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Bioprospecção de plantas da Amazônia para produção de inseticidas naturais

O que é a pesquisa

Uma das principais conseqüências da crescente substituição de florestas nativas, na Amazônia, que apresentam grande biodiversidade, por áreas com cultivos homogêneos, é o incremento da população de insetos-praga nas culturas.

Diante das perdas de produção provocadas pelo ataque dos insetos, o produtor agrícola se depara com a necessidade de recorrer a diversos métodos de controle, como o comportamental, biológico, genético, cultural e químico.

O controle químico, feito com utilização de inseticidas convencionais e específicos, é o que apresenta as maiores vantagens devido à sua eficiência, baixo custo e facilidade de uso em relação aos demais. Todavia, a contínua utilização do controle químico com agrotóxicos não seletivos, sem a rotação de produtos, pode causar desequilíbrios mediante a eliminação de insetos benéficos, explosões populacionais de pragas, e principalmente, a perda de eficácia de inseticidas mediante a seleção natural de linhagens de insetos resistentes a estes compostos químicos. Acrescentem-se ainda aspectos negativos relativos à contaminação do meio ambiente (solo, água, atmosfera e seres vivos) e danos acidentais ocasionados pela má utilização de agrotóxicos.

Uma alternativa a esta situação é a produção de outros tipos de inseticidas. De fato, os inseticidas podem ser produzidos a partir de um protótipo natural, como os piretróides sintéticos que foram introduzidos no mercado na década de 70. Estes são análogos às piretrinas, encontradas no piretro, pó obtido de flores, especificamente de algumas espécies de crisântemos (C. cinerariaefolium e C. coccineum). Mais recentemente têm-se buscado novos compostos com ação inseticida que possuam características desejáveis. Os inseticidas botânicos são uma fonte promissora desses compostos. Por isso cientistas têm estudado a atividade das mais diversas plantas, sendo que alguns compostos são bem conhecidos, como as formulações comerciais de alcalóides, por exemplo.

Pesquisas já sublinharam que os princípios ativos dos inseticidas botânicos são compostos resultantes do metabolismo secundário das plantas, sendo acumulados em pequenas proporções nos tecidos vegetais.

Hoje existe um mercado promissor para os bioinseticidas e inseticidas naturais. A produção de compostos químicos naturais representa 7,5% do mercado de produtos químicos, farmacêuticos, veterinários e de proteção de plantas.

Os inseticidas naturais podem ser utilizados tanto no manejo integrado de pragas em cultivos comerciais, como também, na agricultura biológica. O mercado europeu para a agricultura biológica encontra-se em plena expansão. Na França, estudos de mercado indicam que a demanda por produtos biológicos é de 6%, sendo que 30% das pessoas consultadas se manifestaram a favor de pagar acima dos preços de mercado por produtos de origem biológica. A União Européia está apoiando pesquisas de cultivos não alimentares que possam contribuir na diversificação da produção agrícola, sendo que as espécies vegetais produtoras de compostos com atividade inseticida poderiam também ser contempladas nestes programas.

Mas a grande maioria dos trabalhos de pesquisa com plantas inseticidas só leva em consideração o efeito das mesmas sobre as pragas, não considerando um possível efeito colateral sobre insetos benéficos. No entanto, é necessário que se verifique possíveis efeitos sobre espécies não-alvo, para que os produtos naturais tenham a eficiência e seletividade desejada no controle das pragas. Neste contexto, multiplicam-se estudos para determinar o efeito de inseticidas botânicos sobre insetos benéficos.

A diversidade da flora brasileira apresenta um imenso potencial para a produção de compostos secundários. Estes compostos têm sido demandados continuamente pela industria, desde os anos 90, devido ao incremento da utilização de produtos naturais na agropecuária. Calcula-se que 16% das 500.000 espécies de plantas, que se estima existirem no mundo encontrem-se na floresta Amazônica. Apesar disso a pesquisa de substâncias ativas derivadas de plantas no Brasil ainda é muito insipiente. Até o início da década de 80 foi estimado que menos de 1% das espécies da flora brasileira eram conhecidas quanto a seus constituintes químicos. Mesmo considerando ter havido, de lá para cá, incrementos significativos desse percentual, há, evidentemente, uma grande lacuna de conhecimento da nossa flora a ser preenchida. Nesse sentido, desenvolver ensaios, isolar, caracterizar e finalmente sintetizar ou biosintetizar compostos de interesse no controle de insetos torna-se um desafio constante.

