¿Qué significa el término semioquímico?
Los semioquímicos son sustancias químicas naturales utilizadas en la comunicación entre organismos vivos. Las feromonas son probablemente el grupo de semioquímicos más conocido, aunque está aumentando el uso de otras sustancias que los organismos vivos utilizan para la comunicación, como son atrayentes alimenticios y kairomonas de plantas huésped. En este artículo nos centraremos en los usos hasta la fecha de los semioquímicos en el control de plagas de insectos haciendo particular énfasis en su aplicación en España.
Semioquímicos para el monitoreo de insectos plaga
Los sistemas de monitoreo basados en semioquímicos, y en particular en feromonas, son uno de los métodos de seguimiento más fiables y efectivos para la detección y cuantificación de plagas. Se han utilizado ampliamente para la detección de plagas en cuarentena y la detección de movimientos de plagas hacia un cultivo. Las medidas cuantitativas de poblaciones de insectos en el campo mediante el uso de sistemas de monitoreo no ha sido fácil, pero su papel en la optimización del momento de las aplicaciones insecticidas está aumentando en popularidad y han permitido reducciones sustanciales en el uso de productos fitosanitarios y al mismo tiempo una mejora de la calidad de los mismos. Aunque las perspectivas de mercado de los semioquímicos para el monitoreo de insectos no fueron nunca elevadas, una estimación de las ventas mundiales actuales a nivel de productor es de unos 35 millones de Euros. Los países del sur de Europa han adoptado especialmente la práctica del monitoreo de plagas mediante trampas con el uso de semioquímicos, pero este dato no es sorprendente considerando que el 75% de los insecticidas a nivel agrícola de Europa se utilizan en España, sur de Francia e Italia.
El uso de semioquímicos en sistemas de monitoreo se ha introducido en la mayoría de sectores dónde los insectos son un problema, incluyendo los mayores cultivos a nivel mundial, como son el algodón, arroz, vegetales, frutales, forestales, olivar, cítricos, viñas y cultivos hortícolas protegidos, así como en ambientes urbanos dónde las plagas atacan, en la fabricación, almacenamiento y distribución de alimentos y fibras. Una gran ventaja de estos sistemas de monitoreo basado en feromonas u otros semioquímicos es que no hay que registrarlos en la mayoría de países europeos. Esto también está reglamentado en la Unión Europea (UE) mediante la Directiva para la Protección de Cultivos (EC91/414), que expone que los semioquímicos utilizados para el monitoreo de insectos plaga no requieren registro, como es el caso de la "Environmental Protection Agency (EPA)" en EE.UU. que controla el uso de productos a base de feromonas.
Entre las especies plaga que se monitorean regularmente en España mediante el uso de trampas con semioquímicos se incluyen plagas de frutales, Cydia pomonella, Grapholitha molesta y Anarsia lineatella; plagas de cítricos como Ceratitis capitata, Prays citri y Aonidiella aurantii; plagas del olivo como Bactrocera oleae y Prays oleae; plagas de cultivos extensivos y hortícolas, como Spodoptera exigua y Heliothis armigera, y la plaga de tomate recientemente introducida, Tuta absoluta; Pectinophora gossypiella, Earias insulana y Heliothis armígera en algodón, y Lobesia botrana en viña y uva de mesa y Chilo suppressalis en arroz.
Como se puede observar en esta lista, la mayoría son plagas de lepidópteros.
El aumento en la utilización de trampas de monitoreo con semioquímicos ha sido sustancial durante las tres últimas décadas y continuará en el futuro debido a la creciente concienciación por la presencia de residuos en los alimentos, la necesidad de reducir el uso de plaguicidas, y la preocupación de la industria alimenticia en lo referente al manejo de riesgos y la necesidad de diligencia y trazabilidad en cuanto al uso de plaguicidas en la producción de alimentos.
Estos sistemas de monitoreo se utilizarán cada vez de una manera más sofisticada. La toma, manipulación e interpretación de datos pueden ser más complejas a nivel científico, pero más sencillas a nivel de usuario.
