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Estudio primero para mostrar los procesos que determinan el destino de los nuevos pesticidas de ARN en los suelos


Se puede utilizar una nueva generación de pesticidas para controlar los insectos plaga al comprometer la capacidad del insecto para crear proteínas esenciales. Estos pesticidas de silenciamiento genético pueden ser modificados genéticamente en cultivos agrícolas de tal manera que estos cultivos puedan literalmente hacer crecer su propia defensa.


por Brandie Jefferson, Universidad de Washington en St. Louis


Una nueva investigación de la Escuela de Ingeniería McKelvey en la Universidad de Washington en St. Louis muestra cómo estos pesticidas emergentes se mueven y se degradan en los suelos. La investigación fue publicada el mes pasado en Environmental Science & Technology .

Aunque el pesticida se crea dentro de la planta, las preguntas sobre su degradación son similares a los pesticidas convencionales que se aplican externamente al cultivo: ¿Se descompone? Si es así, ¿en qué condiciones? ¿En la tierra? ¿En lagos y ríos? ¿Cuál es el riesgo ecológico?

Sin embargo, antes de poder responder a estas preguntas, debe haber una forma de rastrear el pesticida y seguirlo a medida que se mueve y se degrada en el ecosistema.

Kimberly Parker, profesora asistente de energía, ingeniería ambiental y química, y un equipo de colaboradores idearon un método para rastrear este nuevo pesticida en los suelos y comenzar a comprender qué procesos afectan su vida útil.

Este nuevo pesticida es una molécula de ácido ribonucleico de doble cadena 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, no se puede estudiar a través de los medios típicos utilizados para los pesticidas convencionales.

El equipo de investigación ideó un método para etiquetar una molécula de pesticida 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 solo unos pocos 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 dejados por las reacciones enzimáticas.

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», dijo Parker, «hay adsorción», cuando las moléculas se adhieren a una superficie. «El pesticida se adhiere a la partícula del suelo», dijo.

«Hemos encontrado que las partículas del suelo en realidad pueden tener un efecto protector sobre el pesticida», dijo Parker, «disminuyendo la tasa 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 al pesticida varía entre los suelos analizados.

«Actualmente, nuestra hipótesis de trabajo es que en suelos más finos , hay más partículas disponibles para la adsorción», dijo 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 los 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», dijo Parker. «Esto nos permitirá comprender si estos nuevos pesticidas representan un riesgo para los ecosistemas».


Más información: Kimberly M. Parker et al. Destino ambiental de los plaguicidas de interferencia de ARN: adsorción y degradación de moléculas de ARN de doble cadena en suelos agrícolas, ciencia y tecnología ambientales (2019). DOI: 10.1021 / acs.est.8b05576Información de la revista: Environmental Science & TechnologyProporcionado por la Universidad de Washington en St. Louis


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