Ciencia Latina Revista Científica Multidisciplinar
Marzo-Abril, 2023, Volumen 7, Número 2.
https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v7i2.6020
P á g i n a 9202
Efecto larvicida y adulticida de extractos etanólicos de ayote (cucurbita
argyrosperma), chipilín (crotalaria longirostrata) y chile cobanero (capsicum
annuum) contra mosquitos aedes sp
Carlos Valdez-Sandoval1
zoovaldez@gmail.com
https://orcid.org/0000-0002-8742-1320
Instituto de Investigación en Ciencia Animal y
Ecosalud,
Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia,
Universidad de San Carlos de Guatemala,
Guatemala.
Mercedes Díaz-Rodríguez
diazrodriguezmdc@gmail.com
https://orcid.org/0000-0002-9428-9380
Instituto de Investigación en Ciencia Animal y
Ecosalud,
Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia,
Universidad de San Carlos de Guatemala,
Guatemala.
Josué García-Pérez
josgar85@gmail.com
https://orcid.org/0000-0002-6899-8036
Centro de Estudios del Mar y Acuicultura,
Universidad de San Carlos de Guatemala,
Guatemala.
Hugo Pérez-Noriega
hugonoriega2621@gmail.com
https://orcid.org/0000-0003-0274-5471
Instituto de Investigación en Ciencia Animal
y Ecosalud,
Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia,
Universidad de San Carlos de Guatemala,
Guatemala.
Dennis Guerra-Centeno
msc.dennisguerra@gmail.com
https://orcid.org/0000-0002-3021-4742
Instituto de Investigación en Ciencia Animal
y Ecosalud,
Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia,
Universidad de San Carlos de Guatemala,
Guatemala.
Centro Universitario CIFE, Cuernavaca, Mor.,
México
1
Autor Principal
P á g i n a 9203
RESUMEN
Los mosquitos del género Aedes son los principales vectores de importantes enfermedades virales
zoonóticas tales como dengue, chikungunya y zika. Controlar las poblaciones y evitar la expansión de
estas especies de mosquitos constituye un difícil reto para las instituciones sanitarias a nivel mundial.
La resistencia a los insecticidas sintéticos representa un desafío para encontrar alternativas viables para
el control y la erradicación de estos vectores. El objetivo del presente estudio fue evaluar el efecto
larvicida y adulticida de tres extractos etanólicos de plantas nativas de Guatemala contra mosquitos
Aedes. Los tratamientos fueron: (1) extracto de ayote (Cucurbita argyrosperma), (2) extracto de chipilín
(Crotalaria longirostrata), y (3) extracto de chile cobanero (Capsicum annuum var annuum). Los
bioensayos se realizaron siguiendo la metodología de la Organización Mundial de la Salud y registrando
la mortalidad a las 24 horas. Los extractos de las tres plantas mostraron efecto larvicida y adulticida
contra los mosquitos Aedes en condiciones de laboratorio. El extracto de Crotalaria longirostrata
exhibió mayor actividad larvicida con la menor concentración letal50 (CL50=775 mg/L), seguido por
Capsicum annuum (CL50=1330 mg/L) y Cucurbita argyrosperma (CL50=1525 mg/L). Los extractos
evaluados pueden ser alternativas para el control de mosquitos, siendo productos naturales, amigables
con el medio ambiente, y menos perjudiciales para el equilibrio ecológico y la salud humana.
Palabras clave: insecticidas botánicos; control de vectores; dengue; chikungunya; zika
P á g i n a 9204
Larvicidal and adulticidal effect of ethanolic extracts of squash (cucurbita
argyrosperma), chipilín (crotalaria longirostrata) and cobanero pepper
(capsicum annuum) against Aedes sp. mosquitoes
ABSTRACT
Mosquitoes of the genus Aedes are the main vectors of important zoonotic viral diseases such as dengue,
chikungunya and Zika. Controlling the populations and preventing the expansion of these mosquito
species is a difficult challenge for health institutions worldwide. Resistance to synthetic insecticides
represents a challenge to find viable alternatives for the control and eradication of these vectors. In
response to the above described, the objective of the present study was to evaluate the larvicidal and
adulticidal effect of three ethanolic extracts of native plants of Guatemala against Aedes mosquitoes.
