Volume11,Number1(ene-jun2017)
ÓrganooficialdelaAsociaciónPeruanadeHelmintologíaeInvertebradosAfines(APHIA)
Lima-Perú
VersiónImpresa:ISSN2218-6425VersiónElectrónica:ISSN1995-1043
Auspiciado por:
ISSN Versión impresa 2218-6425 ISSN Versión Electrónica 1995-1043
Neotropical Helminthology, 2017, 11(1), jan-jun: 139-155.
ORIGINAL ARTICLE / ARTÍCULO ORIGINAL
TOXICITY OF FIVE BOTANICAL AQUEOUS EXTRACTS ON PANAGRELLUS REDIVIVUS
(NEMATODA: PANAGROLAIMIDAE), DAPHNIA MAGNA (CRUSTACEA: DAPHNIIDAE),
LEMNA MINOR (ARACEAE) AND RAPHANUS SATIVUS (BRASSICACEAE)
TOXICIDAD DE CINCO EXTRACTOS ACUOSOS BOTÁNICOS SOBRE PANAGRELLUS
REDIVIVUS (NEMATODA: PANAGROLAIMIDAE), DAPHNIA MAGNA (CRUSTACEA:
DAPHNIIDAE), LEMNA MINOR (ARACEAE) Y RAPHANUS SATIVUS (BRASSICACEAE)
1Laboratorio de Ecología y Biodiversidad Animal (LEBA). Facultad de Ciencias Naturales y Matemáticas.
Escuela Profesional de Biología. Universidad Nacional Federico Villarreal,
2 Laboratorio de Parasitología. Facultad de Ciencias Biológicas. Universidad Ricardo Palma.
E-mail: joseiannacone@gmail.com
Neotropical Helminthology
139
ABSTRACT
The toxicological impact of botanical extracts in aquatic and terrestrial environments are emerging
research areas globally. Five botanical extracts of eucalyptus (Eucalyptus globulus, Myrtaceae), rue (Ruta
graveolens, Rutaceae), nettle (Urtica urens, Urticaceae), muña (Minthostachys mollis, Lamiaceae) and
castor (Ricinus communis, Euphorbiaceae) with potential for pest control were evaluated on the oat
microworm Panagrellus redivivus, the water flea Daphnia magna, duckweed Lemna minor and the radish
Raphanus sativus in toxicological bioassays under laboratory conditions. Daphnia magna, in terms of
LC at 48 h exposure, was more sensitive to E. globulus and R. communis. Panagrellus redivivus at 96 h
50
exposure was more sensitive to R. communis. Chlorosis of L. minor at 96 h exposure and inhibition of
germination in terms of EC to 96 h exposure on R. sativus were more sensitive to R. graveolens.
50
Minthostachys mollis caused the lowest toxicity in all four biological models. The botanical extracts of
eucalyptus and castor cause greater toxicity in the aquatic environment, and in the terrestrial environment
the aqueous extract of rue produced greater toxic effect.
Keywords: Eucalyptus – Minthostachys – Ricinus – Ruta – Urtica
1 1,2 1
Hildebrando Ayala ; José Iannacone & Lorena Alvariño
Neotropical Helminthology, 2017, 11(1), jan-jun
RESUMEN
Palabras clave: Eucalyptus – Minthostachys – Ricinus – Ruta – Urtica
El impacto toxicológico de extractos botánicos en el ambiente acuático y terrestre es un área de
investigación emergente a nivel global. Cinco extractos botánicos de eucalipto (Eucalyptus globulus,
Myrtaceae), ruda (Ruta graveolens, Rutaceae), ortiga (Urtica urens, Urticaceae), muña (Minthostachys
mollis, Lamiaceae) e higuerilla (Ricinus communis, Euphorbiaceae) con potencial para el control de
plagas fueron evaluados sobre el microgusano de la avena Panagrellus redivivus, la pulga del agua
Daphnia magna, la lenteja de agua Lemna minor y el rábano Raphanus sativus en bioensayos
toxicológicos bajo condiciones de laboratorio. Daphnia magna en términos de CL a 48 h de exposición
50
fue más sensible a E. globulus y a R. communis. P. redivivus a 96 h de exposición fue más sensible a R.
communis. La clorosis de L. minor a 96 h de exposición y la inhibición de la germinación en términos de
CE a 96 h de exposición sobre R. sativus fueron más sensibles a R. graveolens. Minthostachys mollis
50
ocasionó la menor toxicidad en los cuatro modelos biológicos. Los extractos botánicos de eucalipto e
higuerilla causan una mayor toxicidad en el ambiente acuático y en el ambiente terrestre el extracto acuoso
de ruda produjo mayor efecto tóxico.
INTRODUCCIÓN Eucaliptus globulus “eucalipto” ocasiona efectos
sobre la germinación y el crecimiento de semillas
de Lactuca sativa L. cv Great Lakes (Souto et al.,
2001), sobre la mortalidad de Myzus persicae
(Sulzer, 1776) (Carrizo et al., 2004) y repelencia
frente a Sitophilus zeamais (Motschulsky, 1855)
(Mossi et al., 2011). Esta planta contiene ácidos
fenólicos, flavonoides, terpenos, sesquiterpenos y
taninos (García et al., 2002).
Ruta graveolens “ruda” produce efectos
insecticidas en Hypsipyla grandella Zeller, 1848
(Mora & Salazar, 2000) y en Aleurothrixus
floccosus Maskell, 1896 (Rodríguez, 1998). El
aceite esencial de ruda está compuesto por ésteres,
cetonas alifáticas, alcoholes, cumarinas y
furanocumarinas (Alonso, 2004; Muñoz et al.,
2007; Castro et al., 2011).
