Toxicidade de bioinsumos em organismos não-alvo: uma revisão sistemática
Beatriz El-Tayar[1]
Sandra Maria Maziero[2]
Paola Mendes Milanesi[3]
Denise Cargnelutti[4]
Resumo
O uso de bioinsumos tem se destacado como alternativa sustentável aos pesticidas sintéticos, especialmente diante da necessidade de reduzir impactos ambientais e riscos à saúde humana associados ao uso intensivo de agrotóxicos. Esses produtos, obtidos de microrganismos, extratos vegetais e nanotecnologias, apresentam potencial no controle de pragas e doenças agrícolas. Entretanto, a ideia de que compostos naturais são intrinsecamente seguros vem sendo contestada por estudos que demonstram efeitos ecotoxicológicos em organismos não-alvo, incluindo microcrustáceos, peixes, polinizadores, inimigos naturais e organismos do solo. Nesse contexto, o objetivo deste estudo foi realizar uma revisão sistemática da literatura sobre os efeitos toxicológicos de bioinsumos em organismos não-alvo, visando avaliar sua segurança ambiental e potencial de uso sustentável na agricultura. A pesquisa foi conduzida por meio de buscas em bases de dados nacionais e internacionais, sendo selecionados estudos experimentais publicados entre 2015 e 2025. Foram analisados 22 estudos envolvendo bioinsumos de origem vegetal, microbiana e nanotecnológica. Os resultados demonstraram que muitos bioinsumos apresentam elevada eficácia e maior seletividade em relação aos agrotóxicos convencionais, porém diversos compostos induziram efeitos subletais em organismos não-alvo, incluindo estresse oxidativo, alterações fisiológicas, histopatológicas, imunológicas e comportamentais, além de impactos sobre microbiota e comunidades microbianas. Organismos aquáticos, especialmente Daphnia magna e Danio rerio, destacaram-se entre os mais sensíveis. Conclui-se que os bioinsumos representam ferramentas promissoras para a agricultura sustentável; contudo, sua segurança ambiental depende da formulação, dose, modo de aplicação e sensibilidade dos organismos expostos, tornando essenciais avaliações ecotoxicológicas e estudos sobre efeitos crônicos e subletais.
Palavras-chave: Ecotoxicologia; Efeitos subletais; Organismos benéficos; Segurança ambiental; Sustentabilidade agrícola.
Toxicity of bioinputs on non-target organisms: a systematic review
Abstract
The use of bioinputs has emerged as a sustainable alternative to synthetic pesticides, especially given the need to reduce environmental impacts and human health risks associated with the intensive use of pesticides. These products, derived from microorganisms, plant extracts, and nanotechnologies, have shown potential for controlling agricultural pests and diseases. However, the idea that natural compounds are intrinsically safe has been challenged by studies demonstrating ecotoxicological effects on non-target organisms, including microcrustaceans, fish, pollinators, natural enemies, and soil organisms. In this context, the aim of this study was to conduct a systematic literature review on the toxicological effects of bioinputs on non-target organisms, in order to evaluate their environmental safety and potential for sustainable agricultural use. The research was carried out through searches in national and international databases, selecting experimental studies published between 2015 and 2025. A total of 22 studies involving plant-, microbial-, and nanotechnology-based bioinputs were analyzed. The results demonstrated that many bioinputs exhibit high efficacy and greater selectivity compared with conventional pesticides; however, several compounds induced sublethal effects on non-target organisms, including oxidative stress, physiological, histopathological, immunological, and behavioral alterations, as well as impacts on microbiota and microbial communities. Aquatic organisms, especially Daphnia magna and Danio rerio, were among the most sensitive. It is concluded that bioinputs represent promising tools for sustainable agriculture; however, their environmental safety depends on formulation, dose, application method, and organism sensitivity, making ecotoxicological assessments and studies on chronic and sublethal effects essential.
Keywords: Ecotoxicology; Sublethal effects; Beneficial organisms; Environmental safety; Agricultural sustainability.
1 Introdução
O uso de bioinsumos na agricultura tem ganhado destaque como alternativa sustentável aos agrotóxicos, impulsionado pela crescente preocupação com os impactos ambientais e os riscos à saúde humana decorrentes de seu uso intensivo (Zhou et al., 2025). Esses produtos, obtidos a partir de microrganismos, extratos de vegetais, metabólitos secundários ou materiais naturais modificados, têm sido amplamente investigados por sua capacidade de controlar pragas e doenças agrícolas com menor toxicidade aparente e maior compatibilidade ecológica (Assefa et al., 2026; Conti et al., 2026; Corrêa et al., 2025). Entre as principais vantagens associadas ao uso de bioinsumos, destacam-se sua biodegradabilidade, baixa persistência ambiental e reduzida bioacumulação, características que reforçam o discurso de sustentabilidade e segurança ambiental.
Entretanto, a ideia de que o “natural” é sinônimo de “seguro” tem sido contestada por um crescente conjunto de evidências científicas (Soares et al., 2026). Diversos compostos de origem biológica apresentam efeitos tóxicos significativos sobre organismos não-alvo, afetando desde microrganismos do solo (Barbosa et al., 2025) até polinizadores (Lima et al., 2024; Xavier et al., 2015), peixes e predadores naturais de pragas (Lisi et al., 2025). Esses impactos podem se manifestar de forma aguda ou subletal, provocando alterações fisiológicas, comportamentais, reprodutivas e genotóxicas, que comprometem funções ecológicas essenciais e a estabilidade dos ecossistemas agrícolas (Mariano et al., 2021; Soares et al., 2026)
Diversos estudos têm evidenciado que, embora bioinsumos de origem vegetal, microbiana e nanotecnológica apresentem elevada eficiência no controle de pragas, esses compostos também podem causar efeitos adversos em organismos ecologicamente relevantes, incluindo peixes, microcrustáceos, polinizadores e inimigos naturais (Conti et al., 2026; Gostin; Popescu, 2023; Karaoğlan et al., 2024). Em muitos casos, os efeitos observados incluem alterações fisiológicas, bioquímicas, comportamentais e imunológicas, além de impactos sobre microbiota e processos ecológicos essenciais.
