16/Jul/04

Insectos plaga: nuevo modelo mejora la predicción de brotes de plagas

TEMAS: Biología, Zoología, Entomología, Insectos, Lymantria dispar, Lepidoptera: Lymantriidae, Gypsy Moth

Muchas especies de insectos —notablemente entre ellas la polilla gitana (Lymantria dispar, Lepidoptera: Lymantriidae), una de las plagas más destructoras de bosques en Norteamérica— producen oleadas periódicas de población, conocidas como brotes, y luego caen violentamente en sus niveles más bajos. Estos brotes pueden devastar áreas enormes de bosques, pero ocurren en intervalos largos, irregulares, que por esto son difíciles de predecir. En el ejemplar del 15 de julio del 2004 de la revista Nature, tres investigadores presentan un modelo que parece desentrañar los factores que movilizan estos brotes y ayudan a explicar por qué los brotes son tan imprevisibles.

Combinando elementos de dos teorías prevalecientes pero discutidas sobre los brotes en las plagas de insectos, y apoyando la teoría combinada con datos adicionales, los investigadores crearon un modelo matemático que reproduce los imprevisibles brotes de población de la polilla gitana con más exactitud que cualquier otro modelo hasta ahora.

"Utilizamos polillas gitanas en nuestro ejemplo, pero esta teoría se puede aplicar a cualquier insecto del bosque que produzca brotes", dijo Greg Dwyer, Ph.D., profesor auxiliar de ecología y de evolución en la universidad de Chicago y del autor principal del estudio. "El modelo es absolutamente general, y hay muchos insectos aparte de las polillas gitanas a los cuales es aplicable".

Aproximadamente 80 especies de mariposas y de polillas experimentan brotes, al igual que algunos mamíferos pequeños, como los lemingos.

Los ecologistas que estudian los anteriores brotes de insectos se dividen en dos campos. Un campo se ha centrado en los modelos de anfitrión-patógeno o de anfitrión-parásito, que presume que los brotes dependen sobre todo de la presencia o de la ausencia de la enfermedad en las poblaciones de insectos. Estos modelos pueden aproximarse bastante a la longitud de tiempo promedio entre brotes, pero no pueden explicar la tendencia al transcurso de un tiempo relativamente irregular entre brotes.

El otro campo se ha centrado en el papel de los depredadores "generalistas", tales como arañas y pájaros. Cuando la densidad de estos generalistas declina, el número de los insectos de los que se alimentan estalla rápidamente. Pero estudios recientes han hallado que los generalistas son tan adeptos a las poblaciones estables que estos modelos con depredadores generalistas predicen períodos más largos entre los brotes que los que realmente ocurren en el campo.

El equipo de Dwyer introduce el modelo anfitrión-patógeno-más-despredador, que combina el efecto estabilizador de los depredadores dependientes con los efectos de las enfermedades, lo que lleva a una contabilidad más exacta.

Basado en una cuidadosa investigación en laboratorio y de campo, este modelo tiene éxito, en parte, debido a cuán precisamente calcula los factores que no se han considerado en los últimos modelos, dijo Dwyer. Los autores consideran elementos como la variabilidad del clima, la presencia de más de un despredador para cada especie y la variabilidad en la capacidad de las larvas de insecto para resistir las enfermedades.

Tomar en cuenta tantos factores dinámicos da un fórmula más compleja —y más útil— que otras que se han utilizado para explicar los brotes de insectos.

El modelo ofrece soluciones para muchos de los misterios de los brotes de insectos que han afectado a los ecologistas por décadas. Por ejemplo, los científicos han buscado modelos que expliquen por qué los brotes se ajustan a ritmos regulares. Pero, mientras que las poblaciones de 18 de las especies de insectos que producen brotes parecen seguir un ciclo, al observar con mayor atención el equipo de Dwyer encontró algunos datos sorprendentes.

"Los modelos anteriores asumen que los brotes están espaciados con mucha regularidad, pero la mayoría de ellos no lo están", dijo Dwyer. "La gente se centró en los pocos insectos que tienen brotes espaciados regularmente, pero si usted estudia más insectos, verá que la mayoría de los brotes no son regulares".

Otro misterio que el equipo de Dwyer parece haber solucionado es la cuestión de por qué surgen simultáneamente brotes en poblaciones de insectos de la misma especie, aún cuando están a millares de kilómetros de distancia una de otra. Éste es el único modelo de brotes capaz de retratar lo que los científicos llaman sincronía espacial. Lo que hace surgir otro misterio: ni siquiera los autores del estudio están seguros de por qué su modelo tiene en cuenta la sincronía espacial cuando otros modelos no lo hacen. Sospechan que un período extenso entre brotes limita en última instancia la importancia de las diferencias ambientales entre las diversas regiones.

Dwyer y su equipo son bastante optimistas en la posibilidad de aplicar su teoría a especies fuera del mundo de los insectos.

"Los ratones de campo y otros mamíferos pequeños son famosos por tener brotes", dijo Dwyer. Pero como los anteriores modelos de brotes de insectos, los modelos de brotes de ratones de campo han enfatizado la regularidad, aunque los brotes de los ratones de campo a menudo son irregulares.

Ahora que han podido solucionar la predicción de los brotes de insectos, los mamíferos pequeños como los ratones de campo y los lemingos podrían ser los siguientes. "Algunas de las ideas de nuestro modelo probablemente son traducibles, dado que estas dos dinámicas —depredación y patógenos— existen para muchas especies que tienen brotes", dijo Dwyer.

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