The treatments were: (1) ayote extract (Cucurbita argyrosperma), (2) chipilín extract (Crotalaria
longirostrata), and (3) cobanero pepper extract (Capsicum annuum var annuum). Bioassays were carried
out following the methodology of the World Health Organization and recording mortality at 24 hours.
The extracts of the three plants showed larvicidal and adulticidal effect against Aedes mosquitoes under
laboratory conditions. The extract of Crotalaria longirostrata exhibited the highest larvicidal activity
with the lowest lethal concentration 50 (LC50=775 mg/L), followed by Capsicum annuum (LC50=1330
mg/L) and Cucurbita argyrosperma (LC50=1525 mg/L). The evaluated extracts can become natural,
ecological, and safe alternatives to synthetic mosquito control products.
Keywords: botanical insecticides; vector control; dengue; chikungunya; zika.
Artículo recibido 01 abril 2023
Aceptado para publicación: 15 abril 2023
P á g i n a 9205
INTRODUCCIÓN
Los mosquitos del género Aedes son los principales vectores de importantes zoonosis virales como
dengue, chikungunya y zika (Vences-Velázquez et al., 2016). Según la Organización Panamericana de
la Salud [OPS] y la Organización Mundial de la Salud [OMS] (2019), en América Latina se registraron
durante el año 2019, alrededor de 2.7 millones de casos de dengue incluyendo 1,200 defunciones. En
cuanto a chikungunya, se han reportado en 2017 alrededor de 1.5 millones de casos sospechosos, 40 mil
casos confirmados y alrededor de 200 defunciones (OMS, 2017a) y respecto al zika se estiman hasta 1.5
millones de casos (World Health Organization [WHO], 2016). Estos valores de morbilidad evidencian
la necesidad de aumentar los esfuerzos de control y erradicación de estas enfermedades y de sus
vectores.
Algunas de las opciones de uso más frecuente para el control de los mosquitos vectores de diversas
enfermedades incluyen productos químicos con efecto larvicida, adulticida y repelente. En los
programas nacionales se utilizan regularmente insecticidas sintéticos (piretroides, fosforados y
clorados). Sin embargo, se ha detectado resistencia a los compuestos más usados (carbamatos,
organoclorados, organofosforados y piretroides) a nivel mundial (Dusfour et al, 2019; Gan et al., 2021;
Kandel et al., 2019; Moyes et al., 2017; Seixas et al., 2017; Sene et al., 2021). En respuesta a esta
problemática, se ha investigado el uso de productos alternativos, entre los cuales se encuentran productos
elaborados a base de extractos vegetales que a través de sus metabolitos naturales son efectivos contra
diversos insectos (Singh et al., 2021). Algunos insecticidas botánicos como el nim, la nicotina, el
limoneno y la rotenona han mostrado resultados interesantes (Dougoud et al., 2019; Hikal et al., 2017;
Isman, 2020; Pavela, 2016; Velasques et al., 2017).
Guatemala es un país megadiverso (Bacon et al., 2019) en el que se distribuyen más de 10,000 especies
de plantas (Véliz, 2016). A pesar de esta gran diversidad son pocos los estudios que han explorado la
actividad insecticida de plantas nativas contra mosquitos del género Aedes. Se han reportado efectos
positivos de plantas como Lippia alba y L. graveolens (Aldana & Cruz, 2017). Sin embargo, todavía
quedan muchas especies nativas por evaluar por lo que el objetivo del presente estudio fue investigar el
efecto larvicida y adulticida de extractos alcohólicos de ayote (Cucurbita argyrosperma), chipilín
P á g i n a 9206
(Crotalaria longirostrata), y chile cobanero (Capsicum annuum var annuum) contra los mosquitos de
género Aedes.
METODOLOGÍA
Área de estudio
La elaboración de los extractos vegetales se realizó en el Laboratorio de Sanidad Acuícola del Centro
de Estudios del Mar y Acuicultura de la Universidad de San Carlos de Guatemala. El bioensayo de
evaluación de efecto larvicida y adulticida se realizó en las instalaciones del Instituto de Investigación
en Ciencia Animal y Ecosalud de la Facultad de Medicina Veterinaria de la misma Universidad en la
Ciudad de Guatemala.
