Post on 23-Feb-2020
Cambioclimáticoysuefectoenladinámicapoblacional
deplagas. Principalesconsideraciones
RenatoRipaS.Ph.D.
PilarLarralD.M.Sc.
PaolaLuppichini B.M.Sc.
Contenido
• Antecedentesgeneralesdelcambioclimático
• Efectoscausadosporelcalentamientoglobalenartrópodos
– Aumentodelatemperatura
– Humedadrelativa
– Precipitaciones
• Capacidaddeplagasdetoleraraltastemperaturasadiferencia
delosenemigosnaturales
• Efectodelcambioclimáticosobreenemigosnaturales
– Incrementodelatemperatura
– Efecto delvientoyhumedad
• Efectodelcambioclimáticoenlasaplicacionesplaguicidas
• Reflexiónfinal
Cambiosantropogénicos(adaptadodeColey,1998)
LosrápidoscambiosenlaatmósferadelaTierrainiciadosporla
actividadhumana,asociadosaladependenciadecombustibles
fósiles,están:
• modificandoelequilibrioespacialyecológicodecomplejas
relacionesco-evolutivas
• nosoloentrelasplantasylosherbívorossinotambiénentre
lasplantasysussociosmutualistas
• incluidoslospolinizadores,ylosdepredadoresdeherbívoros
Efectoantropogénicoenelcambio
climático
• AumentosdelDióxidodecarbono(CO2)atmosféricoyotros
gasesdeefectoinvernadero
• Incrementodelatemperatura
• Aumentodelafrecuenciaylaseveridaddelosfenómenos
meteorológicosextremos(ej.olasdecalorysequías)
• Patronesdeprecipitaciónalterados(ej.disminucióndela
cubiertadenieve)
(National Research Council,2010)
Fuente:https://www.ncdc.noaa.gov/sotc/global/201806
Percentiles de Temperaturas de la tierra y el océano Junio de 2017
Fuente: Mary A. Jamieson et al. Plant Physiol. 2012;160:1719-1727
Resumendelaliteraturaqueexaminalosefectos
delcalentamientoglobalenplantas,insectosy
organismosdeniveltróficosuperior.
Nºdeestudios(acumulados)
Plantas: 5490 Insectos: 935Insectos plaga: 241Enemigos naturales de insectos: 62
Efectoscausadosporel
calentamientoglobalenartrópodos
Sharma,2014
• Modificaciónenladiversidad ylaabundanciadeartrópodos
• Cambioenladistribucióngeográficadelasplagasdeinsectos
• Efectosenladinámicadelapoblacióndeinsectos
• Generacióndenuevosbiotiposdeinsectos
• Modificaciones enlasinteraccionesentreherbívoros
• Cambiosenlaactividadylaabundanciadeenemigos naturales
• Extincióndeespecies
• Alteracióndeeficaciadetecnologíasdeproteccióndecultivos
Baleetal.,2002;Parmesan yYohe, 2003
• Desorganización delasincroníafenológica enlasinteracciones
planta-insecto,consideradaunodelosefectosmásimportantes
Perdidasglobalesestimadas
causadasporplagas
CULTIVO
Producciónpor
cultivo(billones
deUS$)
PerdidasenbillonesUS$
Patógenos Insectos Malezas Total
ARROZ 106.4 33.0 45.4 34.2 112.5
TRIGO 64.6 14.0 10.5 14.0 38.5
CEBADA 13.7 1.9 1.7 2.0 5.7
MAIZ 44.0 7.8 10.4 9.3 27.4
PAPAS 35.1 9.8 9.6 5.3 24.8
SOYA 24.2 3.2 3.7 4.7 11.6
ALGODON 25.7 4.3 6.3 4.9 15.5
CAFE 11.4 2.8 2.8 2.0 7.6
Fuente:Oerke etal.1995
Efectodelcambioclimático
Aumentodetemperatura
• Losartrópodossonpoiquilotermios,oectotermico,
esdecirsutemperaturacorporaldependedel
ambiente
• Incrementoenlatemperaturadelambienteafectasu
desarrollo
AdaptadodeBALEetal,2002
Efectodelatemperaturasobreeltiempo
dedesarrollodeplantaseinsectos
Índice de TemperaturaBajo Alto
Largo
Corto
Tiem
po d
e de
sarr
ollo
Insecto
Plantahospedera
Efectodelincrementodela
temperatura
• Acelera latasametabólica delosinsectosyácaros
• Aumentaelconsumodealimento=>daño
• Estocausaunaumentoenelnúmerodeinsectosy
ácaros- daño
• Estatasadecrecimientopoblacionaldeclinaen
climastropicalesyseincrementaenotrasáreas
Efectodelincrementodela
temperatura
• Especiesconampliorangogeográficosonmenos
afectadas
• Esprobablequelasplagasseadapten,desarrollando
unbiotipoadaptadoatemperaturamás alta
• PlagasausentesenChilepodríanestablecerse,Ej.
