La clotianidina es un insecticida desarrollado por Takeda Chemical Industries y Bayer AG . Similar al tiametoxam y al imidacloprid , es un neonicotinoide . Los neonicotinoides son una clase de insecticidas que son químicamente similares a la nicotina , que se ha utilizado como pesticida desde fines del siglo XVIII. La clotianidina y otros neonicotinoides actúan sobre el sistema nervioso central de los insectos como agonistas del nAChR , el mismo receptor que la acetilcolina , el neurotransmisor que estimula y activa los receptores de acetilcolina postsinápticos pero no inhibe la AChE . La clotianidina y otros neonicotinoides se desarrollaron para durar más que la nicotina, que es más tóxica y se descompone demasiado rápido en el medio ambiente.
Una revisión de 2018 realizada por la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (AESA) concluyó que la mayoría de los usos de pesticidas neonicotinoides como la clotianidina representan un riesgo para las abejas silvestres y las abejas melíferas. [2] [3] En 2022, la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) concluyó que es probable que la clotianidina afecte negativamente al 67 por ciento de las especies amenazadas o en peligro de extinción incluidas en la lista federal y al 56 por ciento de los hábitats críticos. [4] El pesticida ha estado prohibido para todo uso al aire libre en toda la Unión Europea desde 2018, pero tiene una aprobación condicional en los EE. UU. y otras partes del mundo, donde se usa ampliamente. [5] [6]
La clotianidina es una alternativa a los plaguicidas organofosforados , carbamatos y piretroides . Presenta menores riesgos para los mamíferos, incluidos los humanos, en comparación con los organofosforados y los carbamatos. Ha ayudado a evitar que las plagas de insectos desarrollen resistencia a los plaguicidas organofosforados y piretroides. [7] [8] [9]
La clotianidina está autorizada para su aplicación en forma de pulverización, espolvoreo, empapado del suelo (para su absorción a través de las raíces de las plantas), líquido inyectable (en ramas y troncos de árboles, tallos de caña de azúcar, etc.) y para el tratamiento de semillas , en el que la clotianidina recubre las semillas que absorben el pesticida a través de las raíces a medida que la planta crece. La sustancia química puede utilizarse para proteger las plantas contra una amplia variedad de plagas agrícolas en muchos países, de los cuales los siguientes se mencionan en fuentes citables en idioma inglés: Australia, Austria, Bélgica, Bulgaria, Canadá, República Checa, Dinamarca, Estonia, Francia, Finlandia, Alemania, Grecia, Hungría, Italia, Irlanda, Japón, Corea, Lituania, Países Bajos, Nueva Zelanda, Polonia, Portugal, Serbia, Eslovaquia, Eslovenia, España, Reino Unido y Estados Unidos. Los usos de la clotianidina para el tratamiento de semillas, en particular de maíz, han sido revocados o suspendidos en Alemania, Italia y Eslovenia. Las suspensiones reflejan la legislación de la UE sobre pesticidas y generalmente están asociadas con el envenenamiento agudo de las abejas debido al polvo de pesticidas que se desprende de las semillas tratadas, especialmente el maíz, y llega a las granjas cercanas donde las abejas estaban realizando servicios de polinización. [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16]
La clotianidina fue precalificada para la pulverización residual en interiores por la Organización Mundial de la Salud en 2017. [17]
Aunque la nicotina se ha utilizado como pesticida durante más de 200 años, se degrada demasiado rápido en el medio ambiente y carece de la selectividad necesaria para ser muy útil en situaciones agrícolas a gran escala. Sin embargo, para abordar este problema, se desarrollaron los neonicotinoides (insecticidas de cloronicotinilo ) como sustituto de la nicotina. La clotianidina es una alternativa a los pesticidas organofosforados , carbamatos y piretroides . Presenta menores riesgos para los mamíferos, incluidos los humanos, en comparación con los organofosforados y carbamatos. También desempeña un papel clave al ayudar a prevenir la acumulación de resistencia en las plagas de insectos a los pesticidas organofosforados y piretroides, que es un problema creciente en algunas partes de Europa. [18] [10] [19]
