Natural enemies reduce pesticide use

Date: March 20, 2018 Source: University of Würzburg Summary: Crop variety in agriculture has a positive impact on the natural enemies of aphids. Farmers can use this insight to keep aphids at bay and cut down on pesticides. L STORY
Measuring natural pest control (from left): a closed cage without predators, a set-up which all predators can access and a semi-open cage that allows all predators in except for birds.
Credit: Sarah Redlich

The greater the diversity of crops grown in agricultural landscapes is, the better natural enemies are able to control pests on wheat fields. This is because a varied landscape provides better living conditions for the aphids' natural enemies than a never-ending series of monocultures.
Where wheat is grown on huge areas, ladybirds, spiders, hoverfly larvae and other enemies of aphids don't have enough food in spring, as the pest begins to populate the wheat fields not before May when they start to reproduce. Therefore, the enemies move on to places farther away where there is more abundant supply of food. When pest infestation occurs, the aphids thus encounter ideal conditions since their enemies are low in numbers.

The situation looks different if a variety of different crops grows around a wheat field: Since the natural enemies are around anyway, they are quick to devour the aphids. This effect is all the more pronounced the more diverse the landscape is in a 500 m radius around the field. This is what Sarah Redlich writes in the Journal of Applied Ecology; she is an ecologist and a PhD student of Professor Ingolf Steffan-Dewenter at the University of Würzburg in Bavaria, Germany.

18 landscapes around Würzburg investigated

For her study, the scientist picked 18 landscapes in the greater Würzburg area that exhibited a maximum crop diversity. The landscapes were six kilometres in diameter and each had a winter wheat field at its centre. "We chose fields in low-diversity landscapes and fields with high landscape-level crop diversity," Sarah Redlich explains. For this purpose, the abundance and area of up to 12 crop plant groups in the landscape were calculated, both in a small radius (up to 500 metres) and in a larger radius (3000 metres) around the fields.

She set up two cages each containing 100 aphids on each winter wheat field. The wheat in one of the cages was completely inaccessible. "This cage was designed to keep out all predators. I wanted to know how quickly the aphids reproduce in this case," Redlich says.

The other cage was coarse meshed, denying only birds access but no other enemies. "I used this set-up to determine the influence birds have on regulating the aphid population in wheat," the scientist explains.

Thirdly, she demarcated an area that was fully accessible to all predators and again put out 100 aphids there. "I let nature take its course here," Redlich explains. She then counted the aphids and their enemies at five-day intervals for around two weeks. After this time, she compared the aphids' population development in the environments with predators to that in predator-free cages. She found that the more varied the landscape around the wheat field is, the fewer aphids thrive on the wheat plants. And what is more, birds proved to be irrelevant as natural enemies of aphids on wheat in the crop system under investigation.

Benefit for farmers

Farmers can also capitalize on this finding: "If they cultivate their fields accordingly, namely increase crop diversity, they may be able to cut down on pesticides which after all damage the natural enemies, too," the ecologist says. "The fact that the biggest impact of crop diversity was found in a radius of 500 metres around the fields adds further advantages. Often, the adjacent fields are owned by the farmers, leaving them free to decide for themselves which crops to grow there. Within the three-kilometre radius, they would have to agree with their neighbours which crops to grow, which would be more difficult but still feasible," says Redlich. Moreover, the finding could help the farmers implement a regulation of the EU Common Agricultural Policy that has been in force since 2014. It stipulates that a greater crop diversity must be grown within the scope of "greening" efforts. This means that farmers need to cultivate "plants that are more diverse in terms of structure and food availability," says Sarah Redlich. This would require the farmers to create fields of sunflower, rapeseed, beet or similar crops around a field of winter wheat to establish a mix of plants in the landscape that sustains as many enemies of aphids or other pests as possible throughout the year.
Story Source:

Materials provided by University of Würzburg. Note: Content may be edited for style and length.

Journal Reference:
Sarah Redlich, Emily A. Martin, Ingolf Steffan-Dewenter. Landscape-level crop diversity benefits biological pest control. Journal of Applied Ecology, 2018; DOI: 10.1111/1365-2664.13126

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University of Würzburg. "Natural enemies reduce pesticide use." ScienceDaily. ScienceDaily, 20 March 2018. <www.sciencedaily.com/releases/2018/03/180320123519.htm>.

A hora dos biofungicidas

Jornal da Unicamp Baixar versão em PDF

Campinas, 09 de setembro de 2016 a 18 de setembro de 2016 – ANO 2016 – Nº 668

Pesquisa contribui para o combate biológico a patógenos agrícolas

Texto: Carmo Gallo Netto

Fotos: Antonio Scarpinetti

Edição de Imagens: André Vieira

Várias culturas agrícolas comercialmente importantes são acometidas por doenças causadas por microrganismos patógenos. São os casos, por exemplo, dos fungos Puccinia psidii, que comprometem plantações de eucalipto; Hemileia vastratrix, que atacam cafezais; e das bactérias Candidatus Liberibacter assiaticus, que prejudicam a citricultura. Doenças causadas por microrganismos patógenos limitam severamente a produtividade agrícola. Especialmente notável é o caso da soja, assolada pelo chamado mofo branco, causado pelo fungo Sclerotinia selerotiorum.

Para combater esses males são utilizados fungicidas, que constituem fator de risco para os trabalhadores agrícolas, para a população que consome produtos contaminados e que, além de tudo, comprometem o meio ambiente. Em substituição a esses agentes, inúmeros microrganismos vêm sendo cogitados para serem utilizados como biofungicidas de maneira promissora. Nesse contexto, o uso de biofungicidas pode vir a constituir uma alternativa ao uso de fungicidas comerciais. Essa possibilidade tem despertado interesse por envolver um processo em que os efeitos indesejáveis de um organismo patogênico são reduzidos pela ação de outro organismo, que inibe o progresso, infecção e reprodução da doença no hospedeiro, na planta. Trabalho desenvolvido no Instituto de Química (IQ) da Unicamp traz contribuições para essa possibilidade.

O fato desses microrganismos benéficos atuarem por meio da produção de metabólitos secundários com ação antibiótica e antifúngica - caso de enzimas e metabólitos voláteis e não voláteis, é que determina o uso desses fungos como biofungicidas, já que vários desses metabólitos produzidos são tóxicos para os patógenos de plantas, mesmo em baixas concentrações. Em decorrência, os metabólicos voláteis produzidos por microrganismos benéficos, com potencial de controle biológico e seus modos de ação, têm sido cada vez mais estudados devido à sua aplicabilidade na agricultura.

Esclareça-se que as substâncias produzidas no metabolismo de qualquer organismo constituem os metabólitos primários, essenciais à sua vida. Já os metabólitos secundários decorrem do desenvolvimento dos mecanismos de defesa e de ataque dos seres vivos.

Mas, para viabilizar o emprego aventado, é necessário entender o mecanismo envolvido nesse controle biológico, o que demanda e tem suscitado diversos estudos. A exploração do metabolismo desses agentes de biocontrole requer técnicas analíticas avançadas de extração, separação e detecção de substâncias por eles geradas, para que o perfil desse conglomerado seja o mais confiável possível, e compatível com a magnitude das concentrações e da diversidade dos compostos presentes, já que se trata de uma mistura complexa de substâncias de várias classes, como carboidratos, aminoácidos, ácidos orgânicos, lipídios, vitaminas, fenilpropanóides, terpenóides e alcalóides. Em relação a muitas delas têm-se evidências do envolvimento em processos de controle biológico, o que sugere as suas participações na mediação do mecanismo de defesa de plantas contra a ação de predadores e de doenças.

Em trabalho desenvolvido junto ao Departamento de Química Analítica do Instituto de Química (IQ) da Unicamp, orientado pelo professor Fabio Augusto, a química e pesquisadora Mayra Fontes Furlan empregou técnicas para obter de forma inédita a fração volátil e semi-volátil do metabolismo secundário do fungo do gênero Myrothecium, responsável pelo combate ao mofo branco em soja.

O trabalho

O objetivo do trabalho foi avaliar que componentes químicos das frações voláteis e semivoláteis do microrganismo Myrothecium, proveniente do semiárido nordestino, têm desempenho de biocontrole sobre o fungo Sclerotinia sclerotiorum, pois se trata de organismo que atende a esse propósito.

