Presentación de Póster en VII Semana de la Química Ambiental y VIII Semana de Química del Centro Oeste Paulista. 10-14 de mayo de 2010. São José do Rio Preto, SP, Brasil.
Ecología Química. Un nuevo
enfoque de estudio ante el uso indiscriminado de pesticidas en Agricultura.
Estudios en Soja en Uruguay.
Minteguiaga, M. 1; Silva, H. 2; Castiglioni, E. 2;
Rossini, C. 1; González, A. 1
Universidad de la República. UdelaR. Uruguay.
1-Laboratorio de Ecología Química. Facultad de
Química.
2- Cátedra de Entomología. EEMAC. Facultad de
Agronomía.
La Ecología Química es un área de
desarrollo relativamente reciente. Su objetivo es el estudio de la química
subyacente a las relaciones existentes entre organismos vivientes, y de éstos
con su medio abiótico; y la determinación del rol de dichos compuestos en la
naturaleza como fruto de la evolución orgánica. Dichas relaciones están basadas
en las necesidades básicas de los organismos vivos tales cómo alimentación, protección
ante condiciones adversas del medio, búsqueda de pareja para reproducción y
sobrevivencia en general. Los compuestos químicos que median tales
interacciones generalmente se conocen como semioquímicos y dominan uno de los
canales más importantes de comunicación entre organismos presentes en los
ecosistemas: la comunicación química.
La Ecología Química tiene una inminente
aplicación en el área de estudio de organismos detrimentales a los intereses
humanos. Dentro de dichos organismos, los insectos ocupan un lugar de
predominancia, demostrando ser el taxón filético que más comúnmente utiliza
compuestos químicos para adaptación al medio y percepción del mismo. Entender
los mecanismos subyacentes a dichos procesos puede sobrevenir en estrategias de
control de los mismos. En ese sentido, se han desarrollado estrategias de
control de plagas de agricultura como las trampas de feromonas (semioquímicos
de comunicación interespecíficas), activación de defensas inducidas de
cultivos, uso de biopesticidas y estrategias de push-pull.
Tales estrategias contribuyen a la
sostenibilidad de los ecosistemas agrícolas, disminuyendo los impactos
ambientales negativos generados por la aplicación masiva de pesticidas de
síntesis.
Los semioquímicos liberados por un
emisor y que son detrimentales a éste y beneficiosos al receptor, se conocen
generalmente cómo kairomonas. Dentro de ellas, las más conocidas son los
compuestos que liberan las plantas y que han sido adaptativamente
seleccionados por las plagas para
ubicación de su fuente de alimentación.
La soja (Glycine max: Fabaceae) se cultiva en Asia Oriental, EEUU y el Cono
Sur americano, principalmente para alimentación basado en su alto tenor de
proteínas y aceite, aparte de su utilización como insumo de la producción de
plásticos y biocombustibles. Uruguay ha sufrido una dramática expansión en el
cultivo de la misma, con un incremento de 9.000 hectáreas plantadas en la zafra
1999/2000 a 600.000 en la pasada temporada. El problema mayor de plagas en el
cultivo es a raíz de las chinches pentatómidas. La importación de pesticidas para
combatir las mismas ha aumentado 400% en los últimos 5 años, siendo los
principales clorpirifos (organofosforado), cipermetrina (piretroide) y
endosulfán (organoclorado). De éste último ya se ha demostrado la nocividad al
medio ambiente y a la salud humana, siendo prohibido su empleo en los países
desarrollados. Por tal la sostenibilidad del ecosistema sojero a mediano y
largo plazo se pone en duda, por lo que alternativas más amigables al Medio
Ambiente son imperantes.
El objetivo de éste estudio fue
determinar químicamente los compuestos liberados por la soja (VOCs) a lo largo de su desarrollo
fisiológico y determinar la posible
presencia en los mismos de kairomonas seleccionadas por la chinche pentatómida Piezodorus guildinii para ubicar la
misma con fines alimenticios. Para ello se empleó bioensayos con aire en
movimiento (olfactómetro en Y) y ensayos preliminares electrofisiológicos (EAD)
con la antena del insecto como detector.
En nuestro entender, éste es el
primer estudio que determina los VOCs de soja a lo largo de toda la temporada
de desarrollo en condiciones de campo.
Para ello se colectaron los VOCs con
una bomba de muestreo ambiental y filtros de adsorción de Super Q, durante 20
horas. Se eluyeron, se concentraron y se inyectaron en un GC y un GC/MS para
análisis químico estructural; y en un GC/EAD para análisis funcional de los
mismos.
Se encontraron perfiles
diferenciales de los VOCs a nivel cuanti y cualitativo a lo largo de la temporada
de crecimiento de la soja. Los principales VOCs caracterizados fueron el
monoterpeno Z-ocimeno y el
sesquiterpeno (E, E)-α-farneseno (muy
mayoritario) salvo en la etapa inicial y final del crecimiento. Fue importante
también la presencia de GLVs (compuestos de hoja verde) en toda la temporada.
En el estadio vegetativo, cuando el ataque de plagas no pentatómidas, fue determinado Salicilato de metilo, un
elicitor de defensas químicas de las plantas (hormona vegetal) y atractor de
parasitoides en interacciones tritróficas. En cuanto a las cantidades de VOCs,
se observó un incremento en la temporada de desarrollo hasta floración y
posterior disminución abrupta de los mismos hasta madurez.
En los bioensayos con aire en
movimiento en olfactómetro en Y, se apreció una leve tendencia de atracción
(aunque no estadísticamente significativa) a los VOCs de soja en dos estados de
madurez por parte de los machos. Las hembras mostraron un comportamiento poco
claro, con paridad de atracción hacia ambos brazos del olfactómetro.
En el EAD no se observaron
respuestas significativas a ningún VOC de madurez de soja, período en que la
misma es mayormente atacada por las chinches. Aunque se ha constatado por parte
de especialistas la dificultad inherente a las respuestas de las antenas de
chinches, aún para feromonas sexuales. Estos trabajos deben continuarse
optimizando las condiciones de respuesta en EAD e indagando en otros estadios
de desarrollo.
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