controle biológico

Controle Biológico

Prof. Dr. Harold Gordon Fowler popecologia@hotmail.com

Ecologia de Populações

Sumário dos tópicos

Historia do controle biológico

• O que é o controle biológico

• Quando o controle biológico é apropriado

• Mitos sobre o controle biológico

• Sucessos e fracassos

• Passos chaves de um programa de controle biológico

Controle Biológico

1 Determinar se um programa de controle

biológico pode ser um método eficiente de

controle de uma praga.

2 Determinar o que é necessário após a decisão de

tentar um programa de controle biológico.

3 Determinar o que é necessário durante o

monitoramento de um local de estabelecimento.

4 Aplicar o conhecimento adquirido sobre

programas de controle biológico a um cenário

Sumário do Tópico

Monoculturas As paisagens agrícolas mundiais são plantadas com 12 espécies de grãos, 23 de oleáceas e 35 de fruteiras;

70 espécies de plantas distribuídas sobre 1,44 bilhões de hectares de terra;

Um hectare de floresta tropical tem tipicamente mais de 100 espécies de árvores;

Economia

Nível de Tolerância: quantidade de dano onde a renda da cultura cai com o nível da praga aumenta

Perdas de renda podem resultar de produções menores e ou pela queda de qualidade

Quanta doença pode ser tolerada numa orquídea ou num campo de futebol?

Definições Praga: uma espécie que interfere com as atividades do Homem Planta invasora: uma praga vegetal Controle de pragas: redução de populações de praga ou planta invasora a níveis não danificastes

1. Dano é medido em termos econômicos

§ Erradicação (extinção da praga) é praticamente impossível

População da praga

Níveis normais

Limiar econômico da praga

Controle Biológico Quanto maior a variabilidade ambiental, maior a probabilidade que a população de praga

excederá o limiar econômico. Pa

Lagartas

Quanto atuar? Limiar de ação – “Limiar econômico” – a densidade da praga no qual medidas de controle devem ser tomadas para prevenir o alcance do Nível de Dano Econômico

O agricultor precisa atuar para reduzir r de forma que a praga não alcança o Limiar de Danos Econômicos antes da coleta

Quanto atuar? Limiar de dano econômico: “limiar de dano” – o nível Xt na qual a praga começa afeitar adversamente o rendimento e a qualidade da produção

O nível de dano pode variar de uma região a outra ou de um agricultor a outro agricultor

O que pode influenciar as decisões de um agricultor?

Nível de afluência ou crédito

Perda de produção não detectada

Aversão a risco

Fatores que podem afeitar os limiares econômicos

Atitude do agricultor

Relação entre a renda da cultura e a incidência da praga

Relação entre os custos de controle e população de praga

O que o agricultor deve saber

Valor da produção

Custo provável do controle

Custo de várias medidas alternativas de controle

Eficiência dos controles

Impacto esperado da intensidade da praga sobre a quantidade e qualidade da produção

Como minimizar perdas agrícolas?

Reduzir (retardar) surtos no começo da estação (Xo)

Diminuir a taxa de desenvolvimento da população (r)

Economia Os agricultores devem aumentar seus investimentos na proteção da cultura até que a quantidade de dinheiro gasto = lucro adicional da cultura

A fauna natural é e composta por maioria

silenciosa…

•E uns poucos indomáveis…

Problemas de inseticidas no controle de pragas

Matam os inimigos naturais Promovem surtos de insetos e plantas que tornam pragas – As escamas,

Aonidiella aurantii e Icerya purchasi, em citrus após uso de DDT

insetos em plantações de arroz (1965-1970)

(DeBach, 1974)

1963 Ratcliffe: levantamento do falcão Peregrino no RU – 1/5 aves reproduzirem com sucesso

1964 Hickey et al.: levantamentos nos Estados Unidos confirmaram a tendência e levantou alarme– aves de rapina desapareceram devido a fracassos reprodutivos contínuos

Declínio de aves de rapina

Declínio de aves devido a pesticidas

– Herbicidas eliminam plantas invasoras reduzem insetos e sementes – Escassez de alimento (insetos, sementes) aumenta a mortalidade dos

filhotes

Espécie Ano do começo do declínio

Área agrícola (%)

Geral (%)