Semioquímicos para el control de insectos plaga
Mientras que las expectativas de mercado de los semioquímicos para monitoreo de insectos plaga nunca fueron muy elevadas, las de los semioquímicospara control de plagas siempre se ha estimado que podrían ser sustanciales, especialmente en las décadas de los 70 y 80. Se han desarrollado diferentes estrategias para estas sustancias, incluyendo Trampeo Masivo, Atraer y Matar, y Confusión Sexual.
Trampeo Masivo. El uso del Trampeo Masivo con feromonas fue limitado durante los años iniciales puesto que la mayoría de feromonas descritas eran de lepidópteros y su función principal era la atracción de machos. Además, la eficiencia de captura de muchos diseños de trampas era en muchos casos muy baja haciendo imposible capturar un número suficiente de machos como para dejar las hembras sin fecundar. Se ha tenido éxito con el Trampeo Masivo cuando las poblaciones de plaga han sido bajas y en esos casos en qué el atrayente utilizado ha sido efectivo para ambos sexos. Con diferencia, el mayor mercado de productos de Trampeo Masivo tanto en Europa como en Norte América es para el control de los coleópteros descortezadores. Las ventas de estos sistemas de trampeo masivo en Europa Central y del Este son de unos 4 millones de Euros, mientras que en América del Norte suman unos 3 millones de Euros. En España hay buenos ejemplos del uso exitoso del trampeo masivo, entre los cuáles se encuentran Chilo suppressalis en arroz en el Delta del Ebro, Thaumetopoea pityocampa en forestales y Spodoptera littoralis en hortícolas. Quizás el ejemplo más importante de trampeo masivo actualmente utilizado en España es el de la mosca mediterránea de la fruta (Ceratitis capitata), dónde tanto hembras como machos son atraídos hacia trampas utilizando una combinación de acetato amónico, trimetilamina y putrescina, en productos como Biolure® Medfly y Biolure® Unipak. En la actualidad, en España se tratan más de 26,000 ha, entre cítricos y árboles frutales, utilizando estos sistemas.
Atraer y Matar. Cualquier ineficiencia en la captura de insectos en trampas puede solucionarse mediante el uso de un insecticida convencional como agente insecticida en lugar de un dispositivo físico en forma de trampa. El semioquímico atrae el insecto hacia un área del cultivo o hacia un dispositivo dónde se mata con un insecticida apropiado para adultos. Esta técnica también es limitada si se utilizan feromonas que atraen únicamente machos. Sin embargo, hay ejemplos de productos exitosos que están basados en esta técnica, como es el caso de gránulos de atraer y matar que llevan insecticida y feromona sexual de la mosca doméstica (Musca domestica). La feromona atrae adultos de ambos sexos e induce a un comportamiento de parada sobre los gránulos con insecticida, con lo que aumenta sustancialmente su eficacia. Con la identificación de otros atrayentes semioquímicos que no son feromonas, tales como químicos de plantas huésped, estímulos para la oviposición, etc, la posibilidad de controlar insectos plaga utilizando formulaciones y dispositivos de atraer y matar hembras aumenta enormemente y se prevén futuros desarrollos en esta área. Este tipo de dispositivos de atraer y matar se están desarrollando en la actualidad en España para el control de la mosca del olivo (Bractocera oleae) y de la mosca mediterránea de la fruta (Ceratitis capitata). En el caso de esta última, una técnica consiste en la atracción de los adultos de la mosca hacia un dispositivo dónde ingieren un quimioesterilizante que deja estériles tanto a machos como hembras. Además, las hembras que se apareen con un macho que haya ingerido el quimioesterilizante también se esterilizarán durante el apareamiento. Sin embargo, este producto no impide que las hembras dañen físicamente el fruto en el momento de poner huevos aunque estos sean estériles.
Confusión Sexual. La mayoría de esfuerzos en el uso de semioquímicos para el control de insectos plaga durante las últimas dos décadas se han concentrado en el campo de la Confusión Sexual utilizando feromonas sexuales de plagas de lepidópteros. Se estima que el mercado actual a nivel mundial de productos de confusión sexual a nivel de productor es de 80 a 100 millones de Euros, siendo la carpocapsa del manzano y peral (Cydia pomonella) y varias plagas de viña las especies más importantes dónde la técnica se ha implantado con éxito a escala comercial. Más de 70,000 hectáreas de manzanos y más de 200,000 hectáreas de forestales se tratan en la actualidad con confusión sexual únicamente en EE UU.
