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Desarrollo de Spinosady Atributos de
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INTRODUCCIÓN
El descubrimiento y la
caracterización del actinomiceto del suelo Saccharopolyspora spinosa
representó una novedosa oportunidad para desarrollar un portafolio de
herramientas para avanzar en el manejo de insectos (Thompson et al.1997, Sparks et al. 1998). Realmente, el
descubrimiento y desarrollo subsecuente de este organismo único (Figura 1) le
ha dado al mundo una clase enteramente nueva de productos – *Naturalyte*
Control de Insectos de la cual Tracer es el primero en ser
comercializado. Figura
1. Microfotografías electrónicas de barrido de Saccharopolyspora spinosa
que muestran la superficie espinosa del actinomiceto (izquierda) y una vista de
sección transversal del estado vegetativo (derecha).
El nombre se basa en la
utilidad de metabolitos producidos de manera natural que por definición poseen
una rápida eficacia, competitiva con los mejores estándares sintéticos, y
perfiles de seguridad similares a los biológicos benignos. El spinosad es una mezcla de los dos metabolitos
más activos de ocurrencia natural (las espinosinas A y D) producidas por S.
spinosa (Figura 2, Kirst et al., 1992). Figura 2. Spinosad,
el primer ingrediente activo en la clase de productos Naturalyte para control
de insectos, es una mezcla de espinosina A y espinosina D (ref. 1).
Estructuralmente, estos
compuestos son macrólidos y contienen un sistema
único de anillos tetracíclicos al cual están ligados dos azúcares diferentes.
Un modo de acción único, junto con un alto grado de actividad en las plagas
objetivos y baja toxicidad para los organismos que no son objetivos (incluyendo
muchos artrópodos benéficos), hacen del spinosad una nueva y excelente
herramienta para el manejo de insectos plagas. Dow AgroSciences está
persiguiendo de manera agresiva espinosinas adicionales y otros metabolitos de
organismos naturales que sean futuras entradas para la clase Naturalyte. Este
artículo brinda una visión general de las propiedades físicas y biológicas del
spinosad. Cuando se consideran estas propiedades, en total, es claro que
Naturalyte no se adapta a las características previas de los insecticidas
químicos ni de los biológicos. Propiedades Físicas y
Destino Medioambiental
Spinosad es un metabolito
secundario de la fermentación aeróbica de S. spinosa en un medio
nutritivo. Después de la fermentación, el spinosad se procesa y se extrae de una
suspensión acuosa convencional altamente concentrada para facilidad de distribución
y uso. Spinosad es un sólido cristalino de color gris claro a blanco con un
olor a tierra similar al del agua ligeramente estancada. Tiene un pH de 7.74,
es estable en presencia de metales y iones metálicos
durante 28 días, y como material formulado tiene una vida de anaquel de tres
años. Se los considera no volátil con presiones de vapor alrededor de 10-10
mm Hg. La Tabla 1 resume otras propiedades físicas y químicas de las
espinosinas A y D (Anónimo, 1996). Tabla 1. Propiedades
físicas y químicas de las espinosinas A y D.
La degradación de spinosad
en el medio ambiente ocurre mediante una combinación de rutas, principalmente
fotodegradación y degradación microbial a sus componentes naturales: carbono,
hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. La vida media de spinosad degradado por
fotólisis en el suelo es 9-10 días. Es menos de 1 día para fotólisis acuosa y
la fotólisis en la superficie de la hoja resulta en una vida media de 1.6 a 16
días. La vida media de spinosad degradado por metabolismo aeróbico del suelo en
ausencia de luz es 9-17 días. La hidrólisis no contribuye de manera
significativa a la degradación ya que spinosad es relativamente estable en agua
a pH de 5-7 y tiene una vida media de
por lo menos 200 días a pH 9. El potencial de lixiviación de spinosad es muy
bajo debido al moderado Kd (5-323), a
solubilidad moderada en agua y a una residualidad corta en el medio ambiente.
Por tanto, cuando se usa de manera apropiada, no representa un riesgo para las
aguas del suelo y en los Estados Unidos la Agencia para la Protección del Medio
Ambiente no exige zonas buffer (U S EPA) (Saunders y Bret, 1997). Toxicología en No
Objetivos La Tabla 2 resume las
toxicidades agudas para mamíferos, acuáticos y aves (Anónimo, 1996). Spinosad
es de toxicidad relativamente baja para mamíferos y aves y solo es ligeramente
tóxico para los peces. Tabla 2. Toxicidad
aguda de spinosad para mamíferos, acuáticos y aves.
Además, las pruebas de
toxicología crónica en mamíferos han demostrado que el spinosad no es
carcinogénico, teratogénico, mutagénico o neurotóxico. Spinosad tiene amplios
márgenes de seguridad para muchos insectos benéficos y organismos relacionados
(Schoonover y Larson,
1995). Spinosad tiene una actividad relativamente baja contra escarabajos
predatores, insectos chupadores, alas de encaje [crisópidos] y ácaros. La Tabla 3 demuestra la reducida
actividad del spinosad sobre algunos
organismos benéficos. Tabla
3. Toxicidad de spinosad y cipermetrina para algunos organismos benéficos
seleccionados.