Passer montanus 1978 -87 -76

Streptopelia turtur

1979 -85 -62

Perdix perdix 1978 -82 -78

Muscicapa striata Anterior a 1969 -78 -78

(Alauda arvensis) 1981 -75 -60

Turdus philomelos 1975 -66 -52

Vanellus vanellus 1985 -46 -42

1966 Ames: fracassos reprodutivos de aves de rapina correlacionados com cascos de ovos menos duros

1967 Ratcliffe: também para outras aves de rapina desde 1947 (Nature 215:208) 1968 Hickey e Anderson: cascos menos duros dos predadores: pesticidas culpadas

DDT na agricultura (Inglaterra)

Efeitos de pesticidas sobre os ecossistemas

Efeitos Diretos devido a toxicidade – Mortalidade: inseticidas >fungicidas >herbicidas

– Sub-letal (espécies não alvos) Stress parasitas e doenças

Reprodução: perturbação endocrina

Crescimento Abnormal (mal formação)

Efeitos Indiretos – rede trófica – Desgaste de alimento > fome > morte

migração Herbicidas: fitoplancton fome de consumidores

Inseticidas: zooplancton explosões de algas

Efeito em cascada de DDT e ciclodienes

Bioacumulação

Metabolismo de Cálcio

Casco de ovo mais frágil

Mortalidade de Embriões

Declínio na taxa reprodutiva

Extinções locais

Resultado desta simplificação da biodiversidade para fins agrícolas:

Um ecossistema artificial que requer constante intervenção humana

O balance entre a ecologia e a economia é frágil

Política

Empregos

Lucros

Problemas

socio-culturais

Biodiversidade Poço Gênico

Dinâmica dos

Ecossistemas

Proteção

ambiental

ECOLOGIA ECONOMIA

Limitar Aplicações de Pesticidas

Evitando o uso de pesticidas

Controle Biológico Conservativo

• Manejo e proteção dos inimigos naturais

existentes para manter populações da praga a

níveis baixos.

Manejo do Cultivo

Sistemas de plantio

Resíduos

Características da Planta

Fomentar Populações de Inimigos Naturais

Cobertura Vegetal

Ambiente Físico

Tampões e Isolamento

Adição de alimento e abrigo no cultivo

Exemplo: Habitat de Besouros

Evitar a Exposição Populacional

Pesticidas Seletivas

Pragas e Plantas Invasoras

Pragas e plantas invasoras causam danos grandes aos habitats naturais e agrícolas. Algumas dessas pragas são espécies exóticas, introduzidas acidentalmente ou intencionalmente de regiões além de sua amplitude geográfica natural. 1. Como alvos das pesticidas desenvolvem

resistência. 2. As pesticidas podem criar sérios problemas

ambientais.

Os “maiores agentes ofensivos” Introdução de uma espécie exótica – Em muitos casos, as espécies que foram

“colocadas” em ambientes não naturais, ou por opção ou como acidental, podem virar pragas. A espécie introduzida pode se dar muito bem (nenhum controle natural) ou ser sujeito a ataque constante (mal adaptado ao ambiente novo).

Como as pragas exóticas são introduzidas?

Acidentalmente Em sementes Em balaústre de navios Intencionalmente plantas medicinais Ornamentais Prevenção da erosão

85% das espécies de plantas invasoras foram introduzidas intencionalmente

Uma “convulsão histórica” devido a 480,000 espécies exóticas

25,000/42,000 26,000/27,515 1952/20,000 8750/24,000 18,000/45,000 11,605/55,000

20/346 17/54 20/296 16/247 30/316 25/428

97/650 47/542 70/850 8/725 4/1221 3/1635

53/247 48/80 20/700 24/394 NA/741 NA/985

138/938 12/54 29/216 20/220 300/2546 76/3000

4500/650,000 1000/24,700 150/85,920 NA/86,000 1100/54,430 NA/1,000,000

Plantas

Mamíferos

Répteis e

anfíbios

Peixes

Artrópodes

USA UK AUS ZA IND BR

Pimentel 2002

Não podemos reduzir as introduções!