En la Tabla 1 se presenta la superficie estimada recientemente por parte de la Compañía ShinEtsu de cultivos tratados anualmente con semioquímicos a nivel mundial.
Una superficie importante de diferentes cultivos se está tratando en la actualidad con feromonas a nivel mundial, incluyendo Europa.
En España, se han utilizado con éxito feromonas para el control mediante confusión sexual de plagas de frutales (Cydia pomonella, Grapholita molesta y Anarsia lineatella), viña y parral (Lobesia botrana), algodón (Pectinophora gossypiella) y arroz (Chilo suppressalis). La utilización de feromonas para evitar el apareamiento del taladro del arroz en la zona arrocera de Valencia es un muy buen ejemplo de una aproximación de control a nivel de área o zona que ha resultado en una reducción sostenida de la presión plaga durante los 15 o más años en qué se ha utilizado está técnica.
¿Qué factores han influido en el ritmo de introducción y adopción de semioquímicos?
Cuatro han sido los factores más importantes a la hora de determinar el ritmo de desarrollo del mercado de confusión sexual utilizando feromonas:
1. La fiabilidad y robustez de la tecnología,
2. La relación coste-eficacia de los productos,
3. Programas de apoyo gubernamentales,
4. Los requisitos de registro para la puesta en el Mercado de estos productos.
En el caso del primer factor, hay que reconocer que ha habido un gran progreso en cuanto a síntesis y consistencia en el suministro de los ingredientes activos de las feromonas. De igual manera, en el caso de la tecnología de emisión controlada, ha habido un gran progreso con el desarrollo de difusores de aplicación manual, como Selibate PBW o PB-Rope para el gusano rosado. En frutales, existen actualmente varias opciones para los agricultores, entre las cuáles hay difusores de aplicación manual, como CheckMate e Isomate, formulaciones pulverizables y "puffers".
Sin embargo, el nivel de control alcanzado en algunos casos no ha sido aceptable debido a la presencia de altos niveles poblacionales de la plaga. La técnica también puede ser difícil de aplicar en pequeñas parcelas debido a los problemas causados por la inmigración de hembras fecundadas hacia parcelas tratadas con confusión sexual. Estos son los puntos débiles, fundamentales y biológicos, del sistema y resultarán siempre difíciles de solucionar independientemente de nuestro buen conocimiento de los mecanismos mediante los cuales la Confusión Sexual se da en el campo. Este es un punto de gran debate y, de hecho, ha sido difícil dilucidar los mecanismos mediante los cuáles la confusión sexual se produce en cualquier especie plaga y con cualquier tipo de formulación.
Como el volumen de feromonas utilizado ha aumentado con los años, el coste de fabricación del producto técnico de los varios componentes de las feromonas se ha ido abaratando. En muchos casos, en la actualidad los costes de fabricación y formulación son comparables a los de algunos insecticidas convencionales.
Los costes de aplicación son también relativamente bajos, especialmente en países en vías de desarrollo dónde el precio de la mano de obra es comparativamente barato y dónde se obvia la necesidad de invertir en equipos de aplicación y servicios extranjeros mediante el uso de dicha mano de obra local.
También se ha comprobado con el paso del tiempo que cuando se implementa y se establece la confusión sexual a nivel de zona, existe la posibilidad después de tres o cuatro campañas de reducir el número de difusores necesarios por hectárea. Esto implica un mantenimiento continuo campaña tras campaña de la reducción de la población, lo cuál abarata incluso más esta técnica hasta situar sus costes a nivel inferior s las soluciones químicas. Esto se ha observado durante varios años con el uso de la feromona para el control de Chilo suppressalis en arroz en la región de Valencia.