La clotianidina fue registrada por primera vez para su uso como pesticida por la Asociación Japonesa de Protección de Plantas en 2001. [20] A esto le siguió el registro condicional por parte de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos en 2003, a la espera de que se completara un estudio adicional sobre su seguridad que debía realizarse en diciembre de 2004. Bayer no completó el estudio a tiempo y solicitó una extensión. La fecha se pospuso a mayo de 2005 y también le otorgaron a Bayer el permiso que había solicitado para realizar su estudio en canola en Canadá, en lugar de maíz en los Estados Unidos. El estudio no se completó hasta 2007. En un memorando de noviembre de 2007, los científicos de la EPA declararon que el estudio era "científicamente sólido" y agregaron que "satisfacía los requisitos de las pautas para una prueba de toxicidad de campo con abejas ". [18] [21]
La clotianidina siguió vendiéndose bajo un registro condicional y en abril de 2010 se le concedió un registro incondicional para su uso como tratamiento de semillas de maíz y canola. Sin embargo, en respuesta a las preocupaciones planteadas por los apicultores , en noviembre la EPA publicó un memorando en el que afirmaba que algunos de los estudios presentados no parecían ser adecuados y se retiró el registro incondicional. [22] [23]
En 2012, argumentando que después de más de 9 años la EPA sigue manteniendo el estatus de registro para la clotianidina a pesar del hecho de que el solicitante de registro no ha proporcionado estudios satisfactorios que confirmen su seguridad, una alianza de apicultores y grupos ambientalistas presentó una petición el 21 de marzo pidiendo a la EPA que bloquee el uso de clotianidina en campos agrícolas hasta que hayan realizado una revisión del producto. Los peticionarios afirman que son conscientes de que la EPA ha adelantado su revisión de registro de clotianidina y otros neonicotinoides en respuesta a las preocupaciones sobre sus impactos en los polinizadores , sin embargo, señalan que la EPA proyecta que este proceso tomará de seis a ocho años y, por lo tanto, es groseramente insuficiente para abordar la urgencia de la amenaza a los polinizadores. [24]
Las autoridades reguladoras describen la base de datos toxicológicos de clotianidina como "extensa", y se han revisado muchos estudios para respaldar los registros de esta sustancia química en todo el mundo. Las pruebas de laboratorio y de campo revelaron que la clotianidina muestra una toxicidad relativamente baja para muchas especies de prueba, pero es altamente o muy altamente tóxica para otras. La toxicidad varía según si la exposición se produce a corto plazo (aguda) o a largo plazo (crónica). [10] [14] [22] [25] [26]
Las abejas polinizan los cultivos responsables de aproximadamente un tercio de la dieta humana; unos 224 mil millones de dólares en cultivos en todo el mundo. [27] A partir de 2006, los apicultores de los Estados Unidos comenzaron a informar de pérdidas inexplicables de colmenas (un 30 por ciento o más), lo que dio lugar a un fenómeno llamado trastorno de colapso de colonias (CCD). La causa del CCD sigue siendo objeto de debate, pero está empezando a surgir un consenso científico que sugiere que no hay una sola causa, sino más bien una combinación de factores, entre ellos la falta de plantas forrajeras, infecciones, reproducción y pesticidas, sin que ninguno de ellos sea catastrófico por sí solo, pero que tiene un efecto sinérgico cuando se produce en combinación. [28] [29] [30] [31]
La Autoridad Australiana de Pesticidas y Medicamentos Veterinarios señala que la clotianidina se encuentra entre los insecticidas con mayor toxicidad aguda para las abejas por contacto y exposición oral. [32] Dado que la clotianidina es un pesticida sistémico que es absorbido por la planta, también existe la posibilidad de una exposición crónica tóxica que resulte en efectos a largo plazo para las abejas y otros polinizadores debido a los residuos de clotianidina en el polen y el néctar. Según la Agencia de Protección Ambiental (EPA), además de los posibles efectos en las abejas obreras, también existen preocupaciones sobre los efectos letales y/o subletales en las larvas y los efectos reproductivos en la reina debido a la exposición crónica. Sin embargo, en una declaración de 2012, la EPA informó que no están al tanto de ningún dato que demuestre que las colonias de abejas están sujetas a pérdidas elevadas debido a la exposición a largo plazo cuando se utilizan productos a base de clotianidina en dosis autorizadas. [33] [34]