Conflitos econômicos O comercio internacional impõe pressão para importar plantas e animais Fiscalização fraca Se não existe uma certeza de 100% de que será um problema é difícil parar O Brasil somente restringe a importação de pragas CONHECIDAS

Opções de Manejo Número de não nativas =

Número introduzido X taxa de sobrevivência

Opções Prevenir a entrada

Opções de Manejo Número de espécies não nativas = Número de espécies introduzidas X taxa de sobrevivência

Opções Evitar a Entrada

Melhorar o controle e erradicação

Requere Marcos fortes de regulação legal

Detecção cedo e resposta rápida e $$$

Prioridades de manejo para o controle e erradicação

Baseadas nos riscos econômicos e ambientais (impacto potencial)

= ( - )

× [ (+ ) - ]

× [ × -( - )]

× ( × )

Risco Potencial da praga

distribuição potencial

Praticidade e custo da erradicação

Mudança climática

distribuição atual

Probabilidade da naturalização

Taxa local De aumento

Taxa de dispersão

persistência Do propágulo

Praticidade e Custo do controle

Impacto sobre Ecossistema invadido

Valor do Ecossistema invadido

econômico social

ambiental

Prioridades de manejo para o controle e erradicação

Baseadas nos riscos (impacto potencial)

Possibilidade de Impacto Atual

Retirada Baixo Alto

Baixo Médio Alto

Alto Baixo Médio

Possibilidade de Impacto Futuro

Retirada Baixo Alto

Baixo Baixo Médio

Alto Médio Alto

Prioridade de Prevenção

Prioridade de Erradicação

Erradicação A retirada de uma espécie de uma área onde não voltará

Quando a erradicação e possível? Populações pequenas Habitat definido Dinheiro não tem importância

Erradicação de Ratazanas da Ilha de Langara, BC

Kaiser et al 1997

Problema Ratazanas implicadas no declínio de populações de aves aquáticas 4 espécies extintas Facilidade Ilha Veneno específico disponível Finanças Derrame de petróleo $$$

Erradicação de Ratazanas da Ilha de Langara, BC

Ilha de Langara 3100 ha

Armadilhas numa malha de 100mx100m

Captura começou no 10 de julho de 1995

Última ratazana – setembro de 1995

Por que a erradicação tive sucesso? veneno eficaz

ilha territorialidade das ratazanas população já sob stress

– não se recuperaram

O que aconteceu as aves aquáticas?

Erradicações Funcionam somente em raros casos Os programas de sucesso freqüentemente em ilhas pequenas retirada de espécies exóticas: ratazanas, gatos domésticos, coelhos gambás, bodes, porcos Podem produzir efeitos não esperados soltura de outras espécies exóticas

A meta do controle biológico Não deve tentar:

erradicar completamente a espécie praga!!

Por que? Não é desejado ou atingível.

Por que? Erradicação da espécie praga implica a extinção do agente de controle biológico devido a falta de recursos alimentares – agregações da praga ainda são necessárias para a colonização dos agentes para manter um equilíbrio populacional menor.

(Briese 2000)

Controle Biológico

O Controle Biológico deve tentar:

“criar uma balance ecológica entre uma praga e

seus inimigos naturais….., e reduzir a população de

praga a um nível de equilíbrio menor do que a praga

causa danos econômicos.”

(Briese 2000)

Importante: o controle biológico de pragas não tem somente motivação econômica.

Por que o Controle Biológico? Econômico em áreas grandes

Minimização dos efeitos tóxicos secundários do controle

Específica a espécie de praga alvo

Base ecológico

Solução de largo prazo

Pyrenophora semeniperda em sementes de Bromus tectorum

Um programa de controle biológico de sucesso deve atuar:

(Briese 2000)

Densidade Da praga

Limiar de danos da praga

Liberação do agente Densidade

do agente

idade p

opulacion

Definição do Controle Biológico

“ Modificação do

ambiente ou práticas existentes para proteger ou melhorar os inimigos naturais específicos ou outros organismos para reduzir o efeito das pragas”

Controle biológico de espectro amplo de plantas invasoras

• Uso de herbívoras polífagos em habitats

aquáticas e terrestres.

• Exemplos, animais herbívoros grandes, incluindo

peixes.

