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Desarrollo de un insecticida natural de la planta huaca (Clibadium peruvianum Poepp ex. DC)



Resumen

Se realizó una investigación de las semillas de la planta huaca (Clibadium peruvianum), con la finalidad de obtener un estracto, que gracias a su composición química se pudo definir esta planta contiene componentes bioactivos que servirán como insecticida natural.

Se utilizó las semillas maduras de la planta huaca, teniendo como antecedente que es el órgano que contiene más componentes biocidas, se cosecho las semillas se le traslado al lugar de trabajo, se hizo secar a temperatura ambiente, se hizo el molido con la finalidad de facilitar la obtención del estracto, el polvo obtenido se guardó a refrigeración con la finalidad de no perder su poder biocida que puede ser degenerada por la luz solar, luego se llenó en envases de vidrio de color ambar juntamente con el alcohol de 96° y se puso en reposo por 15 días, agitar dos veces por día el envase contenida con la mezcla hidroalcoholica.

Obtenida el estracto se realiza las respectivas pruebas con las larvas de los insectos que dañan a la mazorca de cacao en este caso se trabajó con la Carmenta Negra.

Introducción

El control de plagas y vectores utilizando sustancias químicas de origen sintético se ha vuelto una problemática que se ha registrado en el mundo y en nuestro país. Los usos indiscriminados de plaguicidas químicos en los cultivos en el sector agropecuario han originado controversias en el sector alimenticio ya que se encuentran secuelas de componentes químicos en los productos derivados.

En el Perú, el control de plagas y vectores es muy importante ya que estos insectos provocan grandes pérdidas económicas en diferentes sectores de la industria agrícola y agropecuaria. Sin embargo, muchas especies de insectos logran desarrollar resistencia a potentes químicos, provocando mayores costos en la obtención de estos insumos y perjudicando a corto y mediano plazo la salud; un ejemplo en particular es el control de la mosca común, responsable de la transmisión de más de 65 enfermedades, que han afectado y siguen afectando nuestro país como el cólera y la tuberculosis.

En la localidad de Nuevo Horizonte y alrededores una plaga denominada Carmenta Negra, es un insecto que perfora y degrada las semillas del cacao generando pérdidas al agricultor.

El propósito de este proyecto es desarrollar un insecticida natural proveniente de componentes activos de una planta amazónica conocida con el nombre común de huaca (Clibadium peruvianum Poepp ex. DC) para el control de la Carmenta Negra y con la finalidad, que sea seguro para la salud de las personas y biodegradable.

La planta "Huaca" científicamente identificada como Clibadium peruvianum la misma que contiene sustancias que pueden controlar a las larvas de la mosca común, con igual o mayor eficacia que los agroquímicos, pero sin tener la desventaja contaminante de éstos.

Los extractos de las plantas de los géneros Phyllantus, Clibadium y Lonchocarpus, son tradicionalmente utilizados en la Selva para la pesca por ser narcóticos que adormecen a los peces en pequeños cuerpos de agua. Estos extractos, por lo tanto, son ricas fuentes de metabolitos secundarios como glucósidos, cianogenéticos, poliacetilenos (ictioterol) y flavonoides (rotenona), respectivamente.

Huaca-huaca (Clibadium peruvianum), Es una planta nativa que crece en la localidad de Nuevo Horizonte, y según investigaciones crece en forma silvestre, en muchos lugres de nuestro país. Esta planta es de uso para la pesca desde hace muchos años atrás por los primeros indígenas o pobladores de la selva del alto Huallaga, quienes supieron cómo utilizarla en la pesca, sin deteriorar al medio ambiente, ni a las especies pequeñas de peces, es decir solo se aprovechaba de recoger con las manos solo las peces grandes, mientras surtía efecto de sus propiedades alcaloideas, por unas horas luego se tomaba de la naturaleza solo lo que se necesitaba, para después todo vuelva a la normalidad. Según investigaciones hay ciertos estudios sobre la Huaca, y reportes de estudios realizados en la ciudad de Lima, de fecha 09 Julio 2012, Después de casi tres años de estudios, un grupo de especialistas de la Universidad Nacional Agraria La Molina (UNALM), reveló las bondades insecticidas de la planta nativa de la selva peruana conocida como "La Huaca".

Según el Dr. Javier Vásquez, especialista en entomología de la UNALM y líder del proyecto, las bondades de la planta radican en el uso de sus semillas, "lo que significa que la planta que no tiene que ser depredada, solo cultivada, cosechada y propagada, mientras se aprovecha todas sus propiedades agronómicas".

