Insecticidas (y III): Hormonas, feromonas y análogos

Por Juan Ignacio Pérez, el 2 julio, 2015. Categoría(s): General

Ya hemos visto que además de los insecticidas de síntesis, hay otras formas de combatir a los insectos, aunque no son formas sencillas y tienen evidentes limitaciones. Esa es la razón por la que tienen un uso tan limitado esos otros insecticidas. La mejor opción alternativa sería, quizás, el recurso a las hormonas y feromonas. Podrían ser la solución, sí, pero esas sustancias también son de difícil aplicación.

Hormonas y feromonas son mensajeros químicos producidos por el propio organismo. Las hormonas son secretadas al sistema circulatorio y de esa forma llegan a todas las células del organismo y surten efecto en los correspondientes tejidos diana. Así pues, cumplen un función de comunicación en el interior del organismo. Las feromonas, por el contrario, son secretadas al exterior del organismo y gracias a ellas se comunican los ejemplares de una misma especie.

Thaumetopoea pityocampa (Imagen: wikipedia)
Thaumetopoea pityocampa (Imagen: Wikipedia)

Se da la circunstancia de que sustancias similares -análogos- de las feromonas ejercen, en ocasiones, los mismos o equivalentes efectos que las feromonas. Por ello, pueden utilizarse compuestos sintéticos similares a las feromonas para atraer insectos y conducirlos a un entorno controlado. Eso se hace en la actualidad con algunas especies de polillas, por ejemplo. Y la feromona sintética pityolure se utiliza para atraer a los machos de la oruga del pino Thaumetopoea pityocampa.

Para adentrarnos en el terreno de las hormonas y su uso en el campo de la lucha contra las plagas de insectos, conviene ofrecer antes una breve explicación sobre el sistema hormonal de los insectos. Las hormonas controlan, en gran medida, el ciclo vital de los insectos, puesto que de ellas depende tanto su crecimiento como su metamorfosis. Una vez eclosionan los huevos, todos los insectos mudan en varias ocasiones durante su fase juvenil; el número de mudas es distinto en cada especie, y una vez producida la muda, emerge una larva de mayor tamaño que la anterior. Cuando llega el momento adecuado se produce la muda que transforma a la larva en adulto.

Dependiendo del tipo de transición que se produce de juvenil a adulto, los insectos se clasifican en hemimetábolos y holometábolos. En los hemimetábolos, las larvas y los adultos son muy similares; los adultos se caracterizan por ser de mayor tamaño y tener alas. Por lo tanto, se trata de una metamorfosis simple, que conlleva pequeños cambios en el aspecto de los insectos. Sin embargo, en los insectos holometábolos se produce una metamorfosis compleja: en este caso, la larva con aspecto de oruga, cuando llega el momento adecuado, experimenta una muda que la transforma en pupa, y después, bajo las condiciones adecuadas, la última muda conlleva una metamorfosis que da lugar a la aparición de un individuo adulto que no tiene ninguna semejanza con el juvenil; ejemplos de esta forma de desarrollo son las mariposas.

Son dos las hormonas que controlan el crecimiento y la metamorfosis, la ecdisona -también denominada hormona de la muda- y la hormona juvenil. La elevación de los niveles de ecdisona es la señal necesaria para que se produzca la muda, mientras que el principal efecto de la hormona juvenil consiste en el mantenimiento de los caracteres juveniles; así pues, la hormona juvenil impide el desarrollo de los caracteres del adulto. Por ello, en tanto la concentración de hormona juvenil se mantenga alta, las mudas que provoque la ecdisona irán dando lugar a larvas de mayor tamaño que la anterior.

Ecdisona (representación tridimensional; imagen: Wkipedia)
Ecdisona (representación tridimensional; imagen: Wkipedia)

Así pues, para que tras la muda aparezca una pupa o un individuo adulto, es necesario que se reduzca la concentración de hormona juvenil. No obstante, esta hormona cumple un rol adicional en los adultos, razón por la que se produce una elevación tardía de sus niveles. Cumple una función gonadotrópica, por lo que, por paradójico que resulte, es necesaria para que se desarrollen de forma adecuada los rasgos sexuales, incluido el normal desarrollo de los ovocitos[1].

