Selección de procesos ecológicos, taxa o especies: Asociación con el cultivo

Transcripción

1 Taller: "Avances en el desarrollo de metodologías de evaluación y monitoreo de efectos potenciales de los cultivos genéticamente modificados sobre organismos no blanco. Julio 2 al 5 de México D.F. Selección de procesos ecológicos, taxa o especies: Asociación con el cultivo Matriz I Parte 1 Carmen Pires carmen.pires@embrapa.br Recursos Genéticos e Biotecnologia

2 Objetivos Listar los procesos de ecosistema/ taxa/ especies en grupos funcionales Explicar y ejemplificar la matriz de selección parte 1: asociación con el cultivo.

3 Contenido de la Charla 1. Listar procesos de ecosistema/ taxa/ especies en grupos funcionales 2. Criterios para clasificación entre los grupos funcionales: asociación con el cultivo 3. Matriz de Selección 1 - Parte 1 y procedimientos para clasificación 4. Incertezas y vacíos de conocimiento

4 Caso (rasgo, cultivo, recibiendo el medio ambiente) Identificación de los posibles efectos adversos en los servicios ecosistémicos en el medio receptor Grupos funcionales prioritarios Definición de caso Adquirir datos Modelo conceptual para la formulación del problema Análisis de las interacciones Tier 1 Asociación con lo cultivo Importancia funcional en el sistema de cultivo Especies o grupos prioritarios Identificación de las vías de exposición Identificación de la vía efectos adversos Construir hipótesis de riesgo Selección de hipótesis de riesgo prioritarios Tier 2 Tier 3 Especificación de los puntos finales de evaluación Identificación de los nexos causales de estrés a efectos adversos Tier 4 Plan experimental Variables de medición Metodología de evaluación de riesgos de los OMG sobre organismos no objetivo Hipótesis se puede descartar Seleccionar y realizar experimentos Decisión basada en datos Hipótesis confirmada Fase de análisis Tier 5...n Caracterización de la exposición Caracterización del efecto adverso Caracterización del riesgo

5 Análisis de Riesgo: Biodiversidad y Organismos no-objetivo Etapa 1. Selecionar las funciones relevantes Etapa 2. Listar especies/ organismos y priorizar Etapa 3. Rutas de Exposición Etapa 4. Identificar posíbles efectos adversos Identificar riesgos y realizar experimentos en laboratorio Relizar experim. en campo si es necesario

6 1. Listar especies y procesos del ecosistema en grupos funcionales Fuentes de Información: - Literatura: puede ser limitada (Ej.: algodón en Brasil) - Especialistas: pueden ser tendenciosos (biased) (organismo favorito!) - Colecta de campo: limitaciones de los diferentes métodos de muestreo

7 Cultivo Algodon - Cadena Alimenticia

8 Cultivo + herbívoros (incluyendo polinizadores, microrganismos patógenos, biota del suelo y vectores)

9 cultivo + herbívoros + parasitoides/parásitos / depredadores (insectos, hongos, bacterias, ácaros, otros)

10 cultivo + herbívoros + parasitoides /parásitos/ depredadores + hiperparasitoides

11 DESCRIPCIOS DE ESPECIES O TAXONES DE DEPREDADORES: Depredadores en el cultivo de algodón en Brasil Gremio alimenticio Predador generalista Especie o taxon Orden y familia Estadío del ciclo de vida en el cual funciona como enemigo natural Escarabajos Coccinellid ae Coleoptera: Coccinellidae Larvas y adultos Presa principal Áfidos, thrips, huevos de Lepidópteros Predador generalista Aranas Lycosidae predador de ácaros Ácaros predadoras (Amblyseius, Euseius) Ácaros predador de huevos y larvas pequenas Tijeretas (Dermaptera) Dermaptera: Forficulidae & Carcinophoridae Ninfas y adultos Lepidoptera predador de huevos y larvas pequenas Geocoris spp. (bigeyed bugs) Heteroptera: Lygaeidae Ninfas y adultos Ácaros, huevos de insectos, larvas pequenas de lepidópteros, áfidos, mosca blanca. predador de huevos y larvas pequenas Orius spp. Heteroptera: Anthocoridae Ninfas y adultos Lepidópteros, áfidos, thrips, ácaros predador de huevos y larvas pequenas Nabis spp. Heteroptera: Nabidae Ninfas y adultos Predador generalista Pentatomid predatory bugs (chinches) Heteroptera: Pentatomidae Ninfas y adultos Predador generalista Crisopas (Chrysoperla externa) Neuroptera: Chrysopidae Larvas áfidos, thrips, ácaros

12 Contenido de la Charla 1. Listar procesos de ecosistema/ taxa/ especies en grupos funcionales 2. Criterios para clasificación entre los grupos funcionales: asociación con el cultivo 3. Matriz de Selección 1 - Parte 1 y procedimientos para clasificación 4. Incertezas y vacíos de conocimiento

13 2. Criterios para clasificar al interior de los grupos funcionales: asociación con el cultivo Distribución Geográfica Especialización de Habitat Prevalencia Abundancia Fenología del cultivo ciclo de vida de la especie o taxón en el cultivo Conexiones tróficas Obs.: criterios específicos para ciertos grupos funcionales!!