A crescente incorporação de nanotecnologias às formulações de bioinsumos também tem ampliado as discussões sobre estabilidade, biodisponibilidade e persistência ambiental desses compostos. Embora a nanoencapsulação possa aumentar a eficiência agronômica e reduzir a degradação dos compostos ativos, alterações no tamanho das partículas e na dinâmica ambiental podem modificar o perfil toxicológico das formulações, podendo potencializar riscos ecotoxicológicos em organismos aquáticos e terrestres (Devasena et al., 2022; Ridoy; Supto, 2026).
Essa variabilidade reforça a importância da avaliação ecotoxicológica de cada composto de forma individualizada, levando em conta a sensibilidade dos organismos, o tipo de formulação e as condições ambientais (Pavela, 2016). Apesar do crescimento das pesquisas na área, ainda existem lacunas relacionadas à padronização metodológica dos ensaios ecotoxicológicos, aos efeitos subletais e crônicos e aos impactos sobre múltiplos níveis tróficos e comunidades microbianas.
Assim, o objetivo do presente estudo foi realizar uma revisão sistemática da literatura publicada entre 2015 e 2025 sobre os efeitos toxicológicos de bioinsumos em organismos não-alvo, visando avaliar sua segurança ambiental e seu potencial de uso sustentável na agricultura. A busca e análise dos estudos foram conduzidas no ano de 2026.
2 Metodologia
A busca bibliográfica foi conduzida nas bases de dados científicas internacionais Web of Science e Scopus, ambas acessadas por meio do portal Periódicos CAPES (Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior), utilizando o sistema de autenticação CAFe (Comunidade Acadêmica Federada). A estratégia de busca foi composta pelas palavras-chave “bioinputs”, “toxicity”, “non-target organisms”, “biofertilizers”, “biofungicides”, “biopesticides”, combinadas pelos operadores booleanos “AND” e “OR”. Para as buscas foram formadas as seguintes combinações de palavras-chave associadas aos operadores booleanos: (“bioinputs” AND “toxicity” AND “non-target organisms”) OR (“biofertilizers” AND “toxicity” AND “non-target organisms”) OR (“biofungicides” AND “toxicity” AND “non-target organisms”) OR (“biopesticides” AND “toxicity” AND “non-target organisms”). Também foi aplicado um filtro de intervalo de data “últimos 10 anos” visando selecionar estudos mais recentes.
Após a etapa de busca, os registros foram exportados no formato BibTeX, respeitando os limites máximos de exportação de cada base, 500 registros para a Web of Science e 2000 registros para a Scopus. Os arquivos resultantes, nomeados “savedrecs.bib” (Web of Science) e “scopus.bib” (Scopus), foram armazenados e organizados para posterior processamento bibliográfico. A integração e análise dos registros obtidos foram conduzidas no software R versão 4.5.2, utilizando o pacote Bibliometrix, que permitiu a importação, integração e organização dos registros para posterior triagem e análise. Essa etapa possibilitou a triagem e extração sistemática das informações relevantes para a revisão. Posteriormente, os documentos extraídos foram avaliados seguindo critérios previamente estabelecidos para assegurar a consistência e a pertinência dos estudos selecionados. O processo ocorreu em três etapas sequenciais. Primeiramente foi realizada a leitura dos títulos, com o objetivo de identificar trabalhos potencialmente alinhados aos critérios de inclusão. Em seguida, a leitura dos resumos, para verificar a presença de análises envolvendo bioinsumos e efeitos toxicológicos e ecotoxicológicos em organismos não-alvo. Por fim, a leitura integral dos textos, destinada à confirmação da metodologia experimental, da mensuração das variáveis e da adequação dos objetivos à temática proposta.
A busca inicial nas bases de dados resultou em um total de 221 registros bibliográficos, sendo 102 da Web of Science e 119 da Scopus, considerando artigos originais, artigos de revisão e capítulos de livro. Após a exportação em formato BibTeX e o processamento no software R com o pacote Bibliometrix, foi gerado um banco consolidado contendo 103 registros únicos, já com a remoção automática de registros duplicados. Esses registros foram utilizados para caracterização inicial da produção científica sobre o tema. Posteriormente, os estudos foram submetidos à triagem qualitativa para composição da revisão sistemática.
Foram considerados elegíveis os artigos originais que apresentavam dados experimentais sobre a toxicidade de bioinsumos em organismos não-alvo e que estavam disponíveis em texto completo, seja em acesso aberto, seja por meio do portal CAPES. Foram excluídos trabalhos de revisão, estudos teóricos sem experimentação e pesquisas envolvendo contaminantes distintos de bioinsumos ou que não apresentassem avaliação ecotoxicológica experimental em organismos não-alvo.
Os 103 registros bibliográficos únicos foram submetidos à triagem com base nos critérios de elegibilidade definidos. Como resultado, vinte e dois estudos experimentais publicados nos últimos dez anos atenderam aos critérios de elegibilidade e foram incluídos nesta revisão sistemática. Os estudos selecionados foram organizados no Quadro 1, contendo informações sobre os organismos avaliados, o tipo de bioinsumo utilizado, o delineamento experimental, os principais resultados obtidos e as respectivas referências.
