Bacteria Bacillus Thuringiensis

INTRODUCCION
Las plagas tanto urbanas como rurales son una amenaza
constante para la salud y la calidad de vida humana, son también la
causa de pérdidas económicas; como en el caso del tabaco, afectado
mundialmente por el insecto Lasioderma serricorne lo que disminuye
su valor comercial. Hasta ahora la única forma eficaz de controlar
estos insectos plaga se basa en la aplicación de pesticidas químicos,
aunque ello trae en consecuencia problemas ecológicos; por tanto el
uso irracional de los agroquímicos ha sido causa de contaminación
ambiental, en especial a finales de la segunda guerra mundial con el
surgimiento de plaguicidas de origen órgano-sintético, que al
desequilibrar el balance ecológico, han disminuido la biodiversidad,
mientras que sus residuos tóxicos han contaminado los alimentos e
inducido resistencia en los insectos. En la actualidad 500 insectos son
resistentes a uno o más pesticidas y el número puede aumentar
notablemente en pocos años. Una posible alternativa para solucionar
este problema es el control biológico, definido como el uso de un
organismo natural o modificado genéticamente y/o sus productos para
reducir los efectos de insectos plaga. Ignoffo y Hink , citados por Badii
en l996 , reportan la existencia de más de 1500 especies de
microorganismos entomopatógenos con potencial para el control
microbiano de insectos, en relación a su diversidad se señalan:
hongos, virus, protozoarios y bacterias , en donde las últimas son las
de mayor importancia. De las bacterias la más sobresaliente pertenece
al género Bacillus. Falcón citado por Badii en 1996, clasificó a las
bacterias en dos grupos a) las esporuladas y b) las no esporuladas. En
donde las bacterias entomotóxicas con mayor potencial para la
producción de bioinsecticida es Bacillus thuringiensis (Bth), la que más
se ha explotado comercialmente, mientras que en segundo lugar se
ubica a B. popillae y más recientemente B. sphaericus y B. morati que
tiene valor reconocido en el control de plagas urbanas como los
mosquitos, vectores de paludismo, dengue, etc. Este trabajo está
referido en especial a Bacillus thuringiensis.
ASPECTOS GENERALES DE Bacillus thuringiensis
Es una bacteria Gram-positiva, aerobiaestricta, morfológicamente
relacionada con Bacillus cereus y Bacillus anthracis. Estas tres
especies bacterianas, durante su ciclo de vida, presentan dos fases
principales, la fase de crecimiento vegetativo en donde las bacterias
se duplican por bipartición cada 30-90 min. dependiendo del medio de
cultivo y la fase de esporulación, la cual es un programa de
diferenciación de bacteria a espora. El programa de diferenciación
consta de siete estadíos, se dispara cuando la bacteria se encuentra
en limitación de nutrientes. La espora es una forma de vida latente que
puede permanecer en el ambiente por períodos de tiempo muy largos
(años) en ausencia de humedad y nutrientes. Cuando la espora se
encuentra de nuevo en un medio rico que contenga los nutrientes
necesarios puede germinar para comenzar de nuevo el crecimiento
vegetativo. Bt es considerada una bacteria ubicua ya que se ha
aislado de todas partes del mundo y de muy diversos sistemas como
suelo, agua, hojas de plantas, insectos muertos, telarañas, etc. A Bt se
le diferencia de B. cereus y B. anthracis por contener un cuerpo
paraesporal conocido como cristal, el cual es de naturaleza protéica y
tiene propiedades insecticidas. Está constituido por proteínas
denominadas d-endotoxinas también conocidas como proteínas Cry y
Cyt. Se han encontrado d-endotoxinas activas contra insectos
lepidópteros (mariposas), coleópteros (escarabajos), dípteros
(mosquitos), himenópteros (hormigas), ácaros y también contra otros
invertebrados como nemátodos, gusanos planos y protozoarios. La
primera bacteria fue aislada del gusano de seda en 1902. Durante
muchos años se pensó que Bt era un patógeno de lepidópteros porque
solo se aislaron cepas activas contra este tipo de insectos. En 1978,
se encontró una bacteria Bt subsp. israelensis capaz de matar
mosquitos y en 1983 una Bt subsp. tenebrionis activa contra insectos
coleópteros. Fue a partir de entonces que un gran numero de
investigadores en todo el mundo se dedicó a buscar más de estas
bacterias y se han encontrado una gran diversidad de estas, las cuales
se han caracterizado por su serotipo H-flagelar o sea por las proteínas
presentes en el flagelo en más de 45 serotipos y 58 serovariedades
diferentes.
