Un nuevo modelo computacional muestra cómo diferentes patrones de rotación de cultivos (plantar diferentes cultivos en diferentes momentos en el mismo campo) pueden afectar el rendimiento a largo plazo cuando los cultivos se ven amenazados por patógenos vegetales.
por la Biblioteca Pública de Ciencias
Maria Bargués-Ribera y Chaitanya Gokhale del Instituto Max Planck de Biología Evolutiva de Alemania presentan el modelo en PLOS Computational Biology .
La continua evolución de los patógenos vegetales supone una amenaza para la agricultura en todo el mundo. Investigaciones anteriores han demostrado que la rotación de cultivos puede ayudar a mejorar el control de plagas y la calidad del suelo. Otra investigación muestra que cambiar el entorno en el que crece un patógeno puede limitar su reproducción y cambiar su evolución. Sin embargo, estos dos conceptos rara vez se han estudiado juntos desde un punto de vista evolutivo.
Para comprender mejor cómo la rotación de cultivos puede proteger contra las plagas, Bargués-Ribera y Gokhale desarrollaron un modelo computacional de la técnica que integra la teoría de la evolución. Utilizaron el modelo para investigar un escenario en el que se alternan cultivos comerciales (cultivados con fines de lucro) y cultivos de cobertura (cultivados para beneficiar el suelo), pero se ven afectados por un patógeno que solo ataca a los cultivos comerciales.
El análisis identificó qué patrones de rotación de cultivos maximizan el rendimiento de los cultivos durante varias décadas en el escenario dado, revelando que las rotaciones regulares que cambian cada dos años pueden no ser óptimas. Los hallazgos sugieren que el resultado a largo plazo de la rotación de cultivos depende de su capacidad para mantener la calidad del suelo y disminuir la carga de patógenos durante las temporadas de cosecha.
“Nuestro modelo es un ejemplo de cómo la teoría de la evolución puede complementar el conocimiento de los agricultores”, afirma Bargués-Ribera. “En un mundo con una demanda de alimentos cada vez mayor, se pueden aprovechar los principios ecológicos y evolutivos para diseñar estrategias que hagan que la agricultura sea eficiente y sostenible”.
Investigaciones futuras podrían aplicar el nuevo modelo a especies específicas para evaluar los patrones de rotación de cultivos específicos y sus plagas. El modelo también podría usarse para ayudar a estudiar los efectos combinados de la rotación de cultivos y otras técnicas de control de plagas , como fungicidas y el uso de cultivos que han sido modificados genéticamente para ser resistentes a las plagas.
Más información: Bargués-Ribera M, Gokhale CS (2020) Agricultura ecoevolutiva: Dinámica huésped-patógeno en las rotaciones de cultivos. PLoS Comput Biol 16(1): e1007546. doi.org/10.1371/journal.pcbi.1007546
