Presentación sobre Control Biológico de Plantas Invasivas

Presentación sobre Control Biológico de Plantas Invasivas

Uso del control biológico como herramienta
para el manejo de plantas invasivas
Rodrigo Diaz, Veronica Manrique, William A. Overholt
IASA, Junio 29, 2015
Solanum viarum
`
Pasos en un programa de control biológico de plantas y
su aplicación para manejar melaleuca y tropical soda
apple
Qué es control biológico?
1.
2.
3.
4.
5.
Caso 1: Melaleuca quinqueneriva
Caso 2: Tropical soda apple
Por qué las plantas invasivas son un problema
en nuevas áreas pero no en su lugar de origen?
Solanum viarum en pastizal en Florida
Origen: Brasil, Argentina
Schinus terebinthifolia en los Everglades
Origen: Brasil
Acción de factores bióticos como herbívoros y enfermedades
Hipótesis de los enemigos naturales
Rango nativo
Area invadida
Control biológico
Cambios en la dinámica de poblaciones
1400
1200
Maleza
Weed
Abundancia
1000
Agente
Biocontrol agent
control
biológico
800
600
v
v
v
400
Equilibrio
200
0
0
5
10
15
Tiempo
20
25
Pasos de un programa de control biológico
‘Tuberia’
Muestreos
área nativa
Investigación
Liberación/
Transferencia
Cuarentena
área nativa
establecimiento de tecnología
Ventajas del control biológico
Ofrece una solución permanente
Luego de las liberaciones, el costo es bajo
Beneficios para el medio ambiente
La característica más importante de los agentes
de control biológico es…
Especificidad a su hospedero!
Pruebas de especificidad:
Método filogenético centrifugal
Planta
exótica
Otras especies, mismo subgénero
Especies de importancia
económica, nativas y peligro de
extinción
Otros subgéneros, mismo género
Otros géneros, misma tribu
Plantas de importancia económica/ estética
Tomado de Rees et al., 1995
Plantas atacadas por otros agentes relacionados
Caso 1. Melaleuca quinquenervia
Melaleuca quinquenervia (Myrtaceae) es
nativo de Australia e invade humedales
Programa de control biológico de Melaleuca
en Florida
Se inició en 1988 con exploraciones en Australia por científicos
americanos y australianos
Muchas especies encontradas en Australia pero
solo cuatro recibieron permiso de liberación en
Florida
Inventario
Faunístico
450 especies
Collectadas
Criadas
Estudiadas
Permitidas
4
El picudo, Oxyops vitiosa, liberado en Florida
en el 1997
Oxyops se alimenta de nuevos brotes, larvas
causan el mayor daño
El psílido, Boreioglycaspis melaleucae, liberado
en Florida en 2002
Huevo
Adultos
Ninfas
Se alimenta de savia y las ninfas causan el
mayor daño
• Prefiere nuevos brotes, pero se
alimenta también de follaje
maduro
• Se alimenta en colonias
• Produce floculencia blanca
• Hojas cambian de color, se secan
y caen
El cecidómido, Lophodiplosis trifida, liberado
en Florida en 2008
Larvas entran en el tallo e inician agallas las cuales
interrumpen y distorsionan el crecimiento de la
planta
Herbívoros reducen el rebrote de tallos
• Estudios de exclusión de insectos:
– 76% reducción de rebrotes
– 80% mortalidad de tallos cortados
Herbívoros
Control
Proporcion de arboles en floracion
Herbívoros reducen la capacidad reproductiva
Diámetro a la altura del pecho (1.3m)
Sin: ↑36 veces
probabilidad de
reproducción
Especies de plantas
Herbívoros reducen la superioridad competitiva
35
30
25
20
15
10
5
0
1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
Se estableció un programa de transferencia de
tecnología
•
•
•
•
•
Folletos y publicaciones (160)
Manual sobre Melaleuca
Video de 20 min
Página web
Presentación a personal de
campo
tame.ifas.ufl.edu
Caso 2: Tropical soda apple
Tropical soda apple (Solanum viarum) es una
especie de la familia Solanaceae
Arbusto, perenne, hasta de 1.5m
Racimos de flores blancas
Hojas y tallos cubiertos de espinos
Hojas pegajosas por tricomas
El rango nativo de tropical soda apple es Centro y
Sur América
El origen de TSA en Florida es
desconocido. Pero…
Ganado exportado de Brasil
Aves migratorias
Pacas de marihuana
Ganaderos de Florida pierden de $6.5 a 16 millones
anualmente debido a costos de control (Thomas 2007)
Hendry Co.
Incrementos en control mecánico
St. Lucie Co.
Reducción de densidad
Incrementos en control
químico
Programa de control biológico iniciado en 1994
Exploraciones en Brasil, Argentina y Paraguay revelaron la presencia de varios
insectos herbívoros de TSA
Platyphora sp.
