Las abejas polinizadoras necesitan nuestra ayuda
🌻🔆¡Hola lectores!🌻🔆
En esta ocasión me gustaría hablar de una preocupación medioambiental
que lleva al menos 20 años. Las abejas son un grupo de animales clave para la
preservación de la biodiversidad de plantas y para los cultivos.
Sin embargo, su población está mermando y es nuestra responsabilidad revertir
esta situación.
Introducción
Los insectos son el grupo de animales
con más variedad de especies del planeta y se estima que abarcan una gran
fracción de la biomasa viva de la Tierra.
Muchos de estos insectos
realizan un servicio ecosistémico al polinizar a las plantas. Los insectos,
como las abejas, son los principales vectores para la transferencia de
polen de la mayoría de las especies de plantas con flores silvestres y de
cultivo.
Sin embargo, un estudio
publicado en la revista On Earth en 2021 (1) revela que lamentablemente el
número de especies de abejas ha disminuido a nivel mundial. El comienzo de esta
disminución de especies de abejas puede rastrearse a la década de 1990. Entre
los años 2006 y 2015, se registró la disminución más importante y
se detectó aproximadamente un 25 por ciento menos de especies.
¿Qué sabemos de las abejas?
Los antófilos (Anthophila, del
griego “que aman las flores”), son un clado de insectos que se
conocen comúnmente como abejas. Las especies
de abejas silvestres son animales clave no solo para la reproducción sexual
de cientos de miles de especies de plantas silvestres, sino que se
estima que el 85% de estas especies son las encargadas de polinizar los
cultivos alimentarios alrededor del mundo (Figura 1). Actualmente
existen alrededor de 20000 especies de estos insectos polinizadores.
La mayoría de las especies de abejas
son Polilécticas, es decir que cosechan polen
de una variedad de plantas. Sin embargo, otras son Oligolécticas y
solo recogen polen de unas pocas especies de plantas relacionadas (2).
¿Por qué están en peligro las abejas?
Durante la segunda mitad del
siglo XX, se produjo una expansión agrícola mundial que provocó la pérdida del hábitat
de las abejas polinizadoras. Por otro lado, el uso generalizado de pesticidas
acabó con muchas plantas de las que dependían las abejas.
Sumado a estos eventos, el cambio
climático ha provocado un aumento significativo de las temperaturas. Este
cambio ambiental ha obligado a las especies de abejas a salir de sus lugares nativos
o han muerto.
Es por estas tristes razones es que
finalmente se ha comenzado a poner el foco en la preservación de las
poblaciones de abejas. Como parte de las estrategias de conservación, se
están diseñando nuevas fórmulas para insecticidas que no dañen la población
de estos polinizadores (Figura 2).
Figura 2. Panal de abejas polinizadoras.
¿Cuál es la función de los insecticidas?
Las plagas son aquellos
insectos que destruyen los cultivos, como es el caso de la polilla de espalda
o dorso de diamante y la hormiga roja de fuego (Figura 3). La polilla dorso de
diamante es una de las diez plagas que más afectan las hortalizas crucíferas y
reducen su rendimiento. La hormiga roja de fuego es una de las especies
exóticas más invasoras del mundo, amenazando la salud humana y el ecosistema.
Figura 3. A. Polilla de dorso de diamante, en el panel izquierdo se observa la larva y en el derecho la forma adulta. B. La hormiga roja de fuego.
¿Cómo se combate a las plagas?
Actualmente se utilizan
insecticidas a base de aril pirazol, como el fipronil (Figura 4)
que tienen una actividad insecticida contra las plagas de insectos de amplio
espectro.
Sin embargo, estos
compuestos provocan una elevada toxicidad para las abejas y, por lo
tanto, se limita y/o prohíbe su uso agronómico. Es decir, el insecticida es muy
efectivo para proteger los cultivos, pero muy dañino para las abejas, lo que
provoca un desequilibrio en el ecosistema.
El fipronil es un producto de
referencia en el campo de los insecticidas, pero se ha prohibido su uso debido
a su elevada toxicidad para los organismos que no son el blanco deseado,
especialmente es tóxico para las abejas.
Figura 4. Estructura química del insecticida fipronil.
En busca de nuevas fórmulas de
insecticidas bee-friendly
En 2022, Investigadores de la UniversidadAgrícola del Sur de China (3), publicaron un trabajo científico donde revelan que han
desarrollado nuevas moléculas insecticidas que logran reducir
significativamente la toxicidad para las abejas sin mermar su eficacia contra
las plagas.
Los investigadores chinos diseñaron
y sintetizaron una serie de nuevos derivados del compuesto denominado espiro-pirazolo
quinazolina que están destinados a reducir la toxicidad de los análogos del
arilpirazol para las abejas.
Las partes de las
moléculas espiro son compuestos que tienen al menos dos anillos
moleculares con un solo átomo común (Figura 5). Se encuentran en
productos naturales y moléculas bioactivas.
