- Hongos
entomopatógenos - Aspectos
generales - Modo de
acción - Producción de
toxinas - Utilización de
hongos en el control de insectos - Conclusiones
- Algunas
investigaciones - Formulación de
hongos entomopatógenos en el control
biológico - Consideraciones
generales - Control de calidad de las
formulaciones - Formulaciones
desarrolladas - Conclusiones
finales - Bibliografía
Dentro de los agentes entomopatógenos se incluyen
bacterias,
hongos, virus,
nemátodos y protozoos
fundamentalmente. Generalmente se caracterizan por su escasa
toxicidad sobre otros organismos del ambiente, por
su aptitud para ser tratados
industrialmente, es decir, se cultivan, formulan, empaquetan,
almacenan y se comercializan como un insecticida convencional.
Estos insecticidas biológicos penetran en el insecto plaga
por ingestión, y también por contacto en el caso de
los hongos.
Son organismos heterótrofos (falta de fotosíntesis), que poseen células
quitinizadas, normalmente no móviles.
El inicio de la infección se realiza por
germinación de las esporas del hongo sobre el tegumento
del individuo
plaga. La dispersión de las esporas se realiza por
contaminación ambiental a través del
viento, la lluvia e incluso individuos enfermos al entrar en
contacto con otros sanos.
Normalmente son especies específicas o de amplio
espectro de hospedantes (insectos y ácaros). El hongo sale
del insecto enfermo a través de las aperturas (boca, ano,
orificios de unión de los tegumentos y artejos) y en el
exterior forma sus estructuras
fructíferas y las esporas.
Los individuos enfermos no se alimentan, presentan
debilidad y desorientación y cambian de color,
presentando manchas oscuras sobre el tegumento, que se
corresponden con las esporas germinadas del hongo.
Normalmente, los hongos, son entopatógenos de
acción
lenta. Algunos atacan a gran cantidad de especies distintas de
insectos. Pero estos productos
dependen generalmente de las condiciones ambientales de temperatura
(25º C) y de elevada humedad relativa para que su desarrollo y
acción patógena sea la adecuada. Se suelen
comercializar en preparados a base de esporas que deben estar en
agua unas 24
horas antes de su aplicación.
Generalmente tardan una semana como mínimo en
eliminar a la víctima o al menos en que esta deje de
alimentarse. Son adecuados para su aplicación por introducción, manipulación ambiental
o aumento inoculativo, pero no para aumentos
inundativos.
Comercialmente destacan los siguientes hongos
entomopatógenos:
- Beauveria bassiana:
Coleópteros. - Verticillium lecanii: Áfidos, moscas
blancas y tisanópteros. - Metarrhizium anisoplinae: Homópteros,
en general.
Los hongos entomopatógenos poseen extrema
importancia en el control de ectoparásitos, virtualmente
todos los ectoparásitos son susceptibles a las enfermedades fungosas y
existen aproximadamente 700 especies de hongos
entomopatógeno, y alrededor de 100
géneros.
Dentro de los mas importantes se mencionan:
Metarhizium spp, Beauveria spp, Aschersonia spp, Entomopthora
spp, Zoophthora spp, Erynia spp, Eryniopsis spp, Akanthomyces
spp, Fusarium spp, Hirsutella spp, Hymenostilbe spp, Paecelomyces
spp y Verticilliun spp, pertenecientes a la clase
Zygomycetes e Hyphomycetes (López y Hans Börjes,
2001).
En forma general los hongos presentan las siguientes
fases de desarrollo sobre los hospederos: germinación,
formación de –J apresorios y estructuras (grampa) de
penetración, colonización y reproducción del
patógeno.
En todos los casos la unidad infectiva es la espora
(reproducción sexual) o el conidia (reproducción
asexual). La invasión al hospedero se produce con la
adherencia del conidio a la cutícula del insecto.
Posteriormente este produce un tubo germinativo y un apresorio,
como producto de la
dilatación de la hifa. En la penetración
están presentes dos procesos
principales: el físico, debido a la presión de
la hifa, la cual rompe las áreas membranosas esclerosadas
y el químico, resultante de la acción
enzimática (proteasas, lipasas y quitinasas), lo cual
facilita la penetración mecánica.