Gratiana boliviana
Gratiana graminea
Metriona eliator
Picudo de las flores
Anthonomus tenebrosus
Introducidos en la cuarentena de Florida para pruebas de especificidad
Gratiana boliviana es un crisomélido encontrado en
Paraguay, Argentina y Brasil
30 días a 25oC
♀
♂
Larvas y adultos son defoliadores
Disparo de escopeta
Esqueletos
Daño por alimentación de larvas y adultos facilita al entrada de
enfermedades de plantas
Crianza masiva del insecto en varias localidades en
Florida
UF, Gainesville
DPI, Fort Pierce
UF, Immokalee
USDA, Miami
Este proyecto fue exitoso debido a la colaboración de varias agencias
Liberaciones realizadas por ganaderos, agentes de
extensión e investigadores
Altas densidades del agente en los condados de
St. Lucie y Okeechobee
Desplazamiento más largo
desde un sitio de liberación
fue 32.4 km
Distancia promedio
desplazada/año = 4.7 km
Distancia más larga
desplazada/ año = 8.1 km
Densidad más alta: 38 insectos/planta
Correlaciones negativas entre las variables de
la planta y el daño del insecto
Frutas
45.0
140.0
40.0
35.0
r2=0.10, P=0.03
25.0
20.0
15.0
80.0
60.0
10.0
40.0
5.0
20.0
0.0
0.0
1.0
2.0
3.0
r2=0.05, P=0.13
100.0
30.0
Plant height
Plant/plant
Altura planta
120.0
4.0
0.0
5.0
0.0
1.0
Damage score
2.0
3.0
4.0
5.0
Damage score
6.0
Cobertura
5.0
Diámetro planta
160.0
140.0
120.0
Diameter (cm)
Cover
4.0
3.0
2.0
1.0
80.0
60.0
20.0
0.0
1.0
100.0
40.0
r2=0.17, P=0.002
0.0
r2=0.08, P=0.04
2.0
3.0
Damage score
4.0
5.0
0.0
0.0
1.0
2.0
3.0
Damage score
4.0
5.0
14
12
10
8
6
4
2
0
30
25
plant density
beetles/plant
20
15
10
5
0
-5
Jul Oct Jan Apr Jul Oct Jan Apr Jul Oct Jan Apr Jul
06 06 07 07 07 07 08 08 08 08 09 09 09
Muestreos trimestrales de 16, 4 m2 parcelas
Beetles/plant
Plants / 4 m2
Estudio a largo plazo demostró la reducción de
densidades de TSA luego de 2 años de las
liberaciones
Antes y después del insecto: St. Lucie Co.
Julio 2006
Octubre 2007
Antes y despues del insecto: St. Lucie Co.
Julio 2006
Octubre 2007
Esta tecnología fue entregada a las partes
interesadas
Científicos
Ganaderos
Agentes de extensión
Publicaciones científicas entregaron información
técnica sobre los diferentes aspectos del programa
Biología, especificidad de hospedero, liberaciones e impacto del
insecto en TSA
Control biológico es una herramienta muy
importante para el manejo de plantas invasivas en
Florida
Varios pasos para liberar un insecto
1.
2.
3.
4.
5.
Especificidad
Melaleuca: Prevención de reinfestaciones
TSA: Reducción de densidades
Preguntas?
Áreas de investigación en Entomología en LSU
entomology.lsu.edu
Dr. Gene Reagan: Caña de Azucar MIP
Beuzelin et al. 2011. Environ. Entomol. 40: 1036-1050.
Un millón de dólares para el programa de
bioenergía
VanWeelden et al. 2015.
J. Econ. Entomol. (in
press)
30 publicaciones científicas sobre plagas de
cultivos usados para bioenergía
Wilson et al. 2012. J. Econ.
Entomol. 105: 1998-2006.
Beuzelin et al. 2009. J. Econ. Entomol. 102: 1054-1061
Dra. Claudia Hussender: Genética enfocada
en paratransgenesis
2. Termitas ingieren
microbios
transformados
1. Microbios
genéticamente
transformados
3. Estabilidad a largo
plazo de la expresión
del gen en el
estómago
Husseneder et al. 2005
Husseneder & Grace 2005
Husseneder & Collier 2009
Husseneder et al.: Patent No. US 6,926,889 B2 (Aug. 9, 2005)
4. Dispersión de
microbios
transformados a
través de
interacciones sociales
El producto: Levadura que expresa Ligand-Hecate
para el control de termitas
TERMITE HINDGUT
PROTOZOA
expression
L
Pro-toxin
YEAST
Husseneder et al. 2010
Sethi et al. 2014
secretion
L
Lytic peptide
+ ligand
Loss of
protozoa
Termites
starve
Dr. Jeff Davis: MIP de Soya
y Ecologia y Epidemiologia de Plantas y Virus
MIP de Soya
 Defoliadores en
Lepidoptera
- Monitoreo de resistencia a
insecticidas
- Impacto de resistencia inducida
en dinámica de poblaciones
 Pentatomidos
- Nuevas especies invasivas:
Redbanded stink bug
Kudzu bug
- Niveles críticos
- Aplicaciones de insecticidas en
sitios específicos
- Cultivos trampa
- Resistencia de plantas =
Diferencias en variedades
- Control biológico
Ecología de vectores y epidemiología
Podemos prevenir la infección y dispersión de virus?
(1) Usando herramientas de MIP y tácticas de
resistencia de plantas, practicas culturales, control
biologico y uso limitado de insecticidas
(2) Entendiendo la biología y comportamiento de
los vectores a través de dinámica de poblaciones y
gráficos de penetración eléctrica (EPG)
Dr. Tim Schowalter- Repuestas de poblaciones
de insectos a cambios ambientales
Poda de copa de arboles en Puerto Rico
Después del huracán Katrina
20 años de datos luego de 2 huracanes en
Puerto Rico
Dr. Rodrigo Diaz: Control biológico y ecología de
especies invasivas
• Control biológico de Salvinia (Salvinia
molesta)
• Tolerancia al frío del agente
• Biología y ecología de una escama
(Eriococcus lagerstroemiae) de una
planta ornamental
• Desarrollo y hospederos
• Control biológico de un barrenador
(Agrilus planipennis) de una especie
forestal
• Liberación y monitoreo de agentes
https://www.researchgate.net/profile/Rodrigo_Diaz5