Enhancement of essential oil yield in Ocimum americanum L. across ontogenetic phases by Bacillus subtilis MTCC 8141 and Trichoderma harzianum MTCC 936 and its termiticidal efficacy against Odontotermes parvidens

Durante siglos, los agricultores han dependido de productos químicos sintéticos para evitar que los insectos destruyan sus cultivos. Si bien estos venenos fabricados por el hombre funcionan rápidamente, dejan tras de sí un rastro de daño ambiental, dañan a criaturas que no son el objetivo y, eventualmente, conducen a insectos que se vuelven inmunes al veneno. En respuesta, los científicos han dirigido su atención al propio arsenal químico de la naturaleza: los aceites esenciales. Estos son los líquidos fragantes y volátiles que se encuentran dentro de muchas plantas, los cuales a menudo contienen mezclas complejas de compuestos que pueden matar o repeler insectos de diversas maneras. A diferencia de un único producto químico sintético que podría atacar solo una parte del cuerpo de un insecto, estos aceites naturales suelen atacar en múltiples frentes, lo que los convierte en una alternativa prometedora y biodegradable para el control de plagas. Sin embargo, la cantidad de aceite que produce una planta y los químicos específicos que contiene pueden cambiar drásticamente dependiendo de qué tan vieja sea la planta y de qué viva en el suelo alrededor de sus raíces.

Investigadores en la India se propusieron ver si podían utilizar microbios beneficiosos del suelo para potenciar la producción de estos insecticidas naturales en una planta específica llamada Ocimum americanum, un tipo de albahaca silvestre. Se centraron en dos ayudantes microscópicos: una bacteria llamada Bacillus subtilis y un hongo llamado Trichoderma harzianum. Estos organismos son conocidos por ayudar a las plantas a crecer al hacer que los nutrientes estén más disponibles y estimular las propias defensas de la planta. El equipo quería saber si añadir estos microbios al suelo no solo haría que las plantas fueran más grandes, sino que también aumentaría la cantidad de aceite esencial que producen y cambiaría la composición química de dicho aceite para hacerlo más efectivo contra una plaga destructiva: la termita. También necesitaban encontrar el momento perfecto para cosechar las plantas, ya que el contenido de aceite fluctúa a medida que la planta pasa de su etapa joven y frondosa a su etapa de floración y reproducción.

Los científicos cultivaron las plantas de albahaca en un campo, dividiéndolas en cuatro grupos. Un grupo no recibió ningún tratamiento y sirvió como base de comparación. Los otros tres grupos fueron tratados con la bacteria sola, el hongo solo, o una mezcla de ambos. Monitorearon las plantas a través de tres etapas distintas de vida: antes de que florecieran, mientras estaban en floración y después de haber terminado de florecer. En cada etapa, recolectaron las hojas para medir cuánto aceite se podía extraer. Los resultados mostraron que las plantas tratadas con los microbios crecieron significamente más que las no tratadas. El crecimiento más dramático ocurrió cuando las plantas estaban en floración; las plantas tratadas con la mezcla de ambos microbios y las tratadas solo con la bacteria produjeron las hojas más pesadas. Más importante aún, la cantidad de aceite esencial extraído de las hojas alcanzó su punto máximo durante esta etapa de floración. Las plantas tratadas con la bacteria sola produjeron la mayor concentración de aceite, con un 1.28 por ciento, seguida de cerca por el tratamiento mixto con un 1.27 por ciento, en comparación con el 0.90 por ciento de las plantas no tratadas.

Para entender qué hacía que estos aceites fueran efectivos, los investigadores analizaron su composición química. Descubrieron que el aceite estaba dominado por un compuesto llamado alcanfor, conocido por su fuerte aroma y propiedades insecticidas. En las plantas tratadas con la bacteria, el alcanfor representaba más de la mitad del aceite, una proporción mayor que en las plantas no tratadas. Esto sugiere que los microbios no solo aumentaron el volumen de aceite, sino que también influyeron en la planta para producir una versión de mayor calidad y más potente de este. Los investigadores luego probaron este aceite contra una especie específica de termita, Odontotermes parvidens, utilizando tres métodos diferentes. En la primera prueba, expusieron a las termitas directamente al aceite. En la segunda, dejaron que los vapores del aceite llenaran el espacio alrededor de las termitas sin contacto directo. En la tercera, probaron si el aceite podía ahuyentar a las termitas.

Los resultados fueron impactantes. Los aceites esenciales de las plantas tratadas con microbios fueron mucho más efectivos que los de las plantas no tratadas. Cuando fueron expuestas al aceite de las plantas tratadas con la bacteria o al tratamiento mixto, las termitas murieron a un ritmo mucho más rápido. En la concentración más alta probada, estos aceites mataron al 100 por ciento de las termitas dentro de una hora de contacto directo y dentro de una hora de exposición a los vapores. El aceite no tratado también mató a las termitas, pero tardó más tiempo y requirió concentraciones más altas para lograr el mismo resultado. Además, los aceites actuaron como poderosos repelentes. Cuando se les dio a elegir entre un área tratada y un área limpia, las termitas evitaron abrumadoramente el lado tratado, siendo que los aceites tratados con microbios las ahuyentaron por completo en la concentración más alta. El estudio confirmó que la combinación de cosechar las plantas en el momento adecuado —cuando están en floración— e inocular el suelo con estos microbios específicos crea una herramienta natural poderosa para el manejo de termitas.

Esta investigación demuestra que la relación entre una planta y la vida microscópica en su suelo puede aprovecharse para producir un pesticida natural más efectivo. Simplemente añadiendo estas bacterias y hongos beneficiosos al suelo y esperando a que las plantas alcancen su etapa de floración, los agricultores podrían potencialmente cosechar un cultivo que no solo es más grande, sino también más rico en los químicos específicos necesarios para combatir las plagas. El estudio sugiere que este enfoque ofrece un camino viable hacia un manejo de plagas sostenible, reduciendo la necesidad de químicos sintéticos agresivos mientras se aprovecha la propia maquinaria biológica de la planta para protegerse a sí misma y a los cultivos que la rodean.