El papel de los gobiernos subvencionando programas piloto a nivel de zona para la introducción de tecnologías basadas en semioquímicos ha sido vital en la mayoría de áreas dónde la tecnología ha sido adoptada significativamente por parte de los agricultores. En España, el papel tanto del gobierno central como de los gobiernos autonómicos ha sido crucial; la adopción de tecnología basadas en semioquímicos no se habría dado en España sin la ayuda pública en forestales, cultivos extensivos, frutales, cultivos protegidos y hortícolas.
Los requisitos de registro de productos a base de feromonas varían de forma considerable en diferentes zonas del planeta, pero posiblemente la "Environmental Protection Agency (EPA)" en los EE UU es quién ha adoptado una actitud más esclarecedora. La EPA considera esta tecnología como "bio-racional" y los requisitos de información que hay que presentar siguen un sistema gradual.
La Serie 1 de ensayos requiere únicamente un número limitado de estudios de toxicidad aguda y si los resultados de estos ensayos no indican motivos de preocupación, los ensayos de las Series 2 y 3 no son necesarios. Este sistema se está desarrollando de forma lenta en Europa, pero los productos a base de feromonas no se consideran como una categoría distinta bajo la Directiva de Protección de Cultivos EC91/414, por lo que no se pueden registrar de una forma tan expeditiva como en los EE.UU. Los costes de registro de semioquímicos, aunque generalmente menores que los de productos fitosanitarios convencionales en la mayoría de países de Europa, son todavía mucho mayores como porcentaje de su mercado potencial que el equivalente de los productos fitosanitarios convencionales (25% del mercado potencial por 1% en el caso de productos fitosanitarios convencionales, de acuerdo con la "International Biocontrol Manufacturers Association"). El hecho que un único dossier que cubre 32 feromonas de lepidópteras para su inclusión en el Anejo I fuese aceptado por las autoridades de la UE y los países "reporters" fue un inicio alentador hacia un enfoque más racional y proporcional para el registro de feromonas. Sin embargo, se necesita más por parte de las autoridades responsables de los registros en Europa en cuánto a su flexibilidad para que las feromonas puedan alcanzar una mayor penetración en el mercado.
El futuro
Los principales aspectos conductores del cambio en los mercados europeos pueden representarse por las tres Rs:
Reglamentación - Resistencia y Residuos
Reglamentación - Se ha mencionado en este artículo con anterioridad la Directiva para la Protección de Cultivos EC91/414, pero un efecto claro que está teniendo en el mercado es la reducción del número de ingredientes activos convencionales para las compañías agroquímicas para formular productos. Esto está repercutiendo en el mercado, dónde los agricultores disponen de muy pocas opciones para el control de plagas y enfermedades vegetales. Este hecho va a dar innegablemente nuevas oportunidades para los semioquímicos.
Resistencia - Dónde resulta particularmente difícil controlar las plagas con los productos fitosanitarios convencionales, en ocasiones el excesivo uso de algunos productos ha tenido como resultado el desarrollo de resistencias a dichos productos por parte de la plaga objeto de control. En estas circunstancias, muchas veces no es posible cambiar y utilizar ingredientes activos de otra familia (resistencias cruzadas), y es en estos casos cuando los semioquímicos tienen y tendrán una oportunidad. Este ha sido el caso de Cydia pomonella en varios países, dónde el desarrollo de resistencias a organofosforados ha sido sustancial.
Residuos - Hay una creciente exigencia en muchas tiendas y supermercados en cuanto a requisitos de niveles de residuos en frutos y vegetales. Algunos han establecido fechas en las cuáles quieren decir que todos sus frutos y vegetales en venta están libres de residuos. Por consiguiente, están exigiendo a sus proveedores que los agricultores adopten unos métodos de producción con el fin de alcanzar este objetivo. Creemos que es en este contexto donde los semioquímicos encontrarán su mayor oportunidad. En muchos casos, habrá que integrarlos con productos fitosanitarios convencionales puesto que no proporcionan una solución total para todas las plagas en una mezcla compleja de plagas y enfermedades vegetales en muchos cultivos. Sin embargo, es el momento ideal para que ocupen su lugar en los programas de control integrado de plagas dónde jueguen un papel clave.
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