Βιολογικά εντομοκτόνα

Τα εντομοκτόνα οργανοχλωρινών, οργανοφωσφορικών και καρβαμικών εστέρων,  δρουν στο νευρικό σύστημα του εντόμου-στόχου. Όμως έχουν πολύ σοβαρές συνέπειες κατ' αρχήν γιατί δεν είναι επιλεκτικά προς συγκεκριμένο έντομο, προσβάλλοντας και άλλα ωφέλιμα έντομα, πουλιά και μικρά θηλαστικά εκεί που εφαρμόζονται, αφού, μια χημική ουσία που δρα στο νευρικό σύστημα του εντόμου θα έχει παρόμοια δράση και σε άλλους οργανισμούς. Επιπλέον κάποια από αυτά, όπως το DDT, παραμένουν στο έδαφος και στο νερό και τελικά συσσωρεύονται στην τροφική αλυσίδα και φθάνουν μέχρι τα ψάρια και τα ανώτερα θηλαστικά.

3 αποτελεσματικά βιολογικά εντομοκτόνα είναι τα παρακάτω:

Bacillus thuringiensis (Bt)

Τα βακτήρια Bacillus Thuringiensis παρουσιάζουν εντομοκτόνο δράση καθώς παράγουν κρυστάλλους που περιέχουν μια τοξίνη, την δ-ενδοτοξίνη.

Οι προνύμφες τρέφονται με τα φύλλα που έχουν βακτηριακά σπόρια και κρυστάλλους. Καταπίνουν τους κρυστάλλους, που ενεργοποιούνται στο αλκαλικό περιβάλλον του εντέρου και προσδένονται σε υποδοχείς προκαλώντας τη διάλυση του τοιχώματός του, παραλύοντας τον πεπτικό σωλήνα και το έντομο σταματά να τρώει μέχρι τελικά να πεθάνει.

Μόνο κάποια έντομα έχουν υποδοχείς για αυτούς τους κρυστάλλους γι' αυτό δεν είναι επιβλαβείς για τον άνθρωπο και άλλα σπονδυλωτά. Αυτό σημαίνει ότι έχουν στενό φάσμα δράσης και η αποτελεσματικότητά τους εξαρτάται από το αν το έντομο φάει τα σπόρια. Ενώ ακόμα και αν τα φάει αργεί να δράσει αφού το έντομο συνεχίζει να διατρέφεται μέχρι το θάνατο του.

• Β. thuringiensis subsp. Kurstaki, Β. thuringiensis subsp. Aizawai: χρησιμοποιείται ενάντια στα λεπιδόπτερα
• B. thuringiensis subsp. Tenebrionis: χρησιμοποιείται ενάντια στα κολεόπτερα
• B. thuringiensis subsp. Israelensis: χρησιμοποιείται ενάντια στα δίπτερα

 

Βακιλοϊοί

Υπάρχουν 2 είδη βακιλοϊών που παρασιτούν στα έντομα, από όπου και απομονώθηκαν

• Ιοί με πολυδενδροειδή πυρήνα (Νuclear Polyhedrosis viruses, NPVs)
• Κοκκοειδείς ιοί (Granuloviruses, GVs)

Το έντομο που τρώει το φύλλο καταπίνει τον ιό. Η πρωτεϊνική κάψα των βακιλοϊών διαλύεται στο έντερο και ελευθερώνει ιοσωμάτια που μολύνουν τα επιθηλιακά κύτταρα. Στη συνέχεια ο ιός πολλαπλασιάζεται και διασκορπίζεται στο υπόλοιπο σώμα του εντόμου το οποίο τελικά πεθαίνει σε 4-10 ημέρες.

Χρησιμοποιούνται για την καταπολέμηση της καρπόκαψας σε οπωροφόρα δένδρα.

 

Νηματώδεις

Οι νηματώδεις αν και θεωρούνται παράσιτα λόγω των ασθενειών που προκαλούν στον άνθρωπο, στα ζώα και σε πολλά γεωργικά προϊόντα, κάποιοι από αυτούς (Allantone-matidae, Diplogasteridae, Heterorhabditidae, Mermithidae, Neotylenchidae, Rhabditidae, Sphaerulariidae, Steinernematidae, and Tetradonematidae) είναι εντομοπαθογόνοι.

Οι νηματώδεις αναπτύσσουν συμβιωτική σχέση με βακτήρια των γενών Xenorhabdus και Photorhabdus τα οποία ζουν εντός του νηματώδη. Με την είσοδο των νηματώδων στο έντομο, τα βακτήρια ελευθερώνονται στο αιμόκιλο και εκκρίνουν τοξίνες προκαλώντας σηψαιμία και θάνατο του εντόμου σε 2 ημέρες ώστε να διατραφούν τόσο τα βακτήρια όσο και ο νηματώδης. 

Οι τοξίνες που παράγουν έχουν απομονωθεί σε καθαρή μορφή και εμφανίζουν πολύ υψηλή εντομοκτόνο δράση σε χαμηλές συγκεντρώσεις.

 

Η γενετική μηχανική προσπαθεί να βελτιώσει τα χαρακτηριστικά αυτών των βιολογικών εντομοκτόνων με τροποποίηση των γονιδίων τους ώστε να έχουν μεγαλύτερο φάσμα δράσης, τα βακτήρια να παράγουν περισσότερη τοξίνη και οι βακιλοϊοί να μολύνουν ταχύτερα το έντομο-στόχο. Οι προσπάθειες επικεντρώνονται επίσης στην ενσωμάτωση των γονίδιων που παράγουν τις τοξίνες στα καλλιεργούμενα φυτά ώστε να παράγουν τα ίδια τα φυτά τις τοξίνες, όπως έγινε στην περίπτωση του Bt-καλαμποκιού.

--

Πηγές:

Costa, L. G., Giordano, G., Guizzetti, M., & Vitalone, A. (2007). Neurotoxicity of pesticides: a brief review.Frontiers in bioscience: a journal and virtual library,13, 1240-1249.

George W. Ware, David M. Whitacre. An Introduction to Insecticides (4th edition) (ipmworld.umn.edu)

Insecticides (npic.orst.edu)

http://www.bt.ucsd.edu/how_bt_work.html

Fact Sheets: BT: An Alternative to Chemical Pesticides (env.gov.bc.ca)

Cory, J. S., & Bishop, D. H. (1997). Use of baculoviruses as biological insecticides. Molecular biotechnology, 7(3), 303-313.

Insecticidal Nematodes (hyg.ipm.illinois.edu)

Bowen, D. J. (2000). Novel insecticidal toxins from nematode-symbiotic bacteria.Cellular and Molecular Life Sciences CMLS,57(5), 828-833.

η εικόνα εξωφύλλου ανήκει στο corvallisadvocate.com

εικόνα μηχανισμού δράσης Bacillus Thuringiensis: bt.ucsd.edu

εικόνα μηχανισμού δράσης βακιλοϊού: Ikehiker (wikipedia commons)

εικόνα νηματώδη © The Toro Company