Controle biológico clássico Uso de uma espécie para controlar outra espécie

Agentes de controle biológico podem ser:

– Animais

– Insetos

– Doenças

Bodes comendo Rubus armeniacus

Ecologia Aplicada

A soltura de espécies de inimigos naturais como agentes de controle biológico é beneficia? – O controle de pragas na agricultura tem

muita importância econômica e social – O controle biológico aparece uma

alternativa a controle químico

Ecologia Aplicada

– O controle biológico na visão de alguns pesquisadores

Soltura de uma variedade de inimigos naturais contra uma praga Observe qual inimigo funciona melhor Mas é a melhor estratégia?

– A competição intensiva para a presa nova resulta a uma eficiência menor dos agentes biológicos

– Uma taxa maior de estabelecimento populacional ocorre com menos espécies inimigos

– A taxa de estabelecimento para espécies solitárias foi significativamente maior do que da soltura simultânea de duas ou mais espécies (76% contra 50%)

1 Determinar qual é o agente apropriado de

controle biológico para uma praga específica .

2 Determinar o necessário após a tomada de

decisão de iniciar um programa de controle

biológico.

Passos de um programa de controle biológico

3 Determinar o necessário para manter e

monitorar culturas.

4 Determinar o que é necessário para a produção e

cuidado de culturas.

5 Aplicar o conhecimento adquirido sobre as

culturas biológicas num cenário real.

Estudo da ecologia da praga em sua amplitude

geográfica da introdução

Exploração para agentes potenciais de controle biológico na amplitude

geográfica nativa

Avaliação do potencial do controle biológico dos agentes

Importação do agente, quarentena e aprovação

Liberação no campo e avaliação dos agentes

Redistribuição dos agentes na amplitude geográfica da praga alvo

Passos de um Programa de Controle Biológico

1. A espécie exótica causa problemas econômicos ou ecológicos?

Sim -------> 2

2. Existe apoio suficiente para começar um programa de controle biológico?

Sim -------> 3 3. Entender a biologia básica

identificar a espécie, examinar a distribuição geográfica, identificar os inimigos naturais continua

Passos de um Programa de Controle Biológico

4. Identificar agentes potenciais de controle 5. Testar a especificidade dos agentes

6. Selecionar agentes efetivos um ou vários???

Espécie Alvo

Pouco predação Pouca reprodução Nenhum desenvolvimento

Testar a Espécie Alvo e outras espécies

Controle Biológico Clássico Uma vez coletadas, as espécies são avaliadas: – Podem ser criadas e reproduzem no laboratório?

– Dispersaram e reproduziram no habitat novo?

– Atacam somente a praga introduzida

Urofora quadrifasciata sobre Centaurea stoebe

Controle Biológico Controle Natural versus Controle Biológico – O Controle Natural não tem manejo, O Controle

Biológico envolve manejo. Definição de “manejo” pode ser muito vaga.

Inimigo Natural = “Agente de Controle Biológico” – Qualquer espécies que é antagonista a presa.

Inclua predadores, parasitas, parasitoides, doenças, competidores.

– Pode incluir ou não o manejo.

Controle Biológico = Controle Natural

Os inimigos naturais não são liberados

Melhorar o controle pelos agentes indígenas

Manejo de Habitat

- Conservação (refúgios de habitat)

- Fontes de alimento

Controle Biológico

A introdução de inimigos (predadores, parasitas, herbívoras) nativas para regular populações de um espécie exótica

NATIVA EXÓTICA CONTROLADA

Os insetos e plantas nativos podem ter inimigos naturais especialistas (como vespas e nematóides) que controlam suas populações … de graça!

Mas quando insetos e plantas são importados, podem tornar pragas porque seus inimigos naturais nativos ficaram atrás.

Controle Biológico

Controle Biológico Uma das ferramentas mais antigas usada no manejo de pragas Um dos métodos mais complexo de manejo de pragas Exclua algumas ferramentas biológicas – Uso do comportamento, biologia ou ecologia

da praga – Uso da resistência da cultivo

Por isso, existem várias definições

Controle Biológico Clássico

“O uso de uma população de um parasitoides, predador, doença, antagonista ou competidor para reduzir uma população de praga, tornando essa menos abundante que seria na ausência do agente de controle biológico

A ênfase em “população” facilita a

exclusão das pesticidas microbiais

Controle Biológico O controle biológico é o uso de espécies de predadores, parasitas, parasitoides e doenças para controlar espécies de pragas.

Os predadores são organismos que matam e consumam sua presa.

Geralmente os predadores são maiores do que sua presa e precisam consumir muitos presas para completar seu desenvolvimento e reproduzir.

