Producción sostenible de metabolitos insecticidas y acaricidas por hongos endófitos mediante fermentación en estado sólido

Convertir hongos ocultos en protectores de cultivos

La agricultura moderna depende en gran medida de pesticidas químicos para evitar que insectos y ácaros destruyan las cosechas. Pero estos químicos pueden dañar a los polinizadores, contaminar suelos y aguas y forzar a las plagas a desarrollar resistencia. Este estudio explora una estrategia muy distinta: reclutar hongos inocuos que viven dentro de las raíces del trigo y enseñarles a transformar los residuos agrícolas en mezclas naturales que matan plagas, lo que podría ofrecer una protección más segura para los cultivos y el medio ambiente.

Aliados silenciosos que viven dentro de las raíces del trigo

Los investigadores partieron de una pregunta sencilla: ¿podrían los hongos microscópicos que habitan naturalmente en las raíces sanas del trigo ayudar a defender la planta? Estos hongos endófitos viven dentro de los tejidos vegetales sin causar enfermedad. El equipo colectó plantas de trigo en tres regiones de Egipto y aisló 38 cepas fúngicas diferentes de sus raíces. Luego probaron cada cepa para ver qué tan bien podía producir compuestos químicos y enzimas conocidas por dañar el cuerpo de los insectos o actuar como pesticidas naturales. Una cepa destacada, etiquetada MORSY‑27 y posteriormente identificada como una especie de Geomyces, produjo de forma consistente los niveles más altos de estas sustancias potencialmente protectoras.

Alimentar a los hongos con residuos agrícolas

Para que cualquier pesticida biológico sea útil en la práctica, debe ser barato y escalable. En lugar de cultivar el hongo en tanques líquidos, los científicos usaron fermentación en estado sólido, dejándolo crecer sobre residuos vegetales húmedos que de otro modo se desecharían —como pulpa de naranja y tomate, pieles de plátano, residuos de taro, torta de semilla de girasol y tallos de una verdura de hoja llamada molokhia—. Estos materiales son ricos en azúcares, fibras, aceites y proteínas, y reproducen el hábitat natural del hongo. Al ajustar la temperatura y la humedad, el equipo buscó las condiciones que inducirían al hongo a producir la mayor cantidad posible de compuestos pesticidas.

Encontrando la mejor receta para toxinas naturales

Bajo el microscopio y mediante pruebas químicas, Geomyces sp. MORSY‑27 demostró ser una pequeña y prolífica fábrica. En la mayoría de los residuos vegetales produjo cuatro grupos principales de compuestos similares a los de las plantas —fenoles, flavonoides, terpénicos y alcaloides— así como ácidos grasos que pueden alterar las células de los insectos. También secretó enzimas potentes que digieren la cubierta externa (cutícula) de insectos y ácaros, incluidas enzimas que degradan quitina, que rompen proteínas y que hidrolizan grasas. La torta de girasol y los residuos de taro fueron combustibles especialmente buenos, y una temperatura en torno a 20 °C con humedad moderada produjo la mezcla más rica de estas moléculas bioactivas. Cuando el equipo analizó el extracto a base de girasol mediante cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas, encontraron 39 compuestos diferentes, muchos relacionados con ésteres y amidas de ácidos grasos previamente vinculados a actividad insecticida o microbicida.

Poner a prueba el cóctel fúngico

Para comprobar si estas mezclas realmente dañaban a las plagas, los científicos probaron los extractos contra dos enemigos agrícolas importantes: el cortador negro (black cutworm), cuyas orugas pueden arrasar plántulas jóvenes, y la araña roja de dos puntos, un diminuto chupador de savia que infesta cientos de especies de cultivo. Cuando las orugas se alimentaron de hojas tratadas con los extractos fúngicos, su desarrollo se ralentizó de manera drástica; en algunos tratamientos la etapa larvaria se alargó desde unos 18 hasta más de 40 días. Muchas larvas y pupas murieron, y las supervivientes a menudo emergieron como adultos deformes con alas arrugadas o quedaron atrapadas en mudas parciales, señales de que sus hormonas y la formación de la cutícula se habían visto alteradas. En las arañas rojas, los extractos provocaron una mortalidad adulta fuerte, dependiente de la dosis y del tiempo, y redujeron drásticamente la eclosión de huevos. Algunos tratamientos alcanzaron casi el 100 % de muerte en adultos y el fracaso total de la eclosión cuando las hembras se expusieron antes de oviponer.

Qué podría significar esto para la agricultura futura

Para un no especialista, el mensaje es directo: asociándose con hongos que ya viven dentro de los cultivos y alimentándolos con residuos vegetales baratos, podría ser posible elaborar mezclas de control de plagas potentes y naturales. La cepa de Geomyces estudiada aquí transformó residuos de girasol y otros subproductos en una mezcla compleja de enzimas y aceites que paralizaron orugas y ácaros, apoyada en insumos renovables y de bajo coste. Aunque se necesita más trabajo para aislar los ingredientes más seguros, probarlos en campo y compararlos con los productos existentes, este enfoque apunta a un futuro en el que los agricultores podrían proteger los rendimientos empleando aliados fúngicos a medida en lugar de depender principalmente de químicos sintéticos.

Cita: El-Gendy, M.M.A.A., Sadek, H.E., Barghout, M.E. et al. Sustainable production of insecticidal and acaricidal metabolites by endophytic fungi using solid-state fermentation. Sci Rep 16, 11356 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40413-w

Palabras clave: bioinsecticidas, hongos endófitos, plagas del trigo, fermentación en estado sólido, agricultura sostenible