3 Resultados e Discussão
O estudo temporal das fontes científicas que abordaram a toxicidade de bioinsumos em organismos não-alvo, revelou um aumento expressivo do interesse científico ao longo da última década. A partir de 2017, observou-se um crescimento contínuo no número de publicações, refletindo a intensificação do uso desses insumos na agricultura moderna e a necessidade de avaliar seus riscos ambientais (Karaoğlan et al., 2024; Sacco et al., 2025; Turchen et al., 2020). Conforme evidenciado na Figura 1, considerando os 103 registros identificados na busca bibliográfica, periódicos de escopo ambiental e ecotoxicológico, como Chemosphere e Pest Management Science, Plants-Basel, Ecotoxicology and Environmental Safety e Science of the Total Environment passaram a concentrar parte significativa dessas publicações, indicando uma mudança no enfoque da literatura científica para avaliações mais críticas e integradas do impacto ambiental dos bioinsumos (Karaoğlan et al., 2024).
Figura 1. Evolução temporal da produção científica por periódicos sobre toxicidade de bioinsumos em organismos não-alvo.

Fonte: Autores.
O aumento da produção científica em periódicos tradicionalmente associados à avaliação de risco ambiental sugere que a origem biológica dos insumos deixou de ser considerada sinônimo de segurança ecológica (Karaoğlan et al., 2024; Turchen et al., 2020). Paralelamente, a presença de periódicos voltados à produção agrícola, como Industrial Crops and Products, evidencia o esforço em conciliar eficiência agronômica com sustentabilidade ambiental (de Souza et al., 2024; Modafferi et al., 2024). Essa convergência temática indica a maturação do debate científico, no qual os bioinsumos passam a ser analisados de forma crítica, considerando não apenas sua eficácia no controle de pragas, mas também seus efeitos colaterais sobre organismos não-alvo e serviços ecossistêmicos (Machado et al., 2025).
Entre os bioinsumos de origem vegetal, óleos essenciais e extratos botânicos destacam-se por apresentarem elevada variabilidade nos perfis ecotoxicológicos, em função de sua composição química complexa (Machado et al., 2025). Compostos presentes em óleos essenciais, como os constituintes de Mentha spicata, Eucalyptus citriodora, Allium sativum e Syzygium aromaticum, demonstraram elevada atividade inseticida e larvicida, mas também foram associados à indução de estresse oxidativo, alterações em biomarcadores antioxidantes e efeitos fisiológicos em espécies expostas, inclusive em concentrações consideradas ambientalmente relevantes (Amaral et al., 2024; Diogo; Antunes; Rodrigues, 2023; Unni et al., 2024). Esses achados reforçam que a ausência de toxicidade letal imediata, caracterizada pela mortalidade aguda após curtos períodos de exposição, não implica ausência de efeitos subletais e crônicos, manifestados por alterações fisiológicas, bioquímicas, comportamentais e reprodutivas (Amaral et al., 2024). Tais efeitos, embora não resultem em mortalidade instantânea, podem comprometer funções ecológicas essenciais e processos ambientais ao longo do tempo, especialmente sob condições de exposição repetida (Dhaouadi et al., 2024; Machado et al., 2025; Sacco et al., 2025).
A análise integrada dos 22 estudos revelou um panorama heterogêneo sobre os efeitos toxicológicos dos bioinsumos. Embora muitos desses produtos sejam promovidos como alternativas mais seguras e ambientalmente sustentáveis aos agrotóxicos, as evidências apontam que sua segurança depende de múltiplos fatores, tais como tipo de composto, concentração, tempo de exposição, organismo testado e condições ambientais. Os resultados demonstram que a seletividade ecológica dos bioinsumos é relativa e dependente do contexto de exposição, não podendo ser generalizada apenas com base na origem biológica dos compostos. Além da mortalidade aguda, diversos estudos relataram efeitos subletais importantes, incluindo alterações bioquímicas (Diogo; Antunes; Rodrigues, 2023; Amaral et al., 2024), imunológicas (Planelló et al., 2024; Yuan et al., 2025), comportamentais (da Silva et al., 2018), reprodutivas (Amaral et al., 2024) e histopatológicas (Mariano et al., 2021), demonstrando que a ausência de mortalidade imediata não necessariamente indica segurança ecológica dos bioinsumos.
Embora os bioinsumos de origem vegetal apresentem elevada eficácia no controle de pragas, seus efeitos sobre organismos não-alvo podem variar conforme a dose e a formulação empregada. Compostos presentes nos bioinsumos avaliados, como os constituintes dos óleos essenciais de Mentha spicata, Eucalyptus citriodora, Allium sativum e Syzygium aromaticum, demonstraram elevada atividade inseticida e larvicida, mas também foram associados a alterações fisiológicas e bioquímicas em organismos não-alvo, incluindo estresse oxidativo, alterações em biomarcadores antioxidantes e efeitos intestinais (Amaral et al., 2024; Diogo; Antunes; Rodrigues, 2023; Modafferi et al., 2025b; Unni et al., 2024). Esses efeitos incluíram alterações em biomarcadores antioxidantes, aumento do estresse oxidativo, peroxidação lipídica, neurotoxicidade e mudanças no comportamento natatório e na sobrevivência de organismos não-alvo, indicando impactos subletais capazes de comprometer funções fisiológicas e ecológicas de espécies benéficas.
Em alguns casos, também foram observadas alterações em vias hormonais e mecanismos de detoxificação celular. A exposição à 2-dodecanona, por exemplo, modificou a expressão de genes relacionados à sinalização hormonal e ao estresse celular em insetos benéficos não-alvo, sugerindo potencial interferência endócrina mesmo na ausência de efeitos letais imediatos (Planelló et al., 2024). A sensibilidade dos organismos aquáticos, tais como Daphnia magna e Danio rerio, também foi evidente em testes de toxicidade aguda (Dhaouadi et al., 2024; Diogo; Antunes; Rodrigues, 2023; Pino-Otín et al., 2019a) demonstrando que até compostos de origem natural podem apresentar risco quando aplicados de forma inadequada.