En el área de la procutícula alrededor de
la penetración, aparecen síntomas de histolisis
(descomposición del tejido par acción
enzimática).
A partir de la penetración se inicia el proceso de
colonización, en el cual la hifa sufre un engrosamiento y
se ramifica en la cavidad general del cuerpo. A partir de ese
momento se forman pequeñas colonias del hongo y otros
cuerpos hifales (blastosporos), sin embargo no ocurre gran
crecimiento hifal antes de la muerte del
insecto.
Recientes estudios con Metarhizium anisopliae
demostraron claramente que la proteasa es el factor clave en la
penetración la cutícula del insecto por el hongo (
St. Leger et alii, 1988). La cutícula esta formada en un
70% aproximadamente de proteínas,
lo que explica que sean las proteasas más importantes que
las quitinasas. Después de la muerte del
insecto, el hongo crece dentro del cadáver y todos 1os
tejidos
internos son penetrados por hifas filamentosas.
La colonización de los diferentes órganos
se produce en la siguiente secuencia: cuerpos grasosos, sistema
digestivo, tubos de Malpigui, hipodermis, sistema nervioso,
músculos y traqueas. La muerte del insecto ocurre debido a
la producción de micotoxinas, cambios
pato1ógicos en el hemocele, acci6n histolítica y
bloqueo mecánico del aparato
digestivo, secundario al crecimiento de las hifas.
Después de 48 a 60 horas de la muerte del insecto, las
hifas comienzan a emerger por los espiráculos, ano y boca
a través de las áreas más débiles
(regiones intersegmentales).
Los hongos entomopat6genos poseen la capacidad de
sintetizar toxinas que son utilizadas en el ciclo de las
relaciones patógeno-hospedero. El estudio de esta toxina
(dextruxinas, demetildestruxina y protodextruxina) es de suma
importancia ya que se pueden sintetizar productos químicos
de baja toxicidad y de elevada acción insecticida,
acariciada y nematicida.
Es posible también seleccionar aislamientos de
hongos altamente toxicogénicos que se encuentran en forma
natural o bien ser mejoradas genéticamente con relaci6n a
ese aspecto (Roberts 1989).
UTILIZACIÓN
DE HONGOS EN EL CONTROL DE INSECTOS
Metarhizium anisopliae y Beauveria
bassiana. El primer trabajo de
control microbiano fue realizado par Metschnikoff en 1879.
Siguiendo estas legaciones en 1884 fueron producidos 55 Kg. del
hongo M. anisopliae, para el control de larvas del
curculiónido Cleonus punctiventris, Germen, con el
cual se obtuvo un control de 55 a 80% de insectos en
pequeñas áreas, después de 10 a 15
días de la aplicación (Martignoni 1968). Begun
Alves (1986), ese patógeno ataca naturalmente más
de 300 especies de insectos de los diferentes órdenes
incluyendo plagas importantes.
EL hongo Beauveria bassiana de acuerdo con
Macleod, (1954), fue aislado de insectos muertos con mayor
frecuencia que cualquier otro entomopatógeno y Alves
(1986) informa que este hongo infecta cerca de 200 especies de
insectos. Uno de los primeros ensayos de
control microbiano fue hecho en 1893, cuando el mismo fue
evaluado contra larvas de Lymantria monarcha.
Los resultados de laboratorio
tuvieron éxito,
sin embargo los trabajos de campo no fueron satisfactorios. En el
control de curculionidos, los hongos Beauveria spp y
Metarhizium spp han sido ampliamente estudiados (Bell &
Hamalle, 1970, Ayala & Monzon, 1977, Menezes et alii, 1980,
Badilla & Alves, 1989 y Badilla & Alves,
1991.)
Verticillium lecanii El hongo Verticillium
lecanii es un pat6geno que aparece frecuentemente sobre
áfidos y escamas en las regiones tropicales y
subtropicales. Este género
también fue reportado atacando insectos del orden
Coleoptera, Diptera, Hymenoptera y sobre
ácaros.
Paecilomyces spp. Este genero posee
diversas especies entomopatogénicas, siendo las mas
frecuentes P. farinosus, P. tenuipes y P. fumosoroseus. Ha
sido observado sobre Lepidópteros, Coleópteros y
Orthópteros.