MoscadelaFruta,Ceratitis capitata
https://www.ipmimages.org/browse/detail.cfm?imgnum=1317085
Efectodelincrementodela
temperatura
• Impactosobrelamortalidad
– Existeevidencia deincrementosdepoblaciónporelcalentamiento
provienen deunacombinacióndedesarrolloacelerado yreducciónde
lamortalidadduranteelinvierno.
• Elaumentodelaabundanciadeplagasvectoras de
enfermedades,áfidos,trips,chanchitosblancos,psilidos,etc,
incrementaríaladiseminacióndeestasenfermedades
• Elcalentamientodelclimapuedeexacerbarlasusceptibilidad
delasplantasalataquedealgunosgruposdeinsectos,en
particularconunadisponibilidaddeaguareducida
Efectodelincrementodela
temperatura
Plagasquesedesarrollanenelsuelo
• Elsueloesunambiente cuyatemperaturaesmás homogénea que
elaire(efectobuffer)
• Incrementosenesteambientepodríanacortarelciclodeestados
inmaduros (larvasypupas)enelsuelo,ejemplo curculiónidos
• Generandounaymedia adosgeneraciones decurculiónidos alaño
(N.xanthographus yN.cervinus)aumentando ladificultadde
controlarlaplagayriesgosderechazo
Efectodelincrementodela
temperatura
Losáfidosencondicionesfavorableseninviernoyprimavera
– Muestranmenormortalidad
– Inicianvuelosmástempranos ycolonizanmásrápidamente los
cultivos
– Logranpoblacionesmáselevadas, generandohacinamiento e
individuos aladosquemigraninfestando nuevasplantas=mayor
distribucióndelaplaga
Fuente:BALEetal2002
Humedadrelativa
Aumentodelahumedadrelativa
• Incrementalasobrevivenciadeestadios juveniles(ninfas
migratorias)
– Ejemplo:escamas, conchuelas, chanchitosblancos
• Aumentodelaincidenciadehongosentomopatógenos en
áfidosyotrasplagas
• Aumentodemoluscos,caracolHelix aspersa
Conchuelaacanalada Conchuelanegra Afido entomopatogeno
Humedadrelativa
Disminucióndelahumedadrelativa
• Aumentalamortalidaddeneonatosmigratorias
• Afectaalosenemigosnaturalesadultoscomomicroavispas
• Disminuyelaincidenciadehongosentomopatógenos
Acerophagus flavidulus Amitus spiniferus
Precipitaciones
Elefectoesvariable,ejemplolluviasinvernalescausan:– Disminución delaabundanciadeTrips Californiano,Frankliniella
occidentalis enprimavera
– ReduccióndeadultosdeMosquitablancadecítricos,
Aleurothrixus floccosus
– SobreArañitastambiénposeeefectodecontrolporarrastre
TripsCaliforniano Arañitabimaculada
Capacidaddeplagasdetoleraraltas
temperaturasadiferenciadelosenemigos
naturales
Capacidaddeplagasdetoleraraltas
temperaturas
Temperaturas>40º:
• TripsdeCalifornia Frankliniella occidentalis,enalfalfabajaalacoronadelaplantaysubeaalimentarsealatardecer
• Mosquitablanca,Trialeurodes vaporariorum,toleraaltastemperaturas
Mosquita blanca Fumagina pormosquita blanca