Efeitos ecotoxicológicos também foram observados em organismos terrestres do solo, incluindo minhocas, colêmbolos e nematoides, nos quais foram registrados redução da reprodução, alterações comportamentais, toxicidade aguda e impactos sobre a estrutura das comunidades edáficas (Chelinho et al., 2017; Dinesh-Kumar et al., 2018; Pino-Otín et al., 2019c; Pino-Otín et al., 2019b). Esses resultados reforçam a necessidade de considerar diferentes compartimentos ambientais nas avaliações de segurança dos bioinsumos.
A toxicidade dos bioinsumos também variou conforme a via e o método de exposição. Estudos com exposição direta por contato, ingestão ou aplicação tópica relataram maiores impactos biológicos em organismos não-alvo, incluindo aumento da mortalidade, alterações fisiológicas e danos celulares, quando comparados a exposições indiretas ou residuais (Modafferi et al., 2025a; Scudeler et al., 2016; Vieira et al., 2024). Esses resultados indicam que a forma de aplicação em campo pode influenciar significativamente o potencial de contaminação ambiental e os efeitos ecotoxicológicos dos bioinsumos.
Além dos efeitos fisiológicos observados em organismos individuais, alguns estudos demonstraram que os bioinsumos também podem alterar comunidades microbianas e processos ecológicos fundamentais. Alterações na microbiota intestinal, redução da atividade fisiológica bacteriana do solo, mudanças na degradação de substratos de carbono e impactos sobre comunidades de nematoides foram relatados após exposição a hidrolatos vegetais, bioinseticidas microbianos e nanoformulações (Chelinho et al., 2017; Gutierrez-Villagomez et al., 2021; Machado et al., 2025; Modafferi et al., 2025b; Pino-Otín et al., 2019a; Pino-Otín et al., 2019c; Pino-Otín et al., 2019b). Esses resultados sugerem que os efeitos ecotoxicológicos dos bioinsumos podem extrapolar os níveis individuais e interferir em processos ecológicos importantes para o equilíbrio dos ecossistemas.
Além das características biológicas dos organismos expostos, fatores ambientais e físico-químicos também podem influenciar a persistência, estabilidade e biodisponibilidade dos bioinsumos no ambiente, modificando sua toxicidade potencial e distribuição nos diferentes compartimentos ecológicos. Nos bioinseticidas microbianos, formulações à base de Bacillus thuringiensis destacaram-se pela elevada eficácia no controle de pragas e larvas de mosquitos; entretanto, alguns estudos relataram efeitos fisiológicos e histopatológicos em organismos aquáticos não-alvo (Gutierrez-Villagomez et al., 2021; Lajmanovich et al., 2015; Mariano et al., 2021). Em peixes expostos ao bioinseticida foram observadas alterações hematológicas, bioquímicas e lesões em fígado, rins e intestino, enquanto em anfíbios ocorreram estresse oxidativo, genotoxicidade, alterações intestinais e mudanças na microbiota intestinal (Lajmanovich et al., 2015; Mariano et al., 2021). Esses resultados demonstram que, embora Bacillus thuringiensis seja frequentemente considerado seletivo e ambientalmente seguro, seus efeitos sobre organismos não-alvo devem ser avaliados considerando a espécie exposta, a formulação utilizada e as condições ambientais do ecossistema afetado. Em contraste, alguns bioinseticidas microbianos apresentaram baixa toxicidade para organismos aquáticos não-alvo. Formulações de Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki avaliadas por Dhaouadi et al. (2024) causaram poucos efeitos em Daphnia magna e não afetaram a bioluminescência de Aliivibrio fischeri, demonstrando que a seletividade pode variar significativamente entre formulações comerciais e experimentais.
Entre os bioinseticidas microbianos, destacam-se também os fungos entomopatogênicos, especialmente Beauveria bassiana, Metarhizium anisopliae e Isaria fumosorosea, que apresentaram elevada eficiência como agentes de controle biológico, mas também causaram efeitos adversos em organismos não-alvo, como abelhas sem ferrão (Vieira et al., 2024). Em Melipona scutellaris, a exposição aos biopesticidas fúngicos resultou em aumento da mortalidade, com intensidade variável conforme a via de exposição, incluindo ingestão, contato com superfícies contaminadas e aplicação tópica. Esses resultados são particularmente relevantes devido ao papel ecológico dos polinizadores na manutenção da biodiversidade e da produtividade agrícola. Assim, embora os bioinseticidas microbianos sejam considerados alternativas mais sustentáveis ao controle químico convencional, os estudos demonstram que sua segurança ecológica depende do tipo de formulação, da forma de aplicação e da sensibilidade dos organismos expostos.
Além de bactérias e fungos, bioinseticidas virais também demonstraram potencial para afetar organismos não-alvo. O Autographa californica multiple nucleopolyhedrovirus (AcMNPV), utilizado no controle de lepidópteros-praga, alterou mecanismos imunológicos e vias antivirais em Arma chinensis, indicando que agentes virais podem interferir na resposta imune de inimigos naturais benéficos (Yuan et al., 2025). Esses achados reforçam que mesmo bioinsumos considerados altamente específicos podem apresentar efeitos indiretos sobre organismos ecologicamente importantes.
Comparando os diferentes grupos de bioinsumos, observou-se variação nos padrões de toxicidade e seletividade entre formulações vegetais, microbianas e nanoestruturadas. Os bioinsumos de origem vegetal frequentemente apresentaram efeitos agudos dependentes da dose, incluindo estresse oxidativo, neurotoxicidade e alterações fisiológicas em organismos não-alvo, especialmente aquáticos (Amaral et al., 2024; Diogo; Antunes; Rodrigues, 2023). Já os bioinseticidas microbianos, embora considerados mais seletivos em alguns estudos, também foram associados a alterações hematológicas, histopatológicas, genotóxicas e imunológicas em organismos não-alvo, dependendo da espécie exposta e da formulação utilizada (Lajmanovich et al., 2015; Mariano et al., 2021; Vieira et al., 2024).
