Inseticida - Insecticide

Bomba manual de pulverização FLIT para inseticidas de 1928
Agricultor pulverizando um inseticida em um cajueiro na Tanzânia

Os inseticidas são substâncias usadas para matar insetos . Eles incluem ovicidas e larvicidas usados ​​contra ovos e larvas de insetos , respectivamente. Os inseticidas são usados ​​na agricultura , medicina , indústria e pelos consumidores. Os inseticidas são considerados um dos principais fatores por trás do aumento da produtividade agrícola do século XX. Quase todos os inseticidas têm o potencial de alterar significativamente os ecossistemas; muitos são tóxicos para humanos e / ou animais; alguns ficam concentrados à medida que se espalham ao longo da cadeia alimentar.

Os inseticidas podem ser classificados em dois grupos principais: inseticidas sistêmicos, que têm atividade residual ou de longo prazo; e inseticidas de contato, que não têm atividade residual.

O modo de ação descreve como o pesticida mata ou inativa uma praga. Ele fornece outra maneira de classificar os inseticidas. O modo de ação pode ser importante para entender se um inseticida será tóxico para espécies não relacionadas, como peixes, pássaros e mamíferos.

Os inseticidas podem ser repelentes ou não repelentes. Os insetos sociais, como as formigas, não podem detectar não repelentes e rastejar prontamente por eles. Ao retornarem ao ninho, eles levam o inseticida com eles e o transferem para seus companheiros de ninho. Com o tempo, isso elimina todas as formigas, incluindo a rainha. Isso é mais lento do que alguns outros métodos, mas geralmente erradica completamente a colônia de formigas.

Os inseticidas são distintos dos repelentes não inseticidas , que repelem, mas não matam.

Tipo de atividade

Inseticidas sistêmicos

Os inseticidas sistêmicos são incorporados e distribuídos sistemicamente por toda a planta. Quando os insetos se alimentam da planta, eles ingerem o inseticida. Os inseticidas sistêmicos produzidos por plantas transgênicas são chamados de protetores incorporados em plantas (PIPs). Por exemplo, um gene que codifica uma proteína biocida Bacillus thuringiensis específica foi introduzido no milho ( milho ) e em outras espécies. A planta fabrica a proteína, que mata o inseto quando consumida.

Inseticidas de contato

Os inseticidas de contato são tóxicos para os insetos em contato direto. Estes podem ser inseticidas inorgânicos, que são metais e incluem o enxofre comumente usado e os arsenatos menos usados , compostos de cobre e flúor . Os inseticidas de contato também podem ser inseticidas orgânicos, ou seja, compostos químicos orgânicos, produzidos sinteticamente e compreendendo o maior número de pesticidas usados ​​atualmente. Ou podem ser compostos naturais como piretro, óleo de nim, etc. Os inseticidas de contato geralmente não têm atividade residual.

A eficácia pode estar relacionada à qualidade da aplicação de pesticidas , com pequenas gotas, como aerossóis, muitas vezes melhorando o desempenho.

Inseticidas sintéticos

Organoclorados

O organoclorado mais conhecido , o DDT , foi criado pelo cientista suíço Paul Müller . Por essa descoberta, ele recebeu o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina em 1948 . O DDT foi introduzido em 1944. Ele funciona abrindo os canais de sódio nas células nervosas do inseto . A ascensão contemporânea da indústria química facilitou a produção em grande escala de DDT e hidrocarbonetos clorados relacionados .

Organofosforados

Os organofosforados são outra grande classe de inseticidas de contato. Eles também têm como alvo o sistema nervoso do inseto. Os organofosforados interferem com as enzimas acetilcolinesterase e outras colinesterases , interrompendo os impulsos nervosos e matando ou incapacitando o inseto. Os inseticidas organofosforados e os agentes nervosos de guerra química (como sarin , tabun , soman e VX ) funcionam da mesma maneira. Os organofosforados têm um efeito tóxico cumulativo para a vida selvagem, portanto, múltiplas exposições aos produtos químicos amplificam a toxicidade. Nos EUA, o uso de organofosforados diminuiu com o aumento de substitutos.

