Nanopartículas: Pequeñas GRANDES amigas de las abejas

Escrito por Ma. Guadalupe Garnica Romo y Claudia Erandi Marcelo Alejo

La función de las abejas en el equilibrio ecológico mundial es de suma importancia, ya que debido a su labor de polinización es que existe la mayoría de los alimentos, como las frutas y las verduras, así como materias primas para la obtención de bebidas, medicinas, tintas y fibras que contribuyen a cubrir las necesidades de todos los seres vivos.

 

¡Hablemos de la polinización!

Se trata del transporte accidental de polen o néctar que ocurre cuando los polinizadores pasan de una flor a otra, es decir, el polen pasa de la parte masculina de una flor (antera) a la parte femenina (estigma) de otra o en la misma flor, permitiendo la reproducción de las plantas y, por tanto, la producción de frutos; esto es consecuencia del proceso de su alimentación. La transferencia de polen también se realiza a través del viento y el agua, pero el éxito de este proceso se garantiza cuando se lleva a cabo por medio de animales polinizadores.

Pero, ¿quiénes son los polinizadores? Se le denomina así a un grupo selecto de animales que se alimentan del néctar o polen de las flores y están constituidos por abejas, abejorros, mariposas, colibríes y murciélagos nectarívoros, quienes durante su maratónico proceso de alimentación se revisten de polen de manera accidental, mismo que van dejando a su paso de flor en flor durante su trayecto, esto —aunado a un medio ambiente libre de contaminación— permite el desarrollo adecuado de la vegetación.

 

¿Cada vez hay menos abejas?

De todos los polinizadores mencionados, las abejas son el principal blanco de pérdida tanto de hábitat (paneles y nidos de hibernación) como de fuentes de abastecimiento alimenticio. Además, sufren de mortandad masiva causada por diversos factores como el desarrollo de contaminación ambiental por el sector industrial, el uso desmedido de insecticidas y herbicidas en cultivos, jardines y áreas verdes, pastura a gran escala, prácticas de cultivos intensivos de la tierra y tala de vegetación. Lamentablemente, por todo lo anterior, las abejas en la actualidad son consideradas como una especie amenazada de extinción.

Los plaguicidas fabricados a partir de reactivos químicos son el factor que más daño causan, ya que cuando las abejas comienzan su jornada de polinización, estas son víctimas del polen contaminado por plaguicidas que se utilizan para proteger a los cultivos de todo aquello que amenace o tenga contacto con las plantas en cultivo, sin excepción. El efecto del plaguicida requiere de algunos minutos para hacer acción, tiempo durante el cual la abeja intoxicada aún logra trasladarse a otras plantas y, de esta forma, contamina a más flores y a más abejas.

 

¿Los plaguicidas afectan más de lo que benefician?

A mediados del siglo XX los agricultores se encontraron frente a un aumento en la demanda de alimentos sin precedentes derivado del crecimiento poblacional, propiciando el uso intensivo de fungicidas, bactericidas e insecticidas, todos derivados de la síntesis química con una efectividad muy alta en el control de plagas, es por eso que el uso de plaguicidas sintéticos está enfocado al desarrollo de la agricultura. Sin embargo, el resultado obtenido no fue como se esperaba, ya que el hecho de que se hayan utilizado por tanto tiempo, aunado a factores como el imparable crecimiento poblacional, la falta de buenas prácticas en el uso de plaguicidas por parte de los agricultores y la carencia de normativas o leyes en pro del ambiente, deriva en contaminación ambiental y en el desarrollo de resistencia a los plaguicidas por parte de los organismos blanco: bacterias, hongos e insectos.

Para explicar un poco más lo anterior, empezaremos por mencionar que los plaguicidas están elaborados con base en la química tradicional, es decir, durante su proceso de fabricación se emplean reactivos tóxicos y una vez que finalizan su función como plaguicida, dejan residuos que persisten en el ambiente durante mucho tiempo contaminando aire, suelo, agua y consumidor, entre ellos, nosotros. El alcance de dispersión de diversos plaguicidas es de hasta un kilómetro a la redonda por medio del aire, lo que significa que hay una mayor zona de exposición contaminada para las abejas.

En el sur de nuestro país, cientos de apicultores notaron intoxicación, desorientación, agonía y descenso masivo de abejas, este hecho se tradujo en incertidumbre por no tener claro el motivo de lo que acontecía, así como en pérdidas económicas en la producción de miel. Posterior a una investigación exhaustiva en el manejo y funcionamiento de los plaguicidas, realizada por investigadores y profesionales del sector apícola, se concluyó que el uso de estos en los campos de cultivo aledaños a los apiarios, era lo que causaba un daño irreparable en la producción de miel. Es un claro ejemplo de que el uso de plaguicidas sintéticos y sin un control adecuado en su aplicación, trae más daños que beneficios.

 

La química verde: Una alternativa más amigable con el ambiente

Este reto científico busca encontrar la solución en una alternativa con grandes expectativas: la química verde, que tiene como finalidad ir reemplazando a la química tradicional presente en la mayoría de los productos de uso cotidiano y agrícola. Pero, ¿de qué se trata la química verde? Se trata de una alternativa que permita anular la toxicidad de los productos químicos desde la raíz, es decir, partiendo desde el proceso químico de creación, usando reactivos no tóxicos, métodos de síntesis de poca demanda de energías, equipos no costosos, tiempos pequeños de producción y con ello obtener reactivos inocuos y amigables con el ambiente. Entonces, podemos entender que se previene la contaminación a nivel molecular y se generan nuevos productos de uso cotidiano y agrícola que además de poseer todas las ventajas ya mencionadas, también considera un precio accesible de venta.