Para tanto, ela utilizou a técnica de Microextração em Fase Sólida (SPME) aliada à de Cromatografia Gasosa Bidimensional abrangente acoplada à Espectrometria de Massas Quadrupolar (GC×GC-QMS). Com o uso dessas técnicas (de extração e separação) e com o auxílio da ferramenta quimiométrica de reconhecimento de padrões chamada Análise de Componentes Principais Multi-modo (MPCA), ela conseguiu avaliar a cinética de produção de voláteis e semivoláteis em função do tempo, identificando inclusive o dia de maior diversidade metabólica do fungo. Com base nessas informações foi possível à pesquisadora identificar vários compostos químicos que possuem conhecida ação de controle de patógenos, que podem direcionar os estudos em relação aos biofungicidas e sua indução de resistência em plantas.

Mayra enfatiza que o ponto forte do trabalho foi a aplicação da ferramenta estatística aplicada à cromatografia, pois na cromatografia bidimensional abrangente, apesar de vários trabalhos publicados, existem ainda pontos de melhoria na utilização da estatística multivariada, chamada de quimiometria, e acrescenta: “Para os dados de origem biológica, em especial no caso do estudo de fungos, não existe ainda muita aplicação desse recurso. Agora pode-se contar com os trabalhos desenvolvidos aqui no nosso departamento. Trata-se de um campo relativamente novo que exigiu a superação de uma série de dificuldades. Esse acabou sendo o grande diferencial do nosso trabalho”.

O estudo desenvolvido se inseriu no projeto “Bioprospecção de fungos no PPBIO/semiárido nordestino para o controle de doenças infecciosas em plantas: indução de resistência”, da Fapesp, que por sua vez fez parte de um projeto maior, o SISBIOTA, apoiado pela Fapesp e CNPq, coordenado pelo professor Sérgio Florentino Pascholati, da ESALQ/USP, que teve como objetivo analisar a possível indução de resistência, desenvolvimento de bioprodutos aliciadores de resistência em plantas e o uso de fungos sapróbios, em especial os provindos do semiárido do nordeste brasileiro, já disponíveis na Coleção de Microrganismos da Bahia.

Nessa rede, de que faziam parte pesquisadores de várias universidades brasileiras, de Norte a Sul, foram realizados ensaios biológicos para avaliar o potencial de controle de doenças decorrentes de microrganismos presentes em plantas, através da utilização de microrganismos benéficos e, também, para a caracterização química de metabolitos voláteis, semivoláteis e não voláteis que se mostravam eficientes nesses combates. A propósito a autora esclarece: “No meu mestrado eu estudei o fungo do gênero Myrothecium sp., enquanto outras pessoas trabalharam com outros voláteis. Passei a trabalhar com esse microrganismo depois que os ensaios biológicos realizados por pesquisadores do grupo constaram a sua viabilidade de uso no biocontrole”.

Detalhes

Através da cromatografia gasosa bidimensional abrangente Mayra determinou a emissão de substâncias voláteis e semivoláteis pelo fungo estudado, procurando detectar quais delas poderiam matar o fungo não desejado, manifestando-se, dessa forma, ativas como controladoras biológicas. Realizando essa avaliação durante uma semana, ela determinou o dia em que esse fungo apresentava maior atividade. A partir daí ela precisou identificar quais dessas substâncias provinham do próprio fungo ou se originavam do meio de cultura. Para a resolução dessa complexidade foi necessário a utilização da quimiometria.

Determinadas essas substâncias, a pesquisadora localizou na literatura quais delas teriam condições de exercer biocontrole, identificando algumas que poderiam ser utilizadas no controle da doença. Mas esses achados precisam ser mais testados através de maior número de ensaios biológicos a partir dos compostos identificados.

Com efeito, a ideia dos pesquisadores envolvidos no grupo era utilizar esse fungo na aspersão na lavoura. Mas, para que isso possa ser viabilizado comercialmente, há necessidade de estudar como se dá esse controle biológico para que se possa determinar qual a melhor forma de utilizá-lo no combate à doença.

Mayra enfatiza que na verdade o foco do trabalho não foi o fungo em si, mas o uso das técnicas já mencionadas para o estudo de amostras complexas, como as provenientes de fungos: “Com as técnicas que utilizei consegui extrair, separar e identificar os compostos de um material biológico, processo a princípio bastante complexo. Elas me permitiram identificar o dia de maior atividade biológica do fungo, em que estão presentes mais metabólitos a serem explorados e ainda isolar os que efetivamente provinham do fungo e não do meio de cultura. Depois de identificá-los, pude cotejá-los com a literatura especializada para localizar os possíveis compostos químicos que teriam atividade de controle biológico. O plus foi descobrir que os compostos que identifiquei realmente apresentam histórico de biocontrole. Foram alguns passos de um caminho mais longo a ser percorrido”.

Publicação

Dissertação: “Estudos dos metabólitos voláteis de fungos inibidores de fitopatógenos em plantas por HS-SPME e GCxGC-QMS”

Autora: Mayra Fontes Furlan

Orientador: Fabio Augusto

Unidade: Instituto de Química (IQ)

Link:

http://www.unicamp.br/unicamp/ju/668/hora-dos-biofungicidas

The charming, useful ladybug

Date: November 24, 2014

Source: Rutgers University

Summary:

During the warm months of the year, ladybugs are delightful to have around. Then fall arrives and the ladybugs need to find warmth, which is most available inside people’s homes – where they often descend in large numbers. Suddenly they’re not as cute to many people as they seemed outdoors. But an insect expert says having ladybugs indoors serves a very useful purpose, and humans should welcome their temporary houseguests.

This image shows a ladybird eating an aphid. New research suggests that the redness of a ladybird's wings directly links to its toxicity and its diet in early life.

Credit: Jan Stipala

A ladybug's colour indicates how well-fed and how toxic it is, according to an international team of scientists.

Research led by the Universities of Exeter and Liverpool directly shows that differences between animals' warning signals reveal how poisonous individuals are to predators.

Published in the journal Functional Ecology, the research shows that redder ladybugs are more poisonous than their paler peers. The study reveals that this variation is directly linked to diet in early life, with better-fed ladybugs being more visible and more deadly.

Ecologists have long assumed that there are no individual differences between the warning signals of animals of the same species. More recently, scientists have identified variation between individuals' warning signals, but have not known if these differences were meaningful and linked to levels of toxicity.

In this study, the researchers reared seven-spot ladybugs on either a low or high quality diet. They measured several effects of varying diet in the maturing ladybugs: body colouration which acts as a warning signal, levels of toxic defensive chemicals, and the relationship between signals and defences.

Ladybugs that were fed a high quality diet had greater pigmentation, resulting in redder wings, than less well-fed ladybugs. They also had higher levels of precoccinelline, one of the defensive chemicals which make them toxic to bugs. The study therefore suggests that better-fed ladybugs can afford to invest more into producing both warning signals and toxic chemicals, and are therefore less likely to be eaten by a predator.

Lead author of the paper, Dr Jon Blount of the University of Exeter's Centre for Ecology and Conservation on the Cornwall Campus said: "Warning signals tell us far more about the strength of an individual's defences than has previously been thought. Producing warning signals and chemical defences is costly, so when individuals lack access to an abundant supply of food they produce relatively weak chemical defences. This is revealed to predators through relatively inconspicuous signals. However, when resources are more abundant, ladybirds [ladybugs] invest in stronger chemical defences and more conspicuous signals."

Co-author Dr Mike Speed of the University of Liverpool added: "There seems to be an 'arms race' between prey: those with less good access to food are less toxic, so they try to copy the brighter, more expensive signals of the more toxic animals that had better access to food. However, the well fed animals appear to win the battle as the signals they make are too bright and expensive for the other animals to copy."

Although the variation between individual ladybugs' colouration appears quite subtle to humans, it is easily identified by birds. In this study, the research team measured the pigmentation of ladybugs biochemically, and ascertained the relationship between pigment levels and conspicuousness to a typical avian predator, the starling.

Because so little is known about the day-to-day movements of ladybugs, the research team does not know how paler ladybugs protect themselves against detection by predators. One possibility is that they hide away more than brighter ladybugs.

The scientists believe that their findings could be relevant to many other species across the animal kingdom and that warning signals could be just as individual and variable as sexual signals.

This study was carried out by the Universities of Exeter, Cambridge, Keele and Liverpool in the UK, Deakin (Australia) and Groningen (Netherlands). It was funded by the Natural Environment Research Council and the Royal Society.

Story Source:

Materials provided by University of Exeter. Note: Content may be edited for style and length.

Journal Reference:

Jonathan Blount, Hannah Rowland, Falko Drijfhout, John Endler, Richard Inger, John Sloggett, Gregory Hurst, David Hodgson and Michael Speed. How the ladybird got its spots. Functional Ecology, 2012 (in press) [link]

Cite This Page:

University of Exeter. "Redder ladybirds more deadly, say scientists." ScienceDaily. ScienceDaily, 6 February 2012. <www.sciencedaily.com/releases/2012/02/120206214228.htm>.