Capacidaddeplagasdetoleraraltas
temperaturas
• Incrementodelatemperaturaentúnelesdemallapara
restringirlaactividaddelasabejasenclementinas
– Aumentodenivelesdeinfestacióndeplagas
– Dificultaddeingresodeenemigosnaturales
Capacidaddeplagasdetoleraraltas
temperaturas
• Incrementodelatemperaturacontechosdemalla
– Aumentanlosnivelesdeinfestación deAfidos ymosquitas
blancas
Clementina
techomalla
Copiapó 2003
Efectodelcambioclimáticosobre
enemigosnaturales
• Laevaluación del impactopotencialdelcambioclimáticoenelcontrolbiológicoescríticaenelmanejodeplagas
• Lasinteracciones soncomplejas ydifíciles deevaluardadolosmúltiples factoresqueintervienen enelcontrolbiológico
• Loscambiosclimáticos (Tº,CO2,pp),afectanelcontrolbiológicodelasiguiente forma:
– Alterandodirectamentelafisiologíaoelcomportamientodelosenemigosnaturalesylasplagas
– Cambiandolasuperposiciónentreespecies(plagasyenemigosnaturales)enelespacioyeltiempo
– Modificarlasinteraccionesentremúltiplesespeciesinvolucradasenelcontrolbiológicodentrodelagroecosistema
(Eigenbrode etal.,2015)
Interacción clima– plaga- enemigo
natural
Losenemigosnaturalestienenunaestrictasincroníaconsus
hospederos
• Lasincroníaestamediadaporelclima,fotoperíodo, laplagayhospedero
vegetal
• Estaadaptaciónosincroníaesproductodelaco-evolucióndeambos
durantelargosperíodosdetiempo
• Lareduccióndelastasasdeparasitismoesprobablequesedebaa
"mayoresretrasos ydesconexiones entrelasplagasysusenemigos
naturalesqueocurreamedidaqueaumenta lavariabilidadclimática”
• Elcambioclimáticoafectalafisiología yelcomportamiento delenemigo
naturalylapresa,alterando laefectividaddelcontrolbiológico.
(Stireman,2005)
Interacción clima– plaga- enemigo
natural.
Modificación (Pérdida)desintonía entre laplagaysusenemigos naturales
Primavera VeranoOtoñoInviernoPrimaveraVerano
Plaga
Enemigonatural
Abundancia
Plaga
Enemigonatural
Abundancia
SINcambioclimático
CONcambioclimático
(Stireman,2005)
Interacción clima– plaga- enemigo
natural
Comunicaciónplanta- enemigonatural
• Losvegetalesdañadosporplagasgeneranseñalesquímicas
volátilesespecíficasqueatraenalosenemigosnaturales
• Temperaturaselevadasincrementanlaemisióndeestos
volátilesenlaplanta(Niinemets etal.,2004;Holopainen y
Gershenzon,2010)atrayendomásenemigosnaturales
• Elstresshídricodisminuye laemisióndeestoscompuestosen
laplanta
(Stireman,2005)
Comunicaciónplanta- enemigo
natural
Volátiles inducidosporlasplagas(HIPV),transmiten informaciónalosenemigos
naturalesylasplagas. Lasrespuestas delosdiversosreceptoresdeHIPV
puedenserdeatracción,repulsiónonorespuestaconductual.