As nanoformulações apresentaram comportamento ecotoxicológico variável. Em alguns casos, a nanoencapsulação reduziu os efeitos tóxicos sobre organismos não-alvo, como observado para o piretro encapsulado em nanopartículas lipídicas sólidas em Apis mellifera (Oliveira et al., 2019). Entretanto, outras formulações nanoestruturadas mantiveram ou ampliaram efeitos adversos em organismos aquáticos, do solo e polinizadores, indicando que a nanotecnologia não elimina necessariamente os riscos ambientais associados aos bioinsumos (Machado et al., 2025; Modafferi et al., 2025a; Modafferi et al., 2025b). Esses resultados indicam que a escolha do bioinsumo deve considerar não apenas sua eficácia no controle de pragas, mas também sua compatibilidade ecológica, o organismo potencialmente exposto e o risco de impactos ambientais associados ao uso.
Os estudos analisados demonstraram que os bioinsumos constituem alternativas promissoras para o manejo sustentável de pragas, embora diversos estudos evidenciem a necessidade de avaliações ecotoxicológicas mais abrangentes, considerando diferentes organismos não-alvo, níveis tróficos e tipos de formulação (Chelinho et al., 2017; Machado et al., 2025; Vieira et al., 2024). Os resultados também indicam que compostos naturais, bioinseticidas microbianos e nanoformulações podem causar efeitos fisiológicos, bioquímicos, imunológicos e histopatológicos em organismos aquáticos e terrestres, mesmo quando considerados ambientalmente seguros (Amaral et al., 2024; Mariano et al., 2021; Oliveira et al., 2019). Nesse contexto, torna-se fundamental o desenvolvimento de protocolos padronizados de avaliação toxicológica e ecotoxicológica, incluindo abordagens multiespécies e multitróficas, a fim de ampliar a compreensão sobre os riscos ambientais associados ao uso desses produtos. Dessa forma, os resultados demonstraram que a sustentabilidade dos bioinsumos não depende exclusivamente de sua origem biológica, mas também de sua seletividade ecológica, persistência ambiental, formulação e modo de aplicação. Assim, a adoção segura desses produtos requer integração entre pesquisa científica, desenvolvimento tecnológico e regulamentação ecotoxicológica baseada em múltiplos níveis de organização biológica e diferentes compartimentos ambientais.
Quadro 1. Revisão de estudos sobre efeitos da toxicidade de bioinsumos em organismos não-alvo.
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Bioinsumos |
Organismos não-alvo |
Metodologia |
Principais resultados |
Referência |
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Hidrolato e extrato orgânico de Artemisia absinthium |
Daphnia magna; Vibrio fischeri; Chlamydomonas reinhardtii; comunidade microbiana natural de rio |
Avaliação ecotoxicológica do hidrolato e extrato orgânico de A. absinthium em organismos aquáticos não-alvo, com determinação da toxicidade aguda (LC50) e análise dos efeitos sobre comunidade microbiana natural. |
Toxicidade aguda significativa para organismos aquáticos. D. magna foi a espécie mais sensível.
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Pino-Otín et al. (2019a) |
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Extrato de piretro – PE |
Daphnia magna |
Avaliação de toxicidade aguda (0,6–40,0 µg/L; 96 h; EC50/LC50) e subcrônica (0,7–1,1 µg/L; 10 dias) em D. magna, incluindo parâmetros de história de vida, comportamento natatório, estresse oxidativo, peroxidação lipídica, neurotoxicidade e reservas energéticas. |
O aumento da concentração de PE causou mortalidade, alterações no comportamento natatório, estresse oxidativo, peroxidação lipídica e neurotoxicidade. Em exposição subcrônica houve aumento das reservas energéticas, parâmetros antioxidantes e peroxidação lipídica, indicando desequilíbrio do metabolismo oxidativo. O estudo demonstrou alta vulnerabilidade de D. magna ao PE, apesar de ser considerado ambientalmente seguro. |
Diogo; Antunes; Rodrigues (2023) |
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Óleo essencial de Satureja montana nanoencapsulado em montmorilonita |
Aliivibrio fischeri, Raphidocelis subcapitata, Lemna minor, Daphnia magna, Folsomia candida e microbiota do solo |
Avaliação ecotoxicológica do óleo essencial, Tween 20, nanoclay MMT e formulação nanoargila-EO em organismos aquáticos e terrestres, utilizando protocolos padronizados para toxicidade, crescimento, reprodução e atividade microbiana do solo. |
D. magna e R. subcapitata foram os organismos mais sensíveis à nanoformulação, enquanto a reprodução de F. candida foi reduzida em todas as concentrações. A formulação estimulou a atividade microbiana do solo, mas não reduziu a toxicidade do óleo essencial, podendo aumentar riscos ecotoxicológicos para organismos aquáticos e do solo. |
Machado et al. (2025) |
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Hidrolato de Artemisia absinthium |
Eisenia fetida, Allium cepa e microbiota do solo |
Avaliação ecotoxicológica do hidrolato em organismos terrestres de diferentes níveis tróficos, incluindo análise de toxicidade aguda (LC50), atividade fisiológica microbiana, degradação de substratos de carbono e sequenciamento do gene 16S rRNA para comunidades bacterianas. |
O hidrolato apresentou toxicidade para A. cepa, E. fetida e bactérias do solo, reduzindo a atividade fisiológica microbiana e alterando a degradação de substratos de carbono, o que indica impactos sobre organismos-chave do solo. |
Pino-Otín et al. (2019c) |
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1,4-naftoquinona (1,4-NTQ) de origem natural obtida de casca de noz |
Zea mays; Brassica napus; Eisenia andrei; Folsomia candida; Enchytraeus crypticus; comunidades de nematoides do solo |
Ensaios ecotoxicológicos ISO em solo contaminado com diferentes concentrações de 1,4-NTQ, avaliando emergência e crescimento de plantas, comportamento de fuga, reprodução de invertebrados do solo e alterações em comunidades de nematoides não-alvo. |
A 1,4-NTQ foi tóxica para todas as espécies testadas, com maior sensibilidade de F. candida e E. andrei. Também reduziu a abundância e diversidade de nematoides do solo, embora tenha ocorrido recuperação parcial em baixas concentrações. Concentrações inferiores a 20 mg kg⁻¹ podem ser seguras ambientalmente, mas pouco eficazes contra nematoides-alvo. |