14 Distribución Geográfica Pregunta: Cuál es el grado de sobrelapamiento entre la distribución geográfica de especies y el área de producción del cultivo? Especies o taxones que se distribuyen ampliamente son propensos a estar en mayor contacto con el cultivo transgénico.

15 Ejemplo: algodón en Brasil Distribuicón Geográfica Especie o taxon A Especie o taxon B Especie o taxon B

16 Pregunta para discusión Qué especie causa un impacto adverso más relevante en una función ecológica? a. especies ampliamente distribuidas b. especies distribuidas localmente

17 Distribución Geográfica Análisis de riesgo necesita ser realizada a nivel regional. - Particularmente si el taxa o especie afectada está circunscrita a una región.

18 Especialización de Habitat Este criterio clasifica la preferencia de la especie por los diferentes habitats en los cultivos en el medio receptor (es decir, la región de la liberacíon). Esto puede incluir otros cultivos, márgenes de los campos, áreas de descanso y zonas naturales. - Un especialista de habitat se produce sólo en el habitat de lo cultivo objetivo. - Un generalista de habitat ocurre en muchos otros habitats.

19 Especialización de Habitat Hipótesis: Un impacto sobre un depredador que es muy, o completamente especializado en un cultivo tiene mayor probabilidad de estar relacionado con un efecto adverso sobre la función de control biológico.

20 Pregunta para discusión Un depredador que es exclusivo de un agro-ecosistema es un indicador más adecuado de los impactos sobre la función de control biológico? ( ) Falso ( ) Verdadero

21 Prevalencia en el cultivo Ejemplo: especies de depredadores en algodón en Brasil: - Especie A = libélula - Especie B = hormiga. - Especie C = Coccinelidae, Cycloneda sanguinea.

22 Prevalencia en el cultivo Especie A = libélula puede ser un buen depredador en los campos de algodón cerca de ríos o acequias, pero nunca ocurre en los campos de algodón que no están cerca del agua.

23 Prevalencia en el cultivo - Especie B = hormiga. Es un depredador importante, pero no se encuentra en los campos que no cuentan con suelos arenosos.

24 Prevalencia en el cultivo - Especie C = Coccinelidae, Cycloneda sanguinea es siempre encontrada en todos los campos, aunque puede ser más o menos abundante.

25 Prevalencia en el cultivo Hipótesis: Un impacto sobre un depredador que es prevalente en un determinado cultivo tiene mayor probabilidad de estar relacionado con un efecto adverso en el control biológico en ese cultivo o campos de cutivo adyacentes.

26 Prevalencia en el cultivo Especie A = libélula Especie B = hormiga DEFINICIÓN = La proporción de hábitat adecuado en que la especie o taxón se pueden encontrar. Para todos los hábitats adecuados (campos) de lo cultivo, en qué proporción estarían presentes la especie o taxón? Rank: todos, la mayoría, pocos Especie C = mariquita C. sanguinea

27 Prevalencia en el cultivo Especie A = libélula Especie B = hormiga Especie C = mariquita C. sanguinea

28 Pregunta para discusión Un depredador que es encontrado constantemente en un agro-ecosistema es un mejor indicador de impactos ( ) Falso ( ) Verdadero

29 Abundancia - n o de individuos Especies o taxa: 5A, 1B Especies o taxa: 1A, 3B,1C Especies o taxa: 5C

30 Abundancia - n o de indivíduos En el cultivo En otras especies de plantas asociadas con el cultivo malezas En otras especies de plantas que ocurren fuera del cultivo (otros cultivos, vegetación natural) herbívoros, polinizadores, detrívoros En restos de cultivos, cultivos asociados - herbívoros, detritívoros

31 Abundancia - n o de individuos Hipótesis: Un impacto sobre un depredador que es más abundante tiene mayor probabilidad de estar relacionado con un efecto adverso en el control biológico en un cultivo o cultivos vecinos.

