Eclosión de huevos de Cera titis capitata Wied. en función del pH de solucionesde electrolitos

M. MUÑIZ

Se han realizado experimentos para ver la influencia del pH de soluciones deelectrolitos sobre el avivamiento de huevos de Ceratiíis capitata Wied. Se deduceque los valores más altos de mortalidad se obtienen para pHs altos y muy bajos.Cuando la concentración de las soluciones es elevada, la toxicidad de los electrolitoses debida a su actividad química fundamentalmente, predominando su efecto sobre eldel pH de las mismas.

M. MUÑIZ.—Instituto Español de Entomología. C.S.I.C. Madrid

INTRODUCCIÓN

En la Tesis «Influencia de factores fí-sico-químicos en la eclosión de huevos deCeratitis capitata Wied. (Díptera: Trypeti-dae)» (MUÑIZ, 1976), se explicó que cuandolos huevos de este insecto se sometieron a laacción de diversos productos químicos de na-turaleza electrolítica, era la actividad mediamolal la unidad de dosis que mejor explicabala relación existente entre mortalidad y dosifi-cación, obteniendo una ecuación que deter-minaba, para concentraciones 4 molal de loselectrolitos utilizados, que conociendo la ac-tividad del producto, la mortalidad, expre-sada en unidades «probits», viene dada por

p = 4,5808 • am0,0463

Es ahora nuestro propósito considerar elestudio de la influencia del pH en la eclosiónde los huevos del citado insecto, puesto queigual que en el caso anterior no aparecen tra-bajos donde se estudie la influencia de estefactor en el desarrollo embrionario del huevo,y por otra parte se aportan así nuevos datosbásicos. Es conocido el pH de la hemolinfade diferentes órdenes de insectos como Lepi-doptera, Coleóptera y Orthoptera en que va-ría desde 6,35 a 6,64; de 6,50 a 7,14 y de 6,94a 7,15 respectivamente (FINK, 1927). Tam-bién se conoce la variación del pH según lasdistintas fases del desarrollo; concretamenteen Leptinotarsa decemlineata se encontróque el pH medio en las fases de huevo, larvay pupa variaba de 6,79 a 6,95; de 6,08 a 6,71 yde 6,42 a 6,72 respectivamente, entre los días1.° y 9.° (FINK, 1927).

MATERIAL Y MÉTODOS

De igual forma que en la Tesis menciona-da, el material experimental (huevos de Cera-titis) procede de poblaciones muy adaptadasa las condiciones de laboratorio, utilizándosetécnicas ya descritas (MUÑIZ, 1973).

Se prepararon las soluciones de electroli-tos, ajusfándolas aproximadamente a pHs1,4, 10 y 12, con el fin de tener conocimientode su efecto tóxico en la zona acida y alcali-na, utilizándose ácidos y bases con aniones ocationes comunes a los de las sales para nointroducir otros extraños que interfieran losresultados.

Debido a que de la observación directa delos resultados se deduce que la relación exis-

tente entre mortalidad y dosificación es detipo sigmoideo, los datos experimentales sesometieron a un análisis estadístico de probits(GIL y MUÑIZ., 1975), resultando que detodas las unidades de dosis utilizadas es conla molalidad con la que se obtienen valoresmás altos del coeficiente de correlación, engeneral, no pudiendo incluirse la actividadmedia molal, que ya se explicó es la más idó-nea (MUÑIZ, 1976), por no estar medidos loscorrespondientes coeficientes a pHs distintosde los que proporcionan las soluciones deelectrolitos por sí mismas.

Los resultados al pH que dan estas solu-ciones ya se discutieron entonces (MUÑIZ,

1976), pero se incluyen aquí también para ob-servar la variación de toxicidad en una gama

Fig. 1.—Variación de la mortalidad corregida en huevos de Ceratitis capitata Wied. con el pH de diferentessoluciones de Cloruro de litio.

más amplia de pHs. Esos valores figuran en-tre paréntesis, refiriéndose siempre a pHsmedios (pH).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En primer lugar se prepararon disolucionesde Cloruro de Litio con pHs medios de 0,96;4,00; (5,73); 10,37 y 12,55. De los resultadosexperimentales se observa que, en general, lassoluciones que presentan pH muy ácido o al-calino son las más tóxicas (Fig. 1), siéndolomás estas últimas, lo que es comprensible sitenemos en cuenta que el huevo es puestopor la hembra en el interior de las frutas

cuando éstas presentan un grado de acidezdel orden de 4 o incluso menor. Lógicamente,si las concentraciones son elevadas, las dife-rencias de toxicidad no son tan acusadaspuesto que, como ya se vio en el trabajo an-terior, la actividad del producto ejerce unefecto letal elevado.