USO COMO CONTROLADOR BIOLOGICO
Las bacterias constituyen el grupo más utilizado en control
biológico por ser más numerosas en la microflora foliar, por su alto
potencial de colonización y por su habilidad para utilizar diferentes
formas de nutrimentos bajo condiciones ambientales diversas. Esto
hace necesario el conocimiento de la filosfera y la selección de los
organismos más eficaces.
El Bacillus thuringiensis, una bacteria que existe naturalmente en
el suelo, y que es fatal para las larvas de un amplio espectro de
insectos que incluye mariposas, polillas, gorgojos y escarabajos. Es de
particular interés para los agricultores, horticultores y forestadores
porque es muy efectivo contra varias de las plagas que atacan
comúnmente a cultivos de gran importancia comercial, tales como el
maíz, el arroz, el algodón y la papa. Los agricultores orgánicos han
utilizado Bt desde hace un par de generaciones.
La toxina del Bt se activa solamente en el tracto digestivo de
algunos insectos en su estado larvario y no tiene efectos perjudiciales
sobre otras especies. La vida biológicamente activa del Bt es corta y si
no es ingerido por una larva, en el plazo de pocos días se vuelve
inefectiva. La toxina es por tanto inocua para todos salvo las larvas
objetivo y a diferencia de muchos otros plaguicidas químicos y
biológicos no daña directamente a las orugas e insectos carnívoros
que normalmente controlan las poblaciones de larvas fitófagas. Se
enfatiza la palabra “directamente” porque actualmente hay evidencias
circunstanciales de laboratorio sobre insectos que pueden sufrir
deficiencias biológicas después de haber comido larvas que a su vez
habían ingerido Bt.
La bacteria se puede propagar fácilmente y puede ser usada en
forma de polvo o en solución acuosa. Pocos años después de su
descubrimiento ya se encontraba disponible a nivel comercial y
empezó a ser utilizada por productores de hortalizas para eliminar las
plagas de lagarta (larvas de lepidópteros) antes del advenimiento de
los plaguicidas químicos. Los productores típicos de Bt eran pequeñas
empresas familiares que operaban a través de encomiendas postales.
El Bt era simplemente uno más en el amplio arsenal de insecticidas
naturales que eran usados corrientemente, antes de que el DDT
abriera las puertas a la era de los insecticidas sintéticos durante la II
Guerra Mundial. Para el agricultor más sofisticado, el Bt ofrecía una
ventaja sobre la nicotina o el piretro ya que era letal solamente a un
pequeño espectro de insectos sin tocar a otros insectos benéficos,
tales como las mariquitas y las crisopas. Los productos que se
vendían en el mercado consistían probablemente de mezclas de
diferentes cepas de la bacteria en proporciones no conocidas,
resultando en variaciones de la eficacia de los diferentes productos Bt
comercializados. No hay evidencias de uso a gran escala del Bt en los
primeros 50 años de conocimiento de su existencia.
Ventajas de una aplicación con Bacillus thuringiensis
• Nula toxicidad para animales superiores y para artrópodos
útiles, abejas y abejorros.
• Apto para el manejo en Producción integrada y Agricultura
Ecológica.
• No genera resistencia por parte de las plagas.
• Equipos de aplicación convencionales.
• Posibilidad de hacer distintas formulaciones, más potentes y
a un menor costo.
• Biodegradables en el medio ambiente.
• No existen efectos dañinos en partes vegetales de las
plantas.
• No existe riesgo de manipulación.
USO EN LA INGENIERIA GENÉTICA
El Bacillus thuringiensis, un plaguicida biológico utilizado por
muchos agricultores desde hace varias generaciones, se ha convertido
en un niño mimado de las compañías biotecnológicas y agroquímicas.
Después de haberlo dejado de lado y prácticamente olvidarlo cuando
se introdujeron los plaguicidas sintéticos, ahora el Bt está
experimentando una carrera meteórica al estrellato, a manos de los
ingenieros genéticos.
