La amenaza de los insectos en la agricultura va en aumento debido al calentamiento del planeta. ¿Qué medidas podemos tomar para proteger los cultivos?

John Stulp bambolea la cabeza mientras observa los campos de su granja en Lamar, Colorado, que han sido devastados por la peor sequía de los Estados Unidos en más de 80 años. Dice que tendrá suerte si cosecha un tercio de las 2.000 hectáreas de trigo que plantó el año anterior y ha vendido o matado todo, menos 3 de sus 200 cabezas de ganado debido a la falta de pasto. «He pasado por tiempos de sequía», dice Stulp, «pero nunca fue tan severa.»

Esta campaña, el trigo fue sembrado a mediados de 2012, pero en la primavera de 2013, las plantas de trigo de Stulp sufriendo el estrés hídrico eran delgadas y cubiertas de ácaros marrones. Estos diminutos arácnidos usan sus partes bucales en forma de jeringa para succionar la savia de los tallos y las hojas, dejando heridas abiertas a través de las cuales más líquidos se evaporan. «No sé si fue el calor, la pérdida de agua o los ácaros que mataron al trigo», dice, «pero el cultivo no pudo sobrevivir a la tensión combinada.»

Los campos secos infestados con plagas son pesadillas para los agricultores, pero también son problemas para la mente de los científicos. En 1665, el primer número de una de las revistas científicas más antiguas del mundo, Philosophical Transactions de la Royal Society, contenía un informe sobre los enjambres de langostas que devoraban los campos de maíz. El autor anónimo escribió que una vez que los huevos eclosionan del enjambre, «producen un número de langostas que luego hacen un terrible daño, a menos que caigan lluvias, las que matan los huevos y los propios insectos.»

A pesar de siglos de investigación, la ciencia detrás de las sequías carece de amplitud y cifras concretas. Esta información es cada vez más importante porque los modelos climáticos predicen que para finales de este siglo, las estaciones del año más calurosos registrados hoy serán la norma en muchas áreas y las sequías pueden ser una rutina. Los agricultores necesitan con urgencia saber si los cultivos sometidos a sequía reflejan situaciones inusuales frente a los insectos.

bajo ataque

Además, con el fin de alimentar a los proyectados 9 mil millones de personas que habitarán el planeta en el año 2050, los agricultores deben aumentar los rendimientos de los cereales al menos un 40%. Un promedio de 15% de los cultivos se han perdido en la actualidad en todo el mundo debido a los insectos, por lo que el control de plagas es fundamental para el logro de ese objetivo. «Cuando pensamos en cuáles son los principales obstáculos para aumentar el rendimiento de los cultivos, no creo que pasamos suficiente tiempo considerando a las plagas», dice Joshua Tewksbury, director del Instituto Luc Hoffmann de la WWF en Gland, Suiza. Tenemos que saber qué insectos serán más dañinos en condiciones de sequía y dónde las sequías ocurrirán con más frecuencia.

La performance de las plagas

Las sequías tienden a ser cálidas y los insectos, en general, se desarrollan en climas también más cálidos. A medida que la temperatura aumenta comen más y también se reproducen más. Las temperaturas heladas de invierno pueden matar huevos de insectos de oviposición otoñal anterior y pueden actuar como una barrera a la difusión geográfica latitudinal. 

Aunque las anécdotas como la de Stulp son interesantes, ellas enmascaran los matices presentes en todos los ecosistemas agrícolas, incluyendo la biología de los diferentes insectos herbívoros, la capacidad de recuperación natural de ciertos cultivos y la comunidad de depredadores y patógenos que matan las plagas de los cultivos. Puede haber varias razones por las que aparecieron los ácaros del trigo en la granja de Stulp, por ejemplo. Tal vez el invierno cálido permitió que más huevos de ácaros eclosionen. Tal vez, las plantas fueron más vulnerables de lo habitual a la depredación. O tal vez, uno de los depredadores de los ácaros no sobrevivió a la sequía, dejando libre a su presa. Al averiguar cuáles son los factores que más contribuyen a la desaparición de un cultivo, los agroecólogos esperan identificar estrategias para mitigar los daños causados por las plagas.

