Variables ligadas al cambio climático

Las variables climáticas habitualmente señaladas como las más afectadas por el cambio global son la temperatura y la precipitación, tanto en sus valores medios, como en los extremos o en sus variaciones interanuales. Otras variables ambientales afectadas son la concentración en la atmósfera de los gases causantes del efecto invernadero (principalmente CO2) y de varios contaminantes gaseosos. La presente ponencia trata de discutir acerca de cómo la modificación de esas variables puede afectar la sanidad vegetal en su vertiente de control de plagas. El tema es objeto de intenso debate y todavía hoy tiene mucho de especulativo, incluso en sus fundamentos causales dado que algunos científicos niegan la existencia o incluso el riesgo del cambio climático o minimizan su expresión a niveles casi insignificantes.

 

Consecuencias ligadas a cambios de temperaturas medias y extremas

La mayor parte de las predicciones que se han hecho acerca de cómo esos cambios afectarán los insectos fitófagos ?causantes de la gran mayoría de plagas agrícolas- así como de su incidencia en los rendimientos de los cultivos, se han centrado en las consecuencias de la subida de temperaturas en la distribución y abundancia de las especies de insectos.

Mayores tasas de desarrollo y aumento de la supervivencia invernal son fenómenos esperables en muchas especies de nuestras latitudes templadas y se han señalado como mecanismos que conducirán al aumento de las densidades de plagas. Sin embargo, el aumento de las temperaturas también puede significar un mayor número de horas con valores por encima de los umbrales superiores letales y de desarrollo y ello contribuiría a la disminución de las densidades.

La figura 1 permite visualizar cómo el aumento de las temperaturas medias o extremas diarias puede alterar las tasas de desarrollo y la supervivencia de los insectos. El aumento de la temperatura en el intervalo comprendido entre los umbrales de desarrollo conlleva el aumento consiguiente de la tasa de desarrollo o su disminución cuando la menor temperatura se sitúa por encima de aquélla a la que se da la tasa máxima. Fuera de ese intervalo entre umbrales de desarrollo éste se detiene y mayores alteraciones de temperatura pueden llevar a ésta fuera del intervalo de supervivencia.

A pesar de que la respuesta de las especies de insectos a los cambios de la temperatura puede darse en las direcciones apuntadas, no hay que olvidar que aquéllos tienen una capacidad de adaptación superior a otros grupos animales, tales como los vertebrados, con generaciones más largas y habitualmente con un menor número de efectivos. De hecho, buena parte de las estrategias adaptativas de las especies de insectos son respuesta a condiciones térmicas desfavorables con lo que las alteraciones de temperaturas que conlleva el cambio climático pueden quedar parcialmente absorbidas a base de cambiar la estrategia adaptativa de forma que el resultado sea distinto al inicialmente deducible de la observación de la Figura 1. Un ejemplo de esa situación lo encontramos con la fenología y dinámica del taladro del maíz, plaga principal de ese cultivo en la Península Ibérica (ver explicaciones del ejemplo en el Recuadro I).

Paralelamente a los efectos en las tasas de desarrollo, los aumentos térmicos pueden repercutir en la distribución geográfica de las especies. Este fenómeno se dará con mayor probabilidad en todas aquellas especies de insectos cuyo factor limitante principal esté ligado a la temperatura. En esta categoría encontramos aquellas especies de zonas templadas que tienen en las temperaturas mínimas invernales el factor limitante principal a la hora de establecerse en un hábitat. Un ejemplo clásico lo encontraríamos en la mosca mediterránea de la fruta, cuyas poblaciones están causando daños de importancia creciente en zonas de la Península Ibérica que antaño los registraban sólo de manera ocasional (ver más detalles en el Recuadro II).