Las abejas melíferas y otros polinizadores son particularmente sensibles a la clotianidina, como lo demuestran los resultados de las pruebas de toxicidad de laboratorio y de campo y se demostró en incidentes de envenenamiento agudo en Francia y Alemania en 2008 , y en Canadá en 2010 y 2013 [ cita requerida ] asociados con la plantación de semillas de maíz tratadas con clotianidina. [35] [36] [37] [38] Para reducir el riesgo de los polinizadores por exposición aguda a aerosoles de clotianidina, las instrucciones de la etiqueta prohíben el uso de estos productos cuando los cultivos o las malezas están en flor y los polinizadores están cerca, pero en los EE. UU. las instrucciones de la etiqueta no requieren el uso de un "adhesivo", un agente adhesivo destinado a reducir el polvo de las semillas tratadas durante la plantación. Sin embargo, según la EPA, el uso de agentes adhesivos para reducir el polvo de las semillas tratadas es una práctica estándar en los EE. UU. [39] [40]
En un incidente de matanza de abejas ocurrido en julio de 2008 en Alemania , los apicultores alemanes informaron que entre el 50 y el 100 por ciento de sus colmenas se habían perdido después de que el equipo neumático utilizado para plantar semillas de maíz lanzara nubes de polvo de pesticidas al aire, que luego fueron empujadas por el viento hacia los campos de canola vecinos en los que las abejas manejadas estaban realizando servicios de polinización . Se descubrió que el accidente fue el resultado de procedimientos de plantación inadecuados y del clima. Sin embargo, en 2009, Alemania suspendió la autorización para el uso de clotianidina en el maíz, citando preguntas sin respuesta que quedaban sobre la posible exposición de las abejas y otros polinizadores a los pesticidas neonicotinoides. [40]
Un informe de investigación del Congreso de 2011 que describe algunas de las razones por las que los científicos creen que las colonias de abejas melíferas se ven afectadas por el CCD informó que el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos había concluido en 2009 que "ahora parece claro que ningún factor por sí solo es responsable de la enfermedad". Según el informe de investigación, los neonicotinoides, que contienen el ingrediente activo imidacloprid y otros productos químicos similares, como la clotianidina y el tiametoxam , están siendo estudiados por un posible vínculo con el CCD. Se cree que las abejas melíferas posiblemente se vean afectadas por estos productos químicos, que se sabe que se abren camino a través de la planta hasta las flores y dejan residuos en el néctar y el polen que las abejas buscan. Los científicos que estudian el CCD han analizado muestras de polen y han indicado hallazgos de una amplia gama de sustancias, incluidos insecticidas, fungicidas y herbicidas . Señalan que las dosis absorbidas por las abejas no son letales, pero les preocupan los posibles problemas crónicos causados por la exposición a largo plazo. [41] [42]
Un informe publicado en 2012 encontró una estrecha relación entre la muerte de abejas y el uso de máquinas perforadoras neumáticas para la siembra de semillas de maíz recubiertas con clotianidina y otros insecticidas neonicotinoides. En las máquinas perforadoras neumáticas, las semillas son succionadas, lo que provoca la erosión de fragmentos de la cáscara del insecticida, que luego son expulsados con una corriente de aire. Las pruebas de campo encontraron que las abejas que buscan alimento y vuelan a través del polvo liberado durante la siembra de semillas de maíz recubiertas con insecticidas neonicotinoides pueden encontrarse con una exposición lo suficientemente alta como para ser letal. Concluyeron: "El consiguiente efecto letal agudo evidenciado en todos los experimentos de siembra en campo puede compararse bien con los fenómenos de pérdida de colonias ampliamente reportados por los apicultores en primavera y a menudo asociados a la siembra de maíz". [43] Otro estudio de campo publicado en 2012 analizó los efectos subletales de la clotianidina y el imidacloprid en cantidades a las que las abejas podrían estar expuestas durante la búsqueda de alimento. Las dosis subletales pueden afectar la orientación, la búsqueda de alimento, la capacidad de aprendizaje y el cuidado de la cría. El estudio concluyó que "la clotianidina provocó efectos subletales perjudiciales en dosis algo más bajas (0,5 ng/abeja) que el imidacloprid (1,5 ng/abeja). Las abejas desaparecieron en dosis de 1 ng en el caso de la clotianidina, mientras que pudimos registrar las primeras pérdidas de abejas en el caso del imidacloprid en dosis superiores a 3 ng". [44]