Most new pesticides have roots in natural substances

Date: June 27, 2012

Source: American Chemical Society

Summary:

Scientists who search for new pesticides for use in humanity's battle of the bugs and other threats to the food supply have been learning lessons from Mother Nature, according to a new analysis. It concludes that more than two out of every three new pesticide active ingredients approved in recent years had roots in natural substances produced in plants or animals.

Tractor spraying pesticides on crop.

Credit: © margaretwallace / Fotolia

Scientists who search for new pesticides for use in humanity's battle of the bugs and other threats to the food supply have been learning lessons from Mother Nature, according to a new analysis. It concludes that more than two out of every three new pesticide active ingredients approved in recent years had roots in natural substances produced in plants or animals. The article appears in ACS'Journal of Natural Products.

Charles L. Cantrell and colleagues point out that there have been many analyses of the impact of natural products -- substances produced by living plants, animals and other organisms -- on the production of pesticides. None, however, has ever looked at the impact of natural products and natural product-based pesticides in fostering new active ingredients (NAIs) in pesticides on the U.S. market, based on NAI registrations with the U.S. Environmental Protection Agency. The scientists filled that information gap with results that they say defy conventional wisdom that natural products may not be the best sources for NAIs.

The analysis found that between 1997 and 2010, more natural products were registered as NAIs for conventional pesticides and biopesticides than any other type of ingredient. The authors report that when biological ingredients and natural products recreated in labs are included, more than 69 percent of all NAIs registered in that time frame have natural origins.

The authors acknowledge funding from the U.S. Department of Defense through the Armed Forces Pest Management Board.

Story Source:

Materials provided by American Chemical Society. Note: Content may be edited for style and length.

Journal Reference:

Charles L. Cantrell, Franck E. Dayan, Stephen O. Duke.Natural Products As Sources for New Pesticides.Journal of Natural Products, 2012; 120522124259004 DOI:10.1021/np300024u

Cite This Page:

American Chemical Society. "Most new pesticides have roots in natural substances." ScienceDaily. ScienceDaily, 27 June 2012. <www.sciencedaily.com/releases/2012/06/120627103313.htm>.

Gut bacteria explain insects' tolerance to a toxic diet

Date: September 21, 2016

Source: Asociación RUVID

Summary:

The microbial communities of toxic plant feeders in the Albufera lake in Valencia, Spain have been the focus of recent research. Aside from explaining the insects’ tolerance to a toxic diet, the findings may have applications in bioremediation: a waste management technique that involves the use of organisms to remove or neutralize pollutants from a contaminated materials.

Toxic plant feeders: moth larvae from the Albufera lake, Valencia, Spain.

Credit: Image courtesy of Asociación RUVID

Scientists at the Universitat de València's Cavanilles Institute have studied the microbial communities of toxic plant feeders in the Albufera lake in Valencia, Spain. Aside from explaining the insects' tolerance to a toxic diet, their findings may have applications in bioremediation: a waste management technique that involves the use of organisms to remove or neutralise pollutants from a contaminated materials.

Specifically, the researchers looked at the bacteria present in the gut of the larvae of two types of moth, Hyles euphorbiae and Brithys crini, which feed exclusively on latex-rich Euphorbia sp. and alkaloid-rich sea daffodil (Pancratium maritimum), respectively. The bacteria are capable of degrading these toxic compounds, which explains how it is that these insects can feed on plants that are generally toxic to insects.

Aside from an understanding of the different mechanisms by which the toxic compounds are rendered harmless to the insect (crystallisation and direct degradation), the work has revealed how an ordinarily generalist bacteria, E. casseliflavus, found in the gut of many an insect, in the digestive tract of the H. euphorbiae becomes pivotal in the detoxification of the ingested latex.

In the words of Cristina Vilanova, "this work characterises and reveals a new relationship between an apparently generalist bacteria and a specialist insect. The microbiota analysed in this study, especially E. casseliflavus, may prove fundamental to understanding the ecology of these specialist insects, as well as being of use in the biotechnology industry. Microorganisms and enzymes that can neutralise alkaloids and latex molecules might find applications in bioremediation, for instance."

Indeed, these findings could be used in the removal or controlled transformation of latex- and alkaloid-based toxic compounds, organic substances found in nature that are the main active ingredients in many common drugs and vegetable toxins.

The insight provided by researchers Amparo Latorre, Joaquin Baixeras and Cristina Vilanova (left) at the Cavanilles Institute, I2SysBio and FISABIO opens up the lines of research focused on gut microbial communities in insects and butterflies. Until now research has focused primarily on species considered agricultural or forestal pests.

The work has been published in the journal Frontiers in Microbiology, and received funding from the Spanish ministries of Science and Innovation, and Education, as well as European FEDER funds.

Story Source:

The above post is reprinted from materials provided byAsociación RUVID. Note: Content may be edited for style and length.

Journal Reference:

Cristina Vilanova, Joaquín Baixeras, Amparo Latorre, Manuel Porcar. The Generalist Inside the Specialist: Gut Bacterial Communities of Two Insect Species Feeding on Toxic Plants Are Dominated by Enterococcus sp..Frontiers in Microbiology, 2016; 7 DOI:10.3389/fmicb.2016.01005

Cite This Page:

Asociación RUVID. "Gut bacteria explain insects' tolerance to a toxic diet." ScienceDaily. ScienceDaily, 21 September 2016. <www.sciencedaily.com/releases/2016/09/160921084722.htm>.

Breakthrough in combating malaria with odor-baited trap for mosquitoes

Beating malaria without using insecticides is one step closer

Date: August 10, 2016

Source: Wageningen University and Research Centre

Summary:

The use of a newly-developed mosquito trap incorporating human odor has resulted in a 70 percent decline in the population of the most significant malaria mosquito on the Kenyan island of Rusinga. After the introduction of the odor-baited traps on the island the proportion of people with malaria was 30 percent lower among those living in houses with a trap compared to people living in houses who were yet to receive a trap.

The infographic shows how the odor baited traps catches malaria mosquitoes and lower the general mosquito density in the area.

Credit: Wageningen University

The use of a newly-developed mosquito trap incorporating human odour has resulted in a 70% decline in the population of the most significant malaria mosquito on the Kenyan island of Rusinga. After the introduction of the odour-baited traps on the island the proportion of people with malaria was 30% lower among those living in houses with a trap compared to people living in houses who were yet to receive a trap. The study was published in The Lancet, a leading scientific journal. Prof. Willem Takken led the three-year study with Wageningen University scientists and researchers from the Kenyan International Centre of Insect Physiology and Ecology (ICIPE) and the Swiss Tropical and Public Health Institute (Swiss TPH).

"The objective of the trial on Rusinga Island in Lake Victoria was to investigate whether malaria mosquitoes can be captured and destroyed using traps with a lure so that the risk of new malaria infections is minimised," explains Willem Takken. "Ultimately we want to eradicate malaria completely, in an environmentally-friendly and sustainable manner. In the case of extensive use of insecticides to kill the mosquitoes which are the carriers of the disease, the mosquitoes become resistant to the chemicals. That makes combating malaria increasingly tricky and less environmentally-friendly. Alternative methods are therefore urgently needed. As we use a natural lure -- namely human odour -- in our approach there is no negative impact on the environment and it is very improbable that the mosquitoes will become 'resistant' to being captured. After all, the mosquitoes need their attraction to the lure in order to be able to survive."

Zika and dengue fever

The odour-baited trap may also offer a solution to diseases like dengue fever and the Zika virus. Aedes aegypti (the yellow fever mosquito), is a vector for these viruses. This mosquito is attracted to the same humanised scent that attracts malaria mosquitoes. Zika and dengue fever could therefore be combated with the odour-baited traps.

Better living conditions

The success of the new approach is the combination of the odour-baited trap with mosquito nets, anti-malaria drugs, and a solid social strategy. The odour-baited traps need electricity to operate, but there is no central electricity supply on Rusinga, an island in Lake Victoria. Solar panels were installed on the roofs of homes. These not only provided electricity for the mosquito traps but also provided the homes with power for light and to charge a mobile phone. The use of solar energy to control malaria gave rise to the project name: SolarMal. Great efforts were also made in relation to education about malaria and actively engaging the inhabitants of Rusinga in the project. Thanks to this combined approach, all 25,000 inhabitants of Rusinga participated in the study. When the odour-baited traps are used, the use of insecticides to combat the mosquito population can be minimised, thus avoiding any harmful side effects of such products. The Wageningen anti-malaria approach therefore has positive effects in reducing the spread of malaria as well as positive effects on the living conditions of the population.