Con Cloruro sódico se obtuvieron pHs de1,02; 4,01; (5,79); 10,66 y 12,78. Los resulta-dos (Fig. 2), muestran que el efecto es infe-rior al del CILi, obteniéndose niveles de mor-talidad menores para concentraciones más al-tas. Sin embargo, también se observan efec-tos letales más acusados en la zona muyacida y alcalina y tanto más elevados cuantomás alto es el pH.

Fig. 2.—Variación de la mortalidad corregida en huevos de Ceratitis capitata Wied. con el pH de diferentessoluciones de Cloruro sódico.

Fig. 3.—Variación de la mortalidad corregida en huevos de Ceratitis capitata Wied. con el pH de diferentessoluciones de Cloruro potásico.

El Cloruro potásico, el menos soluble delos cloruros, proporciona valores relativa-mente bajos de mortalidad (Fig. 3), a pesar deque se ensayaron disoluciones también muyalcalinas con pH 12,00 y muy acidas (pH1,21):

Por último sólo pudieron prepararse solu-ciones en la zona acida con Cl2Ca (pH 0,99 y4,09) debido a la escasísima solubilidad del

hidróxido calcico. También ocurre aquí loque hemos comentado para los demás cloru-ros, o sea, que el cambio en los índices demortalidad es muy brusco cuando se pasa dela zona acida a la alcalina, siendo mucho máselevados cuando se consideran concentracio-nes elevadas. En este caso, las soluciones al-calinas que se obtuvieron se refieren a las delproducto únicamente, que dieron pH 8,26(Fig. 4).

Fig. 4.—Variación de la mortalidad corregida en huevos de Ceratitis capitata Wied. con el pH de diferentessoluciones de Cloruro calcio.

Resumiendo, este primer grupo de clorurosse caracteriza porque el pH de sus disolucio-nes influye notablemente en la eclosión de loshuevos del insecto en estudio, de forma quese observa un rápido aumento en la mortali-dad cuando se les somete a un medio muyácido o alcalino ¿ siendo aquélla mucho másacusada en la zona de pH elevado.

A continuación se prepararon soluciones

de nitratos de litio, sodio, potasio y calcio,siguiendo la misma línea de investigación quecon los cloruros.

El Nitrato de litio muestra diferencias acu-sadas de toxicidad con el pH, sólo cuando seconsideran disoluciones muy alcalinas (pH12,27), puesto que en los demás casos per-manece invariable prácticamente (Fig. 5). Esdigno de mencionar el hecho de que basta

Fig. 5.—Variación de la mortalidad corregida en huevos de Ceratitis capitata Wied. con el pH de diferentessoluciones de Nitrato de litio.

una concentración 1,26 m. para producir mor-talidades que varían desde aproximadamenteel 30% con soluciones de pH 1,03; 3,97;(5,74) y 10,19, hasta casi el 100 % cuando seutilizan soluciones de pH 12,27; como ocurríaantes tales diferencias se hacen menores amedida que la concentración aumenta.

Con NO3Na es necesario utilizar niveles deconcentración más alta para obtener porcen-

tajes de mortalidad equivalentes a los conse-guidos en el caso anterior con pHs del mismoorden; es decir, 1,27; 3,92; (5,70); 10,55 y12,63, lo que indica su menor acción tóxica.También hemos de señalar que sólo a pHmuy alcalino es cuando la mortalidad es signi-ficativamente elevada (Fig. 6).

Respecto al Nitrato potásico ocurre igualque con C1K puesto que incluso las solucio-

nes muy alcalinas (pH 12,00) dan mortalida-des francamente bajas, aunque superiores alas que se obtienen con las demás (Fig. 7).

