Se define a los semioquímicos como sustancias de señalización emitidas entre individuos de la misma especie o entre individuos de especies diferentes, con fines de comunicación. Dentro del ámbito del biocontrol las feromonas representan la categoría de semioquímico más utilizada. Las feromonas son sustancias químicas que desencadenan respuestas colectivas entre insectos de la misma especie. Clasificadas por sus funciones, existen feromonas de alarma, de rastro alimenticio, de agregación y sexuales, entre muchas otras, que afectan el comportamiento o la fisiología de los insectos. Las feromonas fueron identificadas y aisladas por primera vez a fines de los años 50’ en plagas de especies de Lepidóptera, como la polilla de la manzana (Cydia pomonella) y la polilla oriental de la fruta (Grapholita molesta). Sin embargo, su uso en el manejo integrado de plagas no comenzó realmente hasta principios de la década de los 70 en el monitoreo de especies plagas. Esto ya que inicialmente podía sintetizarse solo pequeñas cantidades de feromonas. Si bien las expectativas iniciales sobre el potencial de mercado de las feromonas para el control de plagas eran ambiciosas, finalmente se ha requerido de varias décadas de investigación y desarrollo de estrategias adicionales para ver el pleno potencial de las feromonas.

USO COMERCIAL Y CATEGORÍAS DE USO DE FEROMONAS

El uso comercial de las feromonas se remonta a la década de los 70’ cuando se comenzaron a utilizar en trampas de monitoreo en importantes plagas frutales como son la polilla de la manzana y la polilla oriental de la fruta. Se comenzó a utilizar en esa área porque esa estrategia requiere de cantidades muy pequeñas de feromonas, lo cual era importante dado el alto costo de sintetizar esas sustancias en aquellos años. Luego, a comienzos de los 90, la interrupción del apareamiento emergió como la estrategia de más rápido crecimiento en el mercado de los semioquímicos. En la actualidad, el mercado mundial de feromonas supera los 400 millones de dólares y ha crecido a una tasa anual de entre el 10 y el 15% en los últimos años.

Cuatro segmentos o categorías de feromonas:

• La interrupción del apareamiento (IA) ha sido el principal objetivo de investigación y el mayor uso comercial de feromonas en las últimas tres décadas y representa el segmento más grande del mercado hoy en día.  Con una valoración a nivel mundial de US$ 300 millones, la línea comercial de la interrupción del apareamiento es mayor a los dos tercios del mercado global de feromonas. Pero además, la IA es el segmento de mayor crecimiento del mercado de las feromonas con usos importantes en los cultivos de frutales, hortalizas y forestales. Para ser efectiva, la concentración de feromona sintética debe ser lo suficientemente alta como para evitar el apareamiento, por lo que la cantidad de ingrediente activo por hectárea (ha) debe ser mucho mayor que la utilizada en otros usos de feromonas.

• El monitoreo, si bien corresponde al uso inicial de las feromonas, en la actualidad representa solo algo más del 20% del mercado mundial. Esta estrategia se utiliza para indicar el momento más oportuno para otros tratamientos de control. Debido a su alto grado de especificidad y precisión a la hora de identificar poblaciones de especies de plagas, este uso de las feromonas fue muy importante para una aplicación más racional de pesticidas en programas de Manejo Integrado de Plagas. La cantidad de feromona sintética que se necesita para monitorear es mucho más baja que la que se necesita para interrumpir el apareamiento, pero la pureza debe ser lo más alta posible para imitar la feromona natural del insecto y atraer a los individuos de las especies objetivo.

• Inicialmente el uso de trampas masivas de feromonas era limitado puesto que las feromonas de sexo temprano solo atraían a los machos. Además, los diseños de las trampas debieron experimentar cambios ya que rápidamente se comprobó que muchos eran ineficientes y debían ajustarse a la especie objetivo. El éxito del trampeo masivo puede alcanzarse donde las poblaciones de plagas son relativamente bajas y el atrayente utilizado es efectivo en ambos sexos. Uno de los usos más exitosos de trampas masivas es en el control de la mosca mediterránea de la fruta (Ceratitis capitata). En España más de 100.000 ha de cítricos y otros cultivos frutales son tratados con trampeo masivo o con sistemas de “atracción y muerte” (“attract and kill”).

• “Atracción y muerte” es el segmento del mercado de feromonas más pequeño y combina trampas masivas con control directo, al utilizar un insecticida como agente aniquilador dentro de la trampa. Al igual que con las trampas masivas, el éxito depende del uso de un atrayente efectivo a ambos sexos. 