 

Consecuencias ligadas a aumentos de la variabilidad climática

Como recogimos al principio, se espera que el cambio climático no sólo afecte a los valores medios de las variables de clima sino también a su variabilidad interanual (en particular la temperatura y la precipitación). Este último aspecto ha recibido mucha menos atención por parte de los ecólogos que estudian las repercusiones del cambio climático en las poblaciones animales y vegetales. Sin embargo, un razonamiento matemáticamente muy sencillo acerca de las consecuencias de variar la media o la varianza en los parámetros de cualquier modelo demográfico (p.e. tasas de natalidad o mortalidad) nos permitiría ver que el aumento de la segunda puede repercutir en mayor medida en la dinámica de la población. En general se acepta que la variabilidad afectará negativamente el crecimiento de la mayor parte de las poblaciones de plantas y animales aunque se ha predicho también que los organismos con menor longevidad (p.e. insectos que son plagas agrícolas) estarán más afectados a corto plazo que los más longevos1. Si esa conclusión se superpone a la del apartado anterior, en el que se preveía un aumento de las poblaciones de insectos como consecuencia del aumento de las temperaturas medias o extremas habrá que redundar en la dificultad de prever las consecuencias del cambio climático en las poblaciones de plagas agrícolas y en sus daños. La combinación de la respuesta al aumento de la media de las variables climáticas y de su variabilidad parecería indicar que el aumento de los problemas de plagas se daría en zonas con menor variabilidad interanual del clima.

 

La mayor dificultad de predicción proviene del efecto en las interacciones entre organismos

A pesar de las dificultades apuntadas en apartados anteriores para predecir los posibles impactos directos de los cambios de temperatura y otras variables climáticas en la densidad y distribución de especies de insectos, más difíciles son esas predicciones si tenemos en cuenta las interacciones entre organismos.

Como es sabido, los ecosistemas agrícolas tienen una riqueza de especies y composición más sencillas (Figura 2) que otros ecosistemas más naturales pero aun así el número de interacciones entre organismos se mide en centenares por lo menos y todas ellas están influidas por las variables climáticas.

La vegetación ?tanto su composición, fenología como biomasa- condiciona todas las relaciones tróficas subsiguientes. En consecuencia todos aquellos impactos del cambio climático en la vegetación se trasladan potencialmente al resto de componentes y relaciones de competencia y depredación resultando en alteraciones que sólo pueden predecirse mediante modelos que tengan en cuenta, como mínimo, el triángulo planta- fitófago- enemigo natural.

Un reciente artículo de Gutiérrez et al (2008)2 aborda ese enfoque de la influencia potencial del cambio climático en las relaciones tritróficas en las que los insectos (en particular las plagas) están insertos a través de modelos. Los modelos demográficos de base fisiológica permitieron predecir cambios en la composición de plagas, en su distribución geográfica, en su abundancia y en su control biológico. Los mecanismos en los sistemas analizados en pulgones de alfalfa, en el gusano rosado del algodón, en la cochinilla algodonosa de la vid y en la mosca de la aceituna fueron muy variados e incluyeron los entomopatógenos, la supervivencia invernal, los depredadores y parasitoides y la fenología del cultivo respectivamente. Las predicciones de esos modelos se contrastaron con las variaciones climáticas habidas en los últimos años en California y con los cambios en poblaciones de plagas comprobándose que había un ajuste considerable.

 

Algunas conclusiones

Los impactos potenciales del cambio climático no son fáciles de determinar.

Si se considera que la temperatura y la precipitación son las variables climáticas más probablemente afectadas por el cambio climático, el conocimiento de su relación con las tasas de desarrollo y supervivencia de insectos permiten en algunas especies la previsión de las consecuencias de cambios térmicos en valores medios y extremos. En algunas plagas pueden aventurarse posibles consecuencias de la subida de temperaturas y descenso de las precipitaciones en la Península Ibérica.

Mucho menos se han estudiado y analizado los efectos que pueden tener en los insectos, y por tanto en las plagas y en su incidencia en los cultivos, la mayor variabilidad interanual que se ha asociado a menudo con el cambio climático. Se ha postulado un descenso de la adaptabilidad de los insectos a esos cambios y por tanto un descenso de sus densidades, con lo que ello podría compensar los aumentos previstos que se mencionan en el párrafo anterior.

Dada la enorme complejidad de componentes y relaciones en los ecosistemas agrícolas es imprescindible abordar el análisis de los posibles impactos del cambio climático mediante modelos demográficos que nos permita hacer jugar las interacciones entre organismos. Esa consideración permite hacer predicciones teniendo en cuenta una mayor riqueza de factores que actúan conjuntamente y cuyos efectos a veces son contradictorios cuando se consideran aisladamente.