La química verde también tiene influencia en diversas disciplinas de innovación y tecnología, lo que permite que su impacto sea aún mayor. Una de esas disciplinas es la nanotecnología que estudia y manipula la materia en tamaños increíblemente pequeños, generalmente entre 1-100 nanómetros, además de comprender una amplia gama de materiales, procesos de fabricación y tecnologías que se utilizan para crear y mejorar muchos productos que usamos diariamente. La nanotecnología forma parte de la siguiente generación de innovación en la ciencia e ingeniería que transformará a muchos sectores, como la agricultura, las tecnologías de la información, la medicina, etc.

 

Química verde y bionanopartículas

El resultado de poder fusionar lo mejor de la química verde y la nanotecnología, es la generación de pequeñísimas amigas del medio ambiente: las bionanopartículas. Estas se obtienen a través de un proceso de síntesis relativamente sencillo, económico y fácilmente reproducible en el laboratorio, en donde los principales actores serán un disolvente no tóxico, un precursor metálico y un ejemplar vegetal del cual se puede utilizar cualquiera de sus partes (flores, hojas, ramas, raíces, etc.). Este proceso se lleva a cabo a temperaturas menores de 100 ºC y periodos de tiempos de síntesis cortos, lo que se traduce en una reducción de insumos. El proceso de biosíntesis se considera económico, rentable, escalable, sencillo de reproducir y, por si fuera poco, sus desechos son inocuos. Esto abre la puerta ante un gran panorama para el uso de ejemplares vegetales en las formulaciones de plaguicidas.

La tendencia de la nanotecnología en la agricultura busca aplicar todos sus beneficios por medio del diseño y creación de nanoplaguicidas, utilizando el potencial antibacterial y fungicida de fuentes naturales y con ello mejorar y elaborar productos innovadores cruciales en el futuro. Otras ventajas de las bionanopartículas son: eficiencia en la aplicación, mejora de productividad, optimización de recursos, obtención de mejores cultivos, solubilidad en agua e inocuidad de sus residuos.

Para dimensionar lo anterior, podemos decir que utilizar nanoplaguicidas puede representar una reducción de hasta diez veces de la concentración del plaguicida convencional. Otros aspectos a considerar son: probar nuevas fuentes sustentables para la generación de nuevos agroinsumos, encontrar una cantidad de nanopartículas ideal para no dañar la planta y el mejor método de aplicación del mismo.

Sabemos que estas investigaciones en nuestro país se encuentran en etapa de desarrollo, pero no se debe descartar que en un futuro se puedan fabricar a gran escala. Se sabe que para ello se deben de realizar exhaustivos y numerosos estudios sobre los efectos que estos puedan causar en la salud y en el ambiente.

Bien, ahora sabes que la ciencia desde su trinchera ha comenzado a proponer soluciones en contra del problema; sin embargo, también es cierto que son muchos los factores que se tienen que abordar para dar solución al tema de la conservación de las abejas, desde leyes y normativas, hasta la prohibición y castigo al uso de plaguicidas con efecto tóxico para de esta forma priorizar y garantizar su bienestar.

 

Nanopartículas al rescate de las abejas

Como sabes, las abejas son las encargadas de la seguridad alimentaria de la población mundial ya que representan el motor de la agricultura… ¡Y es real! Su labor simplemente no se puede sustituir, lo sabemos por investigaciones que consistieron en pruebas en tres sectores de árboles de manzanas: en el primer sector se realizó polinización manual a los árboles; al segundo sector se le privó de la polinización tanto manual como natural por abejas; y el tercer sector se polinizó de manera natural (por abejas). El resultado de este estudio fue la clara evidencia de que la labor de las abejas en la polinización no puede sustituirse.

 

1.En el primer sector las plantas desarrollaron frutos de tamaño promedio, pero sin semillas.

2.En el segundo sector las plantas desarrollaron frutos muy pequeños y sin semillas.

3.En el tercer sector las plantas desarrollaron frutos de buen tamaño y con semillas.

 

Ahora que ya lo sabes, todos debemos proteger a las abejas, pues son nuestro seguro de supervivencia. Y si en algún momento una de estas pequeñas se acerca a ti, no la lastimes y tampoco la molestes, ella solo quiere comer, ganar energía y seguir su camino.

Para Saber Más: 

Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad. (15 de Agosto de 2022) Polinización. Biodiversidad mexicana. https://biodiversidad.gob.mx/ecosistemas/procesose/polinizacion/ 

 

Dw Documental. (19 de Agosto de 2022). Bayer y las abejas | DW Documental [Archivo de video] Youtube. https://www.youtube.com/watch?v=IPuuUuJ8220

 

Muhammad A.I., Rab N., Muhammad Z., Muhammad A., Muhammad R., Shafaqat A., Sajjad A., Sehar T. (2021). Synthesis, characterization and advanced sustainable applications of titanium dioxide nanoparticles: A review. Ecotoxicology and Environmental Safety 212 (2021), 1-14. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2021.111978

 

Ma. Guadalupe Garnica Romo. Profesora e Investigadora de la Facultad de Ingeniería Civil, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo.

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Claudia Erandi Marcelo Alejo. Estudiante del Programa Institucional de Maestría en Ciencias Biológicas, Área Temática de Biotecnología Alimentaria, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo.

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