Chelinho et al. (2017) |
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Óleos essenciais de Mentha spicata e Eucalyptus citriodora |
Predador aquático e Apis mellifera |
Caracterização química dos óleos por GC-MS, avaliação larvicida e repelente contra Culex quinquefasciatus, análises histológicas e fotomicrográficas em larvas expostas, além de avaliação de toxicidade em predador aquático e análise in silico de toxicidade para A. mellifera usando BeeTox. |
Os óleos apresentaram alta atividade larvicida e repelente contra Culex quinquefasciatus, com baixa toxicidade para predadores aquáticos e menor impacto ambiental em comparação ao Temephos. A análise in silico também indicou ausência de toxicidade de contato para A. mellifera, sugerindo maior segurança ambiental dos óleos essenciais. |
Unni et al. (2024) |
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Hidrolato de Lavandula luisieri |
Eisenia fetida, Allium cepa e microbiota do solo |
Avaliação ecotoxicológica do hidrolato em organismos do solo de diferentes níveis tróficos, incluindo testes de toxicidade aguda (LC50), crescimento bacteriano, diversidade fisiológica microbiana e sequenciamento do gene 16S rRNA. |
O hidrolato apresentou toxicidade para A. cepa e efeito moderado sobre E. fetida, além de reduzir o crescimento bacteriano e alterar a diversidade funcional da comunidade microbiana do solo. |
Pino-Otín et al. (2019b) |
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Bioinseticidas formulados à base de Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki (BLB1 e Lip) |
Daphnia magna e Aliivibrio fischeri |
Ensaios de toxicidade aguda comparando BLB1 e Lip com o biopesticida comercial Delfin® e formulação controle à base de lactose, avaliando motilidade/sobrevivência de D. magna e bioluminescência de A. fischeri. |
BLB1 e Lip apresentaram baixa toxicidade para organismos aquáticos não-alvo, com poucos efeitos sobre D. magna e sem impacto na bioluminescência de A. fischeri. Ambos se mostraram menos tóxicos que o biopesticida comercial Delfin®. |
Dhaouadi et al. (2024) |
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Extrato metanólico de Swietenia mahagoni |
Minhoca Eudrilus eugeniae |
Caracterização fitoquímica por GC-MS, avaliação inseticida contra Spodoptera litura (mortalidade, desenvolvimento, fecundidade e histologia intestinal) e ensaio de toxicidade em minhocas do solo comparando o extrato vegetal com monocrotofós. |
O extrato apresentou alta toxicidade contra Spodoptera litura, causando alterações no desenvolvimento, redução da fecundidade e danos intestinais nas larvas. Em contrapartida, não apresentou toxicidade significativa para E. eugeniae, mostrando-se menos tóxico que o monocrotophos para organismos benéficos do solo. |
Dinesh-Kumar et al. (2018) |
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Nanoemulsões de óleos essenciais de Allium sativum, Eucalyptus e Syzygium aromaticum |
Parasitoide Anagaspis daci |
Desenvolvimento de nanoemulsões por microfluidização de alta pressão e avaliação da atividade inseticida contra Ceratitis capitata. A nanoemulsão mais promissora foi avaliada quanto à toxicidade para A. daci, expressão gênica de enzimas de detoxificação e alterações na microbiota intestinal. |
A nanoemulsão de alho apresentou maior atividade inseticida contra Ceratitis capitata, porém causou alta mortalidade no parasitoide não-alvo A. daci. Além disso, desencadeou forte resposta de detoxificação metabólica no parasitoide e promoveu alterações significativas na microbiota intestinal de C. capitata. |
Modafferi et al. (2025b) |
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Spinosad (SPI) composto por uma mistura de duas espinosinas naturais (A e D) isoladas a partir da fermentação do actinomiceto Saccharopolyspora spinosa |
Danio rerio |
Avaliação ecotoxicológica aguda (0,07–1,0 mg/L) e crônica (0,006–0,100 mg/L), com análise de biomarcadores antioxidantes, peroxidação lipídica, metabolismo energético e neurotoxicidade colinérgica. |
O spinosad induziu estresse oxidativo, alterações nas vias energéticas e efeitos neurotóxicos em ambas as exposições, mesmo em concentrações ambientalmente relevantes. O índice integrado de biomarcadores (IBRv2) mostrou aumento dos impactos com o aumento da concentração do bioinseticida, demonstrando a vulnerabilidade de D. rerio a esse composto tradicionalmente descrito como seguro. |
Amaral et al. (2024) |
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Biopesticidas a base de fungos entomopatogênicos (Beauveria bassiana, Metarhizium anisopliae, Isaria fumosorosea) |
Melipona scutellaris |
Avaliação da sobrevivência de operárias expostas aos fungos por ingestão, contato com superfície contaminada e aplicação tópica, utilizando curvas de sobrevivência de Kaplan-Meier durante 168 horas. |
Todos os biopesticidas causaram mortalidade em M. scutellaris, com variações conforme a via de exposição. Os fungos B. bassiana, M. anisopliae e I. fumosorosea apresentaram diferentes níveis de toxicidade, ressaltando a importância de estratégias de aplicação para minimizar impactos sobre abelhas. |
Vieira et al. (2024) |
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Derisom® à base de karanjina |
Cyprinus carpio |
Exposição subletal de C. carpio a 0,28 ppm do biopesticida durante 21 dias, com análises bioquímicas em brânquias, fígado, rins e músculos. Foram avaliadas proteínas totais, aminoácidos livres, glutamato desidrogenase (GDH), alanina aminotransferase (ALAT) e aspartato aminotransferase (AAT). |
O biopesticida causou alterações significativas em todos os parâmetros bioquímicos avaliados nos diferentes tecidos e períodos de exposição. As mudanças em proteínas, aminoácidos e enzimas do metabolismo proteico indicaram efeitos tóxicos subletais em C. carpio, demonstrando que o biopesticida pode afetar organismos aquáticos não-alvo. |
Tasneem; Yasmeen (2021) |
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Bacillus thuringiensis |
Arapaima gigas |