Material vegetal
Se obtuvo material de tres especies de plantas nativas de Guatemala: semillas de ayote (Cucurbita
argyrosperma), semillas de chipilín (Crotalaria longirostrata) y frutos de chile cobanero (Capsicum
annuum var annuum). Las semillas de ayote y de chipilín provinieron del Instituto Mesoamericano de
Permacultura, en San Lucas Tolimán, Sololá, Guatemala. Los frutos de chile cobanero provinieron del
mercado municipal de Jalapa, Guatemala.
Previo a la preparación de los extractos, los materiales vegetales fueron secados en horno de corriente
forzada a 45 ⁰C durante 48 h. Posteriormente, el material vegetal fue triturado en un molinillo eléctrico
hasta alcanzar un tamaño de partícula <1,000 µm. El material seco fue guardado en bolsas con cierre
hermético a temperatura ambiente hasta su uso.
Preparación de los extractos vegetales
Los extractos se obtuvieron a través de la técnica de percolación descrita por Rodino & Butu, (2019).
Para el efecto se pesaron 400 g de cada material vegetal seco. El material se sumergió en etanol al 95%,
a una relación de 1:5 (v/v) durante 72 horas. Cumplido este tiempo la solución fue filtrada en papel filtro
Whatman No. 1 para remover los residuos vegetales. Los recipientes con el material fueron colocados
en una campana de extracción por 24 h. Una vez que el etanol se volatilizó por completo, se recuperó el
extracto etanólico de cada planta. El rendimiento de los extractos vegetales por cada planta se estimó a
partir de la siguiente formula: Y (%) = M/MV x 100, donde M es la masa de cada extracto vegetal
P á g i n a 9207
obtenida y MV es la cantidad del material vegetal seco utilizado. Los rendimientos de los extractos
fueron: Cucurbita argyrosperma (5%), Crotalaria longirostrata (1.5%) y Capsicum annuum (35%).
Los extractos se mantuvieron a 4°C en frascos de color ambar. A continuación, se diluyó el extracto de
cada material vegetal en polisorbato 20 (0.5%) para producir una solución madre con una concentración
final de 50,000 mg/L. La solución madre se diluyó en agua desmineralizada para obtener las
concentraciones finales de 100, 500, 1,000, 2,000 y 3,000 mg/L.
Obtención de las larvas de Aedes sp.
Aprovechando que Guatemala es un país subtropical, donde los mosquitos del género Aedes
(principalmente A. aegypti y A. albopictus) son ubicuos (Lepe-López et al., 2017), las larvas fueron
colectadas colocando recipientes con agua y material orgánico en el ambiente del área de estudio durante
la temporada de lluvias. Para el efecto, a inicios del mes de mayo, se colocaron al exterior 20 recipientes
plásticos cilíndricos (4 L), que se dejaron bajo la lluvia hasta que estos contuviesen agua de lluvia entre
el 50% y 80% de su capacidad. Una vez alcanzado el nivel de agua, los recipientes fueron puestos a
resguardo de la lluvia. A cada recipiente se le agregó 400 g de tierra negra que sirvió como sustrato
alimenticio para las larvas.
De junio a noviembre se realizaron inspecciones diarias de los recipientes y se colectaron las larvas de
estadio 2 y 3 presentes en los recipientes. Las larvas fueron colectadas por succión, usando una pipeta
de transferencia con bulbo de goma con capacidad de 10 ml (Eisco®, Ambala, India). Las larvas
colectadas fueron identificadas taxonómicamente partiendo de estructuras morfológicas, siguiendo la
clave pictórica de Rueda (2004). Las larvas del género Aedes fueron seleccionadas y utilizadas para los
bioensayos que se realizaron a medida que estas iban siendo colectadas.
Bioensayos
Los bioensayos para evaluar el efecto larvicida y adulticida siguieron la metodología recomendada por
la OMS (2017b). En el caso del bioensayo del efecto larvicida se utilizó un control (0 mg/L) y cinco
concentraciones (100, 500, 1,000, 2,000 y 3,000 mg/L). Para evaluar cada concentración se utilizaron
30 larvas distribuidas en tres repeticiones de 10 larvas cada una, para un total de 180 larvas por extracto.
