Factores que desencadenan los brotes de plagas de insectos en los agroecosistemas

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Descripción General:
Muchos investigadores concuerdan en que dadas las grandes diferencias entre los agroecosistemas mecanizados y los ecosistemas naturales, especialmente la prevalencia de los monocultivos y los altos niveles de perturbación, los sistemas agrícolas modernos carecen de una infraestructura ecológica adecuada para resistir las invasiones y los brotes de plagas (Altieri 1994, Landis etal. 2000). Hay muchos factores que explican la vulnerabilidad de los monocultivos de a las invasiones de plagas:

a. La disminución de la diversidad del paisaje
Una de las principales características del paisaje agrícola moderno es el gran tamaño y la homogeneidad de los monocultivos, que fragmentan el paisaje natural. En la medida que se homogeniza el paisaje y aumenta la perturbación del ambiente, este se torna cada vez más desfavorable para los enemigos naturales. Cada vez más, la evidencia sugiere que estos cambios en la diversidad del paisaje han llevado a más brotes de plagas debido a la expansión de los monocultivos a expensas de la vegetación natural (Altieri y Letourneau 1982).
Datos recientes demuestran que hay un incremento de enemigos naturales y control biológico más efectivo en áreas donde permanece la vegetación natural en los bordes de los campos (Barbosa 1998). Estos hábitats son importantes como sitios de refugio y proveen recursos alimenticios para enemigos naturales en épocas de escasez de plagas en el campo (Landis et al. 2000). En el caso de cultivos anuales, los insectos benéficos colonizan desde los bordes cada estación de crecimiento del cultivo y si estos campos son grandes, mayor es la distancia que debe ser colonizada. En general, se reconoce la importancia de la vegetación natural alrededor de los campos de cultivo como reserva de enemigos naturales de plagas (van Emden 1966).

b. La disminución en la diversidad vegetal dentro de los campos

A través de los años, muchos ecólogos han demostrado que una menor diversidad de plantas en los agroecosistemas conduce a una mayor abundancia de insectos herbívoros y que las plaga especialistas son más abundantes en los monocultivos que en los sistemas diversificados (Altieri y Letourneau 1982, Andow 1991). Se han propuesto dos hipótesis ecológicas (la hipótesis de los enemigos naturales y la hipótesis de la concentración de recursos) para explicar por qué se pueden estabilizar las poblaciones de insectos en los agroecosistemas mediante la construcción de arquitecturas vegetales que promueven los enemigos naturales o inhiben directamente los ataques de plagas (Root 1973).

c. Los plaguicidas inducen brotes de insectos plaga
En la literatura existen muchos ejemplos sobre brotes de plagas y/o la resurgencia de plagas después de las aplicaciones de insecticidas (Pimentel y Perkins 1980). El desarrollo de resistencia en las poblaciones de insectos plaga es la principal razón por la que el uso de plaguicidas haya sido un fracaso. Más de 500 especies de artrópodos han desarrollado resistencia a uno o más insecticidas o acaricidas (van Driesche y Bellows 1996).
Otra forma en que los plaguicidas favorecen los brotes de plagas es a través de la eliminación de los enemigos naturales de la plaga. Depredadores y parasitoides a menudo experimentan una mayor mortalidad que los herbívoros después de una aplicación de productos químicos (Morse et al. 1987). Los plaguicidas también crean nuevos problemas de plagas cuando los enemigos naturales normalmente de las especies que no son plagas económicas, son eliminados por los productos químicos. Estas plagas secundarias, luego de alcanzar una densidad por encima del umbral, comienzan a causar daños económicos (Pimentel y Lehman 1993).

d. Fertilizantes inducen brotes de plagas
Luna (1988) sugiere que la susceptibilidad fisiológica de los cultivos a insectos podría verse afectada por el tipo de fertilizante utilizado (fertilizante orgánico vs químico). En estudios comparativos, los cultivos convencionales (tratados con fertilizantes químicos) tienden a desarrollar una mayor infestación de insectos (especialmente insectos del orden Homoptera) que las contrapartes orgánicas. Parece que el exceso de fertilizante químico puede alterar la bioquímica nutricional de las plantas de cultivo al cambiar las concentraciones de nitrógeno, fósforo y potasio, al influir en la producción de azúcares, aminoácidos libres y proteínas (Oka y Pimentel 1976, Rodríguez et al. 1957).

e. Brotes de plagas de insectos debido a factores climáticos
Algunos autores sostienen que el clima puede ser el factor más importante para desencadenar brotes de insectos (Milne 1957). Por ejemplo, Miyashita (1963), en la revisión de la dinámica de siete de las plagas más graves en la los cultivos japoneses, llegó a la conclusión de que el clima fue la causa principal de la los brotes en cada caso. Hay varias formas en que el clima puede desencadenar brotes de insectos. Tal vez el mecanismo más sencillo es la estimulación directa de los insectos y/o la fisiología de la planta huésped.

f. Los cultivos transgénicos y los brotes de plagas de insectos
En los últimos años, los cultivos transgénicos se han expandido en área, alcanzando más de 160 millones de hectáreas en todo el mundo. Estas áreas están dominadas por monocultivos con pocas variedades, principalmente soya resistente a herbicidas y maíz Bt, con una clara tendencia a la disminución de hábitat agrícola (Marvier 2001). Varios agroecólogos han argumentado que el despliegue rápido y tan masivo de los cultivos transgénicos exacerbará los problemas de la agricultura moderna convencional (Rissler y Mellon 1996, Altieri 2000). Es conocido que la homogeneidad genética hace a los sistemas más vulnerables a las plagas y enfermedades y en los campos con cultivos transgénicos, este efecto será mayor (NAS 1972). Los cultivos transgénicos afectan a los enemigos naturales de varias formas: las especies de enemigos naturales pueden alimentarse directamente sobre los tejidos de maíz (por ejemplo, polen) o del huésped que se ha alimentado con maíz Bt. Manteniendo las poblaciones de plagas a niveles muy bajos, los cultivos Bt podrían potencialmente dejar morir de hambre a los enemigos naturales, porque los depredadores y parasitoides que se controlan las plagas, necesitan una pequeña cantidad de presas o huéspedes para sobrevivir en el agroecosistema.

Entre los enemigos naturales que viven exclusivamente de los insectos a los cuales los cultivos transgénicos están diseñados para destruir (lepidóptera), por ejemplo, los parasitoides de huevos y de larvas serían los más afectados porque son totalmente dependientes de hospederos vivos para su desarrollo y supervivencia. Los enemigos naturales también podrían verse afectados directamente por efecto de los niveles intertróficos de la toxina. La posibilidad de que las toxinas Bt se mueven a través de la cadena alimentaria de los insectos presenta serias implicaciones para el control biológico en campos de agricultores. Evidencias recientes muestran que la toxina Bt puede afectar a insectos benéficos depredadores que se alimentan de las plagas presentes en los cultivos Bt (Hilbeck et al. 1998). Estudios en Suiza muestran que la media de la mortalidad total de las larvas del Crisopas depredadoras (Chrysopidae) criadas con presas alimentadas con Bt fue de 62 por ciento, comparada con 37 por ciento cuando se alimentaron con presas libres de Bt. Estas especies de Chrysopidae alimentadas con Bt también mostraron un tiempo más prolongado de desarrollo a lo largo de su estado de vida inmadura (Hilbeck et al. 1998).