32 Fenología del cultivo y de las Ciclo de vida - Aphis especies/taxon Aphis Luteovirus Anthonomus Apis mellifera

33 Fenología Hipótesis: Un impacto sobre un depredador que está presente durante todo el ciclo del cultivo y cuyo ciclo de vida es dependiente totalmente de ese cultivo tiene mayor probabilidad de estar relacionado con un efecto adverso en el control biológico en ese cultivo o en campos vecinos.

34 Interacciones Tróficas

35 Interacciones Tróficas Hipótesis: Un efecto sobre un depredador que tiene una Interacción trófica mas fuerte con un cultivo tiene mayor probabilidad de estar relacionado con un efecto adverso en el control biológico en ese cultivo o en cultivos adyacentes.

36 Contenido de la Charla 1. Listar procesos del ecosistema/ taxa/ especies en grupos funcionales 2. Criterios para clasificación entre los grupos funcionales: asociación con el cultivo 3. Matriz de selección y procedimentos para clasificación 4. Incertezas y vacíos de conocimiento

37 Matriz de Seleción: Asociación con el cultivo Ej.: depredadores en algodon en Brasil Faria, M.R., Lundgren, J.G., Fontes, E.M.G., Fernandes, O.A., Schmidt, F., Tuat, Nguyen Van and Andow, D.A. (2006) Assessing the effects of Bt cotton on generalist arthropod predators. pp In: Hilbeck, A., Andow, D.A. and Fontes, E.M.G. Environmental Risk Assessment of Genetically Modified Organisms Volume 2: Methodologies for Assessing Bt Cotton in Brazil. CABI Publishing, Wallingford, UK.

38 Predador Escarabajos Coccinellidae Aranas Lycosidae Ácaros predadores (Amblyseius, Euseius) Tijeretas (Dermaptera) Geocoris spp. Orius spp. Distribución geográfica Asociation con el cultivo Especial ización de hábitat Prevalencia Meridian Mid west North East Nabis spp. Pentatomid predatory bugs Chrysoperla externa

39 3. Matriz de Seleción y Clasificación Procedimentos para cada criterio: Especies A Especies B Especies C de un grupo funcional particular (p. ej.: predadores) Dentro de cada criterio clasificar cada especie, de acuerdo con definiciones pre-establecidas: Ej.: clase 1 = alto clase 2 = medio clase 3 = bajo Ordenar - comparar las especies o taxas unas con otras

40 3. Matriz de Seleción e Clasificación Definir clases: Ej.: 1, 2, 3 ou alto, medio, bajo Especificar lo que cada clase significa Qué significa alta abundancia? Definir los criterios por grupo funcional Un criterio es más importante que el outro? Observación: clasificación es basada en el conocimento de los evaluadores (idealísticamente discutiendo en un punto de consenso)

41 3. Matriz de Seleción y Classificación Falta de información, asume el peor escenario posible: Clase 1 = alto Principio de Precaución

42 DESCRIPCIOS DE ESPECIES O TAXONES DE PREDADORES: Predadores en el cultivo de algodón en Brasil Gremio alimenticio Predador generalista Predador generalista predador de ácaros Especie o taxon Orden y familia Estadío del ciclo de vida en el cual funciona como enemigo natural Escarabajos Coccinellid ae Aranas Lycosidae Ácaros predadoras (Amblyseius, Euseius) Coleoptera: Coccinellidae Larvas y adultos Presa principal Áfidos, thrips, huevos de Lepidópteros Ácaros predador de huevos y larvas pequenas Tijeretas (Dermaptera) Dermaptera: Forficulidae & Carcinophoridae Ninfas y adultos Lepidoptera predador de huevos y larvas pequenas Geocoris spp. (bigeyed bugs) Heteroptera: Lygaeidae Ninfas y adultos Ácaros, huevos de insectos, larvas pequenas de lepidópteros, áfidos, mosca blanca. predador de huevos y larvas pequenas Orius spp. Heteroptera: Anthocoridae Ninfas y adultos Lepidópteros, áfidos, thrips, ácaros predador de huevos y larvas pequenas Nabis spp. Heteroptera: Nabidae Ninfas y adultos Predador generalista Pentatomid predatory bugs (chinches) Heteroptera: Pentatomidae Ninfas y adultos Predador generalista Crisopas (Chrysoperla externa) Neuroptera: Chrysopidae Larvas áfidos, thrips, ácaros

43 Predador Escarabajos Coccinellidae Aranas Lycosidae Ácaros predadores (Amblyseius, Euseius) Tijeretas (Dermaptera) Geocoris spp. Orius spp. Nabis spp. Pentatomid predatory bugs Chrysoperla externa Distribución geográfica Todas las regiones Todas las regiones Todas las regiones Todas las regiones Todas las regiones Todas las regiones Todas las regiones Todas las regiones Todas las regiones Asociation con el cultivo Especial ización de hábitat Prevalencia Meridian Mid west North East Baja Total Total Total Baja? Total? Baja Amplia Amplia Amplia Baja Total Total Total Baja Total Parches Amplia / Total Baja Parches Parches most /all Baja Amplia? Total most Baja Parches Parches Total Baja Total Parches Total