Ricinus communis “higuerilla”, se ha utilizado para
controlar insectos plagas en varios cultivos
(Vásquez, 2005). Ha demostrado actividad
insecticida contra Callosobruchus chinensis
(Linnaeus, 1758) (Upasani et al., 2003),
Cosmopolites sordidus (Germar, 1824) (Tinzaara
et al., 2006), Culex pipiens (Linnaeus, 1758),
Aedes caspius (Pallas, 1771), Culiseta
longiareolata (Macquart, 1838), Anopheles
maculipennis (Meigen, 1818) (Aouinty et al.,
2006), Acromyrmex lundi (Guérin-Méneville,
1838) (Caffarini et al., 2008) y Zabrotes
subfasciatus (Boleman, 1833) (Mushobozy et al.,
El uso de insecticidas de síntesis química para el
manejo de plagas ya no constituye el único método
eficaz de control (Vergara, 2000). Estos
compuestos químicos sintéticos suelen ser
altamente tóxicos y tienen un espectro bastante
amplio de actividad (Oliveira et al., 2006; Abe et
al., 2013; Jaramillo et al., 2013). Además estas
sustancias químicas pueden generar la aparición de
poblaciones de insectos resistentes (Silva et al.,
2002; Tavares, 2002; Silva et al., 2003; Iannacone
et al., 2004, 2005, 2006). Una alternativa para el
manejo ecológico de las plagas (MEP) es la
aplicación de extractos de origen vegetal en
sustitución de los productos sintéticos (Bernays,
1998; Silva et al., 2002; Tavares, 2002; Ayala et al.,
2007; Mancebo-Rodríguez et al., 2011). Cinco
plantas (Eucaliptus globulus (Labill, 1799)
(Myrtaceae) “eucalipto”; Ruta graveolens
(Linnaeus, 1753) (Rutaceae) “ruda”; Ricinus
communis (Linnaeus, 1753) (Euphorbiaceae)
“higuerilla”; Minthostachys mollis ((Kunth)
Griseb., 1874) (Lamiaceae) “muña”; Urtica dioica
(Linnaeus, 1758) (Urticaceae) “ortiga”) fueron
seleccionadas en base a su información
etnobotánica, a su validación científica como
plaguicida y a su accesibilidad como recurso
vegetal en el Perú (Silva et al., 2002; Iannacone et
al., 2004, 2006; Cárdenas et al., 2010; Mossi et al.,
2011).
Ayala et al.
140
2009). Las semillas de esta planta contienen
alcaloides, enzimas, carotenoides, carotenos,
tocoferoles, ácidos grasos poliinsaturados y
fosfolípidos (Ortuño, 2006).
Minthostachys mollis “muña” protege los
tubérculos almacenados contra la polilla de la papa
(Alkire et al., 1994) y es eficaz contra insectos
vectores de enfermedades humanas (Ciccia et al.,
2000; Guerra et al., 2007). El aceite esencial de
muña está compuesto por carvacrol, pulegona,
mentona, isomentona, ß-pineno, limoneno y
mentol (Fournet et al., 1996; Fuertes & Munguía,
2001).
Urtica dioica “ortiga” presenta actividad
insecticida y de repelencia significativa sobre el
gorgojo Acanthoscelides obtectus (Say, 1831)
(Jovanović et al., 2007), sobre S. zeamais
(Iannacone et al., 2008) y contra insectos
(Coleoptera: Chrysomelidae) en plantaciones de
Amaranthus spp. (Ortega et al., 2009). La planta
contiene clorofilas, carotenoides, vitaminas,
triterpenos y esteroles (Özen & Korkmaz, 2003).
Las especies usadas en los bioensayos acuáticos
[Daphnia magna (Straus, 1820), invertebrado y
Lemna minor (Griff, 1851), planta] y terrestres
[Panagrellus redivivus (Goodey, 1945),
invertebrado y Raphanus sativus (Linnaeus, 1753),
planta] que representan a las diferentes especies de
fauna y flora en los ecosistemas acuáticos y
terrestres se emplean generalmente para estudiar
las propiedades biocidas de diferentes partes de las
plantas (APHA, 1995; Ayala et al., 2007;
Iannacone & Lamas, 2003; Iannacone et al., 2014).
Estas cuatro especies biológicas son altamente
sensibles a las sustancias bioactivas, fáciles de
manipular, baratas, de amplio espectro, dan rápidos
resultados y con adecuada relevancia ecológica
(Iannacone et al., 2014). Las cinco plantas
seleccionadas al tener un gran potencial biocida
podrían tener un efecto perjudicial en organismos
no destinatarios del control de plagas. Por lo tanto
usando los cuatro bioensayos se observará el
impacto tóxico de estas cinco plantas (Iannacone et
al., 2004; Ayala et al., 2007).
El objetivo de la presente investigación fue evaluar
el efecto toxicológico de cinco extractos acuosos
botánicos sobre P. redivivus, D. magna, L. minor y
R. sativus.
Neotropical Helminthology, 2017, 11(1), jan-jun Toxicity of botanical extracts
Extractos botánicos
Se usaron las siguientes cinco plantas: E. globulus,
R. graveolens, U. dioica y R. communis, las cuales
fueron colectadas de Carapongo, Lurigancho
Chosica, Lima, Perú y M. mollis de la ciudad de
Huancayo, Junín, Perú. La Tabla 1 señala las cinco
especies botánicas empleadas y los criterios y
condiciones para obtener los extractos acuosos. Se
tomaron hojas de cada especie, se secaron en estufa
hasta obtener un peso constante por pérdida de
agua. Posteriormente, las hojas fueron trituradas en
un mortero (Halden-wanger®) y el producto fue
cernido secuencialmente por dos tamices. Las
muestras fueron envasadas en frascos de vidrio
color ámbar, para evitar la fotolisis, se rotularon y
almacenaron a temperatura ambiente hasta su uso
en los bioensayos según lo señalado en la Tabla 1
(Iannacone & Lamas, 2003).
