Simulan los comportamientos de un insecto para controlar una plaga agrícola

Científicos modelan el ciclo de vida de la vaquita verde para prever y minimizar los ataques a cultivos

Por Diego Freire

Agência FAPESP – Con base en el comportamiento de la plaga agrícola Diabrotica speciosa, popularmente conocida como vaquita verde, un modelo matemático desarrollado por científicos del Instituto de Biociencias (IBB) de la Universidade Estadual Paulista (Unesp) de la localidad de Botucatu, en São Paulo, Brasil, puede derivar en estrategias tendientes a detener la dispersión de estos insectos y minimizar sus daños en los cultivos.

El modelo es el resultado de la investigación intitulada Modelos matemáticos aplicados al control de insectos, realizada con el apoyo de la FAPESP, que simuló patrones de comportamiento de esa plaga en cuatro de los principales cultivos constituyen sus huéspedes: frijol, soja, papa y maíz. Amén de las características en esas plantaciones, los investigadores consideraron variables tales como el tiempo de desarrollo de las larvas, la mortalidad de los insectos adultos en los diferentes paisajes y sus índices de oviposición, esto es, la cantidad de huevos que ponen.

El objetivo era investigar, con la ayuda de este modelo matemático, medios de manipulación del hábitat del insecto, a los efectos de regular su densidad poblacional de manera natural. “Se trata de una estrategia de manejo integrado de plagas que apunta a manipular el ambiente a través de las propias plantas como elementos de control de la dispersión de los insectos, manteniéndolos en niveles poblacionales que no afecten el crecimiento y el rendimiento de los cultivos”, le explicó Cláudia Pio Ferreira, del IBB y coordinadora de la investigación, a Agência FAPESP.

De acuerdo con la investigadora, entre los beneficios del manejo integrado se encuentra la disminución del impacto del uso exagerado de productos químicos en el combate contra las plagas. “Los maleficios de los agrotóxicos para la salud humana y el aumento de la resistencia de los insectos a los pesticidas se evitan cuando se implementan medidas de control que tengan en cuenta los patrones de comportamiento de las plagas en los paisajes modelados.”

Entre las soluciones de manejo que apunta el modelo se encuentra el empleo del maíz como barrera contra la dispersión de la plaga. “La Diabrotica speciosa se reproduce menos cuando el huésped es el maíz, pues tienen más dificultades en persistir allí y para colonizar estos cultivos. En el modelo se constató, mediante simulaciones matemáticas, que la expansión de la plaga se detiene efectivamente cuando se inserta la variable del maíz entre las de los cultivos de otras plantas”, dijo Pio Ferreira.

La interacción de las características fisiológicas y conductuales del insecto con las diferentes configuraciones espaciales y temporales de los paisajes que los investigadores modelaron demostró también que la colocación de plantíos de maíz en la periferia de los cultivos disminuye aún más la probabilidad de invasión. “Ésa es la clave para el control de esa población de insectos y para proteger los cultivos de interés”, afirmó.

Interdisciplinariedad

En el modelado se contó colaboración de científicos de la Escuela Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq) de la Universidad de São Paulo (USP), en el marco de la investigación intitulada Modelado ecológico aplicado a la dinámica poblacional y de interacciones tróficas en insectos de importancia económica, también realizada con el apoyo de la FAPESP.

“La Diabrotica speciosa es una plaga que pone en juego intereses económicos y afecta drásticamente a los pequeños productores, y el método de control más utilizado todavía consiste en el empleo de insecticidas químicos. Las investigaciones de campo con el insecto son caras, debido a la dificultad práctica del control del insecto, pero el modelo matemático fue capaz de prever este comportamiento virtualmente al utilizarse los parámetros que suministró la Esalq”, explicó Pio Ferreira.

Los investigadores del IBB utilizaron la metodología matemática de análisis de agrupamiento, que involucra varios algoritmos relacionados con los patrones de comportamiento de los insectos y de las plantas para determinar las probabilidades de interacción entre la plaga y sus huéspedes.

A partir de datos de laboratorio suministrados por la Esalq sobre el ciclo de vida de la plaga, los investigadores del IBB produjeron dibujos teóricos de los paisajes con el fin de modelar esa interacción con las plantas en las fases larvaria y adulta del insecto.

Aparte de la probabilidad de que el maíz detenga la expansión de la plaga, el modelo demostró que el índice de oviposición y el tiempo durante el cual el insecto permanece en la fase inmadura constituyen las variables más sensibles a factores externos tales como la temperatura. “La comprensión de esa sensibilidad puede ayudar en el pronóstico de brotes”, dijo Pio Ferreira.

Los científicos del IBB trabajan ahora en el modelado matemático de patrones en paisajes dinámicos considerando múltiples factores y otros elementos de diversos cultivos, tales como la transgenia. “Estos paisajes son naturalmente dinámicos, y sufren por ello las influencias de diversos factores, aparte del ciclo de vida de los insectos y de las características de las plantas. Por eso los próximos modelos tendrán que contemplar esta complejidad.”

Los modelos también podrán adaptarse al comportamiento de otras plagas, sostiene Pio Ferreira. “Hay otros insectos de gran importancia agrícola que tienen un comportamiento similar al de la Diabrotica speciosa. Se están recabando datos de esas plagas para ampliar las posibilidades de aplicación del modelo.”

Un artículo sobre el modelo matemático referente a la plaga de la vaquita verde en los cultivos de frijol, soja, batata y maíz salió publicado en la revista Landscape Ecology, y se encuentra disponible en la siguiente dirección: link.springer.com/article/10.1007%2Fs10980-014-0073-4.