Por: KURT G. KISSMANN Eng.Agr. - Prof. Honoris Causa
Todas as características hereditárias dos seres vivos derivam de seus genomas, ou seja, do conjunto seus genes, que estão codificados pelo DNA. Na reprodução sexuada ambos os progenitores contribuem parcialmente, de modo que o novo genoma expressa os genes dominantes ou semi-dominantes, enquanto genes recessivos permanecem latentes.
Cada espécie, animal, vegetal ou de organismos inferiores, tem genomas distintos e apenas pequenas diferenças separam os indivíduos, dentro de uma espécie.
O DNA de cada organismo está sujeito a mutações naturais que, se não inviabilizam uma reprodução, podem determinar características novas e hereditárias num descendente, que passa a formar biótipos dentro da espécie. Mutações sempre ocorreram e continuam a ocorrer com certa freqüência, constituindo a base para a evolução.
Mutações podem ser causadas por erros na transcrição de um código genético ou podem decorrer da ação de agentes externos: luz ultravioleta e oxigênio podem ser mutagênicos. Alguns produtos químicos tem ação mutagênica. Produtos fitossanitários, entre eles os herbicidas, não devem ser considerados como tais, pois para o registro de um produto novo a legislação exige que se comprove que esse produto não é mutagênico. Se não houver essa prova, ele não é liberado.
Entre as características de uma linha de descendência podem estar a adaptabilidade a condições ambientais, a resistência ou suscetibilidade a condições desfavoráveis. No caso de plantas, por exemplo, resistência ou suscetibilidade a doenças, pragas ou a produtos químicos, como os herbicidas.
A ocorrência de um evento desfavorável pode eliminar todos os indivíduos mais sensíveis e permitir a sobrevivência dos mais resistentes. Charles Darwin formulou a teoria da seleção dos indivíduos mais aptos, levando à evolução das espécies.
A biodiversidade é um fator que a natureza criou para permitir a perpetuação das espécies. A resistência de determinados biótipos de uma planta a um herbicida precisa ser considerada dentro desse contexto.
O fenômeno da resistência de biótipos de organismos a produtos fitossanitários é conhecido há cerca de 50 anos. Na década de 40 foi constatada a resistência da mosca doméstica ao DDT; hoje mais de 500 espécies de pragas apresentam biótipos resistentes a um praguicida.
Na década de 50 foram constatadas as primeiras resistências de fungos causadores de doenças de plantas a um fungicida; hoje mais de 150 espécies de fungos resistem a algum produto.
Em relação a plantas daninhas as primeiras observações foram feitas no fim da década de 50, com uma forma selvagem de cenoura (Daucus carota) não sendo mais controlada pelo 2,4-D. Em 1964 observou-se que plantas de Senecio vulgaris, Chenopodium album e Amaranthus retroflexus não estavam mais sendo controladas por triazinas, mesmo usando-se doses elevadas, após 7 ou 8 anos de boa eficiência, nas mesmas áreas. O fato alertou especialistas, sendo estabelecido o conceito de resistência, fenômeno que também passou a ser observado em outras plantas, com outros tipos de produtos.
A sensibilidade natural de espécies de plantas a um herbicida é variável e por isso existem herbicidas seletivos para determinadas culturas mas efetivos para a eliminação de
certas espécies de plantas daninhas
Convencionou-se designar esses aspectos como tolerância e suscetibilidade, reservando-se o termo resistência para biótipos resistentes dentro de uma população de biótipos suscetíveis, da mesma espécie.
No passado apenas pesquisadores isolados efetuaram alguns estudos. Com o aumento dos casos a indústria de herbicidas formou um grupo chamado Herbicides Resistance Action Committee (HRAC), dentro do qual 3 subgrupos, para estudar respectivamente triazinas, inibidores de ALS e inibidores de ACCase.
O HRAC mantém um site na internet sobre o assunto de resistência de plantas daninhas a herbicidas, que é constantemente atualizado, podendo ser acessado pelo http://www.plantprotection.org/HRAC/
Instituições de pesquisa, universidades e outras entidades também passaram a se dedicar mais ao assunto. No Brasil a Sociedade Brasileira da Ciência das Plantas Daninhas constituiu, em 1996, um grupo formal de estudos e trabalhos sobre resistência de plantas daninhas a herbicidas, denominado Comitê Brasileiro de Resistência de Plantas aos
Herbicidas (CBRPH). Dentro desse grupo foram criados 4 subgrupos: a) identificação de resistência aos herbicidas; b) manejo da resistência; c) nomenclatura; d) divulgação. O
CBRPH também está montando um site na internet, sobre o assunto, dentro do site da SBCPD, com o endereço:
No Brasil também está constituído um grupo ligado ao grupo internacional Herbicide Resistance Action Committee (HRAC) , com a denominação Associação Brasileira de Ação a Resistência de Plantas aos Herbicidas e sigla HRAC-BR.