Carbamatos

Os inseticidas carbamatos têm mecanismos semelhantes aos organofosforados, mas têm uma duração de ação muito mais curta e são um pouco menos tóxicos.

Piretróides

Os pesticidas piretróides imitam a atividade inseticida do composto natural piretrina , o biopesticida encontrado nas espécies Pyrethrum (Now Chrysanthemum e Tanacetum ). Esses compostos são moduladores do canal de sódio não persistentes e são menos tóxicos do que os organofosforados e carbamatos. Os compostos deste grupo são frequentemente aplicados contra pragas domésticas .

Neonicotinóides

Os neonicotinóides são análogos sintéticos do inseticida natural nicotina (com toxicidade aguda em mamíferos muito menor e maior persistência no campo). Esses produtos químicos são agonistas do receptor de acetilcolina . São inseticidas sistêmicos de amplo espectro, com ação rápida (minutos-hora). Eles são aplicados como sprays, drenchs, sementes e tratamentos de solo . Os insetos tratados apresentam tremores nas pernas, movimento rápido das asas, retirada do estilete ( pulgões ), movimento desorientado, paralisia e morte. O imidaclopride pode ser o mais comum. Recentemente, foi investigado por efeitos supostamente perniciosos sobre as abelhas e seu potencial de aumentar a suscetibilidade do arroz a ataques de cigarrinhas .

Butenolídeos

Os pesticidas butenolídeos são um novo grupo de produtos químicos, semelhantes aos neonicotinóides em seu modo de ação, que até agora têm apenas um representante: a flupiradifurona  [ fr ] . Eles são agonistas do receptor de acetilcolina , como os neonicotinóides , mas com um farmacóforo diferente. Eles são inseticidas sistêmicos de amplo espectro, aplicados como sprays, drenchs, sementes e tratamentos de solo . Embora a avaliação de risco clássica considerasse esse grupo de inseticidas (e a flupiradifurona especificamente) seguro para as abelhas , novas pesquisas levantaram preocupações sobre seus efeitos letais e subletais, isoladamente ou em combinação com outros produtos químicos ou fatores ambientais.

Ryanoids / diamides

Os diamidas são análogos rianóides sintéticos com o mesmo modo de ação da rianodina , um inseticida natural extraído de Ryania speciosa ( Salicaceae ). Eles se ligam aos canais de cálcio no músculo cardíaco e esquelético, bloqueando a transmissão nervosa. O primeiro inseticida dessa classe a ser registrado foi Rynaxypyr, nome genérico chlorantraniliprole .

Reguladores de crescimento de insetos

Regulador de crescimento de insetos (IGR) é um termo cunhado para incluir imitadores de hormônios de insetos e uma classe anterior de produtos químicos, as benzoilfenil ureias, que inibem a biossíntese de quitina (exoesqueleto) em insetos Diflubenzuron é um membro da última classe, usado principalmente para controlar lagartas que são pragas. Os inseticidas de maior sucesso nessa classe são os juvenóides ( análogos do hormônio juvenil ). Destes, o metopreno é o mais amplamente utilizado. Não apresenta toxicidade aguda observável em ratos e é aprovado pela Organização Mundial da Saúde (OMS) para uso em cisternas de água potável para combater a malária . A maioria das suas utilizações são para insectos combate onde o adulto é a pragas, incluindo mosquitos , vários mosca espécies, e pulgas . Dois produtos muito semelhantes, hidropreno e quinopreno, são utilizados para o controlo de espécies, tais como baratas e moscas brancas . Methoprene foi registrado na EPA em 1975. Praticamente nenhum relatório de resistência foi arquivado. Um tipo mais recente de IGR é o agonista da ecdisona tebufenozida (MIMIC), que é usado na silvicultura e em outras aplicações para o controle de lagartas, que são muito mais sensíveis aos seus efeitos hormonais do que outras ordens de insetos.

Pesticidas biológicos

Os inseticidas mais naturais têm sido alvos interessantes de pesquisa por duas razões principais, em primeiro lugar porque os produtos químicos mais comuns estão perdendo eficácia e, em segundo lugar, devido aos seus efeitos tóxicos sobre o meio ambiente. Muitos compostos orgânicos já são produzidos pelas plantas com o propósito de defender a planta hospedeira da predação e podem ser direcionados para fins humanos.