Para D. magna, L. minor y R. sativus se pesaron
250 g del producto de cada especie y se mezcló con
1 L de agua embotellada (Cielo®), la cual se dejó
en reposo entre 24-48 h para obtener la solución
madre. Solo para L. minor se mezclaron con 1 L de
solución hidropónica diluida (1 mL solución
hidropónica/40mL agua embotellada). Se
prepararon concentraciones según lo indicado en la
Tabla 1. Finalmente, para P. redivivus se pesaron
1953,13 mg del producto de cada especie y se
mezcló con 1 L de agua embotellada (Cielo®), la
cual se dejó en reposo entre 24-48 h para obtener la
solución madre. Se prepararon concentraciones de
acuerdo a lo señalado en la Tabla 1. Se prepararon
alicuotas de 10 mL diluidas en medio M9Y (1,0 mL
de muestra + 9,0 mL de medio M9Y).
Organismos biológicos
Panagrellus redivivus - El nemátodo P. redivivus
variedad bq1 fue obtenido de la National Water
Research Institute, Ontario, Canadá. Los cultivos
masivos del nemátodo se mantuvieron en envases
de vidrio de un litro, conteniendo el medio de
cultivo harina-agua: 15 g de harina y 15 mL de agua
destilada. Para empezar el cultivo se transfirió una
población de nemátodos en el medio tampón
fosfato M9 o M9Y a una mezcla de harina-agua.
Los cultivos usados en la pruebas se mantuvieron
en placas petri de vidrio usando el medio de cultivo
harina-agua (Iannacone & Gutiérrez, 1999;
MATERIAL Y MÉTODOS
141
142
registró el número de sobrevivientes, el número de
J , J y adultos, con la ayuda de un microscopio
3 4
estereoscopio y un ocular micrométrico. Se
determinó la sobrevivencia de la población de P.
redivivus (Granados, 2008).
Daphnia magna - Para evaluar la toxicidad aguda
se colocaron 10 neonatos de D. magna en cada
recipiente de plástico de 120 mL que contenía la
solución a evaluar. Cada concentración tuvo cuatro
repeticiones. La duración total de la prueba fue de
48 h de exposición. Se usó como criterio de
mortalidad la carencia de movilidad o la ausencia
de ritmo cardiaco a los 15 s de una estimulación con
estilete con observación al microscopio
estereoscopio. Antes de efectuar las lecturas se
agitaron los envases en forma circular para
reactivar el movimiento de los organismos que se
posaban inmóviles en el fondo (APHA, 1995;
Iannacone & Alvariño, 2002; Castillo, 2004:
Iannacone et al., 2014).
Lemna minor - Se evaluó en bioensayos subletales
semiestáticos utilizando un total de 10
especímenes/envase, con cuatro repeticiones. Los
especímenes a usar tuvieron dos hojitas o frondas
de similar tamaño. Las pruebas se realizaron bajo
condiciones de luz continua de 2150 o 4300 lux a
superficie del agua y a una temperatura de 25±2ºC.
Se agregó 30 mL de la concentración del extracto a
probar. La duración de la prueba fue de 48 h. La
lectura final del efecto subletal fue la clorosis
(Iannacone et al., 2008).
Raphanus sativus - Se evaluaron los efectos
subletales en el rábano (Navarro et al., 2006). Se
emplearon placas petri de plásticos estériles. Se usó
2
papel absorbente cortado en trozos de 44,18 cm , el
cual se esterilizó por 15 min en una estufa a 60°C.
Las semillas se evaluaron en bioensayos sin
renovación de la solución tóxica se utilizó un total
de 10 semillas por envase, con cuatro repeticiones.
En cada envase se colocó un trozo de papel
absorbente, y se añadió 5 mL del extracto con cada
concentración de la planta por envase. La prueba se
realizó bajo a condiciones de fotoperiodo de 12/12
de luz y oscuridad óptimas para la planta. La
duración de la prueba fue de 96 h. Los indicadores
para el bioensayo fueron germinación, peso fresco
(mg), peso seco (mg), elongación de la raíz (cm) y
elongación del tallo (cm) en comparación con el
control.
Granados, 2008; Luna, 2009).
Daphnia magna - Hembras adultas de la pulga de
agua se obtuvieron de una casa comercial de venta
de peces ubicada en el distrito de Lince, Lima,
Perú. Las hembras partenogenéticas se colocaron
en una pecera con agua sin cloro alimentadas con
hojuelas de algas (Arthrospira platensis
Sitzenberger ex Gomont, 1892). Para el desarrollo
de la prueba de toxicidad aguda con D. magna se
emplearon cohortes de neonatos (< 24 h de
nacidos) (APHA, 1995; Iannacone & Alvariño,
2002; Castillo, 2004).
Lemna minor - La lenteja de agua se adquirió en un
acuario de la ciudad de Lima-Perú. Se cultivó
masivamente durante dos semanas antes del inicio
de la prueba, en un acuario de 60 cm largo x 30 cm
de ancho x 30 cm de alto con sales nutritivas (Wang
& Williams, 1990). Para 10 L de la solución de
cultivo de L. minor en agua sin cloro se prepararon
®
las soluciones nutritivas La Molina . Se agregó 1
mL de la solución madre a 40 mL de agua sin cloro.