El Nitrato calcico, debido a la escasa solu-bilidad del hidróxido de calcio, sólo pudo ex-perimentarse en la zona acida. La variaciónde la mortalidad con el pH es prácticamentenula debiéndose la observada al efecto de lasal en sí (Fig. 8).

Posteriormente se realizaron los mismosexperimentos con sulfatos de litio, sodio ypotasio, obteniéndose resultados análogos enlíneas generales a los descritos hasta ahora.

Las disoluciones de Sulfato de litio mues-tran acciones tóxicas muy acusadas a pH12,32 aun a bajas concentraciones, mientrasque, aunque existen diferencias de pH deocho unidades, los valores de la mortalidadno son significativamente diferentes en gene-ral (Fig. 9).

Con Sulfato sódico ocurre lo mismo, perose alcanzan porcentajes de mortalidad máspequeños a pHs semejantes, demostrándoseasí el menor efecto letal de este producto.Sólo con altas concentraciones y valores ele-vados del pH, la mortalidad es realmente

Fig. 9.—Variación de la mortalidad corregida en huevos de Ceratitis capitata Wied. con el pH de diferentessoluciones de Sulfato de litio.

acusada, aunque siempre inferior que conS04LÍ2 (Fig. 10).

El Sulfato potásico es el menos soluble deeste grupo, por lo que sólo se pudo alcanzarun 13,61 % de mortalidad con soluciones0,78 m. ypH 11,98 (Fig. 11).

Por último, se realizaron experimentos pa-ralelos con Acetato sódico, para lo que seajustaron las soluciones preparadas a pHs4,95; 9,26; 12,24 y 13,03, resultando que en lazona comprendida entre pH 9,26 y 12,24 seobservan los menores índices de mortalidad

para una concentración determinada, mien-tras que a pH 4,95 y 13,03 se dan los mayo-res, y siempre más altos a pH 4,95. Estecompuesto sigue, pues, una tendencia contra-ria a la de los demás electrolitos ensayados,lo que posiblemente se explique por su menordisociación, ocupando un lugar intermedio encuanto a su naturaleza electrolítica; de todasformas, no es posible, utilizando ácido acético,conseguir soluciones de pH inferior, con lasque tal vez se alcanzasen valores más altosde la mortalidad (Fig. 12).

Fig. 10.—Variación de la mortalidad corregida en huevos de Ceratitis capitata Wied. con el pH de diferentessoluciones de Sulfato sódico.

Todo lo expuesto anteriormente se refierea las observaciones directas de los resulta-dos. En el capítulo Material y métodos se ex-plicó que a la vista de los resultados obteni-dos y considerando la relación de tipo sigmoi-deo entre mortalidad y dosis se sometieronlos datos experimentales a un análisis estadís-tico de probits (Cuadro 1).

Para el Cloruro de litio a pHs 0,%; 4,00;

(5,73); 10,37 y 12,55, las ecuaciones de pro-bits indican su carácter altamente tóxico. Lascorrelaciones son muy altas en todos los ca-sos, excepto para pH 10,37, precisamentecuando la sal presenta menor acción letal.Observando los valores de las D90 se deduceclaramente lo que ya se comentó al principiode este capítulo, o sea, se confirma que a pHsmuy ácidos y alcalinos la mortalidad es más

elevada, pero ésta, a su vez, es mucho mayoren la región fuertemente alcalina. (Para obte-ner el 90 % de mortalidad en la población serequiere una concentración 4,08 m. a píí0,96, mientras que a pH 12,55 basta con quesea 0,60 m.) En todos los casos los interva-los de confianza de las DL^, son pequeños, loque indica que están bien determinadas.

Con soluciones de Cloruro sódico, a pHs1,02; 4,01; (5,79); 10,66 y 12,78 es decir, muyanálogas a las de CILi, ocurre prácticamenteigual en cuanto al comentario de toxicidadpor zonas de pH, pero los valores de las DLgo

demuestran un menor efecto letal en esteproducto, considerando pHs semejantes, con laúnica excepción de las soluciones a pH - 10.También, en este caso, las altas correla-ciones obtenidas entre los probits observadosy las dosis logarítmicas, así como el hecho deque los intervalos de confianza sean peque-ños, son prueba de que las ecuaciones repre-sentan objetivamente a los resultados expe-rimentales.