Quatro extratos de plantas estão em uso comercial: piretro , rotenona , óleo de nim e vários óleos essenciais

Um caso trivial é a resina de árvore , que é um inseticida natural. Especificamente, a produção de oleorresina por espécies de coníferas é um componente da resposta de defesa contra o ataque de insetos e infecção por fungos patogênicos . Muitas fragrâncias, por exemplo, óleo de gaultéria , são na verdade antialimentantes.

Outras abordagens biológicas

Protetores incorporados à planta

As safras transgênicas que agem como inseticidas começaram em 1996 com uma batata geneticamente modificada que produzia a proteína Cry , derivada da bactéria Bacillus thuringiensis , que é tóxica para larvas de escaravelhos como o escaravelho da batata do Colorado . A técnica foi expandida para incluir o uso de RNA de interferência, RNAi, que fatalmente silencia genes cruciais de insetos . O RNAi provavelmente evoluiu como uma defesa contra vírus . As células do intestino médio em muitas larvas absorvem as moléculas e ajudam a espalhar o sinal. A tecnologia pode ter como alvo apenas insetos que tenham a sequência silenciada, como foi demonstrado quando um determinado RNAi afetou apenas uma das quatro espécies de mosca-das-frutas . Espera-se que a técnica substitua muitos outros inseticidas, que estão perdendo eficácia devido à disseminação da resistência aos inseticidas . As frações de peptídeos de veneno de aranha são outra classe de potenciais traços transgênicos que podem expandir o repertório do modo de ação e ajudar a responder à questão da resistência.

Enzimas

Muitas plantas exalam substâncias para repelir insetos. Os primeiros exemplos são substâncias ativadas pela enzima mirosinase . Esta enzima converte glucosinolatos em vários compostos que são tóxicos para os insetos herbívoros . Um produto dessa enzima é o isotiocianato de alila , o ingrediente pungente dos molhos de raiz forte .

mecanismo de hidrólise de glucosinolato por mirosinase
Biossíntese de antialimentantes pela ação da mirosinase.

A mirosinase é liberada apenas com o esmagamento da carne do rábano. Como o isotiocianato de alila é prejudicial para a planta e também para o inseto, ele é armazenado na forma inofensiva de glucosinolato, separado da enzima mirosinase.

Bacteriana

Bacillus thuringiensis é uma doença bacteriana que afeta lepidópteros e alguns outros insetos. As toxinas produzidas por cepas dessa bactéria são usadas como larvicida contra lagartas , besouros e mosquitos. As toxinas de Saccharopolyspora spinosa são isoladas de fermentações e vendidas como Spinosad . Como essas toxinas têm pouco efeito em outros organismos , são consideradas mais ecológicas do que os pesticidas sintéticos. A toxina de B. thuringiensis ( toxina Bt ) foi incorporada diretamente nas plantas por meio do uso de engenharia genética .

De outros

Outros inseticidas biológicos incluem produtos baseados em fungos entomopatogênicos (por exemplo, Beauveria bassiana , Metarhizium anisopliae ), nematóides (por exemplo, Steinernema feltiae ) e vírus (por exemplo, Cydia pomonella granulovirus).

Inseticida sintético e inseticidas naturais

Uma grande ênfase da química orgânica é o desenvolvimento de ferramentas químicas para aumentar a produtividade agrícola. Os inseticidas representam uma grande área de ênfase. Muitos dos principais inseticidas são inspirados em análogos biológicos. Muitos outros não são encontrados na natureza.

Dano ambiental

Efeitos em espécies não-alvo

Alguns inseticidas matam ou prejudicam outras criaturas além daquelas que pretendem matar. Por exemplo, pássaros podem ser envenenados quando comem comida que foi recentemente pulverizada com inseticidas ou quando confundem um grânulo de inseticida no solo com comida e o comem. O inseticida pulverizado pode se espalhar da área em que é aplicado para áreas de vida selvagem, especialmente quando pulverizado por via aérea.

DDT

O desenvolvimento do DDT foi motivado pelo desejo de substituir alternativas mais perigosas ou menos eficazes. O DDT foi introduzido para substituir os compostos à base de chumbo e arsênico , que eram amplamente usados ​​no início dos anos 1940.