La temperatura para las crianzas se mantuvo entre
25 ºC ± 1°C (Iannacone et al., 2000).
Raphanus sativus - Las semillas de rábano fueron
obtenidas de una tienda comercial de
Agroquímicos en Lima-Perú. Antes de su empleo
en ensayos ecotoxicológicos, las semillas fueron
mantenidas en condiciones de oscuridad, a una
temperatura aproximada de 6 °C para inhibir su
germinación y mantener su fertilidad. Se
descartaron las semillas dañadas y se utilizaron las
de un mismo lote y tamaño (Wang & Williams,
1990).
Bioensayos
Panagrellus redivivus - Las pruebas de toxicidad
aguda se realizaron usando los juveniles 2 (J ). El
2
día anterior al bioensayo, se prepararon placas de
agar. Las hembras adultas se transfirieron del
cultivo madre a las placas de agar. El cultivo de
agar en placa se llenó con tampón M9. Cada
hembra produjo 10-20 recién nacidos (J ) en un
2
período de 12 h. Los juveniles J se manipularon
2
bajo el microscopio estereoscopio. En cada ensayo
10-12 J fueron transferidos con la ayuda de una
2
micropipeta a cada uno de los envases de 2,0 mL
por un período de 96 h (Castillo, 2004). La
temperatura de crecimiento estuvo entre 23±2°C.
Después de 96 h, los envases fueron reabiertos y se
Neotropical Helminthology, 2017, 11(1), jan-jun Ayala et al.
Análisis estadísticos
Las pruebas de toxicidad de los extractos acuosos
de E. globulus, R. graveolens, U. urens, M. mollis y
R. communis sobre D. magna, P. redivivus, L.
minor y R. sativus se evaluaron en cinco
concentraciones más el control, con cuatro
repeticiones, en un diseño de Bloque Completo al
Azar (DBCA): 6 x 4. La eficacia de los tratamientos
y las repeticiones se evaluaron a través de un
análisis de varianza (ANDEVA), previa
transformación de datos a arcoseno o (√x+0,5)
antes del análisis para estabilizar el error de la
varianza. Se calcularon los valores de CL
50
(Concentración Letal media) para la mortalidad
(%) de P. redivivus y D. magna, CE
50
(Concentración Efectiva media) para la clorosis
(%) de L. minor y germinación (%) de R. sativus.
F i n a l m e n t e, s e d et e r m i na r o n N OE C
(Concentración sin efectos observables) y LOEC
(Concentración más baja de efectos observables)
para peso fresco (mg), peso seco (mg), elongación
de la raíz (cm) y elongación del tallo (cm) de R.
sativus. Los resultados fueron analizados mediante
el paquete estadístico IBM SPSS Statistics 20,00.
Las Tablas 2-6 nos muestran los efectos tóxicos de
los extractos acuosos de E. globulus, R. communis,
R. graveolens, M. mollis y U. urens en cuatro
Neotropical Helminthology, 2017, 11(1), jan-jun
modelos biológicos: P. redivivus, D. magna, L.
minor y R. sativus.
R. communis ocasionó la mayor mortalidad en
comparación a los otros extractos desde 195,31
-1
mg·L a P. redivivus a 96 h de exposición (Tabla 2).
Los extractos acuosos de E. globulus y R.
communis, produjeron la mayor mortalidad en D.
magna a 24 h y 48 h de exposición (Tabla 3).
La Tabla 4 señala los porcentajes de clorosis de L.
minor a los cinco extractos acuosos botánicos a 96
h de exposición. El extracto acuoso de R.
graveolens mostró los mayores efectos en el
-1
porcentaje de clorosis desde 25 g·L en L. minor a
96 h de exposición (Tabla 4).
Los porcentajes de inhibición de la germinación de
semillas de R. sativus a 48 h y 96 h de exposición a
los cinco extractos acuosos botánicos se indican en
la tabla 5.
Los extractos acuosos de R. communis y R.
graveolens ocasionaron los mayores efectos en la
inhibición de la germinación de R. sativus a 96 h de
exposición. El extracto acuoso de R. graveolens,
ocasionó los mayores efectos en la disminución del
peso fresco, del peso seco, en la elongación de raíz
y en la elongación de tallo de R. sativus a 96 h de
exposición en base a los valores de LOEC (Tabla
6).
RESULTADOS
Tabla 1. Obtención de extractos acuoso botánicos y concentraciones estudiadas en los ensayos con Panagrellus
redivivus, Daphnia magna, Lemna minor y Raphanus sativus. * = diluido en medio M9Y. ** = diluido en solución
hidropónica.
Planta Obtención del extracto
acuoso
botánico
Especie biológica
empleada en el
bioensayo
Concentraciones
estudiadas en peso
seco en g de la
planta/volumen de agua
(g.L-1)
Volumen a agregar del
extracto patrón (solución
madre) (mL) y
enrasados a 100 mL de
agua
Eucalyptus globulus Hojas colectadas (g)
Secado
Cernido en tamices
Almacenamiento
1500
60°C x 70 h
250 y 500 µ
25±3°C
Panagrellus redivivus
97,66; 195,31; 390,63;
781,25 y 1562,5
5; 10; 20; 40 y 80*
Ruta graveolens
Daphnia magna 12,5; 25; 50; 100; 200 5; 10; 20; 40 y 80
Urtica urens
Lemna
minor 12,5; 25; 50; 100; 200 5; 10; 20; 40 y 80**
Minthostachys mollis Raphanus
sativus 12,5; 25; 50; 100; 200 5; 10; 20; 40 y 80
Ricinus communis
Toxicity of botanical extracts
143
144
Neotropical Helminthology, 2017, 11(1), jan-jun Ayala et al.