Controle Biológico Os parasitoides e parasitas são geralmente menores do que a presa e mais fracas do que a presa. Colocam ovos dentro de ou sobre o hospedeiro e as formas imaturas usam o hospedeiro no tempo. Os parasitoides utilizam somente um ou poucos insetos como alimento. Os predadores e parasitoides reduzem populações naturalmente. Porem, em situações agrícolas, seus efeitos podem ser dramáticos e econômicos. Mas sempre existem exceções.

(Van der Bosch et al. 1982)

Controle Biológico

Base científica – Cada praga têm inimigos naturais

– Estabelecer um equilíbrio populacional da praga embaixo do limiar econômico

Solução de Largo Prazo Sustentável

Aumento das populações do inimigo natural

População da praga

Equilíbrio

Limiar econômico

Introdução de IN D

Base Ecológica do Controle Biológico Agora sabemos os jogadores, mas o que é o jogo? Todos sabemos que um par de moscas poderia encher a Terra com seus filhotes dentro de um ano. Isso é o crescimento exponencial, como proposto por Malthus. O mundo não enche com moscas devido ao fato de que o crescimento exponencial não pode ser mantido devido aos controles naturais. Vamos considerar os fatores que operam no controle natural e como podem ser manipulados de forma que limitam o crescimento populacional no controle biológico.

Algumas definições: Os fatores de mortalidade independentes da densidade matam a mesma proporção da população independente da densidade populacional Por exemplo, se –20°C mata 90% dos indivíduos de uma espécie, morrerão 9 de 10, 90 de 100,.... Os fatores de mortalidade dependentes da densidade matarão proporções diferentes da população a densidades diferentes Várias opções existem:

Base Ecológica do Controle Biológico

Fatores de mortalidade dependentes da densidade: Como o porcentagem de mortalidade relaciona a densidade populacional? Os fatores diretamente dependentes da densidade matam uma proporção maior da população em densidades maiores inimigos naturais mais especializados Os fatores de mortalidade inversamente dependentes da densidade matam uma proporção menor da população em densidades maiores alguns predadores generalistas com espécies específicas de presa

Fatores de mortalidade dependentes da densidade: O fator de mortalidade também é afeitado? Os fatores não recíprocos de mortalidade dependente da densidade não são afeitados pelas mudanças da densidade de hospedeiro fatores abióticos, alimentos não vivos, alguns inimigos naturais generalistas. Os fatores não recíprocos de mortalidade dependente da densidade são afeitados pelas mudanças na densidade da presa, por exemplo, os predadores matam presas, menos presas resulta em menos predadores que morrem de fome e permita um aumento da população de presas, o que em turno permita um aumento da densidade dos predadores que matam mais presas inimigos naturais especializados, alguns alimentos

Fatores de mortalidade dependente da densidade: As respostas são imediatas? Existe um tempo de retorno em muitos sistemas que envolve fatores de mortalidade dependente da densidade - a morte da presa não precisa imediata, i. e. parasitóides, de forma que a população de presa não responda imediatamente as mudanças na população do inimigo natural - a população do inimigo natural não responda imediatamente a mudanças na densidade da presa, o fome mata devagar, a reprodução demora Assim, os inimigos naturais são fatores de mortalidade retardada dependente da densidade

Fatores de mortalidade dependentes da densidade: Por isso, os inimigos naturais especializados são: fatores de mortalidade recíprocos, retardados e diretamente dependentes da densidade Mas existe uma complicação, os fatores de mortalidade dependentes da densidade podem interagir com outros fatores do ambiente, de modo que a mortalidade aparenta ser dependente da densidade. Lembre o exemplo da mortalidade de 90% à 20°C. Se a espécie tem abrigos naturais e a população excede o número de abrigos disponíveis, a taxa de mortalidade aumentará, exemplo: 1000 indivíduos e 800 abrigos produz uma mortalidade de 92% (90% de 800 nos abrigos, mais 200 indivíduos sem abrigos).