44 predador Asociation con el cultivo Abundancia en el cultivo de algodón Fenología Meridian Mid-West North-East Estadío del cultivo en el cual se presenta Ciclo de vida Escarabajos Coccinellidae alto alto alto inicio, medio Todo Aranas Lycosidae? alto? todos Todo Ácaros predadores (Amblyseius, Euseius) Tijeretas (Dermaptera) medio medio medio todos Todo alto alto alto medio a tardío Todo Geocoris spp. medio medio medio inicio, medio Todo Orius spp. medio medio medio inicio, medio Todo Nabis spp. medio medio medio MD, MW: medio a tardío, NE: inicio, medio Pentatomid predatory bugs Todo medio bajo alto todos Todo Chrysoperla externa bajo/medio bajo/medio alto MD: inicio, medio MW, NE: todosl Todo

45 Predador Escarabajos Coccinellidae Grado de especializáción de alimentación polifagos Asociación con el cultivo Conexión trófica Meridian Mid West North East En muchos cultivos Strongly dependant En muchos cultivos Aranas Lycosidae polifagos??? Ácaros predadores (Amblyseius, Euseius) Tijeretas (Dermaptera) polifagos En muchos cultivos mites media media media Geocoris spp. polifagos Media a no muy fuerte En muchos cultivos Media a no muy fuerte En muchos cultivos Media a no muy fuerte Orius spp. polifagos?? media Nabis spp. polifagos En muchos cultivos Pentatomid predatory bugs polifagos En muchos cultivos Chrysoperla externa polifagos En muchos cultivos En muchos cultivos En muchos cultivos En muchos cultivos En muchos cultivos En muchos cultivos En muchos cultivos

46 Predador RANKING PARA ASOCIACIÓN CON CULTIVO Asociación con el cultivo Meridian Mid-West North East Escarabajos Coccinellidae Aranas Lycosidae??? Ácaros predadores (Amblyseius, Euseius) 2 (1 si ácaros son la única presa) Tijeretas (Dermaptera) Geocoris spp Orius spp to 3 Nabis spp Pentatomid predatory bugs Chrysoperla externa 2 or 3 2 or 3 1

47 3. Matriz de Selección y Clasificación Un efecto en esos taxa tiene mayor probabilidad de estar relacionado con un efecto adverso en el control biológico en una de las regiones de Brasil basado en la asociación con el cultivo: Coccinelídeos - NE Pentatomídeos - NE Chrysoperla externa - NE Ácaros depredadores (se alimentan apenas de ácaros)

48 3. Matriz de selección y clasificación Un efecto en esos taxa tiene mayor probabilidad de estar relacionado con un efecto adverso en el control biológico en una de las regiones de Brasil basado en la asociación con el cultivo: Coccinelídeos - NE Pentatomídeos - NE Chrysoperla externa - NE Por qué? Ácaros dedepredadores (se alimentan apenas de ácaros)

49 3. Matriz de Selección y Clasificación Porque ellos: Son prevalentes en el algodón (presentes en todas las áreas de cultivo) Son más abundantes en algodón Se presentan durante todos los estadios fenológicos del cultivo y tienen todas sus fases durante la historia de vida del cultivo (máxima sobreposición - fenología) Presenta fuerte Interacción trófica con presas en el cultivo

50 3. Matriz de Selección y Clasificación Todas las especies de depredadores: - Ampliamente distribuidas geográficamente - Presentan baja especialización de hábitat en el algodón (generalistas)

51 Contenido de la Charla 1. Listar procesos del ecosistema/ taxa/ especies en grupos funcionales 2. Criterios para clasificación entre los grupos funcionales: asociación con el cultivo 3. Matriz de selección y procedimentos para clasificación 4. Incertezas y vacíos de conocimiento

52 4. Incertezas y vacios de conocimiento Patrones de vacios de conocimento: Distribución Geográfica Abundancia Fenología (sobreposición) Interacciones tróficas Especies/taxa A Especies/taxa B Especies/taxa C

53 4. Incertezas y vacios de conocimiento Decisión pragmática adicionar especies si es necesario reducir especies si es necesário Recomendación: pueden ser seleccionadas diversas especies para cada función pues, en las próximas etapas*, algunas espécies seran eliminadas. * Rutas de exposición Rutas de efectos adversos

54 Próximos Pasos Matriz de Selecion 1 parte 2 : Significancia Funcional