El aumento de la diversidad de plantas mejora el control natural de los insectos herbívoros en los pastizales. Las comunidades de plantas ricas en especies sustentan a los depredadores naturales y, al mismo tiempo, proporcionan alimentos menos valiosos para los insectos.

Esto fue encontrado por un equipo de investigadores dirigido por el Centro Alemán para la Investigación Integrativa de la Biodiversidad (iDiv), que realizó dos experimentos análogos en Alemania y los EEUU. Sus resultados se publicaron en Science Advances y muestran que el aumento de la biodiversidad de las plantas podría ayudar a reducir el uso de pesticidas en sistemas agrícolas mejorando el control biológico natural.

El error de los monocultivos

La biodiversidad, la diversidad biológica de todas las especies de la Tierra, sus interacciones y los diversos ecosistemas que forman, es fundamental para proporcionar y mantener las funciones y los servicios de los ecosistemas en los pastizales naturales y plantados. Con una demanda creciente para alimentar a una población mundial en aumento mediante la intensificación de la agricultura, estos pastizales también se ven sometidos a mucha presión. Los insectos herbívoros están causando una pérdida estimada del 18-26% en la producción mundial de cultivos, lo que ha impulsado un aumento significativo en el uso de pesticidas que implican un costo ambiental.

Para investigar si el aumento de la diversidad vegetal puede reducir de forma natural de los impactos de los insectos en las plantas, un equipo internacional de investigadores dirigido por el iDiv, la Universidad de Leipzig (UL) y la Universidad Friedrich Schiller de Jena (FSU) hizo uso de dos experimentos de biodiversidad de pastizales de larga duración en Europa y América del Norte: el Experimento de Jena en Alemania y el Experimento de Biodiversidad de Cedar Creek en Minnesota (EEUU).

En el transcurso de dos años, los científicos recopilaron datos de estos dos experimentos análogos, proporcionando una visión profunda de la estructura de la red alimentaria de los monocultivos y los pastizales ricos en especies. «Estos dos experimentos a largo plazo han generado información invaluable, tanto para la investigación fundamental como aplicada, que ha sacado a la luz la importancia de mantener la biodiversidad», dijo el autor principal Nico Eisenhauer, profesor de UL y jefe de un grupo de investigación en iDiv. como ponente del Experimento de Jena.

Aumento de la biomasa vegetal

Los investigadores encontraron que las plantas en comunidades más diversas pierden significativamente menos energía ante los insectos herbívoros. En mezclas de alta diversidad, la tasa de alimentación de los insectos por gramo de biomasa vegetal fue un 44% menor que en los monocultivos. Por lo tanto, por cada gramo de biomasa vegetal producida, las plantas pierden poco menos de la mitad de energía ante la acción de los insectos cuando se plantan en comunidades ricas en especies.

«Eso significa, en última instancia, que donde se plantan varias especies juntas, se producirá más biomasa vegetal por metro cuadrado, y cada planta individual en diversas mezclas recibirá un daño menor de los insectos”, dijo el primer autor del estudio y ex alumno de iDiv, Andrew Barnes, ahora profesor titular de la Universidad de Waikato en Nueva Zelanda.

En parcelas con mayor diversidad de plantas, los herbívoros artrópodos tienen menos posibilidades de encontrar sus especies de plantas preferidas, lo que hace que sea menos probable que permanezcan en estas parcelas de alta diversidad. Además, investigaciones anteriores habían mostrado niveles más bajos de proteína tisular (nitrógeno) en comunidades de plantas con una gran riqueza de especies, lo que hacía que estas plantas fueran menos nutritivas para los insectos.

Mejoras en las dinámicas del ecosistema

Aunque la biomasa total de insectos herbívoros y sus depredadores, aumentó en pastizales ricos en especies, los depredadores se beneficiaron más de las diversas comunidades de plantas: en comparación con los monocultivos, aumentaron notablemente tanto en su biomasa total como en las tasas de alimentación. Una posible explicación podría ser que los depredadores de artrópodos como arañas, algunos escarabajos o avispas se benefician significativamente del hábitat más complejo de comunidades de plantas de alta diversidad, lo que reduce el riesgo de ser detectados y devorados por depredadores vertebrados como aves y mamíferos.

El aumento de la diversidad de plantas, por lo tanto, tiene varios efectos secundarios positivos: en comparación con los monocultivos, las comunidades de plantas de alta diversidad producen más biomasa total. Además, tanto los enemigos naturales como la concentración de recursos actúan en conjunto para limitar los efectos negativos de los insectos herbívoros en el rendimiento de las plantas. Andrew Barnes dijo: «En otras palabras, las comunidades de plantas más diversas plantean un problema de doble filo para los insectos herbívoros, es decir, más depredadores y menos alimentos preferidos, que podrían ayudar a reducir naturalmente su impacto”.

Por el contrario, el control de plagas que depende en gran medida de los pesticidas puede provocar rebotes perjudiciales de las plagas de insectos herbívoros, ya que la aplicación de pesticidas puede desestabilizar las comunidades de sus enemigos naturales. «Nuestros experimentos muestran que la conservación de la diversidad vegetal proporciona múltiples beneficios para controlar las plagas de herbívoros, que podrían desempeñar un papel clave en la reducción de los insumos de agroquímicos y la mejora de la productividad de las plantas», dijo Andrew Barnes.

Nico Eisenhauer por su parte agregó: «En última instancia, este estudio demuestra que el apoyo a la biodiversidad puede aprovechar la gestión sostenible de los ecosistemas y los beneficios para las personas».

Fuente: https://phys.org/, Centro Alemán para la Investigación Integrativa de la Biodiversidad, Agencias


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