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Cómo la historia evolutiva puede predecir los impactos de los invasores de insectos


Alrededor de 450 especies de insectos no nativas que se alimentan de plantas viven en los bosques de América del Norte. La mayoría de estas criaturas son inofensivas, pero un puñado causa estragos en su nuevo entorno, atacando árboles y causando cada año más de $ 70 mil millones en daños.


por la Universidad de Washington


El problema es que los científicos a menudo no saben qué insecto emergerá como el próximo invasor dañino.

Un equipo dirigido por la Universidad de Washington, que se basa en gran medida en la historia evolutiva de las interacciones entre insectos y plantas, ha desarrollado una forma de comprender cómo se comportarían los insectos no nativos en sus nuevos entornos. El modelo del equipo, descrito en un artículo que apareció el 17 de octubre en la revista Ecology and Evolution , podría ayudar a los forestales a predecir qué invasiones de insectos serán problemáticas y ayudar a los gerentes a decidir dónde asignar los recursos para evitar la muerte generalizada de los árboles.

«¿Qué hace que los malos invasores sean tan especiales? Esa ha sido la pregunta del millón de dólares, durante décadas», dijo Patrick Tobin, profesor asociado de la Facultad de Ciencias Ambientales y Forestales de la Universidad de Washington y uno de los líderes del proyecto. «Esto tiene el potencial de cambiar profundamente la forma en que predecimos el impacto de las especies no nativas y priorizamos los recursos limitados utilizados para mitigar estos impactos».

El nuevo modelo puede evaluar rápidamente si un insecto recién llegado, incluso antes de llegar aquí, tiene una alta probabilidad de matar a una población de árboles de América del Norte. Para usar el modelo, todo lo que se necesita es información sobre el método de alimentación del insecto (madera, savia o alimentador de hojas, por ejemplo) y de qué árboles se alimenta en su área de distribución nativa. El modelo determinará si algún árbol de América del Norte corre el riesgo de morir por él.

Viejos amigos y nuevos enemigos: cómo la historia evolutiva puede predecir los impactos de los invasores de insectos
La larva de primer instar («rastreador») del adelgido lanudo bálsamo (Adelges piceae). Crédito: Gilles San Martin / Flickr

El equipo de investigación se centró en los insectos no nativos que utilizan coníferas de América del Norte: árboles productores de conos como pinos, cedros, abetos y abetos. Identificaron cerca de 60 de estos insectos especialistas en coníferas, luego construyeron una base de datos exhaustiva de información sobre cada uno, incluidos los rasgos de la historia de vida y las características de los árboles que atacan. Seis insectos emergieron como «de alto impacto», lo que significa que han matado grandes franjas de árboles nativos que de otro modo serían sanos.

Por ejemplo, el adelgido lanudo bálsamo, un insecto sin alas de Europa que infesta y mata abetos, ha dejado más de 100,000 acres de árboles muertos en todo el noroeste del Pacífico. Otro, la escala de pino rojo de Asia, ha diezmado los bosques de Nueva Inglaterra al chupar la delgada corteza interior de los árboles.

Entonces, ¿qué hace que unos pocos insectos no nativos seleccionados se conviertan en los invasores más destructivos?

«En el pasado, la investigación se ha centrado en aspectos de los propios insectos, pero nos dimos cuenta de que ese no era el caso en absoluto», dijo la autora principal, Angela Mech, quien completó este trabajo como investigadora postdoctoral en la Universidad de Washington.

Mech explicó que si un insecto no nativo se apodera y se vuelve destructivo tiene más que ver con la historia evolutiva entre el nuevo árbol huésped (norteamericano) y el árbol huésped nativo del insecto de su región de origen. Las herramientas moleculares que permiten a los científicos construir filogenias completas (o mapas) de cómo evolucionaron las especies arbóreas fue clave para el avance del equipo.

Viejos amigos y nuevos enemigos: cómo la historia evolutiva puede predecir los impactos de los invasores de insectos
Hemlock daño adelgido lanudo. Crédito: Kathie Hodge / Flickr

Por ejemplo, si un pino en Asia y otro en América del Norte divergieran hace decenas de millones de años, el pino norteamericano probablemente no habría retenido las defensas contra un insecto que solo vive con el pino en Asia. Alternativamente, dos pinos en ambos continentes que comparten más historia evolutiva y divergieron más recientemente aún podrían compartir defensas similares.

El nuevo modelo ayuda a identificar la «tormenta perfecta» evolutiva para las coníferas, donde el insecto invasivo aún reconoce el nuevo árbol como fuente de alimento, pero el árbol no ha retenido las defensas adecuadas para mantener al invasor bajo control.

«Lo que hicimos en solo dos años es lo que podría haber llevado a una persona a su carrera para responder, pero tener 15 personas con conocimientos y experiencias compartidas, eso es lo que realmente llevó a lo que pudimos lograr», dijo Mech, quien continuará Este trabajo como profesor asistente en la Universidad de Maine.

Los investigadores están construyendo una base de datos y un modelo similar para los insectos no nativos que utilizan árboles de madera dura , como el arce, el roble y el fresno. Las bases de datos de coníferas y árboles de madera dura estarán disponibles públicamente para que otros científicos las utilicen.

También se están asociando con Davey Tree Expert Company para desarrollar una aplicación móvil que un ingeniero forestal podría usar para determinar posibles amenazas de insectos si se planta una especie de árbol en un lugar específico.


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