A lista de plantas com biótipos resistentes a herbicidas apresentada na internet, em
20/12/2000 indicava 248 biótipos. Essa listagem é constantemente atualizada. O gráfico abaixo dá uma idéia da evolução de resistências confirmadas:
1950 60 65 70 75 80 85 90 95 2000
No Brasil a CBRPH tinha registradas, em 31/12/2000 as seguintes espécies com biótipos resistentes:
Amaranthus sp. - resistente a triazinas Bidens subalternans - resistente a inibidores de ALS
Bidens pilosa - resistente a inibidores de ALS Euphorbia heterophyla - resistente a inibidores de ALS
Brachiaria plantaginea - resistente a inibidores de ACCase Sagitaria montevidensis - resistente a inibidores de ALS
Echinochloa crusgalli, var. cruspavonis e mitis - resistentes a auxinas sintéticas
A seguinte tabela, apresentada por Weed Science em 1988, indica o ano da introdução de alguns herbicidas e o ano da constatação do primeiro caso de resistência de um biótipo de uma espécie antes bem controlada.
Herbicida Introdução Resistência Países
2,4-D 1948 1957 EUA e Canadá
Triazinas 1959 1970 EUA
Paraquat 1966 1980 Japão
Inibidores da EPSPs 1974 1996 Austrália
Inibidores da ACCase 1977 1982 Austrália
Inibidores da ALS 1982 1984 Austrália
Alguns herbicidas apresentam seletividade a certas espécies cultivadas, que não são afetadas por doses que controlam plantas infestantes. Essas espécies são chamadas tolerantes. A tolerância pode ser variável de biótipo a biótipo, tanto que recomendações de uso às vezes se restringem a certos cultivares de uma determinada espécie.
Um intenso trabalho tem sido feito no sentido de obter cultivares tolerantes, mesmo de espécies no geral suscetíveis. Dois caminhos tem sido trilhados:
* Seleção de biótipos da espécie ou de espécies afins, com tolerância natural, depois cruzados com plantas de características desejadas, para formar cultivares tolerantes.
Exemplos são plantas de milho tolerantes a Sethoxydim, plantas de milho e de arroz tolerantes a imidazolinonas (Linha Clearfield).
* Plantas tornadas resistentes pela incorporação de genes estranhos de resistência, pela engenharia genética.
DEFINIÇÕES Uma série de palavras e expressões são usadas dentro do tema:
FENÓTIPO - Aparência de um organismo, conforme detectado por nossos sentidos. GENÓTIPO - Conjunto de caracteres genéticos que tipificam um organismo. BIÓTIPO - Grupo de indivíduos com carga genética semelhante, pouco diferenciada daquela de indivíduos de outros grupos, numa espécie.
BIÓTIPO S - Biótipo suscetível. BIÓTIPO R - Biótipo resistente. GENOMA - Carga genética de um organismo. ALELO - Forma alternativa de gen, instalado no mesmo espaço, em cromossomos homólogos.
VITALIDADE - Capacidade relativa de um biótipo de se impor num ambiente.
com a planta, até o resultado final, de morte ou desativação.
MODO DE AÇÃO – Seqüência de eventos desde o contato de um produto (herbicida)
MECANISMO DE AÇÃO – Forma específica pela qual um herbicida interfere de modo significativo em determinado processo biológico.
SÍTIO DE AÇÃO – Ponto exato numa estrutura onde se dá o acoplamento ou etapa de processo em que um agente exerce sua ação.
METABOLIZAÇÃO – Processo bioquímico pelo qual organismos vivos ou seus produtos decompõe compostos para formar compostos derivados.
COMPARTIMENTAÇÃO – Retenção física de um composto, de modo que ele não consiga chegar ao local onde deve atuar.
TOLERÂNCIA – Baixa suscetibilidade, característica de uma espécie. SUSCETIBILIDADE – Sensibilidade à ação de um produto, característica da espécie. São suscetíveis: - uma cultura afetada de modo inaceitável - uma infestante bem controlada
HERBICIDA SELETIVO – Produto ao qual uma cultura é tolerante e uma infestante é suscetível. RESISTÊNCIA - Habilidade hereditária de ocorrência natural, de certos biótipos de plantas de resistir a um tratamento que, em condições normais de uso, controla efetivamente a população de uma espécie. RESISTÊNCIA CRUZADA – Quando um biótipo de espécie suscetível apresenta resistência a mais de um herbicida, dentro de um grupo com mecanismo de ação igual.
RESISTÊNCIA MÚLTIPLA – Quando um biótipo de espécie suscetível apresenta resistência a mais de um herbicida, com mecanismos de ação diferentes. TRANSGÊNICO – Organismo com um gene estranho incorporado e funcional. COMPATÍVEL – Designação de biótipo de uma espécie suscetível, selecionado para resistir ao tratamento com um herbicida, em dose eficiente contra plantas daninhas.
MECANISMOS DE RESISTÊNCIA Considera-se que a resistência pode ser devida a três tipos de mecanismos:
Alteração no sítio de ação A constituição de um elemento sobre o qual o herbicida atua pode sofrer pequena alteração no ponto exato onde se dão acoplamento. Essas alterações podem ou não influenciar a atividade de outros herbicidas. É o caso de ocorrência de isoenzimas.
Diferenças na capacidade metabólica Alguns herbicidas são metabolizados nas plantas, com destruição do composto ativo.
A capacidade de metabolização é variável de espécie a espécie, bem como numa espécie podem haver biótipos mais ou menos eficientes nesse processo. Um aumento na capacidade metabólica da planta pode determinar uma queda na eficiência. Geralmente a capacidade metabólica é regulada por diversos genes, o que diminui a chance de desenvolvimento de resistência. A metabolização pode afetar diversos tipos de herbicidas, mesmo atuando em sítios diferentes, sendo a principal causa de resistência múltipla.