Plaguicidas: Modos de acción y manejo de resistencia.

En nuestras ediciones anteriores, hemos explorado certificaciones (ICA, GlobalG.A.P., Rainforest Alliance) y aspectos técnicos como los LMR que garantizan el acceso a mercados internacionales. Hoy nuestra intención es profundizar en uno de los fundamentos técnicos más críticos de la agricultura moderna: los modos de acción de plaguicidas y el manejo de resistencia.

Más que aplicar productos para controlar plagas y enfermedades, el agricultor moderno debe convertir sus aplicaciones y controles químicos en una actividad estratégica, entendiendo cómo funcionan los plaguicidas a nivel bioquímico, que poblaciones controlan y cómo preservar su efectividad para las aplicaciones futuras buscando que estas sean mas conscientes, responsables y se mitigue un riesgo latente de resistencia.

La resistencia no es solo un problema técnico: es una amenaza existencial para la seguridad alimentaria mundial. Cada aplicación incorrecta acelera la evolución de poblaciones resistentes que pueden hacer obsoletas herramientas fitosanitarias obligando al desarrollo constante de nuevas moléculas, y generando una gran presión en el medio ambiente y en poblaciones benéficas que hacen presencia en los cultivos.

En este sentido, consideramos la importancia de comprender desde la definición mas pura cada uno de los parámetros que abordaremos en este artículo permitiendo que quienes no tengan un conocimiento más preciso, lo puedan entender y que sea de gran ayuda para las decisiones futuras que se tomen con respecto hacia el uso de estas medidas que per se deben estar contempladas a través de un adecuado MIPE(Manejo Integrado de Plagas y Enfermedades).

🔬 Fundamentos

¿Qué son los Modos de Acción?

Un modo de acción (MoA) es el proceso bioquímico o función biológica específico que un plaguicida utiliza para ejercer su efecto tóxico sobre el organismo objetivo (plaga, maleza o patógeno). Es el mecanismo molecular exacto por el cual el ingrediente activo (IA) interfiere con los procesos vitales del organismo objetivo.

🎯 Componentes del Modo de Acción

🔑 Sitio de Acción: Es el lugar donde el IA interactúa con el organismo que está tratando: este puede ser una proteína, enzima, membrana celular o proceso que interfiera dentro de la biología normal del organismo específico que conducen a la muerte del patógeno, un ejemplo de ello es la inhibición de la enzima acetilcolinesterasa en insectos ocasionando una sobreestimulación del sistema nervioso finalizando en la muerte.

¿Qué es el mecanismo molecular o mecanismo de acción?

Se centra en las interacciones que tienen las moléculas del plaguicida para ocasionar el efecto, este se realiza a través de procesos como: inhibición enzimática, bloqueo de canales iónicos, interferencia con síntesis de proteínas, disrupción de procesos metabólicos, alteración de estructuras celulares etc.

📊 Selectividad

Es la capacidad que tienen los plaguicidas para dirigirse a plagas específicas sin afectar a otros organismos que pueden ser insectos benéficos e incluso el cultivo principal para el caso de herbicidas. Un plaguicida selectivo es exitoso si ocasiona un daño mínimo a los organismos que no son su objetivo.

Es importante tener en cuenta que este es uno de los parámetros fundamentales a contemplar en un buen MIPE hacia la búsqueda de reducir el impacto negativo sobre el ecosistema circundante al cultivo y mantener un equilibrio ecológico.

La selectividad de plaguicidas se caracteriza por:

✔︎Permitir diferenciar entre organismos objetivo y no objetivo.

✔︎Ser la base de la seguridad para mamíferos y ambiente.

✔︎Es un recurso de acciones de manejo y control para uso agrícola.

A nivel internacional se encuentran una serie de comités conformados por organizaciones y paneles de expertos e investigadores que desarrollan y establecen sistemas para categorizar los plaguicidas según su peligrosidad para la salud humana y el medio ambiente, de la misma manera que sus residuos en alimentos donde recordamos los LMR y los modos de acción para el control de plagas. Básicamente el objetivo de estas organizaciones es promover un comercio seguro de alimentos, proteger la salud pública y coordinar esfuerzos a nivel internacional para un uso responsable de los plaguicidas apoyados en sistemas como la OMS (Organización Mundial de la Salud) y criterios del CODEX ALIMENTARIUS del que tuvimos la oportunidad de hablar en nuestra pasada edición.

