Materia optativa para la licenciatura en Biología de la Facultad de Ciencias Naturales y Museo: Control biológico

Transcripción

1 Greco, N. y M.G. Luna. Control Biológico 1 Materia optativa para la licenciatura en Biología de la Facultad de Ciencias Naturales y Museo: FUNDAMENTACION Control biológico Numerosas especies pueden, en determinadas situaciones, interferir negativamente las actividades humanas convirtiéndose en plagas y malezas o actuando como vectores de enfermedades. Con el advenimiento de los productos químicos de síntesis a mediados del siglo pasado, el control de especies perjudiciales pareció alcanzar una solución. Sin embargo, pronto se hicieron evidentes los problemas asociados con su uso, tales como la adquisición de resistencia de las plagas a los mismos, el efecto no deseado sobre otras especies, la aparición de plagas secundarias y los concernientes a la salud humana y ambiental. En la actualidad se promueve el manejo de especies perjudiciales con la menor utilización posible de plaguicidas sintéticos. En este sentido, la Ecología es una de las disciplinas científicas que aporta las bases teóricas y empíricas fundamentales para su manejo. Particularmente, resulta indispensable el conocimiento de los factores que producen los cambios poblacionales y de las interacciones entre los distintos niveles tróficos. Frente al problema de las plagas en la agricultura el paradigma actual es el Manejo Integrado de Plagas (MIP), cuyo principio es maximizar aquellos procesos del agro-ecosistema que limitan el crecimiento de las plagas, como por ejemplo potenciar las interacciones entre los diferentes niveles tróficos: cultivo plaga y plaga enemigo natural. El MIP incluye técnicas de control tales como el uso de plantas resistentes, el control cultural y el control biológico. El control biológico es una de las principales técnicas de manejo de especies perjudiciales, como alternativa al uso exclusivo de productos químicos. Esta técnica consiste en la utilización de enemigos naturales para mantener a las plagas por debajo de los niveles de daño económico. Todos los insectos poseen enemigos naturales, tales como parasitoides (insectos que parasitan a otros insectos), depredadores y patógenos (hongos, virus, bacterias, protozoos, nematodes). Las poblaciones naturales de insectos herbívoros se encuentran muchas veces reguladas por ellos, mientras que en los sistemas agrícolas, con un alto grado de simplificación, la presencia y acción de estos enemigos naturales suele ser mucho más reducida. Todas las técnicas de utilización de agentes de control biológico requieren conocimientos a cerca del ciclo de vida, el comportamiento

2 Greco, N. y M.G. Luna. Control Biológico 2 y las características de su interacción con la plaga y la planta hospedante. Si bien el control biológico es una herramienta utilizada exitosamente a escala mundial, en nuestro país su aplicación es aún limitada. El objetivo de este curso es brindar a los alumnos de la licenciatura en Biología las bases teóricas y prácticas del control biológico de especies perjudiciales. Esta materia es un complemento importante de la asignatura Ecología de Plagas en la cual se abordan conceptos y procesos ecológicos íntimamente relacionados con el CB. Así mismo, forma parte de un núcleo de asignaturas optativas relacionadas que incluye: Ecología de Plagas, Ecología de pastizales y sistemas agrícolas, Entomología, Patología de Insectos y Artrópodos de interés médico y veterinario, las cuales se dictan en esta Facultad. De este modo, constituye un aporte a la formación de los alumnos de esta casa de estudios interesados en las áreas del conocimiento de la Ecología aplicada y la Entomología económica. En esta asignatura se estudian los aspectos más relevantes de la biología y ecología de los agentes de CB, las técnicas de evaluación de enemigos naturales, las distintas estrategias de CB y su compatibilidad con otras formas de control. Así mismo, se tratan los aspectos prácticos de la implementación del CB y se analizan ejemplos en distintos sistemas agrícolas, con especial interés en su desarrollo en América latina. El énfasis está puesto en el control biológico de artrópodos plaga de la agricultura mediante depredadores y parasitoides. Se incluyen además los fundamentos del control biológico de malezas, y de vectores de enfermedades animales y humanas. Con respecto a los patógenos, importantes agentes de CB, constituyen el objeto central de estudio de la asignatura Patología de Insectos. Como oferta institucional, la asignatura propuesta pretende estimular la formación en un área que brinda posibilidades de desarrollo en investigación básica y aplicada, así como habilidades para la actividad profesional. CONTENIDOS Unidad I. Introducción. Principales técnicas para el control de plagas y malezas. Definición de control biológico (CB). Origen del CB. Historia del CB de plagas y de malezas. Agentes. Estrategias de CB: clásico, aumentativo, por conservación. Control natural. Unidad II. Principios y procesos.

