Una nuova ricerca mostra come un nuovo tipo di pesticida geneticamente modificato attraversa e degrada nel terreno.
Questa nuova generazione di pesticidi può controllare gli insetti infestanti compromettendo la capacità dell'insetto di creare proteine essenziali. Questi pesticidi silenziatori genici possono essere geneticamente modificati in colture agricole in modo tale che queste colture possano letteralmente far crescere la propria difesa.
Anche se il pesticida esiste all'interno della pianta, le domande sul suo degrado sono simili ai pesticidi convenzionali applicati agli esterni delle colture: si rompe? Se sì, in quali condizioni? Nel terreno? In laghi e fiumi? Qual è il rischio ecologico?
Prima che i ricercatori possano rispondere a queste domande, tuttavia, deve esserci un modo per rintracciare il pesticida e seguirlo mentre si muove e si degrada nell'ecosistema.
Kimberly Parker, assistente professore di ingegneria energetica, ambientale e chimica presso la McKelvey School of Engineering della Washington University di St. Louis, e un team di collaboratori hanno escogitato un metodo per rintracciare questo nuovo pesticida nel suolo e iniziare a capire quali processi influenzano la sua durata
Questo nuovo pesticida è una molecola di acido ribonucleico a doppio filamento, o RNA. Quando un parassita mangia questo pesticida, impedisce al critico di produrre proteine essenziali, portando a una crescita stentata oa morte.
L'RNA è una macromolecola: significa che è grande e, a causa delle sue dimensioni, i ricercatori non possono studiarlo attraverso i mezzi tipici usati per i pesticidi convenzionali.
Il team di ricerca ha ideato un metodo per etichettare una molecola di pesticidi con un atomo radioattivo, consentendo loro di seguirlo mentre pedalava attraverso sistemi a suolo chiuso che rappresentano diversi scenari. Sono stati in grado di quantificare il pesticida e le sue componenti a pochi nanogrammi per grammo di terreno.
Con il loro metodo per misurare il pesticida, il team di ricerca ha poi studiato cosa succede al pesticida in diversi campioni di terreno. Hanno scoperto che gli enzimi nel terreno possono abbattere il pesticida. Inoltre, i microbi nel terreno "mangiano" il pesticida e anche i frammenti che le reazioni enzimatiche lasciano dietro di sé.
Tuttavia, in alcuni terreni, si è verificato un altro processo: il pesticida si attacca alle particelle del suolo, come minerali e detriti organici. "Nel suolo agricolo", dice Parker, "c'è adsorbimento", quando le molecole aderiscono ad una superficie. "Il pesticida si attacca alla particella del suolo", dice.
"Abbiamo scoperto che le particelle di terreno possono effettivamente avere un effetto protettivo sul pesticida", afferma Parker, "rallentando il tasso di degradazione dei pesticidi." Gli enzimi e i microbi hanno un tempo più difficile abbattere i pesticidi che si sono attaccati al suolo ma il grado in cui il terreno protegge il pesticida varia tra i terreni testati.
"Attualmente la nostra ipotesi di lavoro è che nel terreno più fine ci sono più particelle disponibili per l'adsorbimento", afferma Parker. Più particelle di terreno, più superfici si attaccano ai pesticidi, migliorando questo effetto protettivo.
"Ora che abbiamo identificato i principali processi che controllano il degrado dei pesticidi nei terreni, analizzeremo in dettaglio le variabili che controllano questi processi per consentire un'accurata valutazione del rischio ecologico dei pesticidi a doppio filamento dell'RNA", afferma Parker. "Questo ci permetterà di capire se questi nuovi pesticidi rappresentano un rischio per gli ecosistemi".
Informazioni sugli autori
La ricerca appare in Scienze e tecnologie ambientali.
I finanziamenti provengono dal programma di ricerca e innovazione Horizon 2020 dell'Unione europea; supporto a Parker dal Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti; e supporto da un assegno di ricerca ETH di Zurigo a un collaboratore.
Fonte: Università di Washington a St. Louis
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