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🌐 Comités de clasificación internacionaL

🐛 IRAC - Insecticide Resistance Action Committee

✔︎Misión: Autoridad global en manejo de resistencia a insecticidas para agricultura sostenible y salud pública, su tarea es clasificar los plaguicidas según su modo de acción para el control de insectos y arácnidos (ácaros) con el fin de gestionar la resistencia de las plagas y coordinar su uso en la agricultura y llevar un control a las casas desarrolladoras de estos productos.
✔︎Última actualización: 2024
✔︎Grupos principales: 32 grupos y subgrupos
✔︎Website: https://irac-online.org/

🍄 FRAC - Fungicide Resistance Action Committee

✔︎Misión: Prolongar la efectividad de fungicidas susceptibles a resistencia y limitar pérdidas de cultivos.
Está integrada por fabricantes de productos agroquímicos buscando prevenir la resistencia de microorganismos fúngicos (Hongos) patogénicos.

✔︎Última actualización: Poster 2024
✔︎Grupos principales: 11 grupos principales (A-U)
✔︎Website: https://www.frac.info/

🌱HRAC - Herbicide Resistance Action Committee

✔︎Misión: Es un comité creado para coordinar y comunicar estrategias efectivas para hacer un adecuado manejo de la resistencia a los herbicidas. También tiene como función crear una cooperación entre la industria, científicos y agricultores en el manejo de malezas resistentes y proteger la producción de alimentos.

✔︎Última actualización: Nueva clasificación 2024
✔︎Grupos principales: 15 grupos principales (A-O)
✔︎Website: https://hracglobal.com/

Teniendo un mayor conocimiento sobre la forma en que los productos químicos realizan su trabajo sobre sus blancos de acción y con ello la base de la literatura para comprender su función, es pertinente entonces profundizar en cómo se produce la resistencia a los IA a través de la evolución genética de las plagas y/o microorganismos fitopatógenos:

🧬 Mecanismos de Resistencia: La Evolución en Acción

La resistencia a plaguicidas es un fenómeno evolutivo donde se dan las condiciones y capacidad hereditaria de una población de organismos como insectos, malezas o microorganismos fitopatógenos para tolerar y tener la capacidad de sobrevivir a dosis que previamente eran letales, dando como resultado la disminución de la eficacia del producto aplicado. Esto ocurre debido a la selección genética de individuos que poseen una resistencia natural, la cual se transmite a sus descendientes, permitiendo que la población de la plaga crezca y se vuelva menos susceptible al químico.

🎯 Tipos de Resistencia por Mecanismo

1. Resistencia de Sitio de Acción

Ocurre cuando una plaga desarrolla una adaptación genética que le permite resistir a un plaguicida al interferir con su mecanismo específico de acción, como la inhibición de una enzima o la alteración de un sitio receptor en el cuerpo de la plaga. Este fenómeno puede prevenir el éxito del control de plagas, especialmente si se usan repetidamente plaguicidas con el mismo modo de acción, lo que puede llevar a un aumento de la dosis necesaria o a un control ineficaz de la plaga.

2. Resistencia Metabólica

Es un mecanismo evolutivo común donde los insectos y ácaros desarrollan sistemas enzimáticos internos para descomponer o desintoxicar el ingrediente activo del plaguicida, convirtiéndolo en una forma no tóxica que puede ser excretada.

3. Resistencia Comportamental

Se refiere a la capacidad que tiene una plaga de modificar o realizar cambios en comportamiento que reducen exposición al plaguicida en búsqueda de evitar su contacto. Este tipo de resistencia es una estrategia de supervivencia que se desarrolla cuando los insectos detectan señales de peligro y actúan para no absorber el pesticida, lo que les permite sobrevivir mientras que los individuos susceptibles mueren.