Una visión no abordada en esta contribución acerca de los posibles impactos del cambio climático en la sanidad vegetal debería contemplar los efectos de éste en la biodiversidad. La sanidad vegetal, y en particular el control biológico, depende en gran medida de la biodiversidad de especies de enemigos naturales, un arsenal todavía hoy muy poco explotado y que puede perderse en parte por efecto del cambio climático.

 

RECUADRO I

Cambio climático y respuesta de insectos a cambios de temperatura: el caso del taladro del maíz Sesamia nonagrioides.

En Cataluña y Aragón el taladro del maíz S. nonagrioides tiene dos generaciones completas y una tercera incompleta, es decir, una parte de las larvas de la segunda generación completa su desarrollo a pupa y posteriormente a adulto el cual formará parte del tercer vuelo mientras que otra parte de las larvas de la segunda generación entra en diapausa en agosto para pasar así el invierno sin contribuir al tercer vuelo. Que una larva de segunda generación complete el desarrollo o entre en diapausa depende de cuándo experimente el fotoperiodo crítico de inducción de diapausa. Si lo experimenta cuando la larva ya está muy desarrollada, ésta será insensible al mismo y pupará mientras que si lo experimenta cuando la larva está menos desarrollada y es sensible entrará en diapausa sin completar ese año su desarrollo. El aumento de las temperaturas provocará que las larvas aceleren su desarrollo y un menor número de las mismas experimenten el fotoperiodo crítico en edades sensibles con lo que un mayor porcentaje dará lugar a tercera generación. Este fenómeno puede acentuarse con el cambio climático, además, porque el fotoperiodo crítico de inducción de diapausa depende de la temperatura y a mayores temperaturas el fotoperiodo crítico disminuye con lo que se retrasa su ocurrencia en la estación y un mayor número de larvas, por tanto, escapan a la inducción de diapausa.

La tendencia hacia una tercera generación más numerosa que propiciaría el cambio climático puede quedar modulada por la influencia de la planta y el cambio del tipo de variedades de maíz que se siembren en respuesta a aumentos de las temperaturas medias. El progreso fenológico más rápido del maíz como consecuencia del aumento de temperaturas redundaría en la misma dirección descrita antes para el taladro, es decir, aumentaría la proporción de individuos de taladro que sufrirían una tercera generación. Por el contrario, en el caso de que el agricultor decidiera sembrar variedades de maíz de ciclo más largo ?en principios más productivas- como respuesta al aumento de la temperatura, la alteración fenológica de la población de taladro sería la contraria, causando que una menor proporción de individuos de taladro pasasen a la tercera generación. Es difícil, en definitiva, predecir las consecuencias del aumento de las temperaturas medias en la fenología del taladro del maíz lo que, a su vez, hace imposible prever hasta qué punto cambiaría la mortalidad otoñal e invernal de la plaga, factor clave de las densidad de población y de sus daños, muy decisivamente influida por la fenología en verano.

 

RECUADRO II

Cambio climático y distribución de especies plaga: el caso potencial de la mosca mediterránea de la fruta Ceratitis capitata.

La mosca mediterránea de la fruta es una mosca relativamente polífaga que puede completar su ciclo en varias clases de frutos. Sus daños se han registrado en muchas zonas frutícolas del Mediterráneo aunque con importancia mayor en zonas costeras. En España la producción frutícola, y particularmente citrícola, del litoral mediterráneo ha sido habitualmente la más perjudicada mientras que en las zonas más interiores, aun aquéllas no muy alejadas de la costa, la especie era más ocasional. Probablemente la dificultad de pasar el invierno sin sufrir una gran mortalidad explicaba lo tardío de los daños en las plantaciones frutales de esas últimas zonas al depender la densidad de moscas de la recolonización de los huertos a partir de poblaciones alejadas. La sucesión de inviernos más suaves en el interior pudo propiciar recientemente el aumento de las poblaciones establecidas en esas zonas de forma que los daños se han adelantado y han aumentado de intensidad. De poder confirmarse esa causalidad, podría servir de modelo para predecir un aumento de la importancia de la mosca mediterránea como resultado del cambio climático y el consiguiente aumento de la temperatura invernal en áreas en que tradicionalmente aquélla sólo era un problema ocasional.

 

Agradecimientos. Los colegas de mi Departamento me hicieron algunas sugerencias en un texto inicial que han ayudado a mejorar su contenido. Enrique Quesada (U. de Córdoba) me facilitó el artículo citado de Gutierrez et al.

(2008).

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