Malaria: a major cause of death and an economic problem

Every minute, a child dies of malaria. This disease costs Africa twelve billion dollars a year in health-care costs and lost productivity, particularly in the agricultural sector. Fighting malaria without using insecticides is vital to world food production. "The effect of the disease on agricultural production is hugely underestimated," says Willem Takken. "As children with malaria need access to hospital care, their parents cannot work on the land and as a result food production rates decline. If those parents themselves also suffer from malaria infections four or five times a year, they are also not able to work for around six weeks. In such cases, extra labour needs to be brought in or the crop will be lost. An African household loses 10% of its annual incomes through malaria. It is for good reason that reducing the prevalence of malaria was included in the ten millennium development goals formulated by the UN."

The World Health Organization (WHO) is aiming to eradicate malaria by 2030. To this end, investments are being made in the development of vaccines against the parasite and in combating the vectors of the parasite: the mosquitoes. The odour-baited trap -- named 'the Suna trap' -- represents an effective and safe solution in the fight against the mosquito.

Story Source:

The above post is reprinted from materials provided by Wageningen University and Research Centre. Note: Content may be edited for style and length.

Journal Reference:

Tobias Homan, Alexandra Hiscox, Collins K Mweresa, Daniel Masiga, Wolfgang R Mukabana, Prisca Oria, Nicolas Maire, Aurelio Di Pasquale, Mariabeth Silkey, Jane Alaii, Teun Bousema, Cees Leeuwis, Thomas A Smith, Willem Takken. The effect of mass mosquito trapping on malaria transmission and disease burden (SolarMal): a stepped-wedge cluster-randomised trial. The Lancet, 2016; DOI:10.1016/S0140-6736(16)30445-7

Cite This Page:

Wageningen University and Research Centre. "Breakthrough in combating malaria with odor-baited trap for mosquitoes: Beating malaria without using insecticides is one step closer." ScienceDaily. ScienceDaily, 10 August 2016. <www.sciencedaily.com/releases/2016/08/160810084811.htm>.

See more at:

https://www.sciencedaily.com/releases/2016/08/160810084811.htm

Biocidas e membranas de quitosana são opções para controle microbiológico

Jornal da Unicamp Baixar versão em PDF

Campinas, 11 de abril de 2016 a 24 de abril de 2016 – ANO 2016 – Nº 652

Estudo considera viável o uso associado de materiais em sistemas de distribuição de água

Texto: Manuel Alves Filho

Fotos: Antonio Scarpinetti Divulgação

Edição de Imagens: 

André Vieira

O uso associado de biocidas e membranas de biopolímeros é uma alternativa viável ao controle microbiológico de sistemas que envolvem a distribuição de água, em substituição a produtos mais agressivos, que podem causar danos ao ambiente e comprometer a sustentabilidade. A conclusão é tese de doutorado da farmacêutica bioquímica Raquel Vannucci Capelletti, defendida na Faculdade de Engenharia Química (FEQ) da Unicamp, sob a orientação da professora Ângela Maria Moraes. De acordo com a autora, o estudo abre uma ampla gama de aplicações para esta estratégia, principalmente a partir da combinação de biocidas com membranas de quitosana.

De acordo com Raquel, os micro-organismos estão presentes na Terra muito antes do surgimento da espécie humana. E é muito provável que sobrevivam a ela. Esses seres microscópicos podem ser encontrados nas mais variadas superfícies na natureza, assim como nos processos industriais concebidos pelo homem. Colônias deles podem se concentrar em interfaces úmidas na forma de filmes, formando o que os especialistas denominam de biofilmes. Estes podem ser encontrados, por exemplo, na superfície dos dentes ou em tubulações de água de indústrias, residências e hospitais.

A presença dos biofilmes nesses locais, observa Raquel, pode acarretar a propagação de agentes patogênicos para todo o ambiente, provocando eventualmente a contaminação de pessoas. “A presença de biofilmes em tubulações de água de hospitais, por exemplo, pode ser decisiva para a disseminação de doenças infecciosas, principalmente entre pessoas que estejam com o sistema imunológico debilitado, como é o caso de pacientes internados em UTIs. Por hipótese, essa contaminação pode se dar até mesmo no momento do banho, por meio da água do chuveiro”, alerta.

No caso de uma indústria alimentícia, prossegue a autora da tese, os biofilmes podem se desenvolver na superfície de tanques e tubulações responsáveis pelo processamento ou transporte dos alimentos, causando sérios riscos de contaminação ou de dano a equipamentos. Uma das maneiras de promover o controle microbiológico é a realização de procedimentos constantes de limpeza e sanitização. Uma das estratégias mais utilizadas é a aplicação de biocidas, substâncias com ação germicida. “Ocorre que o uso indiscriminado desses produtos para combater a atividade microbiana pode gerar culturas resistentes e causar corrosão em tubulações”, observa Raquel.

A pesquisadora destaca que a eliminação de biofilmes dos ambientes industriais, hospitalares e residenciais não é uma tarefa trivial. Embora esse tipo de procedimento possa ser feito com 100% de eficácia, nem sempre é recomendável que a erradicação dos micro-organismos seja completa, tanto por causa dos custos envolvidos, quanto por questões técnicas. “Alguns processos industriais podem conviver com pequenos agrupamentos de biofilmes. Entretanto, vale reforçar, pacientes com o quadro de saúde debilitado ou que utilizem próteses ou cateteres correm maiores riscos frente aos biofilmes”.

A água, lembra Raquel, é um composto essencial ao desenvolvimento dos seres vivos, inclusive dos micro-organismos. “Em outras palavras, onde houver água haverá atividade microbiana. Dependendo das condições desse meio aquoso, podemos ter maior ou menor quantidade de micro-organismos dispersos ou associados”, explica. Em sua pesquisa, Raquel promoveu o uso combinado de biocidas comerciais com membranas de biopolímeros com o objetivo de prevenir a contaminação pelos biofilmes. “Utilizamos biocidas de referência com ação preservante [duradoura] e sanitizante [efêmera]”, informa.

Quanto às membranas de biopolímeros, a pesquisadora utilizou materiais desenvolvidos no Laboratório de Engenharia de Biorreações e Colóides da FEQ. Foram testadas membranas produzidas com quitosana [substância obtida a partir da quitina, presente na carapaça dos crustáceos, notadamente caranguejos e camarões] e com alginato [cujas principais fontes são algumas espécies de alga], ambos de baixa toxicidade a humanos. A quitosana, por si só, apresenta apreciáveis propriedades antimicrobianas em determinadas condições de uso.

Já o alginato tem atividade mais limitada. “Durante os testes, foram cumpridas diversas etapas. Primeiramente, nós verificamos se era tecnicamente factível o uso das membranas produzidas com diferentes tipos de quitosana e com o alginato, de forma isolada ou associada a biocidas, em substituição a agentes químicos mais agressivos no controle microbiano”, detalha a pesquisadora.

Depois, Raquel avaliou a atividade antimicrobiana dos dispositivos contra micro-organismos usualmente aplicados para validação laboratorial destes sistemas e também contra culturas resistentes oriundas de sistema de água de ambientes industriais. Na sequência, ela procurou determinar a forma de atuação da membrana selecionada como a mais promissora, no caso a produzida a partir da quitosana, e o seu grau de eficácia. “O que pudemos constatar foi que o uso da quitosana e do alginato como materiais para a produção de membranas que incorporam agentes com atividades antimicrobianas se mostrou adequado para a finalidade de controlar o desenvolvimento de biofilmes formado por contaminantes comuns”, afirma.

Com base nas etapas cumpridas ao longo da pesquisa, a autora da tese propôs um conjunto de recomendações sobre os cuidados que devem ser adotados pelo segmento industrial. As sugestões também indicam diretrizes para outros ambientes suscetíveis a contaminações, como o segmento de processamento de alimentos, de artigos para uso humano e de amparo à saúde. Segundo Raquel, os ensaios que compuseram o estudo foram realizados em um vestiário localizado em uma unidade industrial que atua no processamento de produtos químicos para linha escolar, no qual foram identificados focos importantes de contaminação e, consequentemente, um elevado potencial de comprometimento da saúde humana.