De acuerdo con el especialista, con el estudio se identificó hasta cinco sustancias que tienen efecto insecticida y que presentan sitios de acción distintos, entre los que incluyen: sistema nervioso y hormonal, "lo que dificultaría que las plagas logren desarrollar resistencias, debido a que tienen combatir cinco efectos distintos a la vez".

Asimismo, sostuvo que la investigación permitirá reducir los problemas producidos por el uso de productos químicos utilizados en los cultivos, así como contribuir a la reducción de la contaminación ambiental de los productos, la intoxicación de los agricultores en el campo; entre otros.

Finalmente, Vásquez precisó que "La Huaca" es cinco veces más efectivo que cualquier otro similar en el mundo, tras haberse analizado en diversos laboratorios sus propiedades toxicológicas de las hojas, tallos, raíces y sus efectos.

En el Perú, la aparición de insecticidas sintéticos alejó a la rotenona de la actividad agrícola como insecticida, hasta ser casi olvidada por las nuevas generaciones de agricultores, a pesar de que la rotenona es un producto de exportación cuyo uso está regulado por organismos internacionales encargados de supervisar la toxicidad de los insecticidas (Lizárraga, 1993).

Se espera que el uso de productos alternativos autóctonos logre reducir la importación de insecticidas y disponer de una herramienta que permita de manera oportuna actuar frente a la aparición de brotes epidémicos. Entonces es necesario retomar esta experiencia y tecnología para volver a utilizar este insecticida casi olvidado, por sus características de ser potente, de muy corto poder residual, baja toxicidad para el hombre y los animales de sangre caliente y sobre todo muy barato y compatible para el control de plagas en las diferentes zonas del Perú (CDPI-CIP, 1992).

Composición Química de la semilla de la huaca

La causa de tan marcada e intensa actividad Insecticida en términos generales y el extracto de la planta de ciertos metabolitos secundarios, motivo de infinidad de patentes en diversas partes del mundo. Sin embargo, esta es una planta nueva, nunca antes estudiada con este grado de profundidad por lo que se debe ser muy cauto y conservadores hasta tener resultados químicos concretos.

Por tal motivo, se empleó la técnica más potente que existe en la actualidad para la elucidación estructural de mezclas complejas; o sea la Cromatografía de Gases Acoplado a Espectrometría de Masas (CG-EM).

Teniendo en cuenta la literatura internacional los componentes activos de donde naturaleza Lipofílica, razón por la cual todos los estudios requieren de extracciones con disolvente apolar, que generalmente resulta ser el hexano.

En este sentido, y teniendo en cuenta los antecedentes se realizó la extracción líquido-líquido con hexano, se secó debidamente en contacto con sulfato de sodio anhidro a bajas temperaturas y se sometió al estudio mediante CG-EM, identificándose con total exactitud una rica composición química de metabolitos secundarios, cuyas estructuras químicas han sido identificadas en otras plantas de diversas latitudes del mundo.

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Figura 1. Metabolitos secundarios identificados en el extracto hexánico obtenido a partir del Extracto Activo de semillas del Clibadium peruvianum.

Los metabolitos secundarios son moléculas de bajo peso moléculas, conocidos como monoterpenes(a-terpineno, a-pineno y ß-pineno), constituyentes de los aceites esenciales del reino vegetal; ácidos grasos y sus respectivos ésteres metílicos(ácido palmítico y ácido linoleico u omega 6) y un poliacetileno conocido con el nombre de ictioterol que le otorga el poder piscicida (insecticida de peces) al Clibadium peruvianum; de donde se deriva el uso ancestral de la planta por parte de los nativos en la selva peruana para pescar.

Plagas que afectan a los cultivos de cacao

En Perú, existe poca información en relación a los insectos perforadores del fruto del cacao (Theobroma cacao L.), pero se ha detectado la presencia de las siguientes especies: Carmenta theobromae (Busck 1910) (Sesiidae) (=Aegeriidae) y Anadasmus porinodes Meyrick (Oecophoridae).

Eichlin (1995), describió la especie a partir de especímenes criados en semillas de Gustavia angustifolia Benth, Gustavia superba y Eschweilera sp. de Panamá y en frutos de cacao de Colombia (Harms y Aiello, 1995) y la denominó Carmenta foraseminis (Busck) Eichlin; este taxónomo afirmó que la especie se encuentra presente en Panamá, Venezuela y Colombia y que, además del cacao, tiene otros hospederos alternos pertenecientes a la familia Lecythidaceae. En Colombia, el insecto fue reportado primero como Conopia sp.; posteriormente, Gallego y Vélez (1979) lo reportaron como Synanthedon theobromae.

Más tarde, Leal y Hernández (1990), mediante muestras remitidas al Dr. Gaden Robinson del Museo Británico su identificación quedó establecida como Synanthedon theobromae Busck.