Fuente:Blande,J.D.,2017
Interacción clima– plaga- enemigo
natural
Conchuelanegradelolivo,Saissetia oleae
• Poseeunageneración enlaRegióndeValparaísoalsur
• Másde1generaciónalnortedelaRegióndeValparaíso
• Enemigosnaturalesasociadosadiferentesestadosde
desarrollo
Conchuelanegradelolivoenemigos
naturales
Primavera VeranoOtoñoInviernoPrimaveraVerano
Metaphycuslounsburyi
Scutellistacaerulea
Metaphycushelvolus
12meses próximoestadío
6 meses próximoestadío
Valparaísoalsur
Ovallealnorte
Efectodelincrementodelatemperatura
sobreenemigosnaturales
• Arañitarojadelclavel,eninvernaderos, soportasobre40ºCnoasí
losenemigos naturales– loquefacilitael incrementoderesistencia
aacaricidas
• Elincrementodelatemperaturatieneunefectonegativoenelcontrolbiológico delaescama rojaAonidiellaaurantii porparasitoidesdelgeneroAphytis (Cebolla etal2018)
Aphytis spTetranychus sp
Efectodelincrementodelatemperatura
sobreenemigosnaturales
• Loscoccinélidos aaltastemperaturasgeneran larvasdemenor
tamañocuyosadultoscolocanmenoshuevosafectandoelcontrol
deáfidos(Honek, 1993;DavisyLandolt,2012)
• Engeneral,sehaobservadoquelosquelosenemigos naturalesse
adaptanlentamente aloscambiosenelambiente. Ej.Cotesiaglomerata dePieris brassicae requirió10añosparaadaptarse
Cotesia glomerataHipodamia sp
Efectodelvientoyhumedadrelativa
enEnemigosnaturales
Viento
• Losenemigos naturalesdePolilladelacol(Plutella sp)disminuyen
suactividadensectoresconmuchoviento
Bajahumedad relativa
• Algunosparasitoidesdisminuyen suefectividad onoseestablecen
encondiciones debajahumedad
– Parasitoidedechanchitoblanco(Acerophagus),– Parasitoidedemosquitablanca(Amitus spiniferus)
Efectodelcambioclimáticoenlas
aplicacionesdeplaguicidas
Temperatura
• Cuantomayorlatemperaturaenlaaplicación,mayor
seráladeshidratacióndelagotaenelviajedela
boquillaaltejidovegetal
• Mayorpérdidayderiva
• Disminución delaefectividadydelperiodode
protecciónoefectoresidual
Efectodelcambioclimáticoenlas
aplicacionesplaguicidas
Lluvia
• Engenerallamayoría delosproductosfitosanitarios
unaveztranscurridos3a4horaslalluvianoafectael
depósito
Efectodelcambioclimáticoenlas
aplicacionesplaguicidas
RadiaciónyUltravioleta
• ElincrementodelaradiaciónaumentalavolatilizaciónyUV
tiendeaacelerarladegradacióndelosproductos
fitosanitarios(Delcour 2015)
• Especialefectotienensobreproductosbiológicoscomolos
Bacillus thuringiensis BT,hongos,virus,etc
• MuchosproductoscontienenprotectoresUV
Efectodelcambioclimático:EscenarionegativoincrementodeTemperaturayCO2
• Mayordesarrollo
• Incrementoazúcar
• Alteración deseñales químicasPlanta
• AumentoNºgeneraciones
• Aceleración del metabolismo
• MayorconsumoPlaga
• Incremento delamortalidad
• Cambiosfisiológicos ydecomportamiento
• pérdida desincronización conlasplagas
•alteración deseñalesquímicas
Enemigonatural D
AÑO/PÉRDIDASECONÓMICAS
INTERACCIÓNTRITRÓFICA
Relevante estudiodeinteracción tritrófica antecambiosenelclima
Efectodelcambioclimático
• Enunescenarioenquelossupuestossecumplen,
aumentaríaeldañodelosinsectosyácaros,
disminuiríaelrendimientodecultivos,aumentaríael
costodelaproteccióndeloscultivosyporlotanto,
afectaríalaeconomía.
Reflexiónfinal
• Enelfuturopróximo lahumanidad requiere unaumentoenla
producciónagrícola
– Poraumentodelapoblación
– Mejoradelasituacióneconómicaglobal
• Elcalentamiento globalpuedeexacerbarlasusceptibilidad delas
plantasalataquedealgunos gruposdeinsectos,particularmente
conescasezhídrica
• Recientemente seestánconociendo losriesgosqueestáncausando
loscambio climáticos
• Paradójicamentenuestraeconomía estábasadaenlautilizaciónde
combustibles fósiles,asegurando lacontinuidaddelproblema
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Gracias