Por razones que nadie parece poder explicar, existía hasta hace
muy poco una creencia entre los entomólogos de que el Bt no
solamente era un bioplaguicida ambientalmente inocuo, sino también
que los insectos vulnerables no se adaptarían a él. A diferencia de los
plaguicidas químicos, existía la creencia de que el Bt siempre sería
eficaz. Fue descrito como la «maravilla de los plaguicidas» y la
panacea de muchas de las dolencias de la industria de los plaguicidas,
aun cuando la mayoría de las plagas de insectos eran y
probablemente siempre fueron, naturalmente resistentes al Bt.
Algunas empresas químicas grandes, comenzaron a desplazarse
hacia el Bt. Empezó la investigación sobre las cepas del Bt y sus
posibles objetivos y el mercado para el Bt en la forestación y en la
producción de hortalizas creció rápidamente. Inevitablemente, el uso
persistente del Bt estación tras estación llevó a la aparición de
insectos resistentes. El primero detectado, llamado polilla Diamante y
corriente en el Lejano Oriente y Oceanía, ya tenía fama de hacerse
resistente a los plaguicidas más rápidamente que otros insectos, y los
primeros informes de que había desarrollado resistencia a la
fumigación con Bt fueron recibidos con desánimo. El Bt se había
utilizado con mayor intensidad en Hawai, que pronto se transformó en
un centro de estudios de insectos resistentes al Bt.
La respuesta de la industria agroquímica fue típicamente
sorprendente: afirmó que sería muy fácil hacer que el Bt produjera
miles de cepas genéticamente diferentes y de esa manera estarían
siempre un paso adelante de la adaptación que pudieran hacer los
insectos para desarrollar resistencia. Fue una estrategia diseñada
especialmente para los intereses económicos de los actores mayores
en el mercado del Bt, por que éstos corrían con la ventaja de tener los
presupuestos de investigación y desarrollo más voluminosos. De esta
forma, los productores chicos, tradicionales, fueron marginados.
Comenzaron a aparecer en el mercado cepas diferentes del Bt tales
como el Bt israelensis y el Bt kustaki. Parecería que la obsolescencia
de las sucesivas cepas de Bt, se articularía perfectamente con las
necesidades económicas de crecimiento y desarrollo tecnológico
continuo, tan cruciales para mantener floreciente la industria de los
plaguicidas.
Sin embargo, por lo que se conoce más a esta bacteria es por la
utilidad que tiene en la ingeniería genética en cuanto a que sus genes
se pueden integrar en el genoma de plantas, con lo que éstas
producen la proteína insecticida y se convierten en resistentes frente a
los insectos que las atacan.
Todos los cultivos sobre los que actualmente se utiliza Bt pueden
convertirse, por lo menos teóricamente, en plantas transgénicas. No
satisfechos con cultivos Bt tales como papa y maíz, la industria está
desarrollando también árboles frutales con Bt -entre ellos manzanos y
nogales- y hasta árboles maderables como eucalyptus y pinos.
El principio de la ingeniería genética es bastante simple. Se aísla
el gen Bt que codifica la toxina deseada (hay muchas variaciones
moleculares) y luego se agrega a la información genética que la planta
ya tenía. Luego la planta expresa la toxina Bt, haciéndose letal para
los insectos objetivos. Pero la historia no es tan sencilla. Un panel de
catorce entomólogos eminentes convocado por la EPA en 1998,
coincidió en que la aparición de insectos resistentes al Bt en los
cultivos de gran importancia como algodón, papas y maíz era
inevitable. Las preguntas más importantes fueron cómo se podría
retrasar la aparición de la resistencia, y qué se podría hacer una vez
que se identificaran insectos resistentes.
El Bt es el primer bioplaguicida que se ha comercializado
globalmente, y, entre otras causas, ese empeño de hacerlo a una
escala tan amplia mina su efectividad biológica. Cuanto más grande es
el mercado de Bt, más rápidamente los insectos desarrollarán
resistencia a éste. El uso sustentable y eficaz de los bioplaguicidas,
simplemente no es compatible con la economía de los mercados
libres. Parecería que la propia industria agrobiotecnólogica terminará
teniendo pérdidas por sus inversiones en Bt. Después será tarea de
los gobiernos y las agencias internacionales tratar de arreglar el
desastre, tal como están todavía tratando de hacer con los efectos de
la primera ronda de estrategias de control de plagas de la Revolución
Verde.