¿Un herbicida ecológico como alternativa al glifosato?

Trabajo presentado por Pablo Estévez.

La importancia de los herbicidas es debida al problema que supone el crecimiento de malas hierbas en los campos de cultivo. Estas suelen ser plantas herbáceas de crecimiento rápido y gran resistencia, características por las cuales son competidores imbatibles para las variedades agrícolas. Como solución surgieron los herbicidas químicos, pero se descubrió que su uso continuado producía problemas de contaminación del suelo, agua y alimentos por lo que se buscaron alternativas.

Por cierto, para aquellos que no conozcan al famoso glifosato (mencionado en el título de este post), es el principio activo del herbicida de síntesis química, el “Roundup”, desarrollado por Monsanto y de gran eficacia, aunque con efectos nocivos para el medio ambiente, no demostrados para el ser humano. Es conocido porque ha generado polémicas desde que se lanzó al mercado, y más recientemente en Argentina.

Así, las preocupaciones de muchas personas por el uso de agroquímicos han sido escuchadas por los científicos, de manera que desde hace algunos años ha ido aumentando el número de investigaciones para identificar pesticidas y herbicidas naturales, producidos por las propias plantas. Siguiendo esta línea, el trabajo fin de máster que estoy desarrollando se basa en averiguar y describir el funcionamiento de un aceite esencial de una especie de tomillo (Thymus capitatus), con carvacrol como posible principio activo, que a pesar de no ser tóxico para los humanos, sí lo es para algunas plantas.

Control
Planta control sin tratar

Actualmente estamos probando el efecto de este herbicida natural sobre una mala hierba (Conyza bonariensis) y sobre melón (Cucumis melo) para evaluar su uso como herbicida en un campo de uso agrícola. Gracias a los primeros ensayos, sabemos que es tóxico para ambas plantas, incluso a bajas concentraciones, impidiendo la germinación de la mala hierba y matando al melón por depresión y colapso del tallo (ver imagen), lo que dificulta la circulación de agua y nutrientes por la planta. Esto nos permite elegir el mejor momento para aplicar el herbicida a la hora de hacer un cultivo; de este modo, convendría aplicarlo antes de sembrar el melón para evitar pérdidas en la cosecha y neutralizar cualquier semilla de maleza que pueda haber en el suelo antes de que germine.

El siguiente paso será buscar una explicación para este efecto a nivel molecular, para lo cual seguiremos un innovador abordaje de secuenciación masiva de pequeños ARN.

Para los que no estén familiarizados con estas moléculas, seguramente conozcan el “dogma de la biología”, que dice que en todo ser vivo los genes están codificados en el ADN y el ARN mensajero (molécula de características similares) copia esas secuencias para luego obtener las proteínas. Pues, hasta hace algunos años todo se reducía a este sistema, y las partes del ADN que no correspondían a genes, se consideraban “ADN basura”, pero más tarde se descubrió que entre ellas había códigos con otras funciones, los precursores de los pequeños ARN.

Estas pequeñas moléculas actúan en un proceso que se ha llamado silenciamiento génico, y que puede intervenir bien en procesos de autorregulación de genes (atacando a los ARN que actúan como mensajeros entre gen y proteína), o bien como mecanismo de defensa contra patógenos (atacando al ARN de un virus, por ejemplo).

Dicho con un ejemplo cotidiano, el ADN es el arquitecto que gestiona todo el papeleo de la obra, los genes serían los planos, el ARN mensajero (ARNm) un jefe de obra que copia los planos y dirige con ellos, y las proteínas son los ladrillos que forman el edificio. Los pequeños ARN podrían ser otros documentos en poder del arquitecto, como el permiso de obra que impide que un inspector (virus) la paralice, o una carta de despido para el jefe de obra (ARNm).

Tratada
Planta tratada. Se aprecia la depresión del tallo, causa de que la planta esté caída y de que a los pocos días acabe muriendo.

Dicho esto y volviendo al punto de partida, el objetivo de nuestro trabajo es ver si el uso de este herbicida natural puede estar afectando a esa regulación genética con pequeños ARN en la planta. Todo desde un punto de vista general, de ahí que vayamos a utilizar secuenciación “masiva”, pues queremos obtener los códigos de todos los pequeños ARN y medir la cantidad de cada uno, para ver si el herbicida provoca que estén aumentando o disminuyendo en cada caso y poder tener una visión más completa de su mecanismo de acción.

Ahora solo queda terminar los experimentos y si dan buenos resultados quizás pensar en sí es rentable comercialmente, y si resulta que nos hacemos millonarios con la patente podremos invitar a una “caña” a los lectores de este post que hayan llegado hasta aquí. Muchas gracias por vuestro tiempo e interés, y sabed que cualquier duda o comentario será respondido tan pronto como me sea posible.

