Una tecnología desarrollada por Cornell proporciona a los apicultores, consumidores y agricultores un antídoto contra los pesticidas mortales, que matan a las abejas silvestres y hacen que los apicultores pierdan alrededor de un tercio de sus colmenas cada año en promedio.
Una versión temprana de la tecnología, que desintoxicó un grupo ampliamente utilizado de insecticidas llamados organofosforados, se describe en un nuevo estudio, «Micropartículas enzimáticas inspiradas en el polen para reducir la toxicidad de los organofosfatos en polinizadores administrados», publicado el 20 de mayo de 2021 en Nature.
El método de administración de antídotos ahora se ha adaptado para proteger eficazmente a las abejas de todos los insecticidas y ha inspirado a una nueva empresa, Beemmunity, con sede en el estado de Nueva York.
Los estudios muestran que la cera y el polen en el 98 % de las colmenas en Norteamérica están contaminados con un promedio de seis pesticidas, lo que también reduce la inmunidad de una abeja a los devastadores ácaros y patógenos varroa. Al mismo tiempo, los polinizadores brindan servicios vitales al ayudar a fertilizar los cultivos que conducen a la producción de un tercio de los alimentos que consumimos, según el documento.
“Tenemos una solución mediante la cual los apicultores pueden alimentar a sus abejas con nuestros productos de micropartículas en empanadas de polen o en un jarabe de azúcar, y les permite desintoxicar la colmena de cualquier pesticida que puedan encontrar”, dijo James Webb, M.S. ’20, coautor del artículo y director ejecutivo de Beemmunity.
El primer autor Jing Chen es investigador postdoctoral en el laboratorio del autor principal Minglin Ma, profesor asociado en el Departamento de Ingeniería Biológica y Ambiental de la Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida (CALS). Scott McArt, profesor asistente de entomología en CALS, también es coautor.
El documento se centra en los insecticidas a base de organofosforados, que representan alrededor de un tercio de los insecticidas en el mercado. Un metanálisis mundial reciente de estudios de residuos de pesticidas en colmenas encontró que, según los patrones de uso actuales, cinco insecticidas planteaban riesgos sustanciales para las abejas, dos de los cuales eran organofosforados, dijo McArt.
Los investigadores desarrollaron una micropartícula uniforme del tamaño del polen llena de enzimas que desintoxican los insecticidas organofosforados antes de que sean absorbidos y dañen a la abeja. La cubierta protectora de la partícula permite que las enzimas pasen por el buche (estómago) de la abeja, que es ácido y descompone las enzimas.
Las micropartículas se pueden mezclar con empanadas de polen o agua azucarada y, una vez ingeridas, las enzimas protegidas pasan a través de la cosecha ácida hasta el intestino medio, donde se produce la digestión y se absorben las toxinas y los nutrientes. Allí, las enzimas pueden actuar para descomponer y desintoxicar los organofosforados.
Después de una serie de experimentos in vitro, los investigadores probaron el sistema en abejas vivas en el laboratorio. Alimentaron una manada de abejas con malatión, un pesticida organofosforado, en polen contaminado y también las alimentaron con micropartículas con enzima. Un grupo de control recibió simultáneamente el polen tóxico, sin las micropartículas llenas de enzimas.
Las abejas que fueron alimentadas con micropartículas con una dosis alta de la enzima tuvieron una tasa de supervivencia del 100 % después de la exposición al malatión. Mientras tanto, las abejas de control sin protección murieron en cuestión de días.
Beemmunity lleva el concepto un paso más allá, donde en lugar de llenar las micropartículas con enzimas que descomponen un insecticida, las partículas tienen una cubierta hecha con proteínas de insectos y se rellenan con un aceite absorbente especial, creando una especie de microesponja. Muchos insecticidas, incluidos los neonicotinoides ampliamente utilizados, están diseñados para atacar las proteínas de los insectos, por lo que la cubierta de micropartículas atrae el insecticida donde queda secuestrado inerte dentro de la carcasa. Eventualmente, las abejas simplemente defecan la toxina secuestrada.
La compañía está realizando pruebas a escala de colonias este verano en 240 colmenas en Nueva Jersey y planea lanzar públicamente sus productos a partir de febrero de 2022. Los productos incluyen esponjas de micropartículas en un medio de azúcar seco que se pueden agregar a las empanadas de polen o agua azucarada, y comederos de abejas en desarrollo.
“Esta es una solución escalable y de bajo costo que esperamos sea un primer paso para abordar el problema de la toxicidad de los insecticidas y contribuir a la protección de los polinizadores controlados”, dijo Ma.