Los valores de actividad de
spinosad y cipermetrina contra objetivos lepidópteros generalmente se
traslapan. Es muy excitante tener este nivel de actividad junto con amplios
márgenes de selectividad para insectos predatores, los cuales son un importante
componente de programas de MIP. La actividad aguda tópica de spinosad contra la
abeja melífera es menos de 1 µg por abeja lo cual coloca al spinosad en la
categoría de la EPA de altamente tóxico para las abejas. Sin embargo, una vez
que los residuos se han secado completamente, la toxicidad para abejas
forrajeras se puede considerar insignificante (Mayer
y Lunden, 1998). Las precauciones de seguridad, lo
mismo que los intervalos de reingreso y de aplicaciones antes de la cosecha
para este producto de riesgo reducido son mínimas. Propiedades Fisiológicas y
Manejo de la Resistencia
Spinosad demuestra una
rápida actividad de contacto e ingestión en insectos lo cual no es usual para
un producto biológico. El modo de acción de spinosad se caracteriza por la
excitación del sistema nervioso de los insectos, lo cual lleva a contracciones
musculares involuntarias, postración con temblores, y parálisis. Estos efectos
son consistentes con la activación de los receptores nicotínicos de
acetilcolina por medio de un mecanismo que a todas luces es novedoso y único
entre los productos conocidos para control de insectos. Spinosad también tiene
un efecto sobre la función de recepción del GABA que puede contribuir aun más
para su actividad contra insectos. Este modo de acción es único. El
imidacloprid y otros insecticidas basados en receptores nicotínicos actúa en un sitio diferente que el spinosad. La avermectina,
aunque es un producto natural y es una lactona macrocíclica, también actúa
sobre un sitio diferente al del spinosad. Ninguna otra clase de productos
afecta el sistema nervioso del insecto con el mismo modo de acción y no se ha
demostrado ninguna resistencia cruzada con el spinosad (Salgado et al., 1997;
Salgado, 1998; Salgado et al. 1998). El modo de acción único, la
falta de resistencia cruzada, la selectividad que deja insectos predatores, y
la residualidad moderada resultan en un perfil con baja probabilidad de
desarrollo de resistencia. Esto es particularmente cierto si los productos de
control de insectos Naturalyte se usan para rotaciones con los productos de
control de insectos de uso actual y otros nuevos. Sin embargo, la adaptabilidad
de los insectos se ha demostrado una y otra vez. Por tanto, Dow AgroSciences
está promoviendo el manejo de resistencia de spinosad por medio del etiquetado,
de educación y de los esfuerzos de mercadeo para apoyar las buenas prácticas de
manejo del MIP pero no porque existan preocupaciones que refuercen la idea de
que spinosad podría tener mayores problemas que cualquier otro ingrediente
activo. En el campo, la actividad
del spinosad se caracteriza por la detención de la alimentación y parálisis de
los insectos expuestos, en cosa de minutos. Sin embargo, estos insectos pueden
permanecer en la planta hasta por dos días. Por esta razón, los productores y
los plagueros deben esperar un mínimo de dos o tres días para evaluar el
control. Las aplicaciones foliares
de spinosad no son muy sistémicas en las plantas aunque se ha demostrado que
hay algo de movimiento translaminar en los tejidos foliares. Añadir
surfactantes penetrantes aumenta el movimiento translaminar y la actividad
sobre insectos minadores de las hojas (Larson, 1997).
Con este producto no se ha demostrado que haya fitotoxicidad. Espectro de Actividad y
Esfuerzos de Etiquetado
Spinosad ha sido
extensamente probado globalmente desde 1990 (Carson y
Trumble, 1997; Fouche et
al., 1998; Kerns, 1996; Linduska
et al., 1998; McLeod, 1998; Palumbo,
1997; Riley, 1998; Schuster,
1997, Stansly y Connor,
1998; Walgenbach y Palmer, 1997; Webb,
1998). La Tabla 4 presenta una lista de varios de los insectos plagas contra
los cuales se está registrando spinosad. Table 4. Ejemplos de insectos plagas
controlados por spinosad en etiquetas actuales o futuras.
En general, spinosad da
control efectivo de plagas en los órdenes de insectos Lepidoptera, Diptera, y
Thysanoptera. También es efectivo para ciertas especies de Coleoptera y Orthoptera
que consumen grandes cantidades de follaje. Spinosad generalmente no es
efectivo para control de la mayoría de los insectos chupadores, y ácaros pero
están siendo investigados ciertos patrones de uso. Etiquetado del Producto
Actualmente Spinosad está
registrado en los EE.UU. en el grupo de hortalizas de
las brassicas (broccoli, broccoli chino, repollitas de Bruselas, repollo, repollos - bok
choy y napa, coliflor, “cavalo”, hojas de brécol, brécol (Brassica oleracea var. acephala), colinabo (B.
oleracea var. gongylodes),
“mizuna” (B.