Raquel considera que a pesquisa descortinou uma ampla gama de aplicações para o uso desse tipo de estratégia de controle microbiológico, particularmente o emprego da membrana de quitosana associada a biocidas. “Nós cogitamos dar continuidade ao estudo, dessa vez analisando a viabilidade de uso das membranas para recobrir superfícies de materiais em instalações de distribuição de água, a exemplo do que é feito com as membranas de osmose reversa. Isso permitiria, por exemplo, a incorporação de novas tecnologias de detecção de contaminantes por monitoramento computadorizado em tempo real, para a avaliação mais precisa do desempenho do sistema”, infere.

A farmacêutica bioquímica não contou com bolsa de estudo concedida por agências de fomento, mas teve o poio da empresa para a qual trabalha, a Thor Brasil Ltda, que cedeu seus laboratórios para a realização das análises, bem como a liberou em alguns dias da semana para participar dos estudos teóricos e experimentos na Unicamp. “Este tipo de parceria entre o setor privado e instituições de pesquisa de renome como a Unicamp, que resulta na formação de pessoal qualificado e no desenvolvimento de novas tecnologias, é muito importante para a cadeia produtiva e para o avanço do nosso país”, considera Raquel.

Publicação

Tese: “Análise da associação de agentes antimicrobianos a biopolímeros para o controle de biofilmes em ambientes suscetíveis ao desenvolvimento de contaminantes oriundos de água”

Autora: Raquel Vannucci Capelletti

Orientadora: Ângela Maria Moraes

Unidade: Faculdade de Engenharia Química (FEQ)

Link:

Orientaciones para el uso de Plantas Medicinales y el Control Biológico de plagas agrícolas

Estudo busca alternativa para controlar mosquito da dengue na flora do MS

Em 15 de março de 2016

Em laboratório, uma equipe de pesquisadores do Instituto de Química da Universidade Federal de Mato Grosso do Sul (UFMS) vem desenvolvendo estudo com objetivo de investigar substâncias bioativas em plantas do Cerrado e Pantanal de Mato Grosso do Sul, incluindo plantas medicinais que possam se tornar medicamentos ou agroquímicos contra o mosquito Aedes aegypti.

A partir da coleta e identificação de plantas, etapa que conta com a colaboração dos botânicos da UFMS, os doutores Arnildo Pott e Valli J. Pott, a pesquisa submeteu os extratos a ensaios de avaliação de atividades antileishmania, antifúngica e larvicida. Foram selecionadas mais de 60 espécies vegetais ocorrentes nos municípios de Campo Grande, Aquidauana, Bonito, Dois Irmãos do Buriti, Corumbá e na Base de Estudos do Pantanal (UFMS). Desta seleção, 17 espécies foram escolhidas para participar da etapa de estudos químicos detalhados.

Para identificar se uma determinada planta possui substâncias com potencial atividade anticâncer, ou seja, propriedades antiproliferativas, mutagênicas ou antimutagênicas, propriedades larvicidas, neste caso, contra o vetor transmissor da dengue (Aedes aegypti), os testes de atividade biológica são decisivos. O que se espera observar, segundo a coordenadora do projeto, a pesquisadora da UFMS, Fernanda Rodrigues Garcez, é quais plantas apresentam atividades significativas em um ou mais dos testes realizados.

Após a identificação, os extratos foram submetidos às várias etapas de separação e purificação, guiadas pelos ensaios biológicos correspondentes, com o intuito de obter a caracterização da(s) substância(s) responsável(veis) pela atividade biológica apresentada pelo extrato.

No entanto, frisa a pesquisadora que “é importante ressaltar que o processo de busca de substâncias bioativas visando ao desenvolvimento de um novo medicamento engloba uma série de etapas, incluindo a participação de indústrias farmacêuticas. Tais etapas, onde apenas a primeira delas é a que estamos desenvolvendo através do presente projeto, podem levar pelo menos 10 anos para serem transpostas (desde a obtenção dos extratos vegetais até que o produto possa chegar como um medicamento às prateleiras das farmácias)”.

O grande mérito da pesquisa foi ter gerado conhecimento sobre substâncias da flora sul-mato-grossense com potencial utilização como agentes antitumorais, antileishmania e antifúngicos no combate ao mosquito. “A descoberta da composição química de espécies ocorrentes em Mato Grosso do Sul, aliado à avaliação de suas atividades biológicas, é um passo importante para se determinar as potencialidades econômicas imediatas ou a longo prazo. Foi demonstrado o potencial de várias espécies da flora como fonte de substâncias antineoplásicas (em função de suas atividades citotóxicas e genotóxicas) e com atividade antileishmania e de novos agentes de origem natural como uma alternativa ambientalmente segura e eficaz para o controle do vetor de transmissão da dengue”.

Assim, com relação à busca de substâncias com potencial atividade antitumoral, foram ou estão sendo ainda estudadas as espécies Galianthe thalictroides, Croton urucurana, Randia armata, Pogonopus tubulosus (Rubiaceae), Aniba heringeri, Mezilaurus crassiramea, Aiouea trinervis, Ocotea aciphylla (Lauraceae), Combretum lanceolatum, C. mellifluum [sin. C. discolor] (Combretaceae), Macrosiphonia petraea, M. velame, Aspidosperma verbascifolium (Apocynaceae).

No que diz respeito à busca de substâncias com atividade larvicida contra Aedes aegypti, foram estudadas as espécies Guarea kunthiana (Meliaceae) e Aiouea trinervis (Lauraceae).

Foi também feita uma triagem com extratos de 14 espécies medicinais para a seleção de plantas com atividade antileishmania, destacando-se a espécie Momordica charantia (Cucurbitaceae), cujas substâncias ativas presentes nas partes aéreas caracterizadas como cucurbitacinas se encontram em fase de purificação para serem posteriormente submetidas aos ensaios biológicos.

Os ensaios biológicos realizados no projeto incluem os de citotoxicidade in vitrofrente a linhagens de células tumorais para avaliação da atividade antiproliferativas, realizados sob a responsabilidade das Profas. Dras. Maria de Fátima C. Matos e Renata T. Perdomo, do Laboratório de Biologia Molecular e Culturas Celulares da UFMS. Já os ensaios de atividade antileishmania in vitro foram realizados sob a responsabilidade do Dr. Eduardo Caio Torres-Santos-FIOCRUZ-RJ.

O trabalho contou com a colaboração de outras duas instituições de pesquisa, a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e a Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul (UEMS). De acordo com Fernanda, a mobilização conjunta trouxe diversos benefícios. Entre eles, a professora destaca que os alunos tiveram a oportunidade de acessar equipamentos não disponíveis em Mato Grosso do Sul, os quais tornaram mais rápidos as análises e permitiram localizar e identificar substâncias de interesse presentes nos extratos e frações das plantas estudadas.

Neste contexto, a Fundação de Apoio ao Desenvolvimento do Ensino, Ciência e Tecnologia do Estado de Mato Grosso do Sul (Fundect) teve um papel essencial, relata Fernanda. “A Fundação viabilizou financeiramente a execução dos projetos de pesquisa, atuando na intermediação e obtenção de recursos dos órgãos de fomento federais e no direcionamento das atividades de pesquisa científica para setores de interesse regionais, além de contribuir na formação de recursos humanos para atuarem em diferentes segmentos da sociedade sul-mato-grossense”.

Além dos dados levantados, a pesquisa também contribuiu para viabilizar atividades interdisciplinares e envolvendo Química de Produtos Naturais e a área médica; bem como auxílio na capacitação de recursos humanos qualificados, em vista da participação de alunos de doutorado, mestrado e iniciação científica no projeto, contribuindo para o desenvolvimento científico e tecnológico do Estado. O projeto faz parte do Pronem – edital voltado para Núcleos Emergentes de Mato Grosso do Sul, e tem apoio da FUNDECT.

Fonte: FUNDECT

Link:

http://confap.org.br/news/estudo-busca-alternativa-para-controlar-mosquito-da-denguena-flora-do-ms/

Brasil terá que desenvolver modelo próprio de controle biológico de pragas agrícolas

Por Elton Alisson , da Agência FAPESP

Estratégias de uso de agentes naturais para combate a pragas agrícolas, apropriadas às características da agricultura, são fundamentais, afirmam especialistas (foto: P.Janning/Ag.FAPESP)

A exemplo do que fez na agricultura, em que se tornou um dos maiores produtores agrícolas mundiais ao desenvolver uma série de tecnologias e adaptar sistemas de produção de cultivos de regiões temperadas para os trópicos, o Brasil também terá que desenvolver um modelo próprio de controle biológico.

A avaliação foi feita por pesquisadores participantes do workshop “Desafios da Pesquisa em Controle Biológico na Agricultura no Estado de São Paulo”, realizado na segunda-feira (29/02), no auditório da FAPESP.