1. La utilizacion de hongos entomopatógenos para
el control de insectos es una alternativa viable desde el punto
de vista económico, ya que se pueden reproducir a gran
escala y en
pequeñas cantidades.
2. Es necesario para llevar a cabo programas de
control de insectos con hongos entomopatógenos, un buen
conocimiento
sobre selección
de aislamientos y técnicas
de bioensayo, para seleccionar razas patogénicas y
virulentas adaptadas a condiciones ecológicas
específicas
En investigaciones
hecha en principalmente en América
se han aislados hongos entomopatógenos (Tabla 1),
provenientes de la micoteca del Departamento de Lucha
Biológica del Instituto de Investigaciones de Sanidad
Vegetal y fueron evaluados para conocer su patogenicidad a
B. microplus . En la selección de cepas para
el combate de garrapatas se consideraron diversos aspectos entre
los que fueron determinantes el efecto ovicida y la micosis a
diferentes estados del desarrollo del
artrópodo.
La patogenicidad de las diferentes cepas de los hongos
entomopatógenos fueron evaluados por la inmersión
durante un minuto de los estados de B. microplus
(huevos, neolarvas e imagos regurgitados) en suspensiones acuosas
de 107 conidiosporas/m de las diferentes cepas.
Entre los hongos más patógenos a huevos de
B. microplus, estuvieron las cepas No. 1 y 2 de
Verticillium lecanii, la LBBb14 de Beauveria
bassiana y la 127 y Brasil de
Metarhizium anisopliae.
Los aislados del hongo V. lecanii
además de tener propiedades ovicidas, mataron el 100% de
las larvas del ectoparásito y tuvo acción
micótica sobre los adultos al producir la
infectación del 30-40% de la masa de huevos.
A partir de estos resultados se hicieron ensayos en
condiciones de campo y se evaluó el efecto de varios
biopreparados sobre los estados no parasíticos del
ectoparásito. Los tratamientos dirigidos a los pastos en
las parcelas experimentales infestadas con masas de huevos de
B. microplus, se obtuvo con el hongo V.
lecanii (cepa LBVL-2) un control de 76% resultado que
difirió significativamente de las parcelas tratadas con
las cepas de los hongos B. bassiana y M.
anisopliae.
Paralelo al desarrollo de estos experimentos, se
hicieron evaluaciones del efecto de productos biológicos a
base de V. lecanii sobre los estados
parasíticos de B. microplus en novillos
estabulados y se obtuvo al cuarto tratamiento una
reducción total del ectoparásito (tabla 2). Las
garrapatas muertas se recogieron y se llevaron al laboratorio y
fueron colocadas en cámara húmeda,
pudiéndose detectar en las mismas, la presencia de hifas
del hongo V. lecanii.
También se han realizado ensayos durante 12
meses, en condiciones de producción, en que se compararon
ganado vacuno tratadas con el acaricida Tifatol y otros con el
acaricida biológico a base de V. lecanii y
un tercer ensayo en que
los animales fueron
bañados con agua.
Algunos requisitos que se deben cumplir para la
utilización de un bioacaricida
Para la utilización del bioacaricida a base de
V. lecanii son varias las condiciones que deben
cumplirse:
– Antes de iniciar el tratamiento biológico debe
procederse a deprimir la población del ectoparásito con un
producto químico y posteriormente seguir con los
baños biológicos con una frecuencia semanal,
durante las diez primeras semanas y posteriormente se puede
espaciar cada 15 días e ir reduciendo la frecuencia de
baño.
– Debe garantizarse una buena cobertura del
animal.
– La aplicación debe ser en horas de baja
actividad solar debido a la acción de las radiaciones
solares y las altas temperaturas sobre las esporas o de lo
contrario, mantener los animales en las naves o lugares
sombreados, hasta que baje la actividad solar.
– No debe aplicarse en días lluviosos o si
llueve, es necesario repetir la aplicación.
Método de aplicación del
bioacaricida
El acaricida biológico se puede aplicar al cuerpo
del animal, en una suspensión de 107 – 108 conidios/m, con
brocha, mochila de mano, motomochila, por manga asperjadora,
etc.