Sin embargo, Delgado (2007) al estudiar el ciclo de vida de un Perforador que apareció haciendo daño en algunos municipios de Norte de Santander, presumiblemente procedente de Venezuela, lo identificó como Carmenta foraseminis (Busck) Eichlin.

Recientemente en varios municipios del Occidente y Suroeste del departamento de Antioquia, al reconocerse los daños como análogos a los causados por el "Carmenta negra", Carmenta foraseminis, de Venezuela, en el 2009 la Doctora Gloria Elena Guzmán envió muestras de adultos machos y hembras, criados en cacao, a la Doctora María Alessandra Alterio de Diagnóstico Fitosanitario del ICA quien finalmente identificó al insecto como Carmenta foraseminis (Busck) Eichlin (Lepidoptera: Sesiidae).

Carmenta, como todos los lepidópteros, presenta metamorfosis completa. El daño lo hace la larva al alimentarse principalmente de la placenta del fruto y el mucílago de la semilla. En la Figura 2 se aprecian las distintas fases por las que pasa el insecto. El ciclo desde la postura hasta el adulto es de 71 días.

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Figura 2: Fases del Perforador de la Mazorca (Adaptado de Leal y Hernández, 1990)

En nuestra localidad de nuevo horizonte y pueblos alrededores encontramos una plaga que daña las mazorcas de cacao (theobroma cacao), perforando y luego degradando a las semillas, dejándolas en forma de masa no sirviendo para nada.

Planteamiento del problema

La huaca se encuentra en estado silvestre en los bosques primarios secos o húmedos, en zonas de baja altitud (hasta los 1 000 msnm) de Perú. En la selva peruana la huaca se distribuye en los departamentos de Loreto, San Martín, Huánuco y Amazonas especialmente cerca de los ríos Amazonas, Ucayali, Napo, Padre Cocha y Llachapa.

Sin embargo, esta planta contiene un potencial insecticida y narcótico; apenas ha tenido atención, por este motivo se plantea realizar la investigación de las semillas de esta especie con el fin de extraer sus compuestos biocidas, para contrarrestar la plaga de la Carmenta Negra, que deterioran las mazorcas de cacao.

Los insecticidas de origen sintético son utilizados en nuestro país de manera indiscriminada provocando un alto riesgo ambiental, ya que generan la evolución de la resistencia de los insectos, contaminación permanente en el ambiente y daños irreversibles a la salud humana, debido a los residuos que permanecen en los alimentos. Por tales motivos, es de vital importancia la búsqueda de insecticidas naturales que logren controlar las poblaciones de insectos y que al mismo tiempo no signifiquen un riesgo a la salud humana por el manejo inadecuado y sobre todo por el grado de permanencia que generan los residuos tóxicos que afectan a los seres humanos y el medio ambiente.

Esta problemática ha sido el catalizador que ha estimulado la búsqueda de alternativas de origen natural capaces de disminuir drásticamente los daños a la salud y el medio ambiente, demostrándose científicamente la existencia de múltiples metabolitos secundarios provenientes de las plantas con la actividad biológica y la capacidad de controlar la proliferación de organismos nocivos para el hombre.

En este sentido, el estudio de los metabolitos secundarios constituye una alternativa para el desarrollo de nuevas moléculas cuya actividad biológica es relativamente específica en su modo de acción, para ser utilizados en la sanidad agraria nacional, y así evitar trágicos sucesos de intoxicaciones por residuos químicos que contaminan los alimentos de los pobladores y sus familias en comunidades alto andinas, cuyos casos se han presentado con frecuencia durante estos últimos dos años y que por sobre todas las cosas, generan nefastos daños irreversibles a la salud.

Por tal motivo, el desarrollo de un insecticida a partir de los componentes activos de la planta huaca (Clibadium peruvianum Poepp ex DC.) para el control de las las plagas comunes que afectan a los frutos del cacao u otra planta, a nivel industrial constituye una oportunidad viable para la producción de un insecticida natural producto de la biodiversidad peruana y para el uso y beneficio de la industria agropecuaria del país.

Hipótesis

Es posible extraer el estracto biocidas de las semillas de la planta huaca huaca para contrarrestar las plagas que afectan a las plantaciones de cacao.

Materiales y métodos

La recolección del material vegetal de la planta huaca (Clibadium peruvianum) se realizó en un chacra de un alumno ubicado en Centro Poblado de Nuevo Horizonte, distrito de Pólvora, provincia de Tocache perteneciente al Departamento de San Martin. Se extrajo una biomasa aproximada de 5 kg, compuesta por semillas maduras. El material vegetal fue trasladado a nuestra institución educativa para realizar los procedimientos siguientes.