Representantes de universidades, instituições de pesquisa e de empresas que realizam pesquisa e desenvolvimento de agentes naturais para combate a pragas agrícolas apresentaram e discutiram os principais avanços obtidos em São Paulo e em outras regiões do país na exploração, criação e liberação em lavouras de inimigos naturais de organismos que atacam florestas, plantas e diversas culturas.

“Temos que desenvolver um modelo de controle biológico apropriado às características da agricultura brasileira, que é muito dinâmica e em que há o plantio sem interrupção de culturas em grandes extensões, além da produção constante de novas cultivares e o surgimento frequente de pragas”, disse José Roberto Postali Parra, professor do Departamento de Entomologia e Acarologia da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz da Universidade de São Paulo (Esalq-USP) e coordenador do workshop, na abertura do evento.

De acordo com Parra, a pesquisa e desenvolvimento em controle biológico avançaram muito no Brasil nos últimos anos e hoje há massa crítica razoável atuando no estudo de macrorganismos – como insetos e ácaros –, além de microrganismos como bactérias, vírus, protozoários e nematoides, que fazem parte da biodiversidade brasileira e que podem ser usados para controlar as pragas de diferentes culturas.

O avanço foi possível em razão especialmente de técnicas de criação que permitem a produção de grandes quantidades de insetos em uma lavoura e uma redução mais rápida da população da praga que se pretende controlar.

Ao contrário de países como a Holanda, onde o controle biológico é feito quase que exclusivamente em casas de vegetação, no Brasil é realizado em áreas abertas. O país, entretanto, possui programas comparáveis aos melhores do mundo, em situação diferente das de outros países, e com menor disponibilidade de inimigos naturais sendo comercializados por empresas.

Uma das razões para isso é a cultura do uso de agroquímicos para controlar pragas agrícolas nas lavouras brasileiras, que têm causado graves desequilíbrios biológicos, tais como aparecimento de pragas secundárias e contaminação do solo e água.

Em 2012, por exemplo, foram gastos R$ 9,7 bilhões com agroquímicos no Brasil. Já em 2014, o gasto saltou para R$ 12 bilhões, dos quais R$ 4,6 bilhões foram voltados para a compra de inseticidas.

Nos últimos 12 anos, a utilização de agroquímicos no Brasil aumentou 172% enquanto que no resto do mundo o crescimento foi de 90%, comparou Parra. “Tem se usado muito inseticida no Brasil, inclusive feitos a partir de moléculas que já foram banidas em outros países”, disse.

“Os agroquímicos podem ser usados desde que sejam aplicados produtos seletivos – que matam a praga mas não os inimigos naturais – e que seja feita uma rotação dos princípios ativos de tal forma que não se crie resistência dos organismos que se pretende controlar”, avaliou.

Segundo o pesquisador, o alto custo de desenvolvimento e os desafios cada vez maiores para a sintetização de moléculas para a produção de inseticidas têm favorecido a expansão do controle biológico no Brasil e no exterior.

Atualmente, de acordo com dados apresentados por Parra, o custo da síntese de uma nova molécula para a produção de inseticidas é de cerca de US$ 250 milhões.

Já o custo de desenvolvimento de uma cultivar transgênica, mais tolerante a uma determinada praga, por exemplo, é de US$ 125 milhões. E o desenvolvimento de um inseto para controle biológico fica entre US$ 2 milhões e US$ 10 milhões.

“O alto custo do desenvolvimento de moléculas para inseticidas, somado ao aumento da pressão da sociedade pela diminuição do uso de agroquímicos e a constatação de que os transgênicos não conseguem solucionar o problema das pragas agrícolas, têm estimulado o uso de controle biológico no Brasil e no mundo”, disse Parra.

“Mas o controle biológico não pode ser usado isoladamente e não é a única solução para o controle de pragas. Ele deve ser um componente do manejo integrado de pragas e ser usado associado inclusive aos inseticidas, desde que usados de forma racional, além de plantas transgênicas e outros métodos de controle de pragas”, ponderou.

A utilização de controle biológico na agricultura no país e no exterior tem aumentado entre 15% e 20% ao ano e atualmente esse setor já movimenta US$ 17 bilhões.

Difundir o uso

No Brasil, de acordo com Parra, o controle biológico está sendo mais usado principalmente para combater pragas que atacam a cultura da cana-de-açúcar.

A vespa Cotesia flavipes, por exemplo, produzida por 20 biofábricas no Brasil, é usada em mais de 3 milhões de hectares para combater a lagarta da broca-da-cana (Diatraea saccharalis).

“O momento é adequado para difundir o uso do controle biológico no Brasil, especialmente depois do surgimento no país, em 2013, da lagarta Helicoverpa armigera, que ataca diversas culturas, como soja, milho e algodão, entre outras, e é muito difícil de ser controlada por meio de agroquímicos”, disse.

Segundo Parra, hoje há no país 26 empresas comercializando microrganismos e 21 produzindo microrganismos para controle biológico. Esse número, porém, é insuficiente para atender a um eventual aumento abrupto da demanda por controle biológico pelos agricultores no país, indicou.

“Se todo mundo resolver usar controle biológico não há disponibilidade para atender. É preciso aumentar o número de empresas produtoras”, afirmou.

Potenciais beneficiários

Participaram da abertura do evento o secretário de Agricultura e Abastecimento do Estado de São Paulo, Arnaldo Jardim, e o presidente da FAPESP, José Goldemberg.

Jardim destacou que 82% da produção agrícola do Estado de São Paulo advém de pequenos produtores, que são potenciais beneficiários de tecnologias de controle biológico como alternativa para redução dos agroquímicos.

“Não demonizamos os agroquímicos por entendermos como necessários para a produtividade. Mas o uso deles pode ser diminuído, melhor disciplinado e preenchido em parte por soluções como o controle biológico”, avaliou o secretário.

O presidente da FAPESP, por sua vez, fez uma analogia da necessidade de apoiar a pesquisa em controle biológico no Brasil para enfrentar desafios futuros no campo com a recente emergência do combate ao vírus Zika no país.

“O apoio concedido pela FAPESP a projetos vinculados à Rede de Diversidade Genética de Vírus (VGDN) entre os anos de 2000 e 2007, por exemplo, permitiu a rápida criação hoje da Rede Zika para enfrentar os desafios apresentados pelo aumento do número de casos de transmissão do vírus no país”, disse Goldemberg.

in EcoDebate, 02/03/2016

Le bio-contrôle pour la protection des cultures

http://www.ladocumentationfrancaise.fr/var/storage/rapports-publics/114000224.pdf

Encapsulamento de fungos pode levar a nova geração de inseticidas biológicos

13 de janeiro de 2016

Pesquisadores da UFSCar e do Instituto Biológico desenvolvem tecnologia que usa fungos parasitas de insetos para controle biológico de pragas(foto: Bicudo da cana morto pelo fungo Beauveria bassiana encapsulado/Inajá Marchizeli Wenzel Rodrigues)

Diego Freire | Agência FAPESP – Pesquisadores da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) e do Instituto Biológico de São Paulo, da Agência Paulista de Tecnologia dos Agronegócios (Apta), estão desenvolvendo, com apoio da FAPESP, uma nova geração de inseticidas biológicos para controle de pragas.

Trata-se de uma tecnologia que envolve o encapsulamento de conídios de fungos entomopatogênicos, que parasitam insetos e podem matá-los ou incapacitá-los, mas não produzem patogenicidade aos seres humanos. Os fungos aderem ao corpo do inseto por meio de esporos de dimensões microscópicas que, sob condições adequadas de temperatura e umidade, germinam, penetram, desenvolvem hifas e colonizam o interior do organismo.

O processo de encapsulamento proposto pelos pesquisadores se dá por meio do uso de um biopolímero, que é um polímero produzido por organismos vivos, a exemplo das proteínas, dos polissacarídeos e dos ácidos nucleicos. A ideia é conferir proteção e estabilidade no armazenamento dos conídios, garantindo sua ação prolongada sobre diversos insetos-pragas de cultivos agrícolas.

“A formulação possibilitou que o produto fique armazenado sem refrigeração por até 12 meses e se mostrou patogênica a diversas pragas, como a broca e o bicudo da cana-de-açúcar”, disse Inajá Marchizeli Wenzel Rodrigues, responsável pela pesquisa Estudos para identificação de biopolímeros, de baixo custo, compatíveis com microrganismos para uso em formulações encapsuladas de entomopatógenos e compatibilidade de adjuvantes para uso em formulações, realizada com apoio do Programa FAPESP Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas (PIPE).