La mortalidad de las larvas se registró a las 24 horas. A partir del bioensayo con larvas, se determinó la
concentración letal 50 (CL50) de cada extracto vegetal.
P á g i n a 9208
Para el bioensayo del efecto adulticida se evaluó únicamente la CL50 previamente calculada para cada
extracto etanólico (Cucurbita argyrosperma = 1,525 mg/L, Capsicum annuum =1,330 mg/L y
Crotalaria longirostrata =775 mg/L). Para evaluar cada una de estas concentraciones se utilizaron 24
individuos distribuidos en tres repeticiones de ocho mosquitos adultos cada una (más 24 del control) y
se registró la mortalidad a las 24 horas.
Análisis de datos
Para determinar la concentración letal 50 (CL50) a la cual se observa efecto larvicida se utilizó un modelo
de regresión logística. Para detectar diferencias en el efecto de las concentraciones de cada extracto
sobre la mortalidad de las larvas se utilizaron análisis de Kruskal Wallis. Para comparar las mortalidades
entre las dosis de cada extracto se utilizaron pruebas no planeadas de Dunn. Para describir el efecto
adulticida de los extractos etanólicos a sus (CL50) se utilizó estadística descriptiva. Las regresiones
logísticas se realizaron mediante R Studio Versión 1.2.5001 (R Core Team, 2020). Los análisis de
Kruskal Wallis y las pruebas no planeadas de Dunn se realizaron mediante Jasp® versión 0.17.1 (JASP
Team, 2023).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Los extractos etanólicos de Cucurbita argyrosperma, Crotalaria longirostrata y Capsicum annuum
mostraron efectos larvicidas contra las larvas de mosquito del género Aedes. En la tabla 1, se muestra el
porcentaje de mortalidad de las larvas al someterlas a cinco concentraciones de cada extracto de planta.
Tabla 1. Mortalidad media de cinco concentraciones de tres extractos etanólicos vegetales contra larvas
de Aedes sp.
Material
Vegetal
Porcentaje de mortalidad de larvas según la concentración del extracto
0 mg/L
100 mg/L
1,000 mg/L
3,000 mg/L
Cucurbita
argyrosperma
0
3.3
23.3
90
Crotalaria
longirostrata
0
3.3
56.7
100
Capsicum
annuum
0
0.0
30
96.7
P á g i n a 9209
Se detectó efecto de la concentración sobre la mortalidad de larvas para los extractos de Cucurbita
argyrosperma (H = 14.93, p = 0.01), Crotalaria longirostrata (H = 16.33, p = 0.006) y Capsicum
annuum (H = 15.5, p = 0.008). En la tabla 2, se muestran las comparaciones no planeadas de Dunn entre
los tratamientos de los tres extractos vegetales.
Tabla 2. Comparaciones no planeadas de Dunn entre los efectos larvicidas de las concentraciones de
los extractos de Cucurbita argyrosperma, Crotalaria longirostrata y Capsicum annuum sobre larvas de
Aedes sp.
Comparación
Cucurbita
argyrosperma
Crotalaria
longirostrata
Capsicum annuum
P
p
p
100 mg - 1000 mg
0.211
0.109
0.097
100 mg - 2000 mg
0.035*
0.010**
0.014*
100 mg - 3000 mg
0.006**
0.005**
0.003**
100 mg - 500 mg
0.584
0.329
0.429
100 mg - Control
0.725
0.815
1.000
1000 mg - 2000 mg
0.390
0.329
0.429
1000 mg - 3000 mg
0.127
0.226
0.205
1000 mg - 500 mg
0.482
0.532
0.384
1000 mg - Control
0.109
0.066
0.097
2000 mg - 3000 mg
0.506
0.815
0.635
2000 mg - 500 mg
0.118
0.109
0.097
2000 mg - Control
0.014*
0.005**
0.014*
3000 mg - 500 mg
0.026*
0.066
0.033*
3000 mg - Control
0.002**
0.002**
0.003**
* p < 0.05, **p < 0.01
En cuanto a la LC50, C. longirostrata fue la especie que presentó mayor actividad larvicida con la menor
concentración del extracto etanólico (CL50=775 mg/L), seguida por Capsicum annuum (CL50=1,330
mg/L) y Cucurbita argyrosperma (CL50=1,525 mg/L).