Tabla 2. Efecto tóxico de extractos acuosos de cinco plantas en Panagrellus redivivus a 96 h de exposición.
96 h Sig.Concentración
mg·L-1
%
Mortalidad
Control 0 a
Eucalipto
Eucalyptus
globulus
97,66
2,8 a
195,31
2,8 a
390,63 16,7 b
781,25
58,3 c
1562,5
100 d
CL50
707,95
F
Sig.
335,21
0,000
Ruda
Ruta
graveolens
97,66
0a
195,31 0 a
390,63
33,3 b
781,25
44,4 c
1562,5
100 d
CL50
831,76
F
Sig.
844,41
0,000
Ortiga
Urtica
urens
97,66
5,6 a
195,31
5,6 a
390,63
30,6 b
781,25
58,3 c
1562,5
100 d
CL50
758,58
F
Sig.
288,00
0,00
Muña
Minthostachys
mollis
97,66
2,8 ab
195,31
11,1 ab
390,63
11,1 ab
781,25
13,9 ab
1562,5
16,7 b
CL50
>1562,5
F
Sig.
4,19
0,011
Higuerilla
Ricinus
communis
97,66
16,7 a
195,31
58,3 b
390,63 69,4 b
781,25 88,9 c
1562,5 100 d
CL50 177,83
F
Sig.
81,53
0,000
Promedio en una misma columna en sentido vertical seguidos por la misma letra minúscula, no dieren signicativamente a P 0,05 a 96 h de >
exposición. Prueba de Tukey (SPSS, versión 20). Sig.=Signicancia. F = Estadístico de Fisher. Valores de mortalidad de P. redivivus están
corregidos por la fórmula de Abbott. CL = Concentración letal media.
50
Neotropical Helminthology, 2017, 11(1), jan-jun
Tabla 3. Efecto tóxico de extractos acuosos de cinco plantas en la mortalidad de Daphnia magna a 24 h y 48 h de
exposición.
24 h 48 h
Concentración g·L-1
% Mortalidad
Sig.
% Mortalidad
Sig.
Control 0 a 0 a
Eucalipto
Eucalyptus
globulus
12,5
13,2
b
19,4
b
25
44,7
c
94,4
c
50
100
d
100
c
100
100
d
100
c
200
100
d
100
c
CL50
26,63
16,03
F
Sig.
235,62
0,000
276,92
0,000
Ruda
Ruta
graveolens
12,5
26,3
b
27,8
b
25
26,3
b
27,8
b
50
31,6
b
44,4
c
100
86,8
c
88,9
d
200
100
d
100
e
CL50
41,05
36,04
F
Sig.
144,18
0,000
688,27
0,000
Ortiga
Urtica
urens
12,5
21,1
b
25
b
25
26,3
b
27,8
b
50
31,6
b
36,1
b
100
60,5
c
80,6
c
200
100
d
100
d
CL50
52,87
41,66
F
Sig.
120,41
0,000
345,60
0,000
Muña
Minthostachys
mollis
12,5
5,3
ab
5,6
a
25
5,3
ab
8,3
a
50
18,4
b
30,6
b
100
36,8
c
44,4
b
200
73,7
d
86,1
c
CL50
126,18
88,09
F
Sig.
58,26
0,000
80,96
0,000
Higuerilla
Ricinus
communis
12,5
23,7
b
27,8
b
25
36,8
b
44,4
c
50
73,7
c
86,1
d
100
100
d
100
e
200
100
d
100
e
CL50
26,80
22,61
F
Sig.
119,94
0,000
414,82
0,000
Promedio en una misma columna en sentido vertical seguidos por la misma letra minúscula, no dieren signicativamente a P 0,05 a 24 h y 48 h >
de exposición. Prueba de Tukey (SPSS, versión 20). Sig.=Signicancia. F = Estadístico de Fisher. Valores de mortalidad de D. magna están
corregidos por la fórmula de Abbott. CL = Concentración letal media.
50
Toxicity of botanical extracts
145
146
Neotropical Helminthology, 2017, 11(1), jan-jun Ayala et al.
Tabla 4. Efecto tóxico de extractos acuosos de cinco plantas en la clorosis de Lemna minor a 96 h de exposición.
96 h
Concentración
g·L-1
%
Clorosis Sig.
Control
0 a
Eucalipto
Eucalyptus
globulus
12,5
5 a
25
10 a
50
45 b
100
100 c
200
100 c
CE50
45,17
F
Sig.
90,95
0,00
Ruda
Ruta
graveolens
12,5
15 a
25
85 b
50
95 b
100
95 b
200
100 b
CE50
18,63
F
Sig.
38,56
0,00
Ortiga
Urtica
urens
12,5
25 b
25
30 b
50
85 c
100
95 c
200
100 c
CE50
26,69
F
Sig.
47,13
0,00
Muña
Minthostachys
mollis
12,5
15 b
25
20 b
50
20 b
100
30 bc
200
50 c
CE50 >200
F
Sig.
19,56
0,00
Higuerilla
Ricinus
communis
12,5 20 b
25 25 b
50 50 c
100 80 d
200 100 e
CE50 40,52
F
Sig.
279,78
0,00
Promedio en una misma línea, seguidos por la misma letra minúscula, no dieren signicativamente a P 0,05. Prueba de Tukey (SPSS, versión >
20). Sig.=Signicancia. F = Estadístico de Fisher. CE = Concentración efectiva media.