Neste estudo, desenvolvido por pesquisadores da Empresa Brasileira de Pesquisas Agropecuárias (Embrapa Acre e Embrapa Meio Ambiente), tem por objetivo identificar espécies vegetais nativas dos estados do Acre, Roraima e Sul do Amazonas, com atividade inseticida, isolando, identificando, fracionando e purificando compostos ativos promissores quanto ao controle de pragas e à preservação de insetos benéficos, por meio de experimentações em laboratório, em situação de pré-campo e no campo.

Como é feita a pesquisa

De um modo geral, podem ser reconhecidas duas abordagens quanto à utilização de plantas e substâncias com atividades sobre os insetos. Na primeira delas, a atividade é reconhecida, os compostos são isolados, identificados e posteriormente sintetizados em larga escala. Nesse processo há a possibilidade de alterações químicas de forma a acentuar os efeitos desejados ou diminuir a toxicidade, quando houver. No segundo caso, uma vez identificada a atividade inseticida em alguma espécie vegetal, sua utilização se dá na forma de extrato vegetal bruto. A escolha da melhor abordagem está relacionada à complexidade das estruturas químicas das substâncias envolvidas que viabilizará ou não sua síntese, bem como a considerações de ordem econômica e tecnológica.

Inicialmente, as informações etnobotânicas e o material vegetal serão levantados e fornecidos por equipes de projetos em andamento na Embrapa Amazônia Ocidental e na Universidade Federal do Amazonas; e no seringal Porvir, na Reserva Extrativista Chico Mendes, com a participação da Associação dos Moradores da Reserva Extrativista Chico Mendes (AMOREX), da Associação de Moradores da Reserva Extrativista de Brasiléia (AMOREB) e do Centro Nacional de Desenvolvimento Sustentado das Populações Tradicionais (CNPT) do Instituto Brasileiro do Meio Ambiente. Outras fontes de material para a pesquisa virão de prospecções de vegetais nos Cerrados do estado de Roraima (Embrapa Roraima e Universidade Federal de Roraima).

As espécies terão exemplares colhidos destinados às análises laboratoriais e identificação ao nível de espécie no Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia, na Embrapa Amazônia Ocidental e na Universidade Federal do Acre. Serão coletados materiais para identificação e depósito em herbário oficial e elaboração dos extratos. As plantas não aromáticas serão testadas na Embrapa Meio Ambiente. Os extratos concentrados serão submetidas a bioensaios, selecionando os que apresentarem atividade, procedendo-se o fracionamento para novos bioensaios.Os locais de coleta de cada exemplar terão suas coordenadas geográficas identificadas para facilidade de localização futura.

Como inseto-teste é utilizada a lagarta-militar ou lagarta-do-cartucho do milho (Spodoptera frugiperda) e a lagarta-da-soja (Anticarsia gemmatalis), criadas em dieta artificial. Quando for observada ação tóxica realizam-se novos ensaios, para avaliar a dose letal.

Na Embrapa Acre serão avaliadas as plantas aromáticas. Por meio de destilação será obtido o óleo essencial. Nos casos da ocorrência de instabilidade durante o processamento, extratos aquosos hidroalcoólicos serão produzidos dessas plantas. Os óleos essenciais obtidos serão analisados quanto à composição e estrutura em equipamentos especiais: um cromatógrafo gasoso acoplado a um espectrômetro de massas.

Os insetos alvo desses bioensaios serão a lagarta-da-couve (Ascia monuste orseis), adultos do caruncho do feijão (Zabrotes subfasciatus), o gorgulho do milho (Sitophilus zeamais Mots.), a vaquinha do feijoeiro (Cerotoma tingomarianus Bechyné), insetos benéficos como a joaninha predadora (Cycloneda sanguinea L.), bicho-lixeiro (neuróptero predador), percevejos predadores e parasitóides ainda não definidos.