Por otro lado, los tres extractos botánicos evaluados (a la LC50 determinada para las larvas) mostraron
también efecto adulticida. El extracto etanólico de Crotalaria longirostrata presentó mayor actividad
adulticida (Tabla 3).
P á g i n a 9210
Tabla 3. Efecto adulticida de los extractos etanólicos de ayote, chipilín y chile cobanero en mosquitos
Aedes sp, utilizando la CL50 determinada para las larvas.
Material
Concentración (mg/L)
del extracto
Mortalidad
de mosquitos Aedes
Cucurbita argyrosperma
1,525
62.7%
Crotalaria longirostrata
775
67.5%
Capsicum annuum
1,330
56.1%
Los datos sobre el efecto larvicida y adulticida contra mosquitos Aedes generados en la presente
investigación generan un interés práctico. Esto, debido a que los extractos fueron producidos a partir de
plantas nativas que se encuentran ampliamente disponibles en el agropaisaje de Guatemala, tanto de
forma silvestre como en cultivos de traspatio (Álvarez, 2020). La aplicación práctica de estos extractos
constituye una alternativa para el control de mosquitos y probablemente de otros grupos de insectos,
utilizando productos naturales y amigables con el medio ambiente, mejorando así las condiciones de
vida de las personas.
A nuestro entender, las publicaciones sobre el efecto larvicida de extractos de semillas de Cucurbita
argyrosperma, Crotalaria longirostrata y frutos de Capsicum annuum var annuum son prácticamente
inexistentes. Esto se explica porque son especies de uso cultural local en Guatemala y porque han
recibido poco interés como potenciales bioinsecticidas.
Se han descrito efectos larvicidas de extractos de otras cucurbitáceas como Cucurbita anguria que
mostró efectividad contra larvas de Aedes sp. a una concentración de 500 mg/L (Grubben & Denton,
2004) y Citrullus colocynthis que mostró actividad prometedora para inhibir la eclosión de adultos de
mosquitos vectores, incluyendo Aedes aegypti (Arivoli & Tennyson, 2011).
También se ha detectado efecto larvicida de extractos de hojas de Crotalaria palida contra mosquitos
Aedes aegypti, con una CL50 de 360 mg/L (Takagi et al., 2020), siendo esta menor que la observada
(774 mg/L) para el extracto de semilla de C. logirostrata en el presente estudio. En otro estudio se
determinó actividad insecticida de C. juncea contra Drosophila melanogaster (Peñaloza & Peláez,
2008). Esta actividad fue atribuida al alcaloide pirrolizidínico usaramina, que ha sido encontrado en
varias especies del género Crotalaria (Asres et al., 2004; Silva et al., 2009).
Por otro lado, Antonious y colaboradores (2007) reportaron efecto larvicida al asperjar extractos de
P á g i n a 9211
Capsicum annuum a larvas del gusano falso medidor (Trichoplusia ni) y concluyeron que los efectos
larvicidas podrían estar relacionados al metil ester del ácido pentadecanoico. Castillo-Sánchez y
colaboradores (2010) revisaron las publicaciones sobre efectos insecticidas de varias especies de chiles
y reportaron efectividad para los extractos de frutos de C. annuum, C. baccatum y C. frutescens. A
diferencia de lo reportado por Antonious y colaboradores (2007), estos efectos fueron atribuidos a la
presencia de capsaicinoides como la capsaicina, que es un compuesto común en frutos de chiles (Lu et
al., 2020; Xiang et al., 2021).
El dato publicado sobre CL50 más comparable con nuestro estudio para el caso del chile cobanero es el
de Rosado-Solano y colaboradores (2018) quienes reportaron actividad larvicida de extractos de
Capsicum chinense contra larvas del mosquito Culex quinquefasciatus, con una CL50 de 1,056 mg/L,
versus 1330 mg/L para chile cobanero contra larvas de Aedes sp.