O encapsulamento funciona como uma barreira de proteção aos conídios contra fatores externos, como radiação ultravioleta, temperatura, microrganismos concorrentes e oxidação, entre outros. A ideia surgiu quando os pesquisadores identificaram a ausência de uma formulação de entomopatógenos no mercado, sugerindo uma inovação com impacto no setor agroindustrial de bioinseticidas em alternativa ao uso de agroquímicos.

Segundo a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa), em 2010 a América Latina participava com 22% do consumo na divisão do mercado de agroquímicos mundial, sendo o Brasil detentor de 19% dessa participação no mundo. Estudos realizados entre o 2° semestre de 2010 e o 1° de 2011 revelaram que o país produziu 96 mil toneladas de agroquímicos.

De acordo com os pesquisadores, os produtos do mesmo segmento atualmente em comercialização não são formulados e utilizam os fungos in natura, sem o revestimento por uma camada de polímero. A nova tecnologia aumenta a viabilidade comercial sem comprometer a virulência e o poder de controle.

Outro diferencial da inovação em relação aos inseticidas biológicos convencionais é o ganho de estabilidade com um período de armazenamento superior a um ano em temperatura ambiente, importante para a produção, o estoque, a distribuição e o uso desse tipo de produto, permitindo ao agricultor efetuar a pulverização a qualquer momento, independente das condições climáticas.

Dessa forma, entre as vantagens da tecnologia estão a melhoria na eficiência da aplicação de fungos entomopatogênicos, a proteção dos conídios de efeitos deletérios abióticos e bióticos, o fato de ser patogênico aos insetos-alvo e a possibilidade de armazenamento sem a necessidade de consumo de energia.

Para estar disponível no mercado, a próxima etapa será a colocação do produto em escalonamento comercial. Os pesquisadores estimam estudos sobre as técnicas agrícolas mais adequadas para aplicação em campo, bem como a verificação da ação sobre um maior número de pragas e culturas. A expectativa é que a invenção atraia o interesse de indústrias do agronegócio, principalmente as que produzem e comercializam inseticidas biológicos e sintéticos.

Além de Inajá Marchizeli Wenzel Rodrigues, participam das pesquisas Moacir Rossi Forim, João Batista Fernandes e Maria Fátima das Graças Fernandes da Silva, do Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET) da UFSCar, e Antonio Batista Filho, do Instituto Biológico. 

Link:

http://agencia.fapesp.br/encapsulamento_de_fungos_pode_levar_a_nova_geracao_de_inseticidas_biologicos/22527/

Compostos da flora brasileira são testados no manejo de pragas

Por Caio Albuquerque, da Esalq em Piracicaba - caioalbuquerque@usp.br

Publicado em 7/outubro/2015

Pesquisa da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq) da USP, em Piracicaba, identificou e caracterizou substâncias sintetizadas pelo metabolismo secundário (aleloquímicos) de espécies de anonáceas neotropicais da flora brasileira e avaliou o seu potencial de uso no manejo de pragas de importância para a agricultura do País. O estudo realizado pelo engenheiro agrônomo Leandro do Prado Ribeiro no Programa de pós-graduação em Entomologia da Esalq também verificou a compatibilidade das substâncias com agentes de controle microbiano.

Pesquisa isolou novos compostos que demonstraram ações acaricida e inseticida

Inicialmente, o pesquisador realizou uma triagem em diferentes estruturas (folhas, ramos e sementes) de 29 espécies de Annonaceae (o que representa 7,5% de todas as espécies desta família descritas no Brasil ) pertencentes a 11 diferentes gêneros (Anaxagorea, Annona, Duguetia, Ephedranthus, Guatteria, Hornschuchia, Oxandra, Porcelia, Pseudoxandra, Unonopsis e Xylopia). “Há várias designações populares para as espécies dessa família, sendo as mais conhecidas a graviola (Annona muricata) e a fruta-do-conde (Annona squamosa)”, conta.

Ribeiro afirma que há diferentes formas de extração de compostos secundários (aleloquímicos) de plantas, o que depende das características químicas dos compostos de interesse. “Em geral, utiliza-se solventes orgânicos ou aquosos ou mesmo a hidrodestilação (arraste de vapor), neste último caso para compostos voláteis e de baixo peso molecular”, explica.

O estudo foi conduzido de forma biomonitorada, ou seja, utilizou-se um bioensaio para verificar a atividade inseticida frente ao gorgulho-do-milho (inseto bioindicador do estudo) em cada etapa do processo de isolamento dos compostos. “O resultado dos bioensaios determinaram a presença de compostos ativos e a seleção dos extratos e frações que deveriam prosseguir no processo de fracionamento cromatográfico”, diz Ribeiro.

Ações acaricida e inseticida

A pesquisa contou com apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) e isolou novos compostos, que demonstraram promissoras ações acaricida e inseticida, além de serem compatíveis com agentes de controle microbiano. “Estudos de síntese e semi-síntese e de otimização dos processos de obtenção a partir de fontes naturais estão sendo realizados, os quais poderão resultar no desenvolvimento de novos pesticidas sintéticos produzidos com base nos esqueletos moleculares dos compostos caracterizados ou mesmo na formulação de novos inseticidas botânicos (‘não sintéticos’) que poderão ser disponibilizados no mercado brasileiro”, destaca.

Inseticidas botânicos, elaborados com base em compostos de plantas, são utilizados no manejo de diferentes pragas de importância agrícola, veterinária e domissanitária. “Algumas formulações já encontram-se disponíveis no mercado brasileiro, em pequenas quantidades, e mundial, especialmente na China, Índia e Estados Unidos”, relata o agrônomo. Os pesticidas botânicos podem constituir-se em um importante componente do manejo integrado de diferentes espécies-praga em distintos sistemas de produção. “Além disso, novos pesticidas sintéticos podem ser produzidos com base nos esqueletos moleculares [protótipos-modelo] dos compostos produzidos pelo metabolismo secundário de plantas”, conclui Ribeiro.

Com orientação do professor José Djair Vendramim, do Departamento de Entomologia e Acarologia (LEA), o trabalho foi realizado por meio da parceria do Laboratório de Resistência de Plantas a Insetos e Plantas Inseticidas da Esalq, com o Departamento de Química da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), como parte das atividades do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Controle Biorracional de Insetos Pragas (INCT-CBIP). “Uma das etapas do estudo foi realizada no Insect Toxicology Laboratory, University of British Columbia, em Vancouver, Canadá”, conta o autor do estudo.

Foto: Francisco Emolo

Mais informações: email leandro_universidade@hotmail.com, com Leandro do Prado Ribeiro

Link:

http://www.usp.br/agen/?p=221191

Plantas do Cerrado são potenciais inseticidas naturais contra Aedes aegypti

Pesquisa do Instituto de Patologia Tropical e Saúde Pública comprova que produtos botânicos têm eficiência semelhante e apresentam vantagens em relação aos químicos

Em pesquisa em andamento na Universidade Federal de Goiás (UFG), plantas do Cerrado, como o cajuzinho-do-cerrado, tingui e a copaíba, são utilizadas como base na elaboração de inseticidas capazes de combater o Aedes aegypti e o Culex quinquefasciatus, mosquito conhecido popularmente como muriçoca noturna.

Com testes laboratoriais e aplicações realizadas na cidade de Senador Canedo, a pesquisa aponta para o fato de que esses produtos apresentam eficiência equivalente aos que se encontram no mercado, além de não representar nenhuma forma de agressão ao meio ambiente ou à saúde de usuários.

Outro ponto favorável do inseticida natural é que, para sua produção, não há retirada de matéria-prima do bioma, já que são utilizados subprodutos que são descartados pela indústria. No caso do cajuzinho-do-cerrado e do caju, a matéria-prima para os inseticidas é o óleo residual, proveniente do processo de extração da castanha do fruto. Quando descartado indiscriminadamente, esse óleo se tornaria um agente poluente.

Segundo o coordenador do estudo, o professor Ionizete Garcia Silva, há vantagens no uso de inseticidas naturais que combatam o Aedes aegypti, já que testes comprovaram que eles são seletivos, ou seja, não agridem outros animais. O pesquisador ressalta que se trata de produtos biodegradáveis e que, comparados aos produtos sintéticos existentes e já utilizados, podem permanecer até 30 anos na natureza, enquanto os naturais se decompõem rapidamente.