Todas as espécies serão avaliadas quanto ao efeito de todos os compostos (aromáticos ou não), obedecendo às respectivas metodologias recomendadas pela literatura, por meio dos seguintes parâmetros,: toxicidade tópica, por ingestão e contato, ocorrência de deformidades, deterrência de alimentação, efeito ovicida e repelência. As frações promissoras, aromáticas ou não, serão submetidas à identificação de compostos na Embrapa Instrumentação Agropecuária, por meio de espectrômetro de massa.

Após a seleção dos bioensaios, os compostos promissores serão testados ao nível pré-campo (plantas de feijão em vasos dentro de gaiolas e telado) avaliando a mortalidade das pragas e o consumo foliar. Os extratos/óleos essenciais que forem promissores e obtidos por extrações simplificadas como etanólica (alcoólica), aquosa (simples ou por fervura), serão testadas em propriedades rurais (Unidades de Observação) de exploração familiar (conversão para produção de alimentos orgânicos) selecionadas pelos serviços de extensão de Roraima, Amazonas e Acre, sendo que neste último haverá a participação dos pólos agroflorestais da Cooperativa Mista de Produção Extrativista e Agropecuária dos Municípios de Epitaciolândia e Brasiléia (COMPAEB) e da Prefeitura Municipal de Rio Branco.

Serão, enfim, ministrados cursos para técnicos do Serviço de Extensão Rural e dias-de-campo para pequenos produtores, sobre o modo de preparo e eficácia dos extratos selecionados.

Importância da pesquisa

Com este trabalho os pesquisadores esperam:

1.detectar plantas com potencial de uso inseticida, por meio de prospecções etnobotânicas junto a comunidades tradicionais do Acre, Roraima e Sul do Amazonas;

2.localizar geograficamente e mapear o local de ocorrência das plantas identificando-as ao nível de espécie;

3.realizar extrações e purificações de extratos de plantas prospectadas para a identificação da(s) fração(ões) ativa(s);

4.realizar bioensaios utilizando várias ordens e formas de desenvolvimento de insetos, para avaliar os produtos das extrações e purificações químicas das plantas coletadas, selecionando as mais promissoras, em função de mortalidade ou qualquer outro efeito que modifique parâmetros biológicos e/ou comportamental de insetos pragas e ausência de alterações em inimigos naturais; e

5.avaliar a ação inseticida, ao nível de campo, das frações ativas /extratos promissores para o controle de pragas, preferencialmente em cultivos orgânicos e/ou desenvolvidos na agricultura familiar.


Uma vez identificados e isolados os compostos com atividade inseticida de algumas plantas da Amazônia, e estimulando sua utilização na produção de alimentos orgânicos na Amazônia Ocidental, espera-se uma redução do impacto ambiental dos inseticidas nesses pequenos agroecossistemas.

Esta redução estará relacionada à mudança do modelo de exploração agrícola, que traz como conseqüência a substituição do uso de inseticidas convencionais por inseticidas botânicos, dos quais espera-se que não alterem substancialmente o equilíbrio ambiental.

Como os extratos e compostos serão testados quanto a possíveis efeitos negativos sobre insetos benéficos, os riscos de seu uso no meio ambiente serão minimizados, devido ás avaliações detalhadas a que serão submetidos durante a seleção.

Outro aspecto importante é que com a seleção de compostos passíveis de serem elaborados a partir de extrações simplificadas (alcóolica ou aquosa) realizadas no próprio local, isto é, na propriedade rural, haverá economia de recursos para o pequeno produtor, reduzindo sua dependência da aquisição de fórmulas industrializadas, que oneram os custos e a produção.

Caso sejam isolados compostos ainda não identificados, serão acionados especialistas para a análise da possibilidade de patenteamento, podendo ser concretizadas parcerias com o setor privado no sentido de formular novos inseticidas. Estes poderão ser sintetizados a partir do conhecimento de novas moléculas, ou fabricados por meio de processamento do material vegetal (inseticidas botânicos) domesticado ou explorado por extrativismo racional.

Percebe-se, assim, que o desenvolvimento de ações de pesquisa no sentido da prospecção e avaliação de plantas da Amazônia com atividade inseticida é de grande importância econômica para a Região, assim como para a conservação ambiental dos agro-ecossistemas onde as frações ativas destas plantas poderão ser utilizadas como inseticidas naturais no manejo integrado de pragas.

Texto de divulgação científica publicado em 18 de dezembro de 2003.