La biodiversidad desempeña funciones críticas de los ecosistemas que la tecnología no puede reemplazar indefinidamente, como los plaguicidas y los herbicidas. Esto incluye una población diversa de insectos en las explotaciones agrícolas.
En un estudio de explotaciones de maíz en las Grandes Llanuras del Norte, descubrimos que las explotaciones con menor biodiversidad de insectos tienen más plagas. Los resultados sugieren que las prácticas agrícolas que fomentan la biodiversidad de insectos podrían ser una forma eficaz de controlar las plagas.
Cuantas más conexiones podamos establecer entre la diversidad y los beneficios que aporta, más posibilitaremos el diseño de sistemas de producción de alimentos resilientes que sean ecológicamente sostenibles a largo plazo.
Redes biológicas
Las plagas son una amenaza importante para la producción de alimentos, y los esfuerzos de control de plagas pueden tener consecuencias no deseadas para el medio ambiente y la sociedad, como la toxicidad para especies beneficiosas y la fauna silvestre, la contaminación del suelo y del agua, y el aumento de los costos de producción de alimentos.
Investigadores anteriores han documentado que la diversidad de especies dentro de los agroecosistemas puede reducir las poblaciones de plagas, pero con frecuencia estos estudios favorecen experimentos controlados y simplificados en lugar de centrarse en las comunidades realistas observadas en explotaciones agrícolas en funcionamiento.
De las 106 especies de insectos halladas en explotaciones de maíz del Medio Oeste, el 87 % de ellas, como esta chinche damisela, son depredadores beneficiosos de plagas.
Jonathan Lundgren, cortesía del autor
Una de las razones para centrarse en sistemas simplificados es que las comunidades naturales de insectos suelen ser muy diversas, y comprender cómo interactúan las especies dentro de las redes biológicas puede volverse muy complicado.
El análisis de redes es una herramienta útil para estudiar cómo los agentes – por ejemplo, personas, sitios web, etc – dentro de una red compleja interactúan para afectar a determinados procesos, como la forma en que la información se difunde a través de los grupos sociales. Este enfoque para comprender las redes de gran tamaño también puede tener aplicaciones para entender cómo las redes biológicas producen un servicio deseado, en nuestro caso el manejo de plagas.
El maíz es actualmente el cultivo con mayor intensidad de producción en América del Norte, y aproximadamente el 5 % de la superficie terrestre de los Estados Unidos continentales se dedica a esta única especie vegetal. Debido a su alto valor, se destinan recursos sustanciales –aproximadamente 3.200 millones de dólares estadounidenses en 2013, según el National Agricultural Statistics Service – se invierten anualmente en el control de plagas como los gusanos de la raíz del maíz, la barrenadora europea del maíz y otras orugas y pulgones. Investigaciones han demostrado que la diversidad parece ser importante para mantener estas plagas bajo control, pero las características particulares de una red biológica completa que contribuyen al manejo de plagas no han sido bien exploradas.
Comunidades de insectos
Muestreamos 53 explotaciones de maíz en las Grandes Llanuras del Norte, en el borde occidental de la producción de maíz en Estados Unidos.
En cada campo, identificamos todas las especies de insectos (definidos como todos los animales con más de cuatro patas y menos de dos) presentes en el follaje de las plantas cuando liberan el polen. Este momento del ciclo de vida del maíz es cuando las comunidades de insectos son más abundantes, y en esta época del año coinciden todas las plagas principales. Además, nos aseguramos de que no se utilizaran insecticidas ni cultivos transgénicos que pudieran influir en las comunidades de insectos del maíz. Identificamos las cantidades relativas de 106 grupos taxonómicos de insectos en estas explotaciones.
En nuestro análisis, descubrimos que los campos de maíz más biodiversos tenían menos plagas. Más concretamente, los campos de maíz con una alta diversidad de especies y una distribución más uniforme en las abundancias de las especies tenían menos plagas.
Curiosamente, el número de especies y la abundancia de insectos individuales en un campo de maíz no estaban correlacionados con la densidad de plagas.
Esto significa que no es la riqueza y la abundancia de especies dentro de una comunidad lo que se correlaciona con la abundancia de plagas, sino más bien el equilibrio de especies dentro de estas comunidades, que parece estar ligado a poblaciones de plagas más bajas.
A continuación, agrupamos los campos de maíz según el número de plagas que encontramos. Creamos una red para cada una de las comunidades de insectos que encontramos en cada densidad de plagas distinta. Estas redes se basan en las abundancias relativas de los insectos en la comunidad; si la abundancia de dos especies estaba significativamente correlacionada entre sí, trazamos un vínculo entre ellas. Es un nuevo enfoque para analizar la biodiversidad de las redes ecológicas.
Ahorro de dinero
Descubrimos que las comunidades con redes más sólidas – es decir, con más especies vinculadas – tenían menos plagas. Además, la centralidad de la red era importante: las comunidades con varios grupos de especies muy vinculadas, incluidos insectos que depredan a otros, no presentan los problemas de plagas que tienen las redes con vínculos débiles. Así, además de la diversidad de especies, la intensidad de las interacciones entre especies dentro de una comunidad parece estar relacionada con cuándo y dónde se producen los brotes de plagas.
Esta investigación sugiere que las prácticas que reducen la diversidad en los campos de maíz agravarán los problemas de plagas con el tiempo. Los insumos innecesarios de plaguicidas y la simplificación de los agroecosistemas están destinados a requerir aún más plaguicidas para reemplazar las funciones perdidas de la biodiversidad y mantener estos sistemas de producción de alimentos.
Más importante aún, nuestros datos sugieren que diseñar sistemas de cultivo con alta diversidad requerirá menos insumos de insecticidas y ahorrará dinero a los agricultores.
Las piezas de este rompecabezas ya están en su lugar: sabemos que reducir la perturbación del suelo, aumentar la diversidad de las rotaciones de cultivos e incluir cultivos de cobertura son importantes para reducir las plagas. Pero no siempre tenemos una imagen completa de cómo funcionan estas prácticas para reducir las plagas.
La seguridad alimentaria a largo plazo depende de idear sistemas de producción resilientes a factores de estrés como las plagas. La biodiversidad dentro de los sistemas alimentarios proporciona servicios cuantificables y valiosos para la sociedad, de los cuales el manejo de plagas es uno.
Este artículo se publica en colaboración con The Conversation. Lea el artículo original.. La publicación no implica el respaldo de las opiniones por parte del Foro Económico Mundial.
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Autor: Jonathan Lundgren es entomólogo investigador en la Universidad Estatal de Dakota del Sur. Scott Fausti es profesor en la Universidad Estatal de Dakota del Sur.
Imagen: Canales de riego atraviesan un campo de maíz en Los Banos, California, Estados Unidos. REUTERS/Lucy Nicholson