3 Greco, N. y M.G. Luna. Control Biológico 3 Dinámica poblacional. Distintos modos de acción de los factores de mortalidad, relaciones de densodependencia. Principales características de los sistemas depredador-presa, huéspedparasitoide y sistema huésped-patógeno. Complejos de enemigos naturales (EN), gremios, relaciones competitivas entre especies de EN. Unidad III. Características biológicas y ecológicas de los EN. Historia de vida de depredadores y parasitoides: estados de desarrollo, supervivencia, longevidad, reproducción, diapausa, determinación del sexo. Tipos de parasitoides según el modo en que parasitan. Localización del huésped o la presa. Dispersión. Defensas de los huéspedes y presas a la parasitación o depredación. Selectividad alimentaria. Unidad IV. Evaluación de EN como candidatos para CB. Criterios de selección. Riesgos ecológicos de la introducción de especies exóticas. Ensayos de laboratorio para la evaluación de agentes de CB (estimación de parámetros demográficos, respuesta funcional, numérica y de agregación). Uso de métodos moleculares en CB. Reconstrucción de comunidades sintéticas de EN. Métodos experimentales para la evaluación del CB. Evaluación del éxito de control post-implementación. Unidad V. Cuarentenas. Crías masivas. Infraestructura y equipamiento. Procedimientos, regulaciones legales, permisos, empaque y transporte de agentes de CB. Colonias de artrópodos entomófagos y sus huéspedes-presas. Unidad VI. Estrategias de CB. Estimación de beneficios y costos de CB clásico. Aumentación. Liberaciones periódicas y manipulación de enemigos naturales. Conservación y manejo del hábitat. Monitoreo. Unidad VII. Insecticidas y CB. Uso de pesticidas selectivos y su compatibilidad con el CB. Efectos directos e indirectos de los pesticidas sobre los enemigos naturales. Técnicas de evaluación de toxicidad sobre EN. Unidad VIII. Artrópodos agentes de CB: principales grupos taxonómicos.

4 Greco, N. y M.G. Luna. Control Biológico 4 Artrópodos depredadores y parasitoides. Artrópodos para el CB de plantas. Unidad IX. CB en distintos agro-ecosistemas. CB en cultivos tropicales y subtropicales. CB en cultivos frutales. CB de plagas forestales. CB en ambientes agrícolas anuales. CB en cultivos protegidos. Unidad X. Perspectivas del CB. CB clásico en Latinoamérica: pasado, presente y futuro. Investigación y perspectivas futuras en CB. Factores sociales y económicos que afectan la investigación e implementación de programas de CB. Unidad XI. Generalidades del CB fuera de los agroecosistemas. CB de insectos en ambientes urbanos. CB de plagas médicas y veterinarias.