Para la zona de concentraciones que hapodido experimentarse, con CIK se confirma,mediante este análisis estadístico, su menor

Fig. 11.—Variación de la mortalidad corregida en huevos de Ceratitis capitata Wied. con el pH de diferentessoluciones de Sulfato potásico.

acción tóxica sobre los huevos de Ceratitis,incluso en la región de pH elevado, requi-riéndose soluciones muy concentradas paraobtener el 90 % de mortalidad, siempre sobrela base de las ecuaciones de probits obteni-das, puesto que en la práctica nunca se puedealcanzar ese nivel ya que la pequeña solubili-dad del producto no lo permite, siendo nece-saria la extrapolación; sin embargo, se obser-van buenas correlaciones y relativamente pe-queños los intervalos de confianza de laDLJO, lo que evidencia la correcta aplicacióndel análisis. Su acción tóxica es considerable.

Con Cl2Ca podemos decir que es el más tó-xico de todos al pH que proporcionan sus

disoluciones acuosas (8,26), mientras que enla zona muy acida (pH 0,99) es el menor y enla de pH 4 lo es más que el de potasio y me-nos que el de litio; tanto los parámetros de lasecuaciones como las Dl^ están bien determi-nados.

Pasando al grupo de nitratos, el de litio seobserva que es un compuesto tóxico, sobretodo en la zona alcalina, existiendo grandesdiferencias según el pH de las soluciones uti-lizadas, con D^o que varían desde 4,65 m.para pH 5,74 hasta 0,83 m. para pH 12,27.

El Nitrato sódico es bastante menos letalque el anterior a pHs semejantes, mantenién-dose, excepto para pH 5,70, que a medida

Fig. 12.—Variación de la mortalidad corregida en huevos de Ceratitis capitata Wied. con el pH de diferentessolucionde Acetatao sódico.

CUADRO I.—Análisis de probits en huevos de Ceratitis capitata (Wied.) tratados con diversas soluciones mola-Íes de productos químicos a diferentes pHs.

Y = Probit correspondiente a una determinada dosis logarítmica X; X = logio m siendo im la molalidad de lasolución; Yo bs = Probit observado; n = número de grados de libertad; DUw es la dosis necesaria para producir el90 % de mortalidad en la población llamada dosis letal al 90 %; r = coeficiente de correlación lineal; *significa-tivo al 95 %; **significativo al 99 % según las tablas de correlación (FISHER, R. A. y YATES, F., 1963).

que aumenta el pH,la toxicidad es mayor y,como en los demás casos comentados, las so-luciones muy alcalinas son las que presentanmayor efecto letal.

En cuanto al Nitrato potásico hemos desubrayar lo que ya se explicó con el cloruro,puesto que ocupa el último lugar en la escalade toxicidad de los nitratos, requiriéndose so-luciones altamente concentradas incluso en lazona muy alcalina. (0,83.103 m. para pH12,00 obtenida por extrapolación). Por estarazón, las ecuaciones de probits vienen afec-tadas de errores muy grandes en generalsiendo relativamente bajos los coeficientes decorrelación y muy amplios los intervalos deconfianza de las DI^Q.

El Nitrato calcico muestra una toxicidadsuperior a las de NO3Na y NO3K e inferior ala de NO3Li, considerando que sólo han po-dido prepararse soluciones acidas como ya seexplicó. Las correlaciones son buenas y losintervalos de confianza de las DL^ pequeños.

Para el grupo de sulfatos, el de litio es al-tamente tóxico a pH 12,32 en que su efectoletal es incluso superior al del nitrato de litio.Para las demás zonas de pH su toxicidad esbaja; de ahí que las ecuaciones no pueden de-terminarse bien en todos los casos, siendopoco elevados los valores de r y muy amplioslos intervalos de confianza.