Pablo Estévez Gallardo

Pie de figura: fotografías de plantas de melón: control, es decir, sin tratamiento (izquierda) y tratada con el herbicida (derecha). En la planta tratada


29 Comentarios

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Gargotaire

¿Ya lo habéis patentado? Porque en EEUU sí que podríais, pero con la ley europea de patentes, gracias a este apunte en el blog, ahora es información pública y si hacéis la patente con posterioridad una empresa de la competencia os podría tumbar la patente en un juicio.

Espero no estar dando malas noticias…

josecbjosecb

Iba a decir justamente esto. Le pasó a un profesor mío del CSIC, por un comentario en el que apenas describía nada de una técnica en una comunicación que ni siquiera iba de eso, sin registro escrito alguno.

Pablo Estévez GallardoPablo Estévez Gallardo

Tranquilo, por ahora no tenemos intenciones de patentarlo, solo lo mencioné a modo de broma final del texto.
No soy un experto en patentes, pero precisamente en el máster nos dieron alguna charla y pusieron algún ejemplo como el del comentario de “josecb”, y este punto lo conocía. También puedo decir, aunque no sea nuestro objetivo actual, que si no me equivoco siempre se puede “jugar” con las patentes con cuestiones del método de elaboración, añadiendo componentes, … Para evitarnos esos problemas.

José LinaresJosé Linares

Me parece que el nivel de divulgación es muy ínfimo como para pensar que este post puede afectar la novedad. De todas formas en un eventual resultado positivo, se deberìa valorar el realizar un Estudio de Patentabilidad. Atentamente un agente de propiedad intelectual.

RubiRubi

En vez de inventar como envenenarse mas.la mebor solucion es agarrar a todos esos vagos clinudos piojosos que vayan a carpir el campo y gaanrse unos centavos con desencia….antes la gente lo hacia con herramientas la sacada de malas hiervas y ese veneno maldito solo esta acabando xon las aves, mos insectos y los humanos.

J. M. Mulet

Se te olvida el detalle que en esa categoría está pasear por una calle con coches, trabajar en horario nocturno, trabajar en una peluquería y el mate, que se consume por millones de litros.

MirageMirage

primero que todo, no es la OMS, es la IARC una de las tantas organizaciones independientes adscritas a la OMS (de las cuales varias contradicen a la IARC en cuanto al glifosato)

segundo, creo que no estas en posición de dar clases 😉

GiberelinoGiberelino

Cuando hablas de pequeños RNA, imagino que te refieres a shRNA, no? La parte tecnica queda un poco confusa. Pienso que en un blog destinado al “gran publico”, si no vas a entrar en detalles precisos, es mas sencillo hablar de RNA de interferencia. La gente puede buscar facilmente que es el wikipedia y otros links. Si quieres ser mas especifico, es mas sencillo usar terminologia inglesa.

Entiendo que es un post, pero al ser escrito por estudiantes de master, pienso que hay que incluir algunas referencias (por ejemplo, sobre los efectos nocivos para el medio ambiente del glifosato, o sobre la no toxicidad del aceite “herbicida alternativo” en humanos).

Y como curiosidad personal, porque vas a mirar regulacion por RNA de interferencia usando (si he entendido bien) next generation sequencing? Es comun entre los herbicidas actuar a ese nivel? El precio de la secuenciacion ha bajado considerablemente (el genoma humano necesito 20 años y unos 3000 millones de dolares y hoy dia puedes hacer “lo mismo” en poco mas de un dia por 1000 euros). Sin embargo, no seria mas logico tratar de inducir por el tipo de molecula cual puede ser el mecanismo de accion? O probar algunos de los mecanismos mas habituales, como inhibidores de la fotosintesis, inhibidores de sintesis lipidica/celulosa/proteica…?

Saludos y suerte

perchapercha

Iba a comentar lo mismo con respecto a la citas acerca de la toxicidad del glifosato y la inocuidad del herbicida natural. Por momentos parece que el post está salpicado por el prejuicio de natural-bueno y químico-malo. “Así, las preocupaciones de muchas personas por el uso de agroquímicos han sido escuchadas por los científicos, de manera que desde hace algunos años ha ido aumentando el número de investigaciones para identificar pesticidas y herbicidas naturales, producidos por las propias plantas”. No estoy de acuerdo en la formulación de esa oración, da a entender que un herbicida/pesticida, por ser natural, va a ser menos contaminante o simplemente “mejor”. Vuelvo a reincidir en que en los primeros párrafos, quizá el texto cojee de “populismo agrícola”.
Aun así, mucha suerte con el proyecto. Si al final descubres que ese herbicida es más efectivo y menos contaminante que los basados en glifosato, bienvenido sea (pero que sepas que, en tal caso, no habrá sido porque sea natural, sino por la estructura molecular del herbicida, jeje).