Controle Natural Fatores independentes Fatores dependentes da densidade da densidade Físicos Biológicos Não Recíprocas Recíprocas

Temperatura Aptidão da presa Alguns alimentos Parasites Umidade Qualidade do alimento Espaço Predadores Movimentação do ar Territorialidade Doenças Exposição Herbívoras pH do solo Alguns alimentos Os agentes de controle biológico

Aplicam pressão biótica

Um resumo das fatores de mortalidade com exemplos

Essa visão mais complexa é importante para entender a ecologia de populações e comunidades e demonstra a complexidade das interações que ocorrem entre o controle biológico e a resistência da planta hospedeira, mas não altera as metas ou os mecanismos ecológicos do controle biológico. Tentamos aumentar a pressão biótica sobre a população alvo pela introdução (clássico) ou pela manipulação (conservação e aumento) de populações de inimigos naturais. Ao aumentar a pressão biótica, a capacidade de suporte do ambiente e a densidade populacional média da praga caem. Com muito sorte, a densidade média nova da população fica embaixo do limiar econômico da praga .

Base Ecológico do Controle Biológico

• Introdução de inimigos naturais de pragas

invasoras exóticas.

• Não precisa outras intervenções.

• Tipo de controle biológico mais velho, mais

comum e mais efetivo usado no mundo.

Controle Biológico No controle biológico (1) a supressão de pragas, o grau na redução da população de pragas a níveas inferiores do limiar econômico, e (2) flutuações de pragas, ou a estabilidade do equilíbrio da comunidade criados pela interação entre o(s) predador(es) e/ou parasitóide(s), que determinam a probabilidade de que a população de praga não exceda o limiar econômico.

O controle biológico clássico no qual a abundancia média da espécie praga é reduzida após a introdução

de um inimigo natural.

População de praga

Limiar econômico

“Predador” introduzido

Equilíbrio

Controle Biológico Num ambiente variável, as populações de predadores e presas tendem fazer ciclos ao

redor do equilíbrio da comunidade e podem..

Gerações

Controle Biológico

A simulação estocastica

indica quando ocorre

explosões quando a

população de praga excede o

limiar econômico;

Desenho de fase mostra a

trajetória da serie temporal.

Controle Biológico Quanto mais longe o sistema fica do equilíbrio da comunidade, maiores são os orbitas cíclicas, e a maior a probabilidade da população de praga seja maior do que o limiar econômico passando pelo ciclo normal de predador-presa..

Controle Biológico Se as populações de presas são de níveis moderados e dos inimigos naturais são baixos), a única tática que tornará o sistema a alvo do sistema é aumentar a população de inimigos naturais (aumento). No ponto b a população de presas precisa ser reduzida e dos inimigos naturais precisam aumentar. No ponto c uma pesticida seletiva seria melhor.

Controle Biológico Nos pontos e ou f um aumento da praga é necessária.

Características de Inimigos Naturais Efetivos

Pode detectar populações da praga em densidades baixas Crescimento populacional rápido relativo a população da praga Taxa elevada de matança da praga per capita Fenologia sincronizada Persistência em densidades baixas da praga Persistência em rotações de cultivos e estações de plantio e crescimento Tolerante as ações de manejo Assimilação fácil por agricultores

Controle Biológico Um “bom" predador ou parasitóide nunca elimina por completa a presa ou também seria extinto.

A idéia principal é reduzir a densidade da praga embaixo do limiar econômico.

A esse nível existem muitos casos de sucesso

Controle Biológico Clássico A maioria das espécies pragas não são nativas onde viram pragas, e carecem dos inimigos naturais que regularam suas populações no local de origem

– os cientistas viagem onde a praga ocorre naturalmente e procuram inimigos naturais Chrysolina hyperici em

Hypericum perforatum

Espécies Exóticas Existem muitos exemplos de espécies que têm pouco impacto no local de origem, mas que viram pragas a serem introduzidas. Um exemplo e o pulgão de trigo da Rússia. Na leste de Europa, onde é nativo, o pulgão não causa problemas. Ao ser introduzida acidentalmente nos Estados Unidos e Brasil, as populações explodiram e se tornou a praga principal do trigo

Controle Biológico As evidencias indiretas sugerem que os agentes do controle biológico podem ser extremamente importantes no controle de populações de pragas exóticas.

Quando um inseto ou planta é introduzido numa área nova e escapa de seus inimigos naturais, frequentemente vira uma praga séria.