EL USO EN POLILLA DEL RACIMO DE LA VID SUPERA AL USO EN POLILLA DE LA MANZANA

Las vides representan el uso de cultivo más grande, siendo el objetivo principal de la plaga Polilla del racimo de la vid (Lobesia botrana), que ahora ha reemplazado a la Polilla de la manzana como el objetivo principal de la plaga para la interrupción del apareamiento. Este último está consolidado en regiones productoras de uva de gran calidad como Francia, Italia, España y Alemania.  En Francia, por ejemplo, la técnica se usa sólo en Bordeaux y Champagne y no en otras regiones  vitivinícolas menos conocidas. Este patrón también se ve en España (en las regiones productoras de Rioja, Sherry y Cava) y en Italia (en la regiones productoras de Chianti y Prosecco). La razón de ello se fundamenta principalmente en el costo del producto, que a su vez depende del costo del ingrediente activo. Cualquier disminución significativa del costo del ingrediente activo permitirá que la técnica se adopte en las regiones vitivinícolas de menor calidad y valor. Cuando la presencia de la Polilla del racimo de la vid fue descubierta en California en 2015, la técnica de interrupción del apareamiento fue utilizada para erradicar con éxito la amenaza de la plaga para la industria vitivinícola. La plaga también se introdujo en países tales como Chile y Argentina durante la última década, pero –a diferencia de California-, no ha sido erradicada con éxito y ahora está ampliando su área de distribución a los países vecinos, entre los que se incluyen Uruguay y posiblemente Brasil. En Chile, muchos hogares tienen viñas en sus patios traseros y en estos lugares ha resultado muy difícil desarrollar programas de control eficaces, que puedan ser aplicados universalmente. Actualmente, las autoridades chilenas están utilizando la técnica de interrupción de apareamiento para eliminar las vides domésticas que sirven de refugio desde el cual la plaga puede trasladarse a los cultivos comerciales. Por lo tanto, se ha observado un aumento significativo en el uso de la interrupción del apareamiento para esta plaga en Europa y América Latina en los últimos años. Esta plaga ha sobrepasado a la Polilla de la manzana como principal uso de una feromona para la interrupción del apareamiento.

PERAS Y MANZANAS

Las pomáceas son el segundo cultivo más importante en términos de valor, siendo la Polilla de la manzana el principal objetivo de la plaga. El mercado para los productos de la interrupción del apareamiento de la Polilla de la manzana está distribuido globalmente. en todas las zonas donde se cultivan manzanas, la Polilla de la manzana o Carpocapsa es casi siempre la principal plaga lepidóptera que causa daños comerciales significativos. Es también la plaga en torno a la cual se orientan la mayoría de los programas del MIP. Norteamérica tiene la mayor cuota de mercado, seguida de la UE y América Latina. Más de 30 toneladas métricas (TM) de codlemona, el nombre común para la feromona sexual de la polilla de la manzana, se utilizan anualmente para controlar esta plaga. Se estima que si solo se penetra el 10% del mercado restante, la cantidad de codlemona requerida en todo el mundo se duplicaría. Norteamérica es una de las áreas geográficas donde existe crecimiento potencial de las pomáceas. En estados tales como California, Oregon y Washington ya se utiliza bastante la técnica de IA, pero hay más espacio para crecer con tecnologías de aplicación mejoradas. Las regiones productoras de manzanas del este de EEUU aun no han adoptado plenamente la tecnología de feromona y se prevé un potencial de crecimiento sustancial en esta área. En tanto en Sudamérica, en Argentina y Chile ya se utiliza cantidades significativas de feromonas para el control de la Polilla de la manzana y ambos países aun pueden crecer más en el uso de feromonas. Brasil es un importante productor de manzanas (Santa Catarina), pero la Polilla de la manzana no es la plaga clave en las manzanas en ese país. En Sudáfrica, el uso de productos basados en la codlemona está consolidado, pero aun queda espacio para el crecimiento. En Europa, la interrupción del apareamiento de la Polilla de la manzana está bien establecida en Italia, España, Francia y Suiza, pero los países más al norte de Europa aun no han adoptado mayormente esta técnica. En el caso de Polonia, que tiene una zona de cultivo de manzanas muy extensa, todavía no ha adoptado muchas de las prácticas modernas del cultivo de este frutal. Se prevé que esto cambie significativamente en la próxima década. Rusia, Ucrania, India y China, este último en particular, se encuentran entre los mayores países productores de manzanas a nivel mundial, pero que actualmente no usan tecnología en base a feromonas.