Aunque los tres extractos de las tres especies evaluadas en el presente estudio fueron efectivos, las CL50
fueron mayores que las de extractos de otras especies vegetales que han mostrado mayor potencial como
insecticidas botánicos. Por ejemplo, el extracto de chipilín, que fue la que presentó mayor actividad
larvicida en el presente estudio (CL50 =775 mg/L), tendría que aplicarse en una concentración diez
veces mayor que la mostrada por plantas como Cymbopogon nardus, C. martinni, Eucalyptus globulus,
Lippia alba, L origanoides, Pelargonium graveolens, Salvia officinalis, Swinglea glutinosa, Thymus
vulgaris y Turnera diffusa cuya CL50 oscila entre 45 a 115 mg/L (Frota et al., 2021; Ríos et al., 2017).
A pesar de todo la adaptación y resistencia natural de las plantas evaluadas en el presente estudio podría
hacer que valga la pena el intentar su aplicación a nivel de campo.
En los últimos años, ha existido un creciente interés académico por la prospección de insecticidas
botánicos que puedan emplearse en diversos ámbitos prácticos (Isman, 2017; Pavela, 2016). Sin
embargo, los esfuerzos de aplicación práctica de los hallazgos científicos se han concentrado
principalmente en dos especies, el crisantemo y en el nim (Isman, 2020). Es necesario, por lo tanto, en
un futuro cercano, reducir los esfuerzos de búsqueda básica y aumentar los esfuerzos de aplicación
práctica de los hallazgos, principalmente en países en vías de desarrollo donde la agricultura de
subsistencia y la agricultura minifundista son socialmente las más importantes.
Por otro lado, hay cierta evidencia acumulada sobre la efectividad de la aplicación práctica de
P á g i n a 9212
insecticidas botánicos artesanales por parte de pequeños agricultores (Dougoud et al., 2019). Al
relacionar este conocimiento con los hallazgos del presente estudio se refuerza la idea de que el
campesino tiene posibilidad de fabricar artesanalmente insecticidas botánicos que pueda utilizar para
controlar las poblaciones de mosquitos transmisores de enfermedades, así como de otros insectos
causantes de enfermedades de cultivos vegetales y animales. Como se dijo al inicio de esta discusión,
las plantas evaluadas en la presente investigación son plantas ubicuas en Guatemala, adaptadas al
ambiente y de importancia cultural por lo que su aplicación potencial no encontraría mayor resistencia
por las comunidades rurales.
Finalmente, es necesario continuar con la investigación antes de recomendar los extractos de las plantas
evaluadas de forma masiva o a nivel de campo. Esto derivado a que el presente estudio se realizó en
condiciones de laboratorio y aún falta profundizar en aspectos como: otras partes de la planta, otros tipos
de extractos, formas de uso y almacenamiento, análisis de componentes químicos, análisis de costo
beneficio, de inocuidad y otros aspectos (Frota et al., 2021).
CONCLUSIONES
Los extractos etanólicos de Cucurbita argyrosperma, Crotalaria longirostrata y Capsicum annuum var
annuum evaluados en el presente estudio fueron efectivos, aunque las CL50 son mayores a las de otras
especies vegetales más eficientes como insecticidas botánicos.
El extracto etanólico de Crotalaria longirostrata presentó la mayor actividad larvicida y adulticida con
la menor concentración por lo que después de los análisis correspondientes podría constituir una
alternativa viable para el control de mosquitos de importancia en salud pública.
Es importante, sin embargo, verificar la inocuidad de los extractos evaluados y validar la efectividad y
aplicación práctica en condiciones de campo y eso incluye la capacitación de los campesinos, sobre
todo, de las comunidades mayas de Guatemala que son las que utilizan esas especies con fines culturales
y culinarios en su vida cotidiana.
AGRADECIMIENTOS
Esta investigación fue cofinanciada por la Dirección General de Investigación, Programa Universitario
de Investigación en Desarrollo Industrial, Universidad de San Carlos de Guatemala (Digi-Usac, 2021)
número de proyecto: DES2-2021
P á g i n a 9213
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