AntonioAntonio

Jejeje… ¿No conoceis la trayectoria del gran Mulet? Yo me reconozco fan. Acusar a Mulet de defender que lo químico es malo y lo natural bueno como prejuicio es como decir que Estados Unidos es una dictadura comunista :-).

Miguel EspinosaMiguel Espinosa

Percha sólo señala lo que viene en el post. Eso sin tomar en cuenta que dicho post no es de autoría de Mulet sino de uno de sus alumnos. En todo caso, lo que dice percha es totalmente acertado.

Pablo Estévez GallardoPablo Estévez Gallardo

Parece que se ha malinterpretado un poco lo que quería decir, intentaré explicarme mejor.

El título no es más que un reclamo para atraer lectores al post, ya que como podéis ver no tiene que ver mucho con el objetivo del trabajo, y mi única mención al glifosato está hecha para aquellos que no estén familiarizados con él y les pueda chocar al leer el título (por cierto creo que fui bastante objetivo, al decir que faltan estudios fiables sobre su toxicidad en humanos, pero si se han visto algunos problemas medioambientales asociados). Quiero que quede claro que no me opongo al uso de glifosato, me parece que es un buen producto, mejor que otros muchos que se venden, y que simplemente hay que controlar que no contamine acuíferos, y hoy si fuera agricultor lo usaría antes que mi propio aceite de tomillo, porque aun queda mucho por hacer al respecto.

En cuanto a lo de “natural vs químico”, se que obviamente no es mejor por el mero hecho de ser natural, también lo son la cicuta y la nicotina. Al igual que yo muchos científicos que realizan investigaciones similares a esta lo saben, pero el problema es que muchos consumidores y políticos no y, ¿cuál es el mayor obstáculo de la ciencia actualmente? La financiación, que procede de ellos, es un “adaptarse o morir” con eso me refería a escuchar sus demandas, si solo me conceden proyectos para extractos naturales, los estudiaré y además puede que realmente descubra una sustancia estupenda, pero como tú has dicho, no porque sea natural, si no por como es químicamente.

Pablo Estévez GallardoPablo Estévez Gallardo

En primer lugar gracias por tu comentario, me permitirá aclarar algunas cuestiones que por limitaciones de espacio y de sencillez para un amplio público, me fue imposible.

Respecto al uso del término “pequeños ARN” hay 2 motivos para su elección, por un lado lo prefería a términos en inglés o más técnicos para que más gente lo entendiese más fácilmente a partir de la explicación del sistema “ADN-ARN-Proteína” y el otro que es un término amplio, al igual que el enfoque del experimento, ya que nosotros secuenciamos RNA de pequeño tamaño (16-35 bases) sean del tipo que sean, más adelante tendremos que interpretar a qué se corresponden y por que sus niveles varían o no, al comparar tratamiento y control. Por cierto, que si en google buscas “pequeños ARN” te redirige al artículo de wikipedia de “ARN interferente”, por lo que no habría problema para informarse.

En cuanto a lo de la elección de la técnica, el motivo práctico es porque este trabajo está incluido en un proyecto para estudiar por esa misma técnica diversos estreses (salinidad, sequía, infección fúngica, etc.) en el melón. El motivo científico es porque se trata de una aproximación innovadora, ya que como menciono en el post, esta parte del genoma no codificante ha quedado a la sombra mucho tiempo y desde luego nunca se ha abordado con este punto de vista tan completo, obteniendo secuencias y midiendo niveles de todos los pequeños ARN de cada planta. Se podría hacer como dices, y en la práctica para un departamento de I+D+i de una empresa que quiera desarrollar el producto y comercializarlo sería suficiente, pero de esta manera tiene mayor valor científico, porque aporta algo más.

Para no extenderme demasiado, discúlpame pero responderé a lo de glifosato en el siguiente comentario (el de “percha”), ya que parece que ha habido cierto malentendido.

PolPol

JaJa! un alumno de Mulet ayudando a los de la certificación ECO, al ser de origen natural lo pueden usar.
Por otro lado, veo su uso como fitosanitario pero como fungicida, así, no puedo creerme que no perjudique al medio ambiente teniendo actividad fungicida/bactericida…¿o solo depende de la concentración? pasa a ser fititoxico a dosis altas, pero entonces se carga bastantes microorganismos, patógenos y beneficos… no acabo de verlo…

Pablo Estévez GallardoPablo Estévez Gallardo

Me remito a mi respuesta anterior, el objetivo de la publicación no era entrar a valorar el uso de glifosato, y de hecho no estoy en contra de ello.

