Introducción al Control Biológico; Bacillus thuringiensis (Bt); Mecanismo de Acción del Bt; Aplicaciones y Seguridad del Bt; Bt en la Agricultura Sostenible

Bt: Mecanismo y Uso

Ciencias Ambientales

Bt: Mecanismo y Uso

Explorando la biología y aplicación de un biopesticida clave.

Índice

• Introducción al Control Biológico

• Bacillus thuringiensis (Bt)

• Mecanismo de Acción del Bt

• Aplicaciones y Seguridad del Bt

• Bt en la Agricultura Sostenible

Control Biológico de Plagas

El control biológico es una estrategia sostenible que utiliza organismos vivos para manejar plagas agrícolas. Ofrece una alternativa ecológica y segura a los pesticidas químicos tradicionales, protegiendo la salud humana y el medio ambiente.

Agricultor practica conservación del suelo para una agricultura sostenible.

¿Qué es Bacillus thuringiensis (Bt)?

Potencial en Agricultura Sostenible

Bacillus thuringiensis (Bt) es una bacteria grampositiva, común en el suelo y otros ambientes naturales. Durante su ciclo de vida, produce esporas y cristales proteicos. Estos cristales son la base de sus propiedades insecticidas.

Bt es reconocido como un biopesticida natural, una alternativa ecológica a los insecticidas químicos. Sus toxinas actúan específicamente contra ciertas plagas, como larvas de lepidópteros, sin afectar a otros organismos beneficiosos. Es fundamental para el manejo integrado de plagas.

Bt: Una bacteria única

• Bacteria Gram-positiva: Pared celular gruesa.

• Forma esporas: Resiste condiciones ambientales extremas.

• Produce cristales de proteínas: Contienen toxinas Cry insecticidas.

• Esporulación: Proceso clave para formar esporas y cristales.

El secreto de Bt: Proteínas Cry

Las proteínas Cry, o delta-endotoxinas, son cristales proteicos producidos por *Bacillus thuringiensis*. Estas actúan como el principal agente insecticida, siendo inocuas para otros organismos.

¿Por qué es un bioinsecticida?

• Origen bacteriano: *Bacillus thuringiensis* (Bt).

• Produce toxinas proteicas naturales (cristales Cry).

• Actúa selectivamente solo en larvas de insectos.

• Alternativa ecológica a químicos sintéticos.

Bioinsecticidas (Ej. Bt)

Insecticidas Químicos

Son altamente específicos, como el Bt que solo afecta a ciertas larvas, minimizando el daño a otros organismos. Reducen el impacto ambiental y son más seguros para la fauna no objetivo. Sin embargo, su acción es más lenta y requieren condiciones de aplicación precisas.

Ofrecen una acción rápida y un amplio espectro contra diversas plagas. No obstante, pueden dañar ecosistemas y organismos beneficiosos, como polinizadores. Su uso continuado a menudo genera resistencia en las poblaciones de plagas.

Primer paso: Ingestión

Para que el Bt sea efectivo, larvas de plagas como el gusano cogollero deben ingerir oralmente los cristales de proteínas (protoxinas Cry) y las esporas. Este paso es fundamental para activar su acción insecticida.

Oruga verde con marcas negras y naranjas trepando

Ambiente intestinal clave

El intestino medio de la larva, como en el gusano cogollero, posee un pH alcalino (&gt;9). Este ambiente es vital para disolver los cristales de proteínas Cry, liberando las protoxinas que causan daño.

Microorganismos vibrantes y complejos, como los del intestino de la larva.

Activación de protoxinas

• Protoxinas solubles en intestino alcalino.

• Enzimas proteolíticas de larva las escinden.

• Formación de toxinas activas, letales.

• Cambio molecular clave para su acción.

Diversidad de Proteínas Cry

Las proteínas Cry exhiben una gran diversidad, con tipos como Cry1, Cry2 y Cry3. Sus estructuras moleculares varían sutilmente, lo que les confiere especificidad para distintas órdenes de insectos, como lepidópteros o coleópteros.

Unión a receptores específicos

Las toxinas activas de Bt se unen de forma específica, como "llave en cerradura", a receptores de membrana. Estos receptores solo se encuentran en las células epiteliales del intestino medio de insectos susceptibles. Esta unión selectiva es crucial para su acción.

Daño celular: Formación de poros

• Toxinas Cry se unen a receptores específicos (ej. cadherina).

• Inserción en membrana de células epiteliales intestinales.

• Formación de poros iónicos irreversibles en la membrana.

• Pérdida de homeostasis celular, lisis y muerte del insecto.

Consecuencias: Parálisis intestinal

La formación de poros causa un desequilibrio osmótico masivo, hinchando y lisando las células intestinales. Esto paraliza rápidamente el intestino de la larva (ej. oruga), impidiendo su alimentación y digestión.

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