En un estudio de 2012, los científicos descubrieron que un análisis de abejas encontradas muertas dentro y alrededor de las colmenas de varios colmenares en Indiana mostró la presencia de los insecticidas neonicotinoides clotianidina y tiametoxam. La investigación mostró que los insecticidas estaban presentes en altas concentraciones en el talco residual que se agotó de la maquinaria agrícola durante la plantación y que se deja afuera después de limpiar el equipo de plantación. El talco se utiliza en las sembradoras con sistema de vacío para mantener las semillas tratadas con pesticidas fluyendo libremente y fue estudiado por los investigadores ya que el talco residual puede ser recogido por el viento y podría propagar el pesticida a áreas no tratadas; sin embargo, no investigaron si el pesticida se propaga de esta manera y en qué cantidad. Los insecticidas también se encontraron constantemente en niveles bajos en el suelo hasta dos años después de que se plantaran las semillas tratadas, y en las flores de diente de león cercanas y el polen de maíz recolectado por las abejas. [45] [46] También en 2012, investigadores en Italia publicaron hallazgos de que las máquinas perforadoras neumáticas que plantan semillas de maíz recubiertas con clotianidina e imidacloprid liberan grandes cantidades del pesticida al aire, causando una mortalidad significativa en las abejas que buscan alimento. [47]
Los estudios han demostrado que las plantas de algodoncillo contaminadas con clotianidina pueden tener un efecto perjudicial en el desarrollo y la supervivencia de las orugas de la mariposa monarca . [48] [49]
Las autoridades reguladoras de pesticidas de América del Norte y Europa han identificado lagunas de datos e incertidumbres específicas para las cuales los fabricantes de clotianidina deben proporcionar información. [18] [50] [51] Los estudios requeridos a los fabricantes investigarán más a fondo la clotianidina:
Los desafíos asociados con el estudio de los posibles efectos a largo plazo de los pesticidas en las colonias de abejas melíferas están bien documentados e incluyen la incapacidad de monitorear adecuadamente la salud de cada abeja o extrapolar los efectos en individuos a colmenas enteras. Los cambios de comportamiento entre abejas y/o colonias en condiciones de laboratorio o de prueba de campo versus ambientes naturales también se suman a los desafíos. [52] Los estudios presentados por Bayer AG a la USEPA han proporcionado información útil sobre los posibles efectos a largo plazo de la clotianidina en las abejas melíferas, pero aún quedan preguntas pendientes. El análisis de la USEPA de nueve estudios de campo de polinizadores presentados concluyó que tres no eran válidos, por lo que la EPA no utilizó los datos proporcionados para tomar su decisión regulatoria para la clotianidina. La EPA clasificó el resto como complementarios, generalmente porque Bayer AG realizó los estudios sin que la EPA aprobara primero los protocolos. [53] [ 54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] Los estudios complementarios son aquellos que no responden definitivamente a las incertidumbres, pero aún brindan algunos datos que podrían ser útiles para caracterizar el riesgo. [61] Como muestra del rápido avance de la comprensión de los reguladores sobre la ciencia de los polinizadores, la USEPA aceptó por primera vez uno de los estudios como ciencia sólida en 2007, luego lo reclasificó como inválido en noviembre de 2010, para luego reclasificarlo como complementario un mes después. [62] Los cambios en la clasificación de este estudio por parte de la EPA no tienen efecto sobre el estatus regulatorio de la clotianidina en los EE. UU. porque el estudio no proporciona datos con los que la EPA pueda justificar legalmente la alteración de su decisión de registro de 2003. [23] Un grupo internacional de reguladores de pesticidas, investigadores, representantes de la industria y apicultores está trabajando para desarrollar un protocolo de estudio que responderá definitivamente las preguntas restantes sobre los posibles efectos a largo plazo sobre las colonias de abejas y otros polinizadores. [63]