DDT foi trazido à atenção do público pelo livro de Rachel Carson , Silent Spring . Um efeito colateral do DDT é reduzir a espessura das cascas dos ovos de aves predadoras. As conchas às vezes se tornam muito finas para serem viáveis, reduzindo as populações de pássaros. Isso ocorre com o DDT e compostos relacionados devido ao processo de bioacumulação , em que o produto químico, por sua estabilidade e solubilidade em gordura, se acumula nos tecidos adiposos dos organismos . Além disso, o DDT pode biomagnificar , o que causa concentrações progressivamente mais altas na gordura corporal dos animais mais acima na cadeia alimentar . A proibição quase mundial do uso agrícola de DDT e produtos químicos relacionados permitiu que algumas dessas aves, como o falcão-peregrino , se recuperassem nos últimos anos. Vários pesticidas organoclorados foram proibidos na maioria dos usos em todo o mundo. Globalmente, eles são controlados pela Convenção de Estocolmo sobre poluentes orgânicos persistentes . Estes incluem: aldrina , clordano , DDT, dieldrina , endrina , heptacloro , mirex e toxafeno .

Escoamento e Percolação

Iscas sólidas e inseticidas líquidos, especialmente se aplicados incorretamente em um local, são movidos pelo fluxo de água. Freqüentemente, isso acontece por meio de fontes difusas, onde o escoamento transporta inseticidas para corpos d'água maiores. À medida que a neve derrete e a chuva se move sobre o solo, a água coleta inseticidas aplicados e os deposita em corpos d'água maiores, rios, pântanos, fontes subterrâneas de água antes potável e se infiltra em bacias hidrográficas. Esse escoamento e percolação de inseticidas podem afetar a qualidade dos mananciais, prejudicando a ecologia natural e, dessa forma, afetar indiretamente as populações humanas por meio da biomagnificação e bioacumulação.

Recusa de polinizador

Os inseticidas podem matar as abelhas e podem ser a causa do declínio dos polinizadores , da perda de abelhas que polinizam as plantas e do distúrbio do colapso da colônia (CCD), no qual as abelhas operárias de uma colmeia ou colônia de abelhas ocidentais desaparecem abruptamente. A perda de polinizadores significa uma redução no rendimento das colheitas . Doses subletais de inseticidas (ou seja, imidacloprida e outros neonicotinóides) afetam o comportamento de forrageamento das abelhas. No entanto, a pesquisa sobre as causas do CCD não era conclusiva em junho de 2007.

Declínio do pássaro

Além dos efeitos do consumo direto de inseticidas, as populações de pássaros insetívoros diminuem devido ao colapso de suas populações de presas. Acredita-se que a pulverização principalmente de trigo e milho na Europa tenha causado um declínio de 80% nos insetos voadores, o que por sua vez reduziu as populações locais de pássaros em um a dois terços.

Alternativas

Em vez de usar inseticidas químicos para evitar danos às plantações causados ​​por insetos, existem muitas opções alternativas disponíveis agora que podem proteger os agricultores de grandes perdas econômicas. Alguns deles são:

  1. Melhoramento culturas resistentes, ou pelo menos, menos sensíveis, ao ataque de pragas.
  2. Liberar predadores , parasitóides ou patógenos para controlar populações de pragas como uma forma de controle biológico .
  3. O controle químico, como a liberação de feromônios no campo, para confundir os insetos e torná-los incapazes de encontrar parceiros e se reproduzir.
  4. Manejo integrado de pragas : usando várias técnicas em conjunto para obter resultados ideais.
  5. Técnica push-pull : consórcio com uma cultura "push" que repele a praga e plantando uma cultura "puxada" na fronteira que a atrai e captura.

Exemplos

Veja também

Referências

Leitura adicional

  • McWilliams James E (2008). " ' O horizonte se abriu muito': Leland O. Howard e a transição para inseticidas químicos nos Estados Unidos, 1894–1927". História da Agricultura . 82 (4): 468–95. doi : 10.3098 / ah.2008.82.4.468 . PMID  19266680 .

links externos