Evidencias do Controle Biológico

Cacto (Opuntia) introduzido à Austrália. Dispersou rapidamente

Mariposa Nativa a amplitude geográfica natural da Opuntia

Controle Biológico

Eficácia do Controle Biológico Icerya purchasi, (Hemiptera)

Nativa: Austrália Problema na Califórnia – Descoberta em 1872 – Praga de Citrus (1887)

Controle: – Pesticida de cianura

fracassou – Parasitoide (Cryptochaetum

iceryae, Diptera) – Predador Rodolia cardinalis

(Coleoptera) 1 ano Custo total: US$ 1,500

Opuntia stricta Nativa: México, América do Sul Problema na Austrália – Ornamental (1839) – Invasão: 1880-1925 243,000 km2 de cobertura

Controle: mariposa Cactoblastis cactorum da Argentina – 10 anos (1940)

Controle Biológico de Plantas Invasoras

Controle biológico de plantas invasoras - uma prática suplementaria de controle a. Envolve o uso de inimigos naturais introduzidos para manter uma população de planta invasora a uma densidade menor (I) Parasitas, predadores, ou doenças (2) Também, outros organismos como peixes ou animais herbívoros (3) Fator limitante principal somente controla uma espécie específica

Clássico – herbívoras naturais introduzidas e tornam sustentáveis sobre a planta hospedeira (a) Cactos controlados por uma mariposa, Cacloblastis cactorum, na Austrália (b) Não sempre funciona

O Controle Biológico é Comum?

Mundialmente: ~1000 introduções para o controle de espécies de plantas invasoras

Tyria jacobaeae larvas em Senecio jacobaea

Herbivoria: (a) Peixes podem ser inimigos naturais de limpar corpos hídricos se somente consumem a vegetação aquática. (b) Em 1965, o besouro, Agasicles cownexa, da Argentina foi usada para o controle de Saliva na Florida. (c) Bodes e ovelhas comem espécies de arbustos que o gado boi não come dando algum grau de controle

O controle biológico é usado contra vários plantas invasoras

nos habitats de Austrália

(Briese 2000)

Tipo de praga

Herbacea

Arbusto

Árvore

Trepadeira

Suculento

Habitat

Pastagem

Cultura

Natural

Aquatico

Controle Biológico pode funcionar pode ser a única opção mas envolve mais espécies exóticas e pode apresentar outros efeitos as vezes 1 inimigo natural é suficiente Necessidade de prever qual – como? e de introduzir o número mínimo de espécies possíveis para minimizar os riscos

Controle Biológico As pragas não somem rapidamente.

Em nosso mundo de alta tecnologia esperamos resultados imediatos, mas o controle biológico requer semanas, meses ou anos para controlar populações de pragas.

O gráfico a seguir demonstra as bases ecologicas e os processos do controle biológico.

Adiciona um fator de mortalidade

Dependente da densidade

Aumenta a pressão biótica

Capacidade de suporte reduzida

Limiar econômico

da praga

População

da praga Equilíbrio

População

da praga

Introdução do agente

Equilíbrio

Densid

Base Ecológico do Controle Biológico

Estratégias do Controle Biológico

Sistemas Agrícolas Apropriados para o Controle Biológico

Estabilidade = plantações grandes O ambiente abiótico apóia o inimigo natural – Temperatura, umidade e abrigos adequados para os

inimigos naturais – Solos apóiam inimigos naturais do solo

O ambiente biótico apóia o inimigo natural – Disponibilidade de fontes alternativas de alimento – Disponibilidade de alimento para todos os estágios

de desenvolvimento Práticas de manejo que são compatíveis Cultivo deve ter alguma tolerância a dano

Características de Complexos de Pragas Condutivas a Controle Biológico

Poucas espécies no nicho da espécie de praga alvo Composição estável de espécies Poucas pragas chaves, poucas pragas diretas Idealmente, as espécies de praga de menor importância podem agir como hospedeiros ou presas alternativos

Espécie alvo

Opções de controle biológico

Localização da praga

Densidade da praga

Ameaça da praga

Tempo necessário

Barreiras

Ligações com a comunidade

Biologia e ecologia

Condições sazonais

O que precisa ser considerado antes de usar um agente de controle biológico contra uma praga?

Aquisição do agente

Transporte do agente

Licenças

Consultas

Cooperação

Requerimentos do agente

Método de liberação do agente

Registros necessários

O que precisa ser considerado antes de usar um agente de controle biológico contra uma praga?