5 Greco, N. y M.G. Luna. Control Biológico 5 MODALIDAD La materia se dictará durante el segundo semestre (75 h). Las clases serán semanales, teórico-prácticas y de 4 h de duración. Los alumnos podrán optar por una cursada de régimen normal, con examen final, o por una cursada con promoción sin examen final. ACTIVIDADES PROPUESTAS Durante el desarrollo de la asignatura se realizarán las siguientes actividades: Clases teóricas: exposición por parte de los docentes Trabajos prácticos: resolución de ejercicios, utilización de programas de simulación, análisis de casos, reconocimiento de agentes de CB por observación directa de especímenes. Lectura y discusión de trabajos científicos: lectura crítica grupal de publicaciones científicas y puesta en común mediante exposición. Los trabajos se asignarán en una clase previa, realizando los docentes el encuadre temático de los mismos. Elaboración de un proyecto de investigación: aspectos formales y conceptuales para la formulación de una propuesta de investigación. Esta actividad será grupal y tendrá un seguimiento a lo largo de la cursada. La producción final se expondrá en forma escrita y oral. Exposición de información recopilada por los alumnos sobre empresas o instituciones dedicadas a la producción masiva y/o comercialización de agentes de CB. Visita al Centro de Estudios Parasitológicos y de Vectores CEPAVE (CONICET-UNLP). DESARROLLO Clase 1. Teoría: Introducción. Principales técnicas para el control de plagas y malezas. Definición de control biológico (CB). Origen del CB. Historia del CB de plagas y de malezas. Agentes. Estrategias de CB: clásico, aumentativo, por conservación. Control natural. Clase 2. Teoría: Dinámica poblacional. Distintos modos de acción de los factores de mortalidad, relaciones de densodependencia. Principales características de los sistemas depredador-presa, huésped-parasitoide y sistema huésped-patógeno. Trabajo práctico: resolución de ejercicios e interpretación de gráficos. Clase 3. Teoría: Complejos de EN, gremios, relaciones competitivas entre especies de EN. Trabajo práctico: análisis e interpretación de

6 Greco, N. y M.G. Luna. Control Biológico 6 modelos de simulación poblacional para sistemas depredador-presa y parasitoide-hospedador. Clase 4. Teoría: Historia de vida de depredadores y parasitoides. Determinación del sexo. Tipos de parasitoides según el modo en que parasitan. Localización del huésped o la presa. Dispersión de parasitoides y depredadores. Defensas de los huéspedes y presas a la parasitación o depredación. Selectividad alimentaria. Trabajo práctico: introducción a la formulación de un proyecto de investigación en CB. Clase 5. Teoría: Criterios de selección. Riesgos ecológicos de la introducción de especies exóticas. Uso de métodos moleculares en CB. Reconstrucción de comunidades sintéticas de EN. Trabajo práctico: discusión de trabajos científicos sobre ensayos de laboratorio para la evaluación de agentes de CB (estimación de parámetros demográficos, respuesta funcional, numérica y de agregación). Clase 6. Teoría: Métodos experimentales para la evaluación del CB. Evaluación del éxito de control post-implementación. Trabajo práctico: selección de buenos candidatos para CB a partir del análisis de la combinación de características biológicas y ecológicas de distintas especies. Clase 7. Teoría: Infraestructura y equipamiento. Procedimientos, regulaciones legales, permisos, empaque y transporte de agentes de CB. Colonias de artrópodos entomófagos y sus huéspedes-presas. Trabajo práctico: exposición de los alumnos de información recopilada sobre empresas o instituciones dedicadas a la producción masiva y / o comercialización de agentes de CB. Primer Examen Parcial de contenidos teóricos y prácticos. Clase 8. Teoría: Estimación de beneficios y costos de CB clásico. Aumentación. Liberaciones periódicas y manipulación de enemigos naturales. Conservación y manejo del hábitat. Monitoreo. Trabajo práctico: análisis de casos, discusión sobre factibilidad, beneficios y costos. Clase 9. Teoría: Uso de pesticidas selectivos y su compatibilidad con el CB. Efectos directos e indirectos de los pesticidas sobre los enemigos naturales. Técnicas de evaluación de toxicidad sobre EN. Trabajo práctico: discusión del grado de avance en la formulación del proyecto de investigación en CB (planteado en la clase 4).