50
Neotropical Helminthology, 2017, 11(1), jan-jun
Tabla 5. Efecto tóxico de extractos acuosos de cinco plantas en la inhibición de la germinación de Raphanus sativus
a 48 h y 96 h de exposición.
48 h 96 h
Concentración
g·L-1
%
Inhibición
germinación
Sig.
%
Inhibición
germinación
Sig.
Control
10
a
5
a*
Eucalipto
Eucalyptus
globulus
12,5
5
a
0
a
25
10
a
0
a
50
45
b
0
a
100
100
c
17,5
b
200
100
c
100
c
CE50
45.17
120.77
F
Sig.
260,49
0,000 230,54
0,000
Ruda
Ruta
graveolens
12,5 12,5 a 0 b
25
87,5 b 15
a
50
95 bc 82,5
c
100
95 bc 95
d
200
100 c 100
d
CE50
18,8 37,87
F
Sig.
78,32
0,000 137,13
0,000
Ortiga
Urtica
urens
12,5
25 b 0
a
25
32,5 b 10
b*
50
85 c 10
b*
100
97,5 d 95
c
200
100 d 100
c
CE50
25,81 61,47
F
Sig.
172.08
0,000 160,92
0,000
Muña
Minthostachys
mollis
12,5
15 ab 10
ab
25
22,5 b 12,5
b
50
22,5 b 12,5
b
100
27,5 b 10
a
200
50 c 10
a
CE50
>200
>200
F
Sig.
20,24
0,000
2,97
0,04
Higuerilla
Ricinus
communis
12,5
17,5
a
2,5
a
25
25
ab
20
b
50
50
b
40
b
100
80
c
80
c
200
100
d
100
d
CE50
41,43
45,91
F
Sig.
48,78
0,000
101,77
0,000
Promedio en una misma columna en sentido vertical seguidos por la misma letra minúscula, no dieren signicativamente a P 0,05 a 48 h y 96 h >
de exposición. Prueba de Tukey (SPSS, versión 20). Sig.=Signicancia. F = Estadístico de Fisher. CE = Concentración efectiva media.
50
147
Toxicity of botanical extracts
148
Neotropical Helminthology, 2017, 11(1), jan-jun Ayala et al.
Tabla 6. Efecto tóxico de cinco extractos acuosos de plantas en el peso fresco, peso seco, elongación de raíz y tallo de
Raphanus sativus a 96 h de exposición.
96h
Concentración
g.L-1
Peso
fresco
(mg)
Sig.
Peso seco
(mg)
Sig.
Elongación
de la raíz
(cm)
Sig.
Elongación
del tallo
(cm)
Sig.
Control
131,4
a
6,9
a
4,46
a*
4,52
a
Eucalipto
Eucalyptus
globulus
12,5
113,8
a
7,1
a
5,23
b
4,46
a
25
90,0
b
7,2
a
4,82
ab
4,64
a
50
58,2
c
3,8
b
1,60
c
2,19
b
100
6,8
d
1,6
c
0,24
d
0,12
c
200
0,0
d
,0
d
0,00
d
0,00
c
F
Sig.
154,74
0,000
70,72
0,000
180,37
0,000
199,46
0,000
NOEC
12,5
25
>12,5
25
LOEC
25
50
12,5
50
Ruda
Ruta
graveolens
12,5
132,6
a
11,1
b
4,35
a
3,26
b
25
61,7
b
4,5
c
1,62
b
1,17
c
50
3,7
c
1,6
d
0,03
c
0,00
d
100
1,0
c
0,3
d
0,00
c
0,00
d
200
0,0
c
0,0
d
0,00
c
0,00
d
F
Sig.
231,06
0,000
77,09
0,000
185,05
0,000
257,09
0,000
NOEC
12,5
>12,5
12,5
>12,5
LOEC
25
12,5
25
12,5
Ortiga
Urtica
urens
12,5
124,6
a
6,9
a
4,54
a
4,53
a
25
71,6
b
2,6
b
5,11
a
4,11
a
50
71,0
b
2,0
b
1,92
b
1,19
b
100
1,1
c
0,4
c
0,01
c
0,00
c
200
0,0
c
0,0
c
0,00
c
0,00
c
F
Sig.
97,22
0,000
80,26
0,000
126,67
0,000
217,09
0,000
NOEC
12,5
>12,5
25
25
LOEC 25 12,5 50 50
Muña
Minthostachys
mollis
12,5
131,2
a
6,8
a
4,42
a
4,52
a
25
125,8
a
6,5
a
4,15
ab
3,35
ab
50
74,2
b
3,8
b
3,15
ab
2,98
b
100
64,7
b
3,3
b
3,00
b*
2,33
bc
200
64,8
b
3,3
b
1,79
c
1,88
c
F
Sig.
25,12
0,000
19,66
0,000
10,52
0,000
15,32
0,000
NOEC
25
25
50
25
LOEC 50
50
100
50
Higuerilla
Ricinus
communis
12,5
104,5
b
6,3
a
4,82
a
4,18
a
25
73,8
b
6,0
a
3,98
a
3,71
a
50
23,9
d
1,5
b
0,67
b
0,93
b
100
6,9
de
1,7
b
0,31
b
0,29
bc
200
0,0
e
0,0
b
0,00
b
0,00
c
F
Sig.
104,32
0,000
47,65
0,000
84,55
0,000
86,45
0,000
NOEC
>12,5
25
25
25
LOEC
12,5
50
50
50
Promedio en una misma línea, seguidos por la misma letra minúscula, no dieren signicativamente a P 0,05. Prueba de Tukey (SPSS, versión >
20). Sig.=Signicancia. F = Estadístico de Fisher. NOEC = Concentración más alta donde no se observan efectos. LOEC =. Concentración más
baja de efectos observables.