Por el momento no se recomienda el baño de
inmersión por no tener aún los resultados con los
preservantes para que el producto pueda permanecer mayor tiempo en la
cisterna sin contaminar.
Cualquiera que sea el método que
se utilice para bañar a los animales, es requisito que
estos queden bien mojados y sobre todo en las zonas de la ubre,
periné y cola, así como en las axilas y la cabeza,
sobre todo las orejas.
Nivel de producción del bioacaricida
En Cuba los
productos de V. lecanii se obtienen por cultivo
superficial estático, líquido o
sólido.
Las cepas de V. lecanii para el control de
garrapatas alcanzan efectividades técnicas entre 75-80% en
condiciones de campo. El costo de
producción es aproximadamente dos pesos con ochenta
centavos, moneda nacional el Kg y se obtiene un producto que
alcanza una concentración promedio de 6 x 107- 4 x 108
conidios/g.
Los productos de V. lecanii se encuentran
insertados dentro del programa de lucha
contra la garrapata y es importante señalar que muchos
productores pecuarios tanto del sector privado como estatal,
tienen cultura de
utilización de este producto y cada día son
más los ganaderos que solicitan el servicio
técnico para el control de animales con productos
biológicos.
Tabla 1. Diferentes cepas de los entomopatógenos
M. anisopliae, P. farinosus,
P. fumoso-roseus, V. lecanii y B.
bassiana utilizados en bioensayos
con B. microplus
Microorganismos | Con.107 cond/ml | Aislado de: | Localidad |
M. anisopliae | |||
139 | 6 | Ostrinia nubilaris | Francia |
127 | 7 | Elateridos | – |
Brasil | 7,2 | Mahanarva posticate | Brasil |
1793 | 1,0 | Homóptera (ninfa) | Colombia |
NB (LBM 11) | 1,7 | Lepidóptera (larva|) | Cuba |
C4 (LBM 2) | 3,4 | Cosmopolites sordidus | Cuba |
Pic (LBM 1) | 5,0 | Cosmopolites sordidus | Cuba |
1750 | 5,2 | Homóptera | Filipinas |
263 | 6,3 | Insecta | – |
1842 | 3,6 | Insecta | Colombia |
1840 | 1,1 | Insecta | Colombia |
1888 | 1,5 | Insecta | Colombia |
1792 | 8,0 | Insecta | Colombia |
267 | 2,1 | Insecta | – |
146 | 3,1 | Homóptera | Brasil |
Isla | 4,0 | Coleóptera | Cuba |
Filipinas (LBM 10) | 2,5 | Insecta | Filipinas |
1848 | 1,0 | Insecta | – |
V. lecanii | |||
N-2 | 1,2 | Homóptera | Inglaterra |
N-1 | 1,5 | Homóptera | URSS |
Paecilomyces | |||
P. farinosus | 1,0 | Lepidóptero | Cuba |
P. fumoso-roseus | 3,0 | Lepidóptero | Francia |
B. bassiana | |||
Lbb 14 | 1,4 | Insecta | Bulgaria |
LBb3 | 1,1 | Diatraea saccharalis | Cuba |
LBb17 | 1,1 | Decemlineata | Francia |
LBb9 | 1,3 | Diatraea saccharalis | Cuba |
LBb8 | 1,2 | Diatraea saccharalis | Cuba |
TABLA 2 Porcentaje de garrapatas Boophilus
microplus que le emergió el hongo
Verticillium lecanii (Cepa
LBV-2)
Animal | No. garrap. muertas | No. garrap. con hongo | % emergencia hongo |
917 | 72 | 57 | 79,1 |
912 | 102 | 91 | 89,2 |
911 | 94 | 81 | 86,1 |
902 | 78 | 46 | 58,9 |
700 | 105 | 73 | 70,0 |
Formulación de hongos entomopatógenos en
el control biológico
Algunas consideraciones que se deben tener en cuenta
para el desarrollo de productos de origen fungoso, los tipos de
formulaciones en que pueden ser presentados y los logros
obtenidos en este tema considerando que la forma granulado y
polvo humedecible son las más usada hasta estos momentos
en la presentación de este tipo de producto.