Dado que tanto el crecimiento, como la metamorfosis y la misma reproducción se hallan bajo el control de estas hormonas, es evidente que, al menos en teoría, pueden ser utilizadas para el control de plagas. Esa es, de hecho, la razón por la que se conoce tan bien el sistema endocrino de los insectos, mucho mejor que el de cualquier otro grupo de invertebrados.

Los precocenos son sustancias conocidas desde hace tiempo; reciben ese nombre porque provocan una metamorfosis prematura, dando lugar a adultos precoces. Veamos cómo ocurre eso. Los precocenos son antagonistas de la hormona juvenil, esto es, obstaculizan la acción de la hormona juvenil y por ello, en vez de tener características larvarias, los insectos que surgen de la muda tienen aspecto de adulto aunque no son verdaderos adultos. En realidad, podría decirse que, por efecto de los antagonistas de la hormona, son “pseudoadultos”. Estos adultos precoces no suelen ser viables, por lo que el uso de precocenos puede dar lugar a reducciones importantes en las densidades de población de los insectos que se quieren combatir. Además, también provocan esterilidad, puesto que el efecto gonadotrópico de la hormona juvenil también se ve afectado por los antagonistas. Y por si eso fuese poco, también tienen efectos ovicidas: si se tratan los huevos con precocenos, no surgen ni larvas ni ninfas, y si surgen, mueren enseguida.

Otra opción consiste en recurrir a agonistas de las hormonas. Las sustancias denominadas “juvenoides” son agonistas de la hormona juvenil. Una sustancia agonista sustituye a la hormona, pero al contrario que la antagonista, provoca el mismo efecto que el de la hormona. Por lo tanto, se pueden utilizar agonistas de la hormona juvenil. Se trata de suministrar esas sustancias a los insectos una vez ha dejado de actuar la propia hormona de forma natural; se interrumpiría así el ciclo de vida del insecto. De ese modo, el uso de juvenoides como el metopreno provoca la aparición de larvas supernumerarias; esto es, cuando tras la metamorfosis hubiera debido surgir un individuo adulto, surge en su lugar un ejemplar más grande que el anterior pero con aspecto de juvenil. Este método solo debiera utilizarse en los casos en que la plaga la provocan los individuos adultos de la especie; si la plaga la provocan las larvas el efecto a que daría lugar el uso de juvenoides sería aun más grave, ya que las larvas serían más grandes y, probablemente, también más voraces.

Por otra parte, también cabe la posibilidad de utilizar agonistas y antagonistas de la hormona de la muda (ecdisona). Los agonistas pueden utilizarse para provocar una muda prematura, mientras que los antagonistas pueden utilizarse para lo contrario, para dilatar indefinidamente en el tiempo el momento de la muda. El hiperecdisonismo genera problemas de crecimiento, los órganos sexuales no maduran de forma correcta, ni tampoco los huevos, y además, provoca numerosos problemas funcionales en insectos diversos. Por otra parte, los antagonistas de la hormona de la muda son fagorrepelentes e inhiben o, al menos, retrasan la muda. El problema es que todos estos son resultados de pruebas de laboratorio, pero su traslación a la práctica entraña dificultades, puesto que no es fácil determinar con precisión cuestiones de tanta importancia como son los modos de aplicación, las dosis y los momentos adecuados para aplicar el tratamiento. Hasta el momento, se han realizado pocos avances en este campo.

El desarrollo de insecticidas basados en hormonas y feromonas lo tiene todo a su favor si exceptuamos su coste económico. Son insecticidas seguros y bastante específicos; y además, evitan la aparición de formas resistentes, puesto que se trata de sustancias de los mismos animales.

[1] No obstante, en algunos lepidópteros el ovario de las hembras adultas produce ecdisona y es esta hormona la que controla la vitelogénesis.

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Nota: Esta anotación es la traducción al castellano de un artículo de mi compañera Miren Bego Urrutia que publicó en nuestro blog Uhandreak con el título “Intsektuen aurkako gerra garbia (II)



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Por Juan Ignacio Pérez, publicado el 2 julio, 2015
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