La clotianidina es moderadamente tóxica a corto plazo para los mamíferos que la ingieren, y la ingestión a largo plazo puede producir efectos reproductivos y/o de desarrollo. [18] [10] [13] Utilizando animales de laboratorio como sustitutos de los seres humanos y dosis mucho más altas que las esperadas a partir de la exposición relacionada con el uso real, las ratas mostraron una baja toxicidad oral, dérmica e inhalatoria a corto plazo para la clotianidina. Para los ratones, la toxicidad oral aguda fue de moderada a alta. Los conejos mostraron poca o ninguna irritación de la piel o los ojos cuando se expusieron a la clotianidina, y la piel de los conejillos de indias no se sensibilizó a la misma. Cuando se extrapolan a los seres humanos, estos resultados sugieren que la clotianidina es moderadamente tóxica a través de la exposición oral, pero la toxicidad es baja a través del contacto con la piel o la inhalación. Si bien la clotianidina puede causar una ligera irritación ocular, no se espera que sea un sensibilizador o irritante de la piel. La clotianidina no daña el material genético ni hay evidencia de que cause cáncer en ratas o ratones; es poco probable que sea un carcinógeno humano. [18] [10] [64]
Las cantidades permitidas de residuos de clotianidina en alimentos y piensos varían de un cultivo a otro y de un país a otro. Sin embargo, las autoridades reguladoras de todo el mundo destacan que, cuando se utiliza de acuerdo con las instrucciones de la etiqueta, no se espera que los residuos de clotianidina en los alimentos superen los niveles seguros (según lo definido por las leyes y reglamentaciones de cada país). [64] [65] [66] [67] [68] [69]
En el informe de evaluación de la EPA de los Estados Unidos de 2003 se afirmó que la clotianidina no debería presentar un riesgo agudo o crónico directo para los peces de agua dulce y de estuarios/marinos , ni un riesgo para las plantas vasculares y no vasculares terrestres o acuáticas. Se considera tóxica para los invertebrados acuáticos si no se siguen las instrucciones de eliminación de los desechos. [18] La Agencia Reguladora de Gestión de Plagas de Canadá la clasifica como "muy tóxica" para los invertebrados acuáticos, pero solo ligeramente tóxica para los peces. [14]
En el informe de la EPA de 2003 se afirmó que, si bien no se habían realizado estudios de monitoreo del agua, debido a la extrema movilidad y persistencia de la clotianidina en el medio ambiente, la clotianidina tiene las propiedades de una sustancia química que podría provocar una contaminación generalizada de las aguas subterráneas si el solicitante de registro (por ejemplo, Bayer o Takeda) solicitara usos de campo que implicaran la aplicación directa de clotianidina a la superficie del terreno. En un informe de la EPA de 2010, se señaló que el solicitante de registro (por ejemplo, Bayer o Takeda) había agregado recientemente nuevos usos en las etiquetas, incluido el uso del pesticida aplicado directamente a la superficie del suelo/follaje a una tasa de aplicación mucho más alta que la especificada en 2003. Como resultado, el potencial de que la clotianidina se mueva desde el área tratada al cuerpo de agua superficial cercano bajo los nuevos usos es mucho mayor que con el uso como tratamiento de semillas. [70]
Según la EPA, la clotianidina es prácticamente no tóxica para las especies de aves de prueba que fueron alimentadas con dosis relativamente grandes de la sustancia química de forma aguda. Sin embargo, las evaluaciones de la EPA muestran que la exposición a semillas tratadas a través de la ingestión puede resultar en un riesgo tóxico crónico para las aves pequeñas en peligro de extinción y no en peligro de extinción (por ejemplo, los pájaros cantores). El grosor de la cáscara de los huevos de codorniz bobwhite se vio afectado cuando las aves de prueba recibieron una dieta que consistía en cantidades relativamente grandes de semillas tratadas con clotianidina. [18] [10] [13] La Agencia Reguladora del Manejo de Plagas de Canadá clasifica la clotianidina como "moderadamente tóxica" para las aves. [14]