4. Resistencia de Penetración

Se da a través de la modificación de la cutícula de insectos o su recubrimiento corporal se vuelve mucho más resistente a la entrada del plaguicida reduciendo su absorción y por consiguiente su efectividad. Este tipo de resistencia se limita principalmente a insectos y no se aplica a otras plagas. Además de la cutícula, otros factores, como las características genéticas de la plaga, su capacidad reproductiva y la forma en que se aplican los pesticidas, también influyen en el desarrollo de la resistencia.

📈 Evolución de Resistencia:

A propósito de la resistencia adquirida, donde pudimos discutir sobre los mecanismos de resistencia es fundamental considerar las causas que conllevan a que ocurra este fenómeno, por lo que a continuación definimos:

🎯 Factores que Aceleran Resistencia:

1. Presión de selección alta y continua

Se da a través de aplicaciones frecuentes no controladas, dosis subletales a partir de concentraciones del IA que no matan inmediatamente a los organismos pero que si pueden causar efectos crónicos en su crecimiento, comportamiento, desarrollo, fecundidad y supervivencia; estos efectos pueden incluir problemas de navegación, coordinación, daño al sistema reproductivo o alteraciones en el metabolismo y la inmunología, y son relevantes para comprender la pérdida de biodiversidad y el desarrollo de resistencia a insecticidas.

2. Características de la plaga y/o organismo

Las plagas con ciclos de vida cortos pueden reproducirse rápidamente, lo que acelera la acumulación de genes de resistencia en su descendencia.

De la misma manera, la alta fecundidad contribuye a la rápida evolución de la resistencia a plaguicidas, ya que los organismos con genes de resistencia sobreviven a la exposición y se reproducen ocasionando variabilidad genética, transmitiendo rápidamente la característica a sus descendientes y sobrepoblado la población con individuos resistentes. Este proceso, acelerado por la aplicación repetida de los mismos plaguicidas, puede ser contrarrestado mediante estrategias de manejo integrado de plagas, como la rotación de productos con diferentes modos de acción y el uso de métodos biológicos y culturales.

3. Características del plaguicida

✅Las plagas desarrollan resistencia a través del sitio de acción único, impidiendo la unión del producto y la eliminación del objetivo, las características que aumentan el riesgo son: alta selectividad (un solo modo de acción), alta presión de selección (uso frecuente) y la evolución de mecanismos de resistencia genética que alteran o evitan la acción del plaguicida en su sitio blanco.

✅La persistencia alta del plaguicida por su alta estabilidad o lenta degradación en el medio ambiente permite una exposición prolongada de la plaga con el IA, esta exposición constante promueve la selección y concentración de genes de resistencia en la población de plagas, ya que los individuos con mayor capacidad de sobrevivir a estas dosis más altas logran reproducirse y transmitir esa ventaja a sus descendientes.

✅Los plaguicidas sistémicos pueden fomentar la resistencia a las plagas al permitir una exposición continua y prolongada de los individuos a bajas dosis del ingrediente activo, lo que selecciona genéticamente a lo organismos mas tolerantes o incluso inmunes. Las características que facilitan esta resistencia son un mecanismo de acción que actúa sobre un sitio específico de la plaga, una estructura química que permite la rápida transformación metabólica del plaguicida, o una debilidad en la capacidad de la plaga para penetrarlo o neutralizarlo eficientemente.

4. Manejo inadecuado

✅Tratar con el mismo plaguicida de forma repetida y sin estrategias de rotación o mezcla permite que los organismos resistentes se seleccionen y se reproduzcan.

✅Dosis insuficientes o contrarias a las recomendadas por el fabricante, pueden no ser suficiente para disminuir la presión de las plagas, lo que puede causar estrés en los individuos más débiles y sobrevivencia de los más fuertes.