Las sequías también hacen que las plantas sean más nutritivas a las plagas, porque la falta de agua concentra los aminoácidos. Los estudios que se remontan a la década de 1970 sugieren que algunos insectos herbívoros se dirigen específicamente a las plantas bajo estrés hídrico. El escarabajo del pino de montaña, por ejemplo, mató unas 750.000 hectáreas de árboles en 2010-11 en el oeste de los Estados Unidos, en una infestación, debido en parte a la sequía. Los pinos normalmente producen una resina pegajosa que sofoca los escarabajos que se introducen debajo de la corteza, pero los árboles con problemas de agua son capaces de secretar suficiente savia. Los escarabajos que encuentran estos árboles emiten señales químicas llamadas feromonas que atraen a otros escarabajos. La depredación en masa resultante debilita el árbol y se multiplica la población de escarabajos.

Sin embargo, la relación entre las poblaciones de insectos y la sequía no es consistente. «A veces hay más insectos y a veces menos», dice Claudio Gratton, un entomólogo de la Universidad de Wisconsin-Madison. Los insectos pueden responder positivamente a las condiciones secas durante un tiempo. Los áfidos pueden soportar las sequías cortas, dado que los nutrientes de las plantas se vuelven más concentrados, pero estos beneficios cesan durante las sequías prolongadas debido a una caída en la presión del fluido dentro del floema de plantas sometidas al estrés hídrico.

Los depredadores de las plagas también se ven afectados por la sequía. Algunos, como los hongos, necesitan humedad para sobrevivir y también son menos eficaces durante las sequías, mientras que a otros les va mejor en condiciones secas. Sanford Eigenbrode, un entomólogo de la Universidad de Idaho en Moscow, está estudiando las avispas parásitas que atacan el escarabajo de la hoja del cereal, una plaga del trigo en todo el noroeste de los Estados Unidos.

La avispa pone sus huevos en la pupa del escarabajo, una etapa del ciclo de vida entre la larva y el adulto. Las larvas de avispa que eclosionan de estos huevos comen tejidos no vitales de la pupa y finalmente acaban con él mientras que emerge de su cuerpo.

Las pupas del escarabajo normalmente se cubren en las heces, y Eigenbrode sospecha que este blindaje fecal actúa como una barrera para mantener la avispa en la bahía. Pero la producción de heces requiere agua, y Eigenbrode cree que en condiciones extremadamente secas, las larvas de escarabajos son incapaces de desplegar sus escudos lo suficientemente rápido como para evitar la depredación. El Departamento de Agricultura de EE.UU. ha financiado el proyecto de Eigenbrode para poner a prueba esta hipótesis – parte de una donación de 20 millones de dólares para hacer frente a los efectos del cambio climático sobre la producción de trigo en los EE.UU.

Una amenaza creciente

Los agricultores de las zonas tropicales pierden hasta el 50% de sus cultivos por las plagas – incluyendo insectos y patógenos de las plantas – en comparación con sólo el 25-30% en Europa y Estados Unidos. Parte del problema es que las plagas tienen una dinámica poblacional activa durante todo el año en los trópicos, y los agricultores a menudo son pobres y rara vez tienen acceso a los pesticidas seguros y eficaces, variedades robustas y riego adecuado.

Las recientes sequías en las zonas tropicales están causando preocupación de que una situación ya difícil pueda empeorar. En 2011 y 2012, el Cuerno de África sufrió la peor sequía desde hace 60 años. Las malas cosechas han contribuido a la muerte de casi 260.000 somalíes, y millones de personas en toda la región estaban desnutridos.

Los climatólogos prevén que las sequías se vuelvan más frecuentes en otras regiones áridas también. El Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático predice que en los próximos 90 años, las lluvias en algunas partes del norte de África y Asia occidental se reducirán en un 30% y la temperatura media se incrementará en 4°C.