No hemos hecho aún estudios sobre el efecto en la microbiota del suelo, lo primero es ver si funciona bien y como lo hace. De todos modos, por ahora sabemos que la concentración necesaria como fitotóxico es relativamente baja (< 1 uL/mL), como menciono en el texto y a diferencia de lo que decías. No he hecho una revisión bibliográfica completa sobre el carvacrol, pero los estudios que he visto apuntan a actividad bactericida y con objetivo sanitario, más que fungicida, ya que son sobre bacterias como E. coli y Bacillus cereus, que son patógenos. A pesar de ello, es un buen punto a considerar, y como digo en el futuro habrá que hacer ese tipo de estudio, de efectos sobre la microbiota del suelo.

ManuelManuel

Dicen que para gustos los colores y creo que mi opinión va en dirección contraria a la que otros habéis manifestado. En un artículo divulgativo lo que se pretende es, precisamente eso, divulgar. Y la primera premisa para divulgar es la sencillez. Creo que Pablo lo ha logrado. Incluso yo le reprocharía que en algunos puntos se ha pasado un pelín de frenada con tecnicismos que quizás podrían haberse evitado. Permíteme un consejo: Cuando escribas en plan divulgativo, al terminar el escrito dáselo a leer al camarero del bar donde desayunas cada mañana. Si el tipo se rasca la cabeza, mira la hoja y sigue pasando la bayeta por el mostrador, será señal de que no se ha enterado de nada. Vuelve a repetirlo. Saludos.

Pablo Estévez GallardoPablo Estévez Gallardo

Gracias por el apoyo 😉
En lugar del camarero yo lo intenté con mi familia, y aunque para mis abuelos resultó imposible sin que yo se lo explicase, a los jóvenes no les costó en absoluto.
También es verdad que a veces es difícil, buscar un punto donde sea asequible para todos y no aburra a los que ya saben algo, y con conceptos como los “pequeños ARN”, que muchos ni les suenan, es aún peor. He intentado hacerlo lo mejor posible, espero que haya sido claro e interesante por igual.

Jorge Antonio MendozaJorge Antonio Mendoza

En el caso de coniza bonaeriensis, por lo menos en Argentina, para el glifosato ya fue, es resistente al mismo. Se están utilizando otras estrategias como rotaciones y secuencias de cultivos, herbicidas residuales en barbechos químicos, entre otras….

Pablo Estévez GallardoPablo Estévez Gallardo

Gracias por la información, es muy interesante porque esa es la especie de Conyza con la que estamos trabajando, y parece que es bastante resistente, a ver si este herbicida funciona y contribuye a solucionar ese problema, al menos hasta que se vuelva resistente también.

JaumeJaume

Hola J.M

He llegado a este blog, indagando sobre lo siguiente.
Estoy intentado saber si existe algo que sustituya al glifosato, para combatir las malas hierbas, tanto de hoja ancha como estrecha.
Me ha llegado algun comentario de que si es efectivo el mezclar lejia y salfuman, con el agua. Concretamente a dosis de: 1000 litros agua+1/2 litro salfuman+5 litros lejia.

Dudo sea efectivo con esta dosis a mi entender tan baja. ¿Lo seria a dosis mas alta? y el caso de seralo ¿Lo que haria seria quemar la parte visible de la hierba o quemaria la planta hasta la raiz.

A la espera de respuesta por su parte, una saludo.

J. M. Mulet

Existen alternativas, más caras, menos efectivas y con mayor impacto ambiental, como las atrazainas o el paraquat. Las alternativas “ecologicas” como la que indicas o el acético al 20% son auténticas bombas y de ecológico tienen el nombre.

OSCAR GUSTAVO AGUILAR

Hola, J.M. Solo te quería hacer dos consultas. Una es cual es la dosis de aceite de tomillo que se usó en el ensayo? Y la otra: el carvacrol no está presente también en el orégano, y en mayor concentración? El aceite de orégano también debería servir como herbicida, no?
A la persona que escribió arriba sobre mezclar HCl con hipoclorito de sodio le recomiendo que ni lo intente. Se libera cloro gaseoso muy tóxico.
Gracias,
Oscar.

OSCAR GUSTAVO AGUILAR

Hola. Hay alguna evidencia de que sea el carvacrol el responsable del efecto insecticida? No podría ser otra molecula presente en el tomillo? O algo que ver con el coadyuvante que hayan usado? Gracias, Oscar.

Fernando Martinez-Atienza Rodrigo

Hola:
Estoy muy interesado en sustituir el glifosato por un herbicida ecológico.¿ Alguien se ha planteado la hoja de nogal (Juglans regia) del que estgdié tiene un efecto antigerminador de otras especies?. Algun principio activo tendrá.
Saludos

barbier

Ola,

I’m maxime Barbier, a french journalist for the french magazine TCS (no-till magazine). I’m currently writing an article on organic herbicides. I’m just back from Argentina where I met organic no till farmer using a soya oil herbicide to control the weed. They told me that there are research on organic herbicide in Spain. I writing to you to know if you help to find people working on that issue in Spain?

Muchos gracias for your help

Maxime

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