Fonte: UFG / Jornal da Ciência

Publicado no Portal EcoDebate, 10/07/2015

Otro aliado: Aphidius colemani (elhuerto20.wordpress.com)

Avispilla parasitoride de pequeño tamaño, buscando pulgones entre las plántulas de pimientos

Este año ha sido especialmente interesante en relación con los pulgones. No he visto muchas mariquitas, aunque la hay, en cambio si que he notado una gran abundancia de otro de los aliados del hortelano en su lucha contra los pulgones, esto es la presencia de aphidius, a partir de la huellas de pulgones momificados que deja, en concreto del Aphidius colemani.

Son estas una familia de avispillas de muy pequeño tamaño, frecuentemente de color negro, de las cuales las hembras tienen la peculiaridad de poner sus huevos en el interior del cuerpo de los pulgones, parasitándolos, y en consecuencia destruyéndolos. Coloca en cada pulgón un huevo, y realiza cientos de puestas.

Momias de pulgones parasitados de color más claro

La larva que sale de este huevo pasa por cuatro fases y se va desarrollando en el interior del pulgón alimentándose de él. El áfido parasitado queda inmovilizado cuando el parásito se desarrolla, sujeto a la planta y convertido en la típica “momia” de color más claro, fácil de detectar y que nos permite saber en qué medida las colonias de pulgones están libres del parásito o atacadas por él. De esta momia emergerá el adulto haciendo un pequeño orificio redondo en la parte posterior.

Es por lo tanto un aliado que debemos proteger en la medida de lo posible, ya que parasita más de cuarenta tipos diferentes de pulgones. Es por lo visto bastante frecuente, y fácil de criar, motivo por el que es un tipo de avispilla usada en agricultura ecológica para el control de este tipo de plagas. Resulta interesante como podéis ver a través de este enlaceque quiero dejaros. ©

Link:

https://elhuerto20.wordpress.com/2015/07/09/otro-aliado/

Controle biológico, artigo de Roberto Naime

[EcoDebate] É lícito recordar um velho axioma popular: há males que vem para bem. Não ocorre qualquer registro ou manifestação de satisfação com pragas agrícolas que, na medida que prejudicam a produção, são objeto de repulsa. Mas nota do site do canal rural, acessado em 30/08/2014 intitulada Aplicação da vespinha Trichogramma por meio de aviões será testada no MT é digna de justificar as reflexões que se seguem.

A nota assinala que a lagarta helicoverpa já se disseminou por diferentes culturas no país, destacando e afirmando que a aplicação “de inseticidas não é eficaz no controle da praga”. Então pesquisas descobriram as possibilidades e a alternativa de execução de controles biológicos por intermédio da vespinha Trichogramma. A notícia conclui informando que a Embrapa está desenvolvendo uma tecnologia para que a vespinha seja aplicada por aviões em grandes áreas.

Mas então é necessário que as famosas “moléculas” constituintes de venenos se mostrem totalmente ineficazes para que se estimule e que se desenvolvam formas de controle biológico? Não devia ser assim. Tudo por interesses meramente econômicos. E não é com normatizações legais que inibam a utilização de agrotóxicos que a situação será resolvida. Será por consciência e necessidade de estabelecer condições naturais de pleno equilíbrio e harmonia.

E pode se prever que isto também ocorrerá por interesse econômico local do produtor. Por uma condição de saturação ambiental com as moléculas de venenos, que irá obrigar a uma nova postura que estimule uma mudança de paradigma na produção. Se poderia arguir que a vida não é só economia. Mais não. Que seja só por questões econômicas, as necessidades ambientais se imporão. Se não for mantido e incrementado o equilíbrio ambiental, não subsistirão as boas condições de obtenção de produção agrícola.

Quando se fala em formas adequadas e harmoniosas de produção, que preservem o equilíbrio ambiental, se está sempre querendo que não ocorram saturações impostas pelo desequilíbrio do uso de venenos, e que não se chegue a cataclismas ou à ruptura de situações cotidianas, para a adoção de mecanismos mais equilibrados que garantam a produção.

O argumento é que os venenos aplicados por cima das lavouras não atinge a parte inferior de horti-fruti-granjeiros. Pode ser verdade e deve ser verdade mesmo. Mas será que esta explicação ou argumento importa, diante do que se expõe? Está se demonstrando e arguindo que em certo momento, as condições naturais não mais apresentarão resiliência para absorver os desequilíbrios ambientais impostos.

A vespinha denominada “Trichogramma” é um inseto de tamanho muito reduzido, mas que ao colocar seus ovos dentro dos ovos da lagarta helicoverpa, determina que, ao se completar o ciclo dentro do ovo da lagarta, impeça a eclosão da helicoverpa. Este controle biológico, já era conhecido por muitos produtores rurais e aplicado em culturas pequenas. Agora a Embrapa está desenvolvendo uma tecnologia para “aplicar” a vespinha por meio de aviões, viabilizando a aplicação em grandes áreas.

Outras culturas que sofrem com o ataque de outras pragas, também vão ter suas especificidades pesquisadas e suas realidades solucionadas quando não houver mais possibilidades de soluções com as chamadas “moléculas” que constituem os venenos. Mas até lá a falta de infra-estrutura educacional no país e os interesses econômicos explícitos determinarão o diapasão de toque da banda. Já que a única motivação para as ações é econômica, então será por motivações financeiras geradas, pelos desequilíbrios e saturações provocadas pelas desarmonias ambientais.

Ninguém quer preservar o meio-ambiente apenas para fazer um museu a céu aberto. Se trata de viabilizar em condições de conformidade, as situações que sustentem a vida em plena condição de harmonia ecossistêmica. Estas reflexões fazem perceber que, se isto vai ocorrer em condição prévia de planejamento, com abordagem que garanta segurança alimentar também, ou ocorrerá em clima de ruptura pela saturação e desequilíbrio ambiental, infelizmente pouco importa. Mas acontecerá e ocorrerá em horizonte de vida que é difícil prever.

Merece registro elogioso a participação da Aprosoja de Mato Grosso na viabilização do empreendimento. Esta entidade tem histórico de pioneirismo e atuação consistente que deve ser respeitado e elogiado. Já na condição de integrante da comissão criadora do curso de engenharia ambiental da UNIVAG (Centro Universitário de Várzea Grande), houveram oportunidades de contribuir com a comissão de meio ambiente da entidade e se pode atestar a idoneidade e a liberdade de expressão sempre respeitada, em busca de condições de aprimoramento dos processos, de forma que não impactassem a nenhuma situação, e permitissem as melhores condições de produção.

E não é apenas esta entidade que deve ser louvada. Empreendedores inovadores que já entenderem as concepções aqui explicitadas, comemoram resultados satisfatórios. Em Piracicaba, ou mais exatamente em Charqueada em São Paulo, a empresa Bug Agentes Ambientais já produz comercialmente insetos e ácaros.

Investigação ao site da empresa permite registrar que a companhia americana “Fast Company” dispõe a empresa paulista em trigésimo terceiro lugar numa relação de iniciativas sobre inovação e empreendedorismo. Na época a empresa ficou em posição de destaque, acima de Petrobrás, Embraer e outras. O produto que respondia por metade do faturamento da empresa era a vespa Trichogramma. Ela é cultivada em ovos e, quando nasce, solta na lavoura. Ali vai parasitar outros ovos, de mariposas e borboletas, que são as principais pragas – quando em fase de lagarta – das grandes culturas brasileiras.

Se apenas interesses econômicos são capazes de estimular alterções de paradigmas, que seja assim. Mas não haveria nisso um perigo biológico? Será que o Brasil não vai acabar cheio dessas vespinhas? Bem, os argumentos dos de todos os profissionais envolvidos na pesquisa e aplicação de controle biológico são convincentes. O principal é de que a trichogramma, que sempre existiu na natureza, parasita apenas os ovos das pragas que ajuda a controlar. Logo, ela só poderia se reproduzir descontroladamente se a praga também se tornasse abundante. Acontece que a própria trichogramma evita isso, e os testes para comprovar a tese são feitos há mais de 30 anos nas universidades.

A questão toda, seja envolvendo agrotóxicos, seja envolvendo controles biológicos é buscar respeitar o meio natural e buscar permanentemente equilíbrio e condições de homeostase com os ecossistemas.

Dr. Roberto Naime, Colunista do Portal EcoDebate, é Doutor em Geologia Ambiental. Integrante do corpo Docente do Mestrado e Doutorado em Qualidade Ambiental da Universidade Feevale.

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Publicado no Portal EcoDebate, 23/06/2015

"Controle biológico, artigo de Roberto Naime," in Portal EcoDebate, 23/06/2015,http://www.ecodebate.com.br/2015/06/23/controle-biologico-artigo-de-roberto-naime/.