Ya se están viendo los efectos del cambio climático. Mustapha El-Bouhssini, un entomólogo en el Centro Internacional de Investigaciones Agrícolas en Zonas Áridas (ICARDA), dice que algunas plagas que se encuentran en niveles poblacionales bajos se han vuelto más frecuentes y han ampliado sus rangos. En el año inusualmente caluroso y seco de 2010, por ejemplo, una plaga previamente rara, la mosquita de la cebada biliar madre, asedió las granjas sirias.

«Diez mil campesinos abandonaron sus campos a causa de estas plagas», dice El-Bouhssini. El minador de la hoja de cereales, en una época reservada a Siria, ahora se puede encontrar en la vecina Jordania e Irak, dice. Y la mosca de Hess, una plaga del trigo, ha cruzado el Mediterráneo desde el norte de África en España, Portugal y sur de Francia. «En mi opinión,» El-Bouhssini dice, «estas migraciones son los efectos del cambio climático.»

Jürgen Kroschel, un agroecólogo en el Centro Internacional de la Papa en Lima, Perú, dice que los brotes de polilla de la papa son más graves en los años más cálidos y secos. Hay menos lluvias para lavar las polillas de las hojas y tallos de la planta de papa, y las condiciones secas significan que las larvas pueden ser arrastradas a través de grietas en el suelo para luego excavar el tubérculo. Las papas cultivadas en la sierra peruana, a unos 3.800 metros sobre el nivel del mar, se han escapado al efecto de los insectos debido a las temperaturas nocturnas frías.

Pero a medida que el planeta se calienta, la polilla puede trasladarse a zonas más elevadas. El equipo de Kroschel predice que en los próximos 40 años, otras 90 mil hectáreas de cultivos de papa estarán en riesgo de infestación debido a que la polilla se extiende a las regiones montañosas de Bolivia, Ecuador y Perú.

Como las temperaturas globales aumentan, las plagas que están confinadas a las zonas tropicales pueden propagarse a las partes más frías del mundo. Las granjas en las latitudes medias podrían enfrentar una duplicación de las pérdidas de cultivos debido a las plagas antes de finales de este siglo, según un modelo preliminar desarrollado por Tewksbury, David Battisti, científico de la Universidad de Washington en Seattle, y Curtis Deutsch, un científico de la Universidad de California, Los Angeles.

El modelo proyecta el daño de plagas mundiales para el trigo, el maíz y el arroz, y se basa en la relación entre el crecimiento de la población de insectos y la temperatura, e incorpora proyecciones sobre el cambio climático a lo largo del siglo. Si las predicciones son correctas, se necesitan soluciones rápidamente para la agricultura en las zonas templadas. «Hoy en día, las plagas de insectos reducen el rendimiento de maíz en los Estados Unidos alrededor de un 8% anual, lo que equivale a alrededor U$S 800 millones,» dice Battisti. «Una duplicación de daño de la plaga sería más o menos el doble de esa cantidad de dinero.»

Battisti dice que se perfeccionarán los modelos a medida que se disponga de más datos. Por ejemplo, el modelo actual (que aún no ha sido revisado por pares) no considera cómo los depredadores de insectos, como las avispas parasitarias, limitarán las poblaciones de plagas. «Cuando pienso en la respuesta de las plagas con el cambio climático», dice, «la ecología detallada es tan complicada que requerirá mucho trabajo para entenderlo.

Soluciones asequibles

Una vez que los modelos incorporan la información suficiente para hacer predicciones detalladas, los científicos pueden recomendar estrategias para el control de insectos que son específicas para un cultivo específico, la región y las finanzas de cada agricultor. Por ejemplo, los agricultores de subsistencia en África no pueden ser capaces de permitirse el lujo de utilizar variedades de plantas modificadas genéticamente resistentes a las plagas o utilizar pesticidas altamente específicos que matan confiablemente los insectos que atacan los cultivos, dejando el resto del ecosistema intacto.

La Organización para la Agricultura y la Alimentación de las Naciones Unidas (FAO) es consciente de estas limitaciones de la capacidad de los agricultores para responder frente a estas situaciones. En algunos casos, dice Mark Davis, agroecólogo en la FAO, el mejor acceso a la tecnología puede ser el mejor plan para combatir la pérdida de cultivos.

