdL-IRTA, Univer-sitat de Lleida. Rovira Roure 191. 25199 Lleida. Biojournal, [1] (2005)Altieri, M.A.; J. Trujillo.; L. Campos.; C, Klein-Koch.; C.S. Gold.; J. R. Quezada. “El control biológico clásico en America Latina en su contexto histórico”. Manejo Integrado de Plagas, [12]., 82-105 (1989)M.E.M Habib & C. F. S. Andrade Bactérias entomopatogênicas en Controle microbia-no de insetos. Sergio batista Alves (Ed). 2da edición Piracicaba. FEALQ.BRASIL., 383-432 (1998)Deacon J.. “The microbial world: Bacillus thuringiensis”. Universidad de Edimburgo. Disponible en http://helios.bto.ed.ac.uk/bto.microbes/bt.htm (1999)E.D. 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Aleph-Zero No. 63


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Un breve acercamiento a los sistemas operativos en tiempo real embebidos .

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Spodoptera frugiperda: una plaga que está coevulucionando .

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Bacillus thuringiensis, el ingrediente activo de bioinsecticidas .

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