A continuación, planteamos una estrategia de manejo de resistencia enfocada en diferentes prácticas que permitirán ejercer un mejor control y reducir las posibilidades de incremento de la resistencia de plagas y microorganismos en el entorno productivo:

🔄 Estrategias de manejo de resistencia

1. Rotación de modos de acción

📊 Rotación Temporal:
Alternar el uso de diferentes productos o métodos de control a lo largo del tiempo, específicamente rotando los modos de acción de plaguicidas en lugar de simplemente los nombres comerciales o ingredientes activos. Esto se puede hacer mediante la rotación de cultivos, la rotación de plaguicidas (o clases de plaguicidas) con diferentes mecanismos de acción, y la implementación de un calendario de rotación que distribuya los productos a lo largo del año.

Un ejemplo de ello es: En una temporada 1 aplicar un grupo A, en una temporada 2 aplicar un grupo B, en una temporada 3 aplicar un grupo C y luego volver a retornar al grupo A. Así se realizan aplicaciones con diferentes tipos de IA y se limita la resistencia.

📊 Rotación Espacial:
Implica rotar productos (insecticidas, fungicidas, herbicidas) con diferentes modos de acción en diferentes áreas o lotes del cultivo para evitar que una plaga desarrolle resistencia al mismo químico de forma repetida. Esta práctica, combinada con el uso de productos de diferentes mecanismos de acción, la rotación de cultivos y otras prácticas de manejo integrado de plagas y enfermedades (MIPE), reduce la presión de selección sobre la plaga, mantiene la eficacia de los productos a largo plazo y preserva la población de insectos susceptibles.

🎯 Criterios de Rotación:

✔︎Diferentes sitios de acción: Nunca rotar dentro del mismo grupo.
✔︎Eficacia equivalente: Mantener nivel de control.
✔︎Compatibilidad: Con programa fitosanitario integral.
✔︎Resistencia cruzada: Evitar grupos con resistencia compartida.

🔄 Fundamentos evolutivos de la rotación de modos de acción:

La rotación de modos de acción constituye la estrategia más importante en el manejo de resistencia porque explota los principios fundamentales de la evolución de Darwin: “Selección Natural y sobrevivencia del más fuerte” para mantener la efectividad de los plaguicidas. Esta estrategia se basa en el concepto de que la resistencia es específica para cada modo de acción, y que cambiar el modo de acción elimina la ventaja selectiva de los individuos resistentes al modo previo.

2. Mezclas de modos de acción

⚗️ Tipos de Mezclas:

🧪Mezclas de Tanque
✔︎Combinación en el momento de aplicación.
✔︎Flexibilidad en proporciones.
✔︎Verificar compatibilidad física y química.
✔︎Considerar antagonismo/sinergismo.

🪣Mezclas Comerciales
✔︎Formulaciones premezcladas.
✔︎Proporciones optimizadas.
✔︎Registro específico.
✔︎Mayor practicidad.

🔬 Principios de Mezclas Efectivas:
1. Componentes igualmente efectivos contra plaga objetivo.
2. Modos de acción diferentes (diferentes sitios moleculares).
3. Persistencia similar para evitar selección secuencial.
4. Sin antagonismo entre ingredientes activos.

3. Refugios y Diversidad Genética

🏞️ Refugios No Tratados:
✔︎Función: Mantener población susceptible.
✔︎Ubicación: Dentro o adyacente al área tratada.
✔︎Manejo: Sin aplicación del modo de acción objetivo.

🌾 Diversidad de Cultivos:
✔︎Rotación de cultivos: Rompe ciclos de plagas especializadas.
✔︎Cultivos trampa: Concentrar plagas para control localizado.
✔︎Diversidad varietal: Diferentes niveles de susceptibilidad.

🧬 La Importancia de evaluar la resistencia

La evaluación de resistencia representa el fundamento científico sobre el cual se construye toda estrategia sostenible de manejo fitosanitario. Sin un sistema robusto de monitoreo y evaluación, los agricultores navegan a ciegas en un océano de presión evolutiva donde cada aplicación de plaguicida representa una apuesta contra las leyes fundamentales de la genética poblacional.