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Una vez recolectada la planta y traslada hasta lugar de operaciones, se separaron sus semillas de las ramas y hojas, se seleccionaron adecuadamente y fueron sometidos a un proceso de secado a temperatura ambiente 30 °C aprox. durante 48 h.

Posteriormente, las semillas secas fueron pulverizados con la ayuda de un molino a mano.

El pulverizado (droga seca) fue envasado en frascos de vidrio de color ámbar y almacenados a temperatura de refrigeración (4 ºC). Las drogas secas obtenidas, fueron sometidas a un proceso de maceración utilizando solución hidroalcohólica de 96° durante 15 días, agitándolo en la mañana y en la tarde durante 30 min.

Finalmente, el macerado fue filtrado con la ayuda de un papel filtro, obteniendose el extracto hidroalcohólico de las semillas de la huaca. Los extractos fueron envasados en frascos de color ámbar y almacenados alejados de la luz a temperatura de refrigeración para su posterior prueba de actividad biológica.

El extracto hidroalcohólico obtenido fue sometido al desarrollo de bioensayos enfrentándolos a larvas obtenidos de las mazorcas de cacao dañadas.

Se evaluó la eficiencia del extracto con mayor actividad biológica a diferentes concentraciones, empleando en cada uno de los bioensayos placas, en las que fueron colocadas 10 larvas, y puestas en contacto con el extracto activo a diferentes concentraciones. La solución alcohólica a 96º fue utilizada como control o testigo. Cada una de los bioensayos fue realizada por triplicado.

Resultados y discusion

Los extractos etanólicos o hidroalcohólicos de las semillas de la planta huaca mostraron el efecto insecticida potente, provocando una reducción considerable de los insectos adultos durante el desarrollo de los bioensayos.

Este resultado fue claramente establecido, ya que al aplicar el extracto etanólico de las semillas enfrentándolo dentro de las placas con las larvas de la Carmenta negra, al igual que el testigo (Etanol 96°); se pudo constatar el avanzado grado de mortalidad que causaba el extracto a diferencia del control (Etanol 96º).

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Es estracto de las semillas de la huaca obtenida contiene compuestos biocidas porque se pudo contrarrestar las plagas que afectan a las mazorcas de cacao, Vásquez (2012) menciona que encontró componentes identificados en el extracto etanólico de las semillas obtenido a partir de C. peruvianum utilizando un programa de temperatura del CG para la separación de Aceites (a-pineno, ß-pineno, Ácido hexanoico, etil éster, a-terpineno, Copaen-8-ol, a-Copaeno, Tetradecano, a-farneseno, Heptadecano, 2,6,10,15-tetrameti Cedreno, etc.).

El estracto obtenido de las semillas de la huaca inhibe el desarrollo de las plagas que afectan a las mazorcas del cacao, Vásquez (2012) menciona que el estracto obtenido de las semillas provoca una mortalidad de larvas a un 92% a una concentración de 19920 ppm.

Conclusiones

El estracto obtenido de las semillas maduras de la planta huaca (Clibadium peruvianum) si tienen actividad insecticida, lo que nos permite reducir las plagas que afectan a los cultivos de cacao, lo óptimo es reducir a un 70 % ya que el objetivo principal es controlar la población y no erradicarlas ya que esta especie también cumple una función en la naturaleza. de larvas de estas plagas como por ejemplo la Carmenta Negra que ahora está afectando a las mazorcas del cacao por ende las semillas.

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Vásquez Javier, Bracho Julio, Pérez Gustavo, Investigación propiedades de la planta "Huaca" Clibadium peruvianum. 2012.

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Vásquez Javier, Bracho Julio, Pérez Gustavo, Investigación propiedades de la planta "Huaca" Clibadium peruvianum. 2012.

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Síntomas externos en fruto de color verde: madurez prematura localizada.

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"FERIA ESCOLAR NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLÓGICA" EUREKA-2016

IE "VICTOR RAUL HAYA DE LA TORRE"

NUEVO HORIZONTE

Asesor: Daniel Hermilio Roldan Sanchez

Ing. Industrias Alimentarias

DIRECTOR: JOSE LUIS RAMIRES VENTURA

I.E.: "VICTOR RAUL HAYA DE LA TORRE"

CIUDAD: NUEVO HORIZONTE

DISTRITO: POLVORA

PROVINCIA: TOCACHE

REGIÓN: SAN MARTÍN

AREA : CIENCIAS AMBIENTALES

NUEVO HORIZONTE 2016.

 

 

 

Autor:

Krank Kevin Ysminio Zegarra.

Antony Machuca Dominguez.

Lizandro Machuca Dominguez.

Eliseo Carrasco Lopez.