Neotropical Helminthology, 2017, 11(1), jan-jun
El extracto etanólico de Decatropis bicolor (Radlk,
1886) (Rutaceae) y el extracto orgánico de las
raíces de Zanthoxylum chalybeum (Engl, 1896)
(Rutaceae) presentaron efectos tóxicos en Artemia
salina (Linnaeus, 1758) a 24 h de exposición
(Cortes, 2005; Nguta et al., 2011). En el presente
trabajo, R. graveolens fue la tercera planta más
tóxica a D. magna a 48 h de exposición. Los
terpenos, los sesquiterpenos y los compuestos
aromáticos estar de R. graveolens podrían
asociados a sus propiedades tóxicas como se ha
observado en otras especies de artrópodos (Nguta
et al., 2011; Kováts et al., 2014) Los aceites .
esenciales y saponinas de M. mollis evidenciaron
efectos tóxicos en A. salina a 48 h de exposición
(Figueroa et al., 1995; Fuertes & Munguía, 2001;
Olivero-Verbel et al., 2009).
La literatura científica muestra investigaciones de
efectos tóxicos de plantas de la familia
Euphorbiaceae en organismos acuáticos. El
extracto etanólico de Jathropa dioica Sessé
(Euphorbiaceae) presentó toxicidad en A. salina
(Cortes, 2005). El extracto de R. communis obtuvo
-1
un valor de CL de 0,86 g·L en las larvas de A.
50
aegypti (Parra et al., 2007). El extracto hidro-
alcohólico de R. communis presentó toxicidad en
A. salina a 24 h de exposición (Krishnarajua et al.,
2005). En el presente trabajo, R. communis fue la
segunda planta más tóxica a D. magna a 48 h de
exposición.
Lemna minor
El extracto acuoso de R. graveolens mostró los
mayores efectos en la clorosis en L. minor a 96 h de
exposición. En otras especies de la familia
Rutaceae, como Skimmia laureola (dc.) Siebold &
Zucc Ex Walp y Zanthoxylum armatum Dc. se han
encontrado efectos fitotóxicos inhibitorios sobre L.
minor (Dzoyem et al., 2011). Nwauzoma et al.
(2013) observaron que en las hojas de Citrus x
aurantifolia (Christm.) Swingle y Citrus x paradisi
Macfad. (Rutaceae) se han visto efectos
inhibitorios del crecimiento en extractos hexánicos
y con acetato de etilo sobre L. minor. En el caso de
M. mollis se vio menor efecto sobre L. minor.
Opuestamente, en una planta de la misma familia
de M. mollis, en Callicarpa macrophylla Vahl
(Lamiaceae) se observó efectos fitotóxicos
significativos (Ibrar et al., 2014). Rehmanullah et
al. (2014) encontraron potencial de fitotoxicidad
sobre L. minor de dos plantas de la familia
Panagrellus redivivus
Ricinus communis ocasionó la mayor mortalidad
en comparación a los otros cuatro extractos a P.
redivivus a 96 h de exposición. Diversos
investigadores muestran efectos tóxicos de plantas
en nematodos de vida libre. Cunha et al. (2003)
muestran que el extracto de E. globulus a una
-1
concentración de 200 mg·L produjo una
mortalidad significativa en P. redivivus a las 24 y 48
h de exposición. Los extractos acuosos de hojas de
R. graveolens ocasionaron efectos tóxicos agudos
en el nematodo Radopholus similis (Cobb, 1893)
Thorne, 1949 de 41,73% a 24 h de exposición
(Sánchez, 2002). Los extractos de Euphorbia
pulcherrima Willd. ex Klotzsch, Allg.
Gartenzeitung (Euphorbiaceae) y de R. communis a
-1
una concentración de 200 mg.L presentaron en P.
redivivus una mortalidad de 0,36% y 3,85% a 24 h
de exposición (Cunha et al., 2003). El extracto
etanólico de las ramas de Triadica sebifera (L.)
Small (Euphorbiaceae) a una concentración de 5
-1
mL·L presentó en P. redivivus una mortalidad de
43% y 62% en 24 y 48 h de exposición,
respectivamente (Hong et al., 2007). Panagrellus
redividus ha sido empleado como una
microbioprueba representativa para evaluar el
efecto de extractos de productos naturales
(Maršálek & Blába, 2000; Aoki et al., 2005).
Daphnia magna
Los extractos acuosos de E. globulus y R.
communis produjeron la mayor mortalidad en D.
magna a 24 h y 48 h de exposición. Se han realizado
bioensayos con los aceites esenciales y con los
extractos etanólicos y acuosos de las hojas de
Eucalyptus grandis W.Hill ex Maiden (hibrido de
E. grandis & E. urophylla) (Myrtaceae) en
Daphnia similis (Claus, 1876) (Araujo et al., 2010;
Pains et al., 2010). En nuestro caso se obtuvo del
extracto acuoso de las hojas de E. globulus en D.
magna valores numéricamente más altos, lo cual
podría explicarse por el tipo de extracto acuoso que
en general es menos tóxico que los aceites
esenciales y los extractos etanólicos usados en la
literatura sobre otras especies de Daphnia. En el
extracto acuoso de E. grandis, los triterpenos y
fenoles estarían relacionados con la toxicidad en D.
similis (Cortes, 2005).