USO EN FRUTALES DE CAROZO

Los carozos son el tercer cultivo más grande para aplicar la técnica de interrupción de apareamiento con la Polilla oriental de la fruta y la Minadora del damasco (Anarsia lineatella). Aunque es más importante como plaga del durazno, la Polilla oriental de la fruta tiene una amplia gama de huéspedes que incluye la manzana, membrillo, pera, ciruela, cereza, damasco y nectarina, entre otros. En el noreste de los EE.UU., la Polilla oriental de la fruta tiene tres generaciones, pero en algunas zonas con temporadas de crecimiento más largas, puede tener hasta cinco generaciones. La Polilla oriental de la fruta es una plaga importante de los carozos en la mayoría de los países que producen duraznos, nectarinas y damascos. La plaga se controla fácilmente a través de interrupción del apareamiento por lo que se utilizan 10 TM de ingrediente activo anualmente con potencial para duplicarse durante los próximos 5 años. Gran parte del crecimiento se puede anticipar en países que ya usan interrupción del apareamiento.

La Minadora del damasco ataca a los carozos y es una de las pestes más importantes en este tipo de fruta. Su distribución geográfica está confinada a Europa y Norteamérica, con ventas de feromonas casi equivalentes en ambas regiones. En EEUU la plaga está más extendida en California que en el este del país. En la UE, la plaga es más nociva en España que en Italia. Su uso actual se calcula en 3 TM, pero existe el potencial de triplicar su volumen en los próximos cinco años, especialmente si el costo del ingrediente activo disminuye.

NUECES Y OTROS FRUTOS SECOS

El uso de feromonas en el mercado de los nogales es impulsado por la Polilla de la naranja navel (Amyelois transitella). Este uso está confinado principalmente a las áreas de cultivo de la almendra y pistacho en California. Las nuevas tecnologías de aplicación a través de dispensadores de aerosol automatizados han facilitado muchísimo el uso de feromonas en estos cultivos en comparación con los dispensadores instalados a mano. Esta automatización ha tenido como consecuencia una gran expansión de esta técnica en los últimos años y genera el potencial para un crecimiento sostenido. Si bien se estima que el mercado actual consume 2 TM, podría aumentar a 7 TM.

INNOVACIÓN EN DISPENSADORES Y FORMAS DE APLICACIÓN

Las feromonas son volátiles por naturaleza ya que necesitan propagarse por áreas extensas para lograr el efecto deseado. Esta propiedad significa que estos productos deben formularse a base a métodos de liberación controlada o mediante un dispositivo para controlar la volatilidad. El objetivo es ralentizar la liberación de la feromona de modo de cubrir el período de vuelo del insecto, típicamente cuatro a ocho semanas dependiendo de la especie. Además, un dispositivo óptimo liberaría el atrayente en una tasa consistente durante todo el período de la atracción en el campo. El dispositivo de liberación controlada también proporciona protección contra la degradación por luz UV u oxidación, los que constituyen un problema para la química de la feromonas.

Otro aspecto por considerar en el despliegue de feromonas en el campo y que ha evolucionado con diferentes tipos de fórmulas y dispensadores de liberación controlada es el número de fuentes puntuales que deben usarse por área superficial.  Este número puede oscilar entre más de 1.000 puntos de dosificación aplicados a mano por hectárea con fuentes puntuales pequeñas, a 2 o 3 dispensadores de aerosol automatizados por hectárea. Además de las fuentes puntuales, algunas feromonas se ofrecen como formulaciones en aerosol microencapsuladas que pueden aplicarse con equipos aerosoles convencionales. La debilidad de este método es que gran parte de los atrayentes no duran mucho cuando están desprotegidos en el medio ambiente.

NUEVAS OPORTUNIDADES DE  CRECIMIENTO

La expansión de las tecnologías de feromonas actuales hacia nuevos territorios representa la mayor oportunidad a corto plazo para el crecimiento del mercado.  Hoy en día, la penetración del mercado global de las feromonas representa sólo el 25% de potenciales hectáreas. Existe una gran oportunidad de desarrollo en el mercado de las pomáceas en los tres países líderes de la producción de manzanas como son China, EEUU y Polonia.