Exposição de peixes ao biopesticida via água (0,13 g/L) e alimentação (0,13 g) durante 24 e 48 h, com análises hematológicas, bioquímicas e histopatológicas em fígado, rins e intestino. |
Alterações hematológicas, bioquímicas e enzimáticas significativas. Lesões histopatológicas no fígado, rins e intestino, incluindo vacuolização citoplasmática, hipertrofia e atrofia nuclear, necrose e alterações nas vilosidades intestinais. |
Mariano et al. (2021) |
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Bacillus thuringiensis israelensis (Bti) |
Girinos de Lithobates sylvaticus e Anaxyrus americanus |
Exposição aguda e crônica de girinos a diferentes concentrações de VectoBac 200G e 1200L até a metamorfose, avaliando sobrevivência, crescimento, índices somáticos, expressão gênica, histologia intestinal e composição da microbiota intestinal. |
Os produtos não causaram efeitos significativos sobre sobrevivência ou crescimento dos anfíbios, mas alteraram o tempo de metamorfose e a composição da microbiota intestinal, com aumento de grupos bacterianos como Verrucomicrobia, Firmicutes, Bacteroidetes e Actinobacteria.
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Gutierrez-Villagomez et al. (2021) |
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Formulação comercial líquida de Bacillus thuringiensis var. israelensis (Introbans®) |
Girinos de Leptodactylus latrans |
Exposição laboratorial de girinos a diferentes concentrações de Bti-AS (0–40 mg/L), avaliando mortalidade (LC50, NOEC e LOEC), atividade antioxidante (GST e CAT), genotoxicidade em eritrócitos e alterações histológicas intestinais. |
Os girinos apresentaram sensibilidade dose-dependente ao Bacillus thuringiensis israelensis, com mortalidade elevada, estresse oxidativo, genotoxicidade e danos intestinais após exposições subletais. |
Lajmanovich et al. (2015) |
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Óleo de neem de Azadirachta indica |
Predador Ceraeochrysa claveri |
Larvas de C. claveri foram alimentadas com ovos contaminados de Diatraea saccharalis tratados com óleo de neem (0,5%, 1% e 2%). Em fêmeas adultas foram realizadas análises morfológicas e ultraestruturais do intestino médio, além da avaliação de mecanismos de detoxificação celular. |
Severos danos citotóxicos no intestino médio, incluindo alterações celulares e organelares. Apesar da ativação de mecanismos de proteção e detoxificação, os efeitos não foram totalmente revertidos, indicando impactos subletais importantes em organismos benéficos não-alvo. |
Scudeler et al. (2016) |
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Abamectina |
Camundongos Mus musculus |
Exposição crônica (90 dias) de camundongos machos e fêmeas a 1/10 da LD50 de abamectina, seguida de testes comportamentais e neurológicos: reconhecimento de objeto novo (NORT), labirinto aquático de Morris (MWM), teste de suspensão pela cauda (TST) e teste de natação forçada (FST). |
A exposição à abamectina causou prejuízo na memória espacial, evidenciado pelo maior tempo para localizar a plataforma no MWM e menor permanência no quadrante-alvo. Camundongos Swiss apresentaram comportamento depressivo no FST. Os resultados demonstraram potencial neurotóxico da abamectina, incluindo déficits de memória e alterações comportamentais em mamíferos não-alvo. |
da Silva et al. (2018) |
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2-Dodecanona (metabólito secundário vegetal), produto comercial |
Nasonia vitripennis |
Exposição de pupas de N. vitripennis a doses subletais de 2-Dodecanona (5 e 500 µg/L) por até 6 dias, com avaliação de expressão gênica, níveis hormonais, atividade enzimática, desenvolvimento, reservas energéticas, fecundidade e genotoxicidade. |
A 2-dodecanona alterou a expressão de genes ligados à sinalização hormonal, detoxificação e estresse celular em insetos benéficos não-alvo, sugerindo potencial interferência endócrina, embora sem efeitos significativos sobre desenvolvimento, fecundidade ou genotoxicidade. |
Planelló et al. (2024) |
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Nanoemulsão de óleo essencial de Allium sativum |
Apis mellifera; plantas de pimentão-doce |
Desenvolvimento e caracterização físico-química da nanoemulsão por microfluidização de alta pressão, seguida de bioensaios de toxicidade contra Aphis gossypii e avaliação de efeitos em abelhas e plantas. |
Elevada atividade inseticida contra A. gossypii, com baixas doses letais em aplicações tópicas e por contato residual. Os efeitos fitotóxicos em plantas de pimentão foram desprezíveis. Entretanto, a formulação mostrou alta toxicidade para A. mellifera por ingestão, indicando risco potencial para polinizadores não-alvo. |
Modafferi et al. (2025a) |
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Autographa californica multiple nucleopolyhedrovirus (AcMNPV) |
Arma chinensis |
Avaliação dos efeitos do AcMNPV no sistema imune de A. chinensis, incluindo análise de mecanismos antivirais, expressão de miR-8 e participação das vias RNAi, JAK/STAT e Toll na resposta imunológica. |
O Autographa californica multiple nucleopolyhedrovirus afetou a resposta imune de A. chinensis, modulando vias antivirais e imunológicas. Os resultados indicam que o vírus, embora usado contra lepidópteros-praga, pode causar efeitos colaterais em inimigos naturais não-alvo. |
Yuan et al. (2025) |
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Nanopesticida de extrato de piretro encapsulado em nanopartículas lipídicas sólidas (SLN + PYR) |
Apis mellifera |
Desenvolvimento e caracterização físico-química de nanopartículas lipídicas sólidas contendo extrato de piretro, seguida de avaliação da toxicidade de curto prazo em A. mellifera, incluindo análise de sobrevivência e morfologia do intestino médio. |
O nanopesticida apresentou alta estabilidade e eficiência de encapsulação. Enquanto o extrato de piretro livre reduziu a longevidade e causou danos intestinais em abelhas, o piretro nanoencapsulado não mostrou efeitos significativos nas células digestivas, indicando maior segurança para organismos não-alvo no curto prazo. |
Oliveira et al. (2019) |
Fonte: Autores.