Para utilizar hongos entomopatógenos como
insecticidas deben producirse cantidades masivas del hongo, el
cual debe mantener su capacidad infectiva por un período
de tiempo considerable. Los hongos se han reproducido para su uso
como agentes biológicos de plagas desde hace 100
años, para lo cual se ha utilizado diferentes métodos de
reproducción.
La explotación de los hongos para el control de
plagas (invertebrados, malezas y enfermedades) implica una
amplia investigación donde se involucran
disciplinas como la patología, ecología, genética,
fisiología, producción masiva,
formulación y estrategias de
aplicación (Butt, Jackson y Magan, 2001).
Una buena formulación es la base para el
éxito de un bioplaguicida de origen microbiano; la
posibilidad de obtener productos adecuados depende de las propias
características del microorganismo
y su relación con los componentes de la formulación
(excipientes) y el ambiente de almacenamiento
(Tanzini, Batista, Setten,y Toschi, 2001)
Para el desarrollo de nuevos productos de origen
biológico se deben tener en cuenta diferentes aspectos:
primeramente definir un medio de cultivo óptimo y el mejor
sistema para la
obtención masiva de inóculo que permita una buena
relación costo –
rendimiento en la producción; establecer ensayos de
producción a pequeña escala; garantizar la
estabilidad del producto y determinar las condiciones de
almacenamiento; poder utilizar
la maquinaria standard de cualquier explotación para su
aplicación, y ser efectivo a unas dosis parecidas a las
utilizadas para los antiparasitarios así como bioensayos
de laboratorio, invernadero y campo que confirmen la efectividad
del producto una vez formulado (Carballo,1998)
El objetivo de
una formulación de hongos entomopatógenos es
aumentar la estabilidad durante el almacenamiento y
después de la aplicación Las propiedades
físicas y biológicas de la formulación deben
permanecer estables por un tiempo mínimo de 12 meses, pero
es recomendable que se mantengan durante 18 meses para permitir
su comercialización.
Además de mejorar la adhesión a la
cutícula del insecto; aumentar o mantener la virulencia y
permitir su aplicación con equipos de volumen ultrabajo
(Carballo,1998)
En condiciones de laboratorio es difícil mantener
la viabilidad de hongos entomopatógenos por mucho tiempo.
De esta manera, formular un entomopatógeno consiste en
adicionarle determinados compuestos que mejoran su desempeño en el campo, facilitando su
manejo, aplicación y permita su almacenamiento en
condiciones que disminuyen el costo, con una pérdida
mínima de las cualidades del producto (Batista, Alves,S.,
Alves, L., Pereira y Augusto, 1998) Para ser formulado, la
viabilidad del hongo no debe ser menor de 95 % y el contenido de
humedad entre 4 – 6 %. (Monzón, 2001)
Los materiales
utilizados en la formulación no deben tener actividad
biológica; ni afectar la actividad del hongo, deben ser
inocuos al ambiente, presentar características
físicas adecuadas para mezclarse con los conidios;
facilitar la aplicación del producto y ser economicamente
rentables (Carballo, 1998)
Existen varios tipos de formulaciones, el que una
sustancia activa dada se presente de una forma u otra
dependerá básicamente de sus propiedades
físico-químicas (solubilidad, tamaño de
partícula, densidad,
fluidez), de la maquinaria de que dispone el aplicador y de
factores económicos.
Tipos de | Ventajas | Desventajas | Descripción |
Polvo (P=Powder o | No necesita dilución, ni | Riesgo de inhalación o | Sustancia activa más un . |
Granulados | Dosificación más | Liberación lenta del | Sustancia activa con un soporte |
Polvos humedecible (WP = Wettable | Fácil almacenamiento, | Requiera agitación buena y | Sustancia activa con un soporte |
Polvos floables secos o | Fácil manejo y | Agitación constante y | Granulado del ingrediente activo |
Materiales | Productos más seguros para operarios de campo; la | Agitación constante Tecnología cara | Partícula sólida o Apropiada si se necesita proteger |
Concentraciones emulsionables (EC | Emulsiones que tienen una | Por la presencia de los | Sustancia activa más un Se obtiene una acción |
Floables o Suspensiones | Las suspensiones concentradas son | Tienen las mismas dificultades Tienen poder abrasivo sobre | Ingrediente activo con |
Existen, además, las Bolsas hidrosolubles que
más que una formulación es un modo de
presentación de una WP o SP mediante la cual se eliminan
los riesgos de
malas dosificaciones, se elimina el manipuleo y se minimizan los
riesgos por la toxicidad de los productos.