rapa var. nipposinica),
mostaza verde, espinaca mostaza, repollo chino de mostaza – “gai choy”, y hojas de colza),
hortalizas del grupo que produce frutos (berenjena, cereza rastrera, pepino,
pimentón, tomatillo, y tomate), hortalizas del grupo de las de hoja (incluyendo
lechugas de cabeza y de hoja, apio, arugula (Eruca vesicaria subsp. sativa) , “chervil” (Anthriscus cerefolium),
crisantemos comestibles, lechuga de cordero (Valerianella spp.), lechuguilla (Lepiduim), diente
de león, lengua de vaca (Rumex),
achicoria, “fennel” (Foeniculum vulgare), perejil, verdolaga de jardín, “radicchio”, ruibarbo, espinaca, y cardi
suizo), manzanos, almendros y cítricos. Cultivos para os cuales se están
buscando registros adicionales en los EE.UU. incluyen
cucurbitáceas, leguminosas, maíz dulce, papas, y fresas. La Tabla 5 presenta la
lista de los registros globales y su situación al momento en que este artículo
fue escrito. Tabla 5. Registros
Actuales y Pendientes de Naturalyte* para Control de Insectos
*Marca registrada de Dow
AgroSciences LLC **Las fechas de registro
son estimados El
favorable perfil para mamíferos y el medio ambiente, la selectividad a los
insectos y la forma como encaja en MIP, el modo de acción único y las
propiedades para manejo de la resistencia, y la eficacia sobresaliente están
dando como resultado registros rápidos y la adopción por los productores en el
mundo entero documentando, de esta manera, su valor para la agricultura. LITERATURA CITADA Anónimo. 1996. Spinosad technical guide. DowElanco (ahora Dow AgroSciences LLC),
25 pp. Carson, W. G. y J. T. Trumble.
1997. Effect of insecticides on celery insects, 1995. Arthropod
Management Tests: 1997, vol. 22:117. Fouche, C., M. Canevari
y D. Cutter. 1998. Evaluation of insecticides for control of leafminers on Kerns, D. L. 1996. Control of lepidopterous larvae and leafminers
in lettuce, 1995. Arthropod Management Tests.
21:117-118. Kirst, H. A., K. H. Michel, J. S. Mynderse, E. H. Chao, R. C. Yao, W. M. Nakatsukasa, L. D. Boeck, J. Occlowitz, J. W. Paschel, J. B. Deeter y G. D.
Thompson. 1992. Discovery, isolation and structure elucidation of a family of
structurally unique fermentation-derived tetracyclic macrolides. En: D. R. Baker, J. G. Fenyes
and J. J. Steffens, Eds., Synthesis and chemistry
of agrochemicals III. Am. Chem. Soc., Washington, D. C., pp. 214-225. Larson, L. L. 1997. Effects of adjuvants on the activity of Tracer™ 480SC on cotton in the laboratory, 1996. Arthropod Management Tests. 22:415-416. Linduska, J. J., M. Ross, D. Baumann y A. Parr. 1998. Foliar sprays to control ear-invading insects on sweet corn, 1997. Arthropod Management Tests: 23:95-96. Mayer, D. F. y J.D. Lunden.
1998. Research Reports: 72nd Annual Western Orchard Pest & Disease Management Conference. McLeod, P. 1998. Evaluation of insecticides for control of
corn earworm on snap bean, 1997. Arthropod
Management Tests. 23:75. Palumbo, J. C. 1997. Evaluation of selective insecticides for control of lepidopterous larvae in lettuce. Arthropod Management Tests. 22:136. Riley, D. G. 1998. Evaluation of insecticide treatments on
cabbage, 1997. Arthropod Management Tests.
23:82. Salgado, V. L. 1997. The mode of action of spinosad and other insect control products. Down to Earth. 52(1), 35-44. Salgado, V.L. 1998. Studies on the mode of action of spinosad: Insect symptoms and physiology correlates. Pesticide Biochemistry and Physiology. 60(2):91-102. Salgado, V. L. , J. J. Sheets, G. B. Watson, y A. L. Schmidt. 1998. Studies on the mode of action of spinosad: The internal effective concentration and the concentration dependence of neural excitation. Pesticide Biochemistry and Physiology. 60(2):103-110. Schoonover, J. R. y L. L. Larson. 1995. Laboratory activity of spinosad on non-target beneficial arthropods, 1994. Arthropod Management Tests. 20:357. Schuster, D. J. 1997. Management of insects on fresh
market tomatoes, spring, 1996A. Arthropod
Management Tests. 22:182. Stansly, P. A. y J. M. Connor. 1998. Impact of insecticides alone and in rotation on tomato pinworm, leafminer and beneficial arthropods in staked tomato, 1997. Arthropod Management Tests: 23:162-165. Walgenbach, J. F. y C. R. Palmer. 1997. Control of lepidopterous insects on cabbage, 1996. Arthropod Management Tests. 22:113. Webb, S. E. 1998. Control of pickleworm on squash with
selective insecticides, 1997. Arthropod Management Tests. 23:142-143. Regresar a la
Portada del Texto Mundial de MIP de Radcliffe. La Universidad de
Minnesota es un empleador y educador igualitario.
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