Estos compuestos poseen gran
especificidad y diversidad de estructuras.Los motivos espiro se
han utilizado ampliamente en productos farmacéuticos, materiales ópticos,
materiales ignífugos, adhesivos poliméricos, entre otras aplicaciones.
Sin embargo, actualmente sólo unos pocos
compuestos que contienen el grupo espiro se han convertido en pesticidas
representativos en el mercado, como el espirodiclofeno y el espirotetramat
de Bayer.
Figura 5. Estructuras químicas de lso grupos espiro. Los anillos pueden ser ciclopentanos, ciclohexanos o ciclobutanos. R1, R2 y R3 representan cualquier átomo o grupo sustituyente. Estos pueden ser por ejemplo, OH, Cl, Br.
¿Por qué no se producen estos compuestos espiro-pirazolo quinazolina a gran escala?
En general, cuando algo es muy efectivo, pero es escasamente explotado, las razones se basan en la dificultad de su producción y el costo que conlleva.
Como si esas razones fueran pocas, estos compuestos son efectivos sobre un número relativamente limitado de especies de plagas.
Además, estos compuestos químicos
orgánicos deben ser evaluados también con respecto a su seguridad, tanto para
la población humana como para el medio ambiente.
No son pocos los antecedentes de
compuestos que han sido y son dañinos. Sin ir más lejos, el polémico glifosato.
Por lo tanto, es necesario tener en cuenta las distintas bioactividades,
toxicidades y el comportamiento medioambiental; lo que se traduce
en largos ciclos de Investigación y Desarrollo. En este mundo mega
mercantilista, esto suele ser una traba.
¿Cómo se descubrió este nuevo compuesto?
El equipo de investigadores utilizó una estrategia de búsqueda global y consultoría con expertos, para el descubrimiento de los agroquímicos más eficientes.
Este procedimiento ha
sido muy utilizado para encontrar nuevos candidatos que superen los niveles de
actividad agrotóxica conocidos y eviten toxicidades adversas. Esta técnica se
ha utilizado con éxito en la investigación de herbicidas.
Resultados de la búsqueda, la síntesis y las pruebas realizadas
Los resultados mostraron que la mayoría
de los compuestos presentaban una actividad insecticida positiva (algunos
comparable a la del fipronil) contra las plagas blanco, lo que los
convierte en prometedores candidatos a utilizarse como insecticidas.
Afortunadamente, el estudio de toxicidad
en abejas confirmó que un nuevo compuesto, el "5f", mostraba
una toxicidad oral aguda mucho menor, con un valor de LD50 de 1,15
μg por abeja. Esto resultaba ser de tres a cuatro órdenes de magnitud superior
al del fipronil (LD50= 0,0012 μg por abeja).
Es decir, la LD50 o dosis letal
media es la concentración de una sustancia que provoca la muerte del 50% de
la población animal debido a la exposición de dicha sustancia.
Lo que nos está diciendo el dato de la investigación es que se necesita una dosis superior de este compuesto insecticida novedoso para que sea letal, en comparación con el insecticida convencional. Si hacemos la relación de las LD50 de ambos compuestos resulta que1,15/0,0012 = 958. Es decir, el insecticida novedoso es casi 1000 veces menos nocivo que el tradicional.
Que dice el profesor Zhao, quien dirigió la investigación:
Durante los últimos veinte años, nuestro
grupo ha llevado a cabo una serie de estudios sobre la modificación estructural
del fipronil, con el objetivo de mejorar su biodisponibilidad y reducir
su toxicidad.
La combinación del motivo espiro es uno
de nuestros nuevos ensayos, y la importancia de la reducción de la toxicidad
para las abejas está dentro de nuestras expectativas. Por el momento, es menester
realizar más estudios y un seguimiento riguroso sobre su mecanismo de acción.
Perspectivas a futuro
Si hay algo que me ha enseñado mi experiencia como investigadora es que siempre es más fácil ver algo en el laboratorio que producirlo a gran escala. Los motivos son muchos, sin embargo, el factor económico y la calidad del producto suelen ser determinantes.
Los requisitos de
la producción industrial, no sólo implican eficiencia ,si no que exigen una buena
escalabilidad y reducción del costo de producción. Es por esto que los
investigadores tendrán que seguir mejorando el rendimiento y la escalabilidad
de este tipo de moléculas.
Reflexiones finales
Es importante pensar que más allá de las reglas de la industria y el beneficio económico, es crucial entender que los factores dañinos sobre el medio ambiente nos afectan a todos.
Quizás es
tiempo de pensar de una forma mas altruista e invertir con convicción en algo
que, si bien puede ser costoso monetariamente, podría beneficiar al planeta, su
inmensa biodiversidad y nosotros mismos a largo plazo.
¡Gracias por leer!🌳🌴🐞
Referencias:
2.Plant-Pollinator Interactions: From Specialization to Generalization.Waser, Nickolas M. (2006).