Estos envases predosificados se dejan caer en el agua del
tanque del equipo de aplicación y allí la envoltura
plástica se disuelve rápidamente, se libera la
formulación y se mezcla uniformemente con el agua. No hay
riesgos de contacto, inhalación ni salpicadura. Una vez
lograda la mezcla de aplicación, ésta no es
más ni menos segura que cualquier otra formulación
similar de igual principio activo. (Denis, Burges, 1998;Jones y
Burges, 1998)
Varios productores de biocontroles han elegido a polvos
humedecible, entre las formulaciones secas, debido a su larga
vida de estante, buena miscibilidad en agua, y fácil
aplicación con un equipo de atomización
convencional ya que sus propiedades físicas le
proporcionan la habilidad al producto de mezclarse con agua y
formar una suspensión homogénea atomizable
(Medugno, Ferraz y Freitas, 1997, Aroonrat, Manop y Uthai,
2003)
Control de
calidad de las
formulaciones
La comercialización de controles
biológicos basados en hongos entomopatógenos
requieren de un control adecuado de las propiedades
biológicas, físicas y químicas.
Algunas pruebas
microbiológicas recomendadas son:
- Concentración de esporas: Establece la
dosificación del producto. - Germinación de esporas: Determina la
viabilidad del hongo en la formulación. - Pureza: Revela la proporción del agente
biológico en la formulación e identifica los
microorganismos contaminantes con el objetivo de mejorar el
proceso de producción y formulación de los
entomopatógenos.
Además, es necesario realizar algunas pruebas
fisicas de acuerdo al tipo de formulación. (Vélez,
1997;Carballo, 1998) Por ejemplo los polvos humedecibles es
necesario realizar pruebas de suspendibilidad, humectabilidad,
contenido de humedad y tamaño de partícula
(Aroonrat, Manop y Uthai, 2003)
En el mundo numerosos grupos de
investigadores y empresas
productoras se concentran en el desarrollo de productos
comerciales a partir de hongos en forma de granulos o polvo
humedecible entre los que se citan Biofox C (F.
oxysporium y F. moniliforme SIAPA, Italia), Mycotal
(V. lecanii, Koppert, Holanda), Mycotrol GH
(B. bassiana, Mycotech, USA), Green Muscle
(M. flavoviride, CABI Bioscience, UK), DiTera
(M. verrucaria, Valent (Sumitomo), USA, Japón)
(Burges, 1998;Butt y Copping, 2000).
El desarrollo de agentes de control biológico e
investigaciones de su uso ha sido menor en su comienzo que el
esperado, pero la utilización de estos productos
está empezando a asumir un papel importante en el campo de
la agricultura
sostenible. La aplicación de los biocontroles junto a
otros métodos alternativos permitirá lograr buenos
rendimientos de las cosechas sin perjudicar al
ecosistema
Las formas granulados y polvo humedecible son las que
mayor éxito han tenido en la presentación de este
tipo de producto pero se necesita un mayor esfuerzo en
investigaciones en esta línea a fin de obtener
formulaciones de mayor estabilidad.
- http://www.monografias.com/trabajos17/formulacion-de-hongos/formulacion-de-hongos
- http://rafaela.inta.gov.ar/revistas/cha0400.htm
- http://www.aphis.usda.gov/lpa/pubs/fsheet_faq_notice/fs_ahcfever_sp.pdf
- http://www.biogenesis.com.ar/trabajos/bovif16.htm
- http://www.aguascalientes.gob.mx/codagea/produce/GARRAPAT.htm
- http://www.flycontrol.novartis.com/species/stablefly/es
- http://www.bricopage.com/plagas.htm
- http://www.fao.org/Regional/LAmerica/prior/segalim/animal/miasis/pdf/doc1.pdf
- http://www.grain.org/biodiversidad_files/biodiv222.pdf
Javier Giraldo
Estudiante de Medicina
Veterinaria y
Zootecnia
Universidad del Tolima
Asignatura: Parasitología y Enfermedades
Parasitarias
Categoría: Agricultura y
Ganadería