7 Greco, N. y M.G. Luna. Control Biológico 7 Clase 10. Teoría: Artrópodos depredadores y parasitoides. Artrópodos para el CB de plantas. Trabajo práctico: observación de ejemplares. Clase 11. Teoría: CB en distintos agro-ecosistemas. CB en cultivos tropicales y subtropicales. CB en cultivos frutales. CB de plagas forestales. CB en ambientes agrícolas anuales. CB en cultivos protegidos. Trabajo práctico: corrección del proyecto de investigación en CB (planteado en la clase 4). Clase 12. Teoría: CB clásico en Latinoamérica: pasado, presente y futuro. Investigación y perspectivas futuras en CB. Factores sociales y económicos que afectan la investigación e implementación de programas de CB. Clase 13. Teoría: Generalidades del CB fuera de los agroecosistemas. CB de insectos en ambientes urbanos. CB de plagas médicas y veterinarias. Trabajo práctico: exposición de los proyectos de investigación elaborados. Clase 14. Visita al Centro de Estudios Parasitológicos y de Vectores CEPAVE (Instituto de Investigación perteneciente al CONICET y a la UNLP), donde se realizan investigaciones relacionadas al CB de plagas agrícolas. Segundo examen parcial de contenidos teóricos y prácticos. EVALUACION La evaluación se realizará mediante dos exámenes parciales individuales de contenidos teóricos y prácticos y la elaboración grupal de un proyecto de investigación. Los requerimientos de aprobación se adecuarán al reglamento vigente. BIBLIOGRAFÍA A continuación se cita la bibliografía que será utilizada para el dictado de la materia, la cual estará a disposición de los alumnos para su consulta. Altieri, M.A. & C.I. Nicholls Biodiversity and pest management in agroecosistems. The Haworth Press. 2nd. Edition. Andrews, K.L. & J.R. Quezada (Eds.) Manejo integrado de plagas insectiles en la agricultura: Estado actual y futuro. Departamento de protección Vegetal. Escuela Agrícola Panamericana, El Zamorano, Honduras.

8 Greco, N. y M.G. Luna. Control Biológico 8 Barbosa, P. (ed.) Conservation biological control. Academic Press. Bellows, T.S. & T.W. Fisher (Eds.) Handbook of biological control. Principles and applications of biological control. Academic Press pp. Bueno, V.H.P. & J.C. van Lenteren The popularity of augmentative biological control in Latin America: history and state of affairs. International Symposium of Biological Control of Arthropods, West Virginia: De Bach, P. & D. Rosen The natural enemies. cap 2: En: Biological control by natural enemies. Cambridge University Press. Godfray, H.C.J Parasitoids. Princeton University Press. Hassell, M The dynamics of Arthropod Predator-Prey Systems. Princeton Univ. Press. 237pp. Hawkins, B.A. & W. Sheehan (Eds.) Parasitoid community ecology. Oxford Science Publications. 516 pp. Helle, W. & Sabelis, M. W. (Eds.) Spider Mites Their Biology, Natural Enemies and Control (Amsterdam: Elsevier) Vol. 1B, pp Horn, D.J Ecological approach to pest management. Elsevier Applied Science Publisher. Knipling, E.F Principles of insect oarasitism analysed from new perspectives. Practical implications for regulating insect populations by biological means.usda, 335 pp. Kogan, M Ecological theory and integrated management practice. Kogan, M. (Ed). Wiley-Interscience. Kogan, M Integrated pest management. Historical perspectives and contemporary developments. Ann. Rev. Entomol.: 43: Koul, O & G. Dhaliwal Predators and parasitoids. Taylor an& Francis, 191 pp. Lewis, W.J; J.C. van Lenteren; S.C. Phatak & J.H. Tumlinson A total system approach to sustainable pest management. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94: Murdoch, W. W., Briggs, C. J. & Nisbet, R. M Competitive displacement and biological control in parasitoids a model. Am. Nat. 148: Norton, G.A. & J.D. Mumford (Eds.) Decision tools for pest management. CAB International Pedigo, L.P Entomology and pest management. Macmillan Publishing Company. New York. 646 pp. Pimentel, D. & H. Lehman, eds The Pesticide Question: Environment, Economics and Ethics. Chapman and Hall, New York. 441 pp. Quicke, D.L.J Parasitic wasps. Chapman & Hall. London.

9 Greco, N. y M.G. Luna. Control Biológico 9 Sarandón, S. J. (Ed.) Agroecología. El camino hacia una agricultura sustentable. Ediciones Científicas Americanas. Buenos Aires, Argentina. 557 pp. Waage J. & Greathead D Insect parasitoids. Academic Press, INC.San Diego. 375 pp. Zapater, M.C. (Ed.) El Control biológico en América Latina. International Organization for Biological Control, Buenos Aires, Argentina. DOCENTES Dra. Nancy M. Greco ngreco@fcnym,unlp.edu.ar Dra. María G. Luna lunam@cepave.edu.ar