Con los sulfatos de sodio y potasio se al-canzan niveles de mortalidad muy bajos,aunque hemos de señalar que a pH 12,81 elSO4Na2 muestra una toxicidad moderada, delorden de la del CINa a igual pH prácticamen-te. El sulfato potásico es el menos tóxico detodos los productos utilizados a pHs 1,67;3,93; (6,58); 10,13 y 11,98. La informaciónque se obtiene del análisis de probits, en estecaso viene afectada de errores considerables,no existiendo prácticamente correlación entrelos probits observados y las dosis logarítmi-cas ni pudiendo determinarse los valores de

las DI^o cuando se tienen en cuenta solucio-nes a pH 1,67 y 3,93. En los demás casos lasecuaciones sí quedan bien determinadas ex-cepto a pH 10,13, deduciéndose de los enor-mes valores de las DL^ la escasísima accióntóxica del producto.

Por último, de los resultados obtenidos conAcNa, CO3Na2 y urea se deduce, tras realizareste análisis, que con el primero, si se com-para su toxicidad con la de cualquier otroproducto a pH equivalente a 4,95 es el que davalores más altos. A los demás pHs su toxi-cidad es intermedia. Para CÜ3Na2 muestra to-xicidad baja al pH que da al producto sólo(11,49), no alcanzándose el 50% de mortali-dad aún a concentraciones superiores a 2 m.

Con Urea fue posible preparar solucioneshasta 15 m. lo que explica que se hayan obte-nido a este nivel efectos letales superiores al95 %, siendo el pH de aquéllas de 8,49.

CONCLUSIONES

De los resultados que se han comentadodeducimos que, en todos los casos, la toxici-dad de los productos utilizados es tanto máselevada cuanto más alto es el pH de sus diso-luciones, excepto para pHs muy bajos, delorden de 1. Cuando las concentraciones sonelevadas, las diferencias de toxicidad sonmenores, lo que indica que el efecto letal de-bido a la actividad química de los electrolitosa esas concentraciones es superior al que seobtiene por el pH en sí; es decir, que cuandoel medio que se considera es una disoluciónaltamente concentrada de un electrolito so-lamente, la toxicidad ocasionada en los hue-vos de Ceratitis es debida fundamentalmentea su actividad química (MUÑIZ, 1976), pre-dominando este hecho cuando se añade al ci-tado medio un ácido o una base para obtenerel pH deseado, quedando enmascarado elefecto que éste ocasiona aisladamente.

AGRADECIMIENTOS

Deseo expresar mi agradecimiento al Dr.J. M.a REY ARNÁIZ por las orientaciones y co-

laboración que han hecho posible la realiza-ción de este trabajo. Igualmente a las Srtas.ISABEL MARCOS GILARANZ y MERCEDES

HITADO MORALES por su valiosa colaboración.

ABSTRACT

MUÑIZ, M. 1976.—Eclosión de huevos de Ceratitis capitatn Wied, en función del pHde soluciones de electrolitos. Bol. Ser. Plagas 2. 55-71.

Experiments have been carried out to see the influence of the pH of electrolytessolutions on egg hatching in Ceratitis capitata Wied. It is deduced that for high andvery low values of this factor, there is an evident toxic effect. When the solutionsconcentration is high, the electrolytes toxicity is mainly due to their chemical activi-ty, outweighing its effect to that of the ph.

REFERENCIAS

FINK, D. E. 1927: Applications of pH studies. Ann. Ent.Soc. Amer,, 20: 503-512.

FISHER, R. A. y YATES, T. 1963: Tablas estadísticas parainvestigadores científicos; p. 64. 3.a ed., Aguilar.

GIL, A. y MUÑIZ, M. 1975: Aplicación del método demáxima verosimilitud al análisis cuantal. Ann. INIA-Ser. General/ n.3; 165-186.

MUÑIZ, M. 1973: Influencia de la presión osmótica en laeclosión de los huevos de Dacus olae y Ceratitis ca-pitata. Bol. R. Soc. Española de Hist. Nat. (Biol.),71: 155-166.

MUÑIZ, M. 1976: Influencia de factores físico-químicosen la eclosión de huevos de Ceratitis capitata Wied.(Díptera: Trypetidae). Tesis Doctoral. UniversidadComplutense. Madrid.

Aparato utilizado para filtrar los huevos. Conjunto de placas y matraces utilizadas en los experi-mentos.

Placa Petri conteniendo los huevos para la observación desu eclosión.

Huevo mostrando la zona de eclosión (izq.)-Larva emergiendo del huevo (dcha.).