🎯 Detección temprana vs. detección tardía

La diferencia entre detección temprana y tardía de resistencia determina no solo la viabilidad económica de las estrategias de manejo, sino también la sostenibilidad a largo plazo de los ingredientes activos disponibles. La detección temprana, cuando la frecuencia de alelos resistentes está por debajo del 1% de la población, permite implementar medidas preventivas como rotación de modos de acción, ajuste de dosis y modificación de frecuencias de aplicación que pueden retrasar o incluso revertir el desarrollo de resistencia.

Por el contrario, la detección tardía, cuando la resistencia ya se manifiesta como fallas de control perceptibles en campo, indica que la frecuencia de alelos resistentes ha superado el 10-20% de la población. En este punto, las opciones de manejo se limitan a la sustitución del ingrediente activo, con las consiguientes implicaciones económicas y operativas. La detección tardía también significa que la resistencia puede haberse extendido geográficamente, complicando enormemente los esfuerzos de contención.


📊 Valor Predictivo de los sistemas de monitoreo

Los sistemas de evaluación de resistencia bien diseñados funcionan como sistemas de alerta temprana que proporcionan información predictiva sobre la evolución de poblaciones de plagas. Esta capacidad predictiva se basa en el entendimiento de que la resistencia evoluciona siguiendo patrones matemáticos modelables, donde factores como la presión de selección, la heredabilidad de la resistencia, el costo biológico de la resistencia y el flujo génico entre poblaciones determinan la velocidad de evolución.

Un programa de monitoreo efectivo debe incluir tanto evaluaciones fenotípicas (bioensayos de dosis-respuesta) como genotípicas (detección molecular de mutaciones conocidas). Los bioensayos proporcionan información sobre el nivel funcional de resistencia en la población, mientras que los análisis moleculares permiten detectar la presencia de alelos resistentes incluso cuando están presentes en frecuencias muy bajas y aún no se manifiestan fenotípicamente.

📊 Valor Predictivo de los sistemas de monitoreo

Los sistemas de evaluación de resistencia bien diseñados funcionan como sistemas de alerta temprana que proporcionan información predictiva sobre la evolución de poblaciones de plagas. Esta capacidad predictiva se basa en el entendimiento de que la resistencia evoluciona siguiendo patrones matemáticos modelables, donde factores como la presión de selección, la heredabilidad de la resistencia, el costo biológico de la resistencia y el flujo génico entre poblaciones determinan la velocidad de evolución.

Un programa de monitoreo efectivo debe incluir tanto evaluaciones fenotípicas (bioensayos de dosis-respuesta) como genotípicas (detección molecular de mutaciones conocidas). Los bioensayos proporcionan información sobre el nivel funcional de resistencia en la población, mientras que los análisis moleculares permiten detectar la presencia de alelos resistentes incluso cuando están presentes en frecuencias muy bajas y aún no se manifiestan fenotípicamente.

🌍 Reflexión Final

El verdadero valor de una aplicación química no está en la inmediatez de eliminar una plaga, sino en comprender profundamente su propósito, su impacto y sus consecuencias a largo plazo. Cada gota aplicada sobre un cultivo es una decisión que trasciende lo productivo: influye en la sostenibilidad del ecosistema, en la seguridad alimentaria y en la salud de quienes consumen los alimentos que producimos.

Por ello, el reto del agricultor moderno no es simplemente aplicar lo que “funciona” en el momento, sino preguntarse por qué funciona, cómo funciona y qué huella deja. Investigar, capacitarse y tomar decisiones informadas es el camino para que el uso de plaguicidas se convierta en una herramienta estratégica dentro del MIPE y no en una amenaza silenciosa que comprometa la productividad y el futuro de la agricultura.

🙏La invitación: no usemos los plaguicidas como armas, sino como herramientas inteligentes , entendiendo su modo de acción, gestionando la resistencia y respetando el entorno. Solo así lograremos una agricultura verdaderamente consciente, resiliente y responsable con el medio ambiente y con las generaciones que vienen.

En nuestra próxima edición abordaremos el tema de uso de Biocontroladores y Bioinsumos como una manera de ejercer un buen MIPE en los cultivos integrando otros agentes no químicos en el entorno productivo.