Una nueva investigación muestra cómo un nuevo tipo de pesticida de ingeniería genética se mueve y se degrada en el suelo.
Esta nueva generación de pesticidas puede controlar los insectos plaga al comprometer la capacidad del insecto para crear proteínas esenciales. Estos pesticidas de silenciamiento de genes pueden ser modificados genéticamente en cultivos agrícolas, de modo que estos cultivos pueden literalmente hacer crecer su propia defensa.
A pesar de que el pesticida existe dentro de la planta, las preguntas sobre su degradación son similares a los pesticidas convencionales que se aplican en el exterior de los cultivos: ¿Se descompone? Si es así, ¿en qué condiciones? ¿En la tierra? ¿En lagos y ríos? ¿Cuál es el riesgo ecológico?
Sin embargo, antes de que los investigadores puedan buscar respuestas a estas preguntas, debe haber una manera de rastrear el pesticida y seguirlo a medida que se mueve y se degrada en el ecosistema.
Kimberly Parker, profesora asistente de ingeniería energética, ambiental y química en la Escuela de Ingeniería McKelvey de la Universidad de Washington en St. Louis, y un equipo de colaboradores idearon un método para rastrear este nuevo pesticida en los suelos y comenzar a entender qué procesos afectan su vida útil.
Este nuevo pesticida es una molécula de ácido ribonucleico bicatenario o ARN. Cuando una plaga se come este pesticida, evita que la criatura produzca proteínas esenciales, lo que lleva al crecimiento atrofiado o a la muerte.
El ARN es una macromolécula, es decir, es grande, y debido a su tamaño, los investigadores no pueden estudiarla a través de los medios típicos utilizados para los pesticidas convencionales.
El equipo de investigación ideó un método para etiquetar una molécula de plaguicida con un átomo radioactivo, lo que les permite seguirla a medida que circulaba a través de sistemas de suelo cerrado que representan diferentes escenarios. Pudieron cuantificar el pesticida y sus componentes en tan solo unos nanogramos por gramo de suelo.
Con su método para medir el pesticida, el equipo de investigación investigó luego qué sucede con el pesticida en varias muestras de suelo. Encontraron que las enzimas en el suelo pueden descomponer el pesticida. Además, los microbios en el suelo "comen" el pesticida, así como los fragmentos que dejan las reacciones de las enzimas.
Sin embargo, en algunos suelos, ocurrió otro proceso: el pesticida se adhiere a las partículas del suelo, como los minerales y los detritos orgánicos. "En el suelo agrícola", dice Parker, "hay adsorción", cuando las moléculas se adhieren a una superficie. "El pesticida se adhiere a la partícula del suelo", dice ella.
"Hemos encontrado que las partículas del suelo en realidad pueden tener un efecto protector sobre el pesticida", dice Parker, "disminuyendo la velocidad de degradación de los pesticidas". Las enzimas y los microbios tienen más dificultades para descomponer los pesticidas que se han adherido al suelo , pero el grado en que el suelo protege el pesticida varió entre los suelos analizados.
"Actualmente, nuestra hipótesis de trabajo es que en suelos más finos, hay más partículas disponibles para la adsorción", dice Parker. Cuantas más partículas de suelo, más superficies para que se adhiera el pesticida, aumenta ese efecto protector.
"Ahora que hemos identificado los principales procesos que controlan la degradación de pesticidas en los suelos, a continuación investigaremos en detalle las variables que controlan estos procesos para permitir una evaluación precisa del riesgo ecológico de los pesticidas de ARN de doble cadena", dice Parker. "Esto nos permitirá comprender si estos nuevos pesticidas representan un riesgo para los ecosistemas".
Acerca de los autores
La investigación aparece en Ciencia y tecnología ambiental.
La financiación provino del programa de investigación e innovación Horizon 2020 de la Unión Europea; apoyo a Parker del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos; y el apoyo de una beca de investigación ETH Zürich a un colaborador.
Fuente: Universidad de Washington en St. Louis
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