DISCUSIÓN
Toxicity of botanical extracts
149
150
(Verdeguer et al., 2009). La actividad de los aceites
de “eucalipto” en las plantas reduce la
supervivencia de las células y el contenido en
clorofila, ARN y carbohidratos (Verdeguer et al.,
2009).
Los tratamientos con extractos de la raíz de
Cecropia pachystachya (Trécul, 1847)
(Urticaceae) sobre las raíces de la lechuga
presentaron pelos más gruesos en comparación con
el control (Maraschin & Alves, 2006). El extracto
de la raíz de C. pachystachya causó una mayor
inhibición que los extractos de otras partes de la
planta sobre la germinación de semillas de
Panicum máximum Jacq. (Poaceae) en todas las
concentraciones (Hernández et al., 2007). Un
extracto al 4% de Sapium glandulosum (L.)
Morong (Euphorbiaceae) aplicado durante 96 h a
semillas de L. sativa mostró que el porcentaje de
germinación no es diferente al control, pero se
observó que las raíces son más gruesas (Maraschin
& Alves, 2006). El extracto metanólico de
Hyeronima sp. (Euphorbiaceae) a una
-1
concentración de 31,25 mg·L presentó un 86,25
% de inhibición de las semillas de L. sativa a 120 h
de exposición y mostró una reducción de la
radícula del 99,73% con respecto al control
(Hernández et al., 2007).
Los extractos de hojas de higuerilla en diferentes
concentraciones muestran resultados que indican
un efecto alelopático mayor con dosis crecientes en
el crecimiento de las plántulas lechuga (De Souza
et al., 2007). En este trabajo se encontró que los
extractos acuosos de R. communis ocasionaron
inhibición de la germinación de R. sativus. La
actividad biológica de R. communis se debería a la
presencia de metabolitos secundarios como
alcaloides, terpenos, fenoles y aceites esenciales.
Por lo cual podría usarse como un potencial
herbicida (Gatti et al., 2004).
Al emplearse extractos acuosos botánicos de E.
globulus, R. graveolens, U. urens, M. mollis y R.
communis, formulación más común, tal como se
emplea en el Perú desde una perspectiva
etnobotánica, en los cuales se observa el efecto de
la mezcla de sus metabolitos secundarios, no es
posible incriminar a un solo metabolito o
ingrediente activo individual como el causante
único de la toxicidad observada en las cuatro
diferentes especies biológicas representativas de
Euphorbiaceae a la cual pertenece R. communis. La
fitotoxicidad usando L. minor mostró un efecto
moderado de crecimiento inhibitorio bajo la acción
de los extractos de Chassalia kolly (Schumach.)
Hepper (Rubiaceae) (Onocha & Ali, 2010), de
Diospyros canaliculata De Wild (Ebenaceae)
(Barka, 2012) y de Calendula arvensis L.
(Asteraceae) (Ullah et al., 2012). La actividad
toxicológica de estos extractos vegetales se debe a
la presencia de los fenoles, aldehídos y alcoholes
(Sacchetti et al., 2005: Oliveira et al., 2013).
Raphanus sativus
Los extractos de R. communis y R. graveolens en el
presente trabajo ocasionaron los mayores efectos
en la inhibición de la germinación de R. sativus a 96
h de exposición. El extracto acuoso de R.
graveolens, produjo en esta investigación los
mayores efectos en la disminución del peso fresco,
del peso seco, en la elongación de raíz y en la
elongación de tallo de R. sativus a 96 h de
exposición. Ayala et al. (2007) señalaron que el
extracto acuoso al 20% de R. graveolens aplicado
durante el crecimiento de R. sativus no produjo
efecto negativos comparados al control. En
experimentos realizados en invernadero las hojas y
raíces de Stauranthus perforatus Liebm (Rutaceae)
incorporados a suelo, disminuyeron el crecimiento
de malezas (Anaya et al., 2001). Esto puede estar
asociado con los metabolitos secundarios de R.
graveolens como los alcaloides, los cuales se han
demostrado que presentan efectos tóxicos
(Sánchez, 2002; Trujillo, 2008; Jorge et al., 2009).
La germinación in vitro de Amaranthus retroflexus
L. (Amaranthaceae) y Portulaca oleracea L.
(Portulacaceae) fue completamente inhibida por el
aceite esencial de E. globulus a concentraciones
iguales o superiores al 0,7%. El aceite esencial de
E. citriodora controló la germinación de
Amaranthus viridis L. (Amaranthaceae) y
Echinochloa crus-galli L. (Poaceae), pero también
causó daños en trigo, maíz, rábano y arroz
(Verdeguer et al., 2009). El extracto acuoso de E.
globulus fue el cuarto en el orden de toxicidad en la
inhibición de la germinación de R. sativus. La
actividad mostrada por el aceite esencial de E.
camaldulensis fue mucho mayor que la de su
extracto acuoso, debido a que controló totalmente
la germinación de cuatro de las cinco especies
sobre las que se ensayó, mientras que el extracto
acuoso solo controló totalmente dos de ellas
Neotropical Helminthology, 2017, 11(1), jan-jun Ayala et al.
los ecosistemas acuáticos y terrestres. La toxicidad
de los extractos botánicos es altamente
dependiente de la duración, frecuencia, intensidad
de exposición, formulación y la susceptibilidad del
organismo evaluado (Iannacone et al., 2000; Aoki
et al., 2005).
En conclusión, el extracto de E. globulus fue el más
toxico en el bioensayo con D. magna. El extracto
de R. communis fue el más toxico en el bioensayo
con P. redividus. El extracto de R. graveolens fue el
más fitotóxico en la clorosis con L. minor y en el
bioensayo de inhibición de la germinación con R.
sativus.
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