En otros casos, los agricultores se beneficiarán más de la educación en las prácticas agrícolas sostenibles, como el cultivo intercalado (la introducción de cultivos entre las cosechas principales que son más atractivos para las plagas actuando como cebos, o que son lo suficientemente desagradables para las plagas para repelerlas). «Nuestro objetivo es informar a los agricultores acerca de sus opciones para que puedan tomar decisiones basadas en lo que es correcto para ellos», dice Davis.

Un arsenal de herramientas y técnicas para proteger los cultivos de las sequías e insectos voraces está siendo considerado. Las variedades de plantas que se crían selectivamente o se diseñan genéticamente para resistir a las plagas de insectos o de soportar el estrés hídrico será una línea de defensa. Este año, la empresa Monsanto, con sede en St. Louis, Missouri, comercializó en los Estados Unidos el primer evento transgénico de maíz tolerante a sequías.

La idea es que estas plantas más robustas serán capaces de resistir el ataque de plagas, incluso en condiciones de sequía. Lo ideal sería que estas variedades se pueden combinar con otras resistentes a insectos, además del uso de pesticidas y controles biológicos.

«Hay una idea errónea de la gente que todo se basa en la biotecnología, y éste no es el caso», dice Troy Coziahr, agroecólogo en Monsanto. «No podemos depender de uno o dos herramientas para hacer más productiva la tierra. Es una tarea enorme».

Otras estrategias incluyen el cambio de las prácticas tradicionales. Por ejemplo, Scott Merrill, agroecólogo en la Universidad de Vermont en Burlington, anima a los agricultores a cambiar su forma de monitorear las plagas. Por lo general, dice, los agricultores estadounidenses hacen monitoreo de insectos en un día específico del año y deciden si se debe utilizar pesticidas. Un enfoque más inteligente, Merrill dice, es el uso de un modelo de «día de grado” y comprueban sus campos cuando la temperatura alcanza un nivel predeterminado. De esta manera, los agricultores estarán preparados para la pronta eclosión de insectos que generalmente sigue un umbral de temperaturas superiores a lo normal.

Si estas estrategias no llegan a los campos, la pérdida de las cosechas no será la única consecuencia grave. Otro peligro es que los agricultores, en su necesidad de derrotar a los insectos, aumenten el uso de pesticidas químicos. Las compañías de pesticidas predicen que los mercados en los países con economías emergentes, como India y China, crecerá rápidamente a medida que los agricultores sean capaces de gastar más dinero rociando sus cultivos.

El mercado de los pesticidas en la India, China y Japón era de U$S 11,7 mil millones en 2011 y se espera que llegue a U$S 16.2 mil millones para el año 2016. Muchos de los plaguicidas utilizados en la actualidad en los Estados Unidos y Europa – compuestos llamados de tercera generación – son mucho menos tóxicos que los utilizados hace 50 años. Pero la mayoría de los agricultores del mundo en desarrollo no pueden permitirse utilizar los nuevos pesticidas por su costo, y son más propensos a recurrir a las versiones más antiguas y más tóxicas, que son muy peligrosos para la salud y el ambiente. Si no se cumplen las regulaciones sobre el uso de estos productos químicos agresivos, su uso se intensificará, poniendo en riesgo el ambiente y la salud humana.

Nos enfrentamos a un planeta hambriento y con aumento de las temperaturas, y las plagas serán una parte cada vez más importante de la historia. Una vez que se entienden los detalles científicos, se podrán adoptar políticas que mejoren la agricultura sostenible y con suerte se mitiguen los problemas en el largo plazo. Pero en el abanico de posibilidades, la única certeza es que no hay tiempo que perder. Como advierte El-Bouhssini: «El cambio climático está con nosotros».

Fuente:
El presente texto es una traducción del artículo “UNDER ATTACK”, escrito por Amy Maxmen en la Revista NATURE, 501: S15-S17 (2013).