cambio climático y su efecto en la dinámica poblacional de … · 2018-10-24 · • esto causa...

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