4 Considerações finais
A presente revisão demonstrou que os bioinsumos representam estratégias sustentáveis para o manejo de pragas, especialmente devido à sua elevada eficácia biológica e ao potencial de redução do uso de pesticidas sintéticos convencionais. Entretanto, os estudos analisados evidenciaram que esses produtos não são isentos de riscos ecotoxicológicos, podendo causar efeitos adversos em organismos não-alvo aquáticos e terrestres, incluindo alterações fisiológicas, bioquímicas, comportamentais, imunológicas e histopatológicas. Além da mortalidade aguda, diversos trabalhos relataram efeitos subletais, como estresse oxidativo, neurotoxicidade, alterações reprodutivas, danos intestinais e modificações na microbiota e em comunidades microbianas, demonstrando que a ausência de mortalidade imediata não necessariamente indica segurança ambiental.
Os resultados também demonstraram que a toxicidade dos bioinsumos depende de múltiplos fatores, incluindo a natureza do composto, a formulação utilizada, a dose aplicada, o tempo e a via de exposição, bem como a sensibilidade dos organismos avaliados. Organismos aquáticos, especialmente Daphnia magna e Danio rerio, destacaram-se entre os mais sensíveis aos efeitos ecotoxicológicos observados, enquanto organismos do solo, polinizadores e inimigos naturais também apresentaram respostas adversas relevantes. Nesse contexto, os bioinseticidas microbianos e as nanoformulações mostraram comportamento ecotoxicológico variável, evidenciando que produtos considerados seletivos ou ambientalmente seguros podem apresentar efeitos distintos conforme a formulação e o ecossistema exposto.
A revisão também evidenciou importantes lacunas científicas relacionadas à padronização metodológica dos ensaios ecotoxicológicos e à limitada quantidade de estudos envolvendo múltiplos níveis tróficos, efeitos crônicos e comunidades microbianas do solo e da água. Embora a maioria dos estudos tenha priorizado análises de mortalidade e toxicidade aguda, os estudos apontaram para a importância crescente da incorporação de biomarcadores bioquímicos, análises histopatológicas, avaliações imunológicas e estudos de microbiota para compreensão mais abrangente dos impactos ambientais dos bioinsumos.
Ressalta-se, entretanto, que a heterogeneidade metodológica entre os estudos analisados, incluindo diferenças de organismos-teste, formulações e parâmetros avaliados, limita comparações quantitativas diretas entre os resultados
Dessa forma, conclui-se que a sustentabilidade dos bioinsumos não depende exclusivamente de sua origem biológica, mas também de sua seletividade ecológica, persistência ambiental, formulação e modo de aplicação. Assim, a adoção segura desses produtos requer integração entre pesquisa científica, desenvolvimento tecnológico e regulamentação ecotoxicológica baseada em abordagens multiespécies, multinível e adaptadas aos diferentes contextos ecológicos, garantindo que os benefícios agronômicos não ocorram em detrimento da integridade dos ecossistemas.
Referências bibliográficas
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[1] Graduanda em Ciências Biológicas Bacharelado da Universidade Federal da Fronteira Sul (UFFS), Campus Erechim; Brasil; beatriz.tayar07@gmail.com; https://orcid.org/0009-0007-5693-1399; http://lattes.cnpq.br/3445028087690679
[2] Doutora em Agronomia pela Universidade Federal de Santa Maria (UFSM); Docente da Universidade Federal da Fronteira Sul, Campus Erechim, Brasil; sandra.maziero@uffs.edu.br; https://orcid.org/0000-0003-4811-3445; http://lattes.cnpq.br/0722317421763007
[3] Doutora em Agronomia pela Universidade Federal de Santa Maria (UFSM); Docente da Universidade Federal da Fronteira Sul, Campus Erechim, Brasil; paola.milanesi@uffs.edu.br; https://orcid.org/0000-0001-7319-916x; http://lattes.cnpq.br/5448205426679668
[4] Doutora em Bioquímica Toxicológica pela Universidade Federal de Santa Maria (UFSM); Docente da Universidade Federal da Fronteira Sul, Campus Erechim, Brasil; denise.cargnelutti@uffs.edu.br; https://orcid.org/0000-0002-7307-1024; http://lattes.cnpq.br/8816738703138575
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