Una de las principales alternativas de crecimiento para el mercado de las feromonas es expandirse hacia nuevos insectos objetivo. La técnica de la IA ha sido confinada casi enteramente a los lepidópteros en donde se ha aplicado a 129 especies con completo éxito. En contraste, la técnica de trampas masivas ha tenido un uso bastante más amplio en las especies coleópteras.

Un ejemplo de estos nuevos objetivos son el grupo de especies Helicoverpa:  Helicoverpa armigera, H. zea y H. virescens. De estos, H. armigera no se ha encontrado históricamente en Norte o Sudamérica, pero ha aparecido recientemente en Brasil, Argentina y Uruguay, causando un daño enorme ya que la cosecha existente de Bt no controló adecuadamente esta plaga. Varias empresas han estado trabajando en desarrollar productos de IA para estas plagas. Se ha logrado éxito en ambientes de crecimiento protegidos, pero el uso en el campo también ha sido desafiante ya que las hembras fecundadas tienden a moverse por distancias largas, entrando en ocasiones al área tratada.

Otra de las mayores oportunidades de expansión son los insectos perforadores y chupadores, especialmente aquellos con restricciones regulatorias recientes o controlados con insecticidas del grupo de los neonicotinoides. Se ha demostrado el éxito de la técnica de IA en algunos insectos como el Piojo rojo de California (Aonidiella aurantia) y la Cochinilla harinosa de la vid (Planococcus ficus).  Entre otros insectos objetivo se cuentan importantes plagas vegetales como las mosquitas blancas, pulgones con feromonas de alarma y feromonas de agregación para trips de captura masiva. Informes recientes del descubrimiento de una feromona sexual para el Psílido asiático de los cítricos (Diaphorina citri), realizado por investigadores estadounidenses y brasileros, ha dado esperanza de un atrayente más efectivo para atrapar a este vector de la enfermedad de HLB (Huanglongbing) y ralentizar la propagación de esta enfermedad hacia otros territorios, como podría ser California.

EL COSTO DE PRODUCCIÓN COMO PRINCIPAL LIMITANTE

El costo de producción ha sido una barrera importante para muchas tecnologías de feromonas. Al comienzo, el costo de producción excedía los US$10.000/kg para la mayoría de las feromonas. Hoy en día, gran parte de las tecnologías pueden producirse a escalas mucho mayores con costos que se acercan a los US$ 1.000/kg. Nuevas tecnologías de producción podrían reducir este valor hasta en un 50%.

Algunos nuevos métodos de síntesis de feromonas son el uso de técnicas catalíticas con reactores de flujo continuo y el aprovechamiento de sus capacidades de fabricación existentes. Se afirma que con este método se puede producir feromonas para la Polilla de la manzana y la Polilla del racimo de la vid a escala de toneladas métricas. Además se ha combinado las nuegvas técnicas de fabricación con tecnología de polímeros biodegradables, adaptada de la industria de la pintura, para microencapsular las feromonas que, se afirma, tiene muy buena persistencia en el campo.

Más novedades llegan gracias al uso de biocatalizadores para la producción de feromonas. Lo que se afirma permitirá llevar a cabo síntesis altamente estereoselectivas de feromonas de insectos de una manera rentable.

La biología sintética constituye otro método potencial para la producción de feromonas. Las bacterias pueden ser diseñadas para producir metabolitos valiosos a través de la fermentación. Las bacterias no se liberan en el medio ambiente y pueden utilizarse como un medio aceptable para producir una sustancia idéntica a la versión de origen natural.

GRAN POTENCIAL DE CRECIMIENTO DE LA INDUSTRIA

El mercado de la técnica de IA, que representa el 65% del mercado mundial de feromonas, se ha estado desarrollando a una tasa de crecimiento anual de entre 10 y 15% en los últimos cinco años. Si algunas de las tecnologías de aplicación o producción disruptivas se implementan con éxito o si se desarrollan nuevas feromonas químicas que expandan sustancialmente el uso de estas sustancias más allá de las especies de lepidópteros, este crecimiento podría fácilmente acelerarse sustancialmente. Además, la ampliación del uso geográfico de la interrupción del apareamiento en los mercados de plagas y cultivos existentes, como las manzanas o las vides, podría dar lugar a importantes oportunidades de crecimiento del mercado. Sin embargo, un uso más generalizado requerirá también técnicas de aplicación más fiables y económicas. Por ejemplo, el mercado de la confusión sexual podría crecer mucho más si se pudiera trabajar con menos emisores por hectárea. Sería más barato, lo que siempre es atractivo para los agricultores.