Las pruebas de laboratorio y de campo muestran que la clotianidina es persistente y móvil en el medio ambiente, estable a la hidrólisis y tiene potencial de lixiviarse a las aguas subterráneas y ser transportada por escorrentía a los cuerpos de agua superficiales. Las estimaciones del peor escenario posible indican que si se aplica a la tasa máxima repetidamente durante años, la clotianidina tiene el potencial de acumularse en los 15 cm superiores del suelo. Sin embargo, la revisión de los estudios de cultivos rotativos por parte de la autoridad australiana de pesticidas determinó que la clotianidina generalmente no es absorbida por los cultivos sembrados en campos donde se plantaron semillas de maíz tratadas, incluso cuando las semillas de maíz de prueba se recubrieron con una cantidad intencionalmente grande del producto químico (2 mg/semilla frente a la tasa máxima de aplicación autorizada de 1,25 mg). [18] [10]
Una vez que los datos de laboratorio y de campo identifican los peligros asociados con una sustancia química, las autoridades reguladoras adoptan diferentes enfoques para mitigar esos peligros y reducir los riesgos a niveles aceptables, según lo definido por las leyes y regulaciones de cada nación. En el caso de la clotianidina, la mitigación de los peligros incluye establecer la cantidad máxima de la sustancia química que se puede utilizar (por ejemplo, kg/acre o mg/semilla), exigir zonas de amortiguación alrededor de los campos tratados para proteger los suministros de agua y prohibir el uso de métodos o equipos de tratamiento de semillas de baja tecnología que puedan enviar nubes de polvo o aerosol de clotianidina al aire durante las operaciones de siembra. [18] [10] [64] [71]
Los usuarios de clotianidina también deben controlar el clima y no utilizar el producto químico ni las semillas tratadas con él en días ventosos o cuando se pronostique lluvia. Los trabajadores están protegidos de la exposición a la clotianidina mediante la exigencia de utilizar equipos de protección personal, como camisas de manga larga, guantes, pantalones largos, botas y mascarillas o respiradores, según corresponda. Para reducir la posibilidad de que las aves y los pequeños mamíferos puedan comer semillas tratadas, los usuarios deben asegurarse de que la tierra cubra las semillas plantadas y de que se recoja cualquier semilla derramada.
En 2012, se publicaron varios estudios independientes revisados por pares que mostraban que los neonicotinoides, incluida la clotianidina, tenían vías de exposición no detectadas previamente que afectaban a las abejas, como el polvo, el polen y el néctar; que la toxicidad subnanográmica provocaba que no regresaran a la colmena sin letalidad inmediata, el síntoma principal del trastorno de colapso de colonias; y mostraban persistencia ambiental en los canales de riego agrícola y el suelo. Estos informes motivaron una revisión formal por pares por parte de la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (AESA), que declaró en enero de 2013 que los neonicotinoides, incluida la clotianidina, plantean un riesgo inaceptablemente alto para las abejas, y que la ciencia patrocinada por la industria en la que se han basado las afirmaciones de seguridad de las agencias reguladoras puede ser defectuosa y contener varias lagunas de datos que no se habían considerado anteriormente. Su revisión concluyó: "Se identificó un alto riesgo agudo para las abejas melíferas por exposición a través de la deriva de polvo para los usos de tratamiento de semillas en maíz, colza y cereales. También se identificó un alto riesgo agudo por exposición a través de residuos en el néctar y/o el polen". [72] [73] En abril de 2013, la Unión Europea votó a favor de una restricción de dos años sobre los insecticidas neonicotinoides. [74] La prohibición restringió el uso de imidacloprid, clotianidina y tiametoxam para su uso en cultivos que son atractivos para las abejas (maíz, algodón, girasol y colza), y entró en vigor el 1 de diciembre de 2013. Ocho naciones votaron en contra de la moción, incluido el gobierno británico, que argumentó que la ciencia estaba incompleta. [75]
Tras la publicación del informe de la EFSA en enero de 2013, el Parlamento del Reino Unido pidió al fabricante Bayer Cropscience que explicara las discrepancias en las pruebas que había presentado para una investigación. [76]
En febrero de 2018, la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria publicó un nuevo informe que indica que los neonicotinoides suponen un grave peligro tanto para las abejas melíferas como para las abejas silvestres . [77] En abril de 2018, los estados miembros de la Unión Europea decidieron prohibir los tres neonicotinoides principales (clotianidina, imidacloprid y tiametoxam ) para todos los usos al aire libre. [78]