Trocas comuns Generalistas ou especialistas.

Espécies únicas ou múltiplas para o controle biológico

Inimigos Naturais Generalistas ou Especialistas

Desvantagens de generalistas: – Usualmente têm uma resposta numérica menor – Matam menos pragas/unidade de tempo/

indivíduo – Podem ser atraídas a outras espécies

Vantagens de generalistas: – Melhor sobrevivência quando a população da

praga é baixa – Mais prováveis estar presentes no momento

do estabelecimento da praga – Várias espécies generalistas podem coexistir

(maior estabilidade e regularidade)

O que deve ser considerado antes de coletar agentes para

liberação adicional?

População a local de liberação inicial

Datas apropriadas de coleta

Equipamento de coleta

Locais novos apropriados para liberação

Guarda e transporte de agentes

Introduções Solitárias ou Múltiplas

Denoth et al. 2002 analisaram 167 introduções de agentes de controle biológico – As introduções múltiplas aumentaram o sucesso do

controle de plantas invasoras exóticas, mas demonstraram um efeito oposto para os insetos pragas

– Em > da metade, uma espécie única era responsável para o sucesso do controle.

– Recomendou que as introduções múltiplas devem ser usado somente com cautela em programas de insetos pragas

Quantos agentes são necessários? Um ou vários? Denoth et al 2002 - revisão de 59 estudos do controle biológico de plantas invasoras

Estratégias do Controle Biológico

Aumento

- Inundação

- Inoculação

Controle Biológico da Conservação

Controle Biológico Uso de uma ou mais espécies benéficas para controlar pragas – Clássico – introdução de inimigos naturais

do local de origem da praga

– Inoculação – liberação de inimigos naturais

– Inundação – Liberações em massa dos inimigos naturais

http://www.nysaes.cornell.edu/ent/biocontrol/

Controle Biológico Para controlar os surtos, os cientistas visitam áreas onde a praga foi nativa para procurar os predadores e parasitas que atacaram o pulgão. Os insetos são coletados e enviados ao local e, após um período de quarentena, são soltos. Porém, existem desvantagens de usar somente o controle biológico.

Tipos de controle biológico:

Clássico

Conservativo

Espetro Amplo

Inundação ou aumento

(Wapshere et al. 1989)

O controle biológico de inundação ou aumento populacional

• Criação em massa e liberação de inimigos naturais

em intervalos regulares para reduzir as populações

de praga alvo

• Exemplos: micoherbicida contra plantas

invasoras, liberação de Cotesia contra a broca de

Usando epizootias

Controle Biológico de Doenças

Controle de doenças por outros micróbios Um agente de controle biológico é conhecido como um antagonista Antagonismo e o nome geral dos mecanismos de controle biológico de doenças

Antagonismo

Antibiose

Competição

Parasitismo

Por que os agentes devem ser monitorados regularmente uma vez liberados? Detectar abnormalidades nas condições de crescimento

Observações registradas para referencia futura

Abnormalidades registradas cedo

Detectar estabelecimento e aumento populacional

Determinar impacto e efeitos a espécies não alvos

Programas futuros de coleta e liberação

O que deve procurar no monitoramento? Presencia do agente

Aumento de números

Redução da produção

Mudanças nas condições ambientais

O que deve registrar no monitoramento?

Nome do observador

Data da observação e hora do dia

Condições ambientais

Número de coleta

Número de observações

Comentários gerais

Quais técnicas podem ser usados no monitoramento?

Parcelas no campo (fixas ou aleatórias)

Pontos no campo (fixos ou aleatórios)

Presença do agente ou dano:

Estimativas visuais

Ordenamentos

Censos

Fotografias

O que pode influenciar a avaliação do programa?

Ciclo vital do agente

Ciclo vital da praga

Condições ambientais

Data e hora da liberação

Que equipamento seria necessário para monitorar o local?

Fita métrica

Prancheta e lápis

Formulário de registro

Parcela

Mapa do local

Câmera

Recipientes de coleta

Marcadores

Puçá

Após colar os resultados, o que e a quem deve relatar os resultados?

Resultados registrados:

Historia dos projetos

Nível de colonização da agente

Direção futura do projeto

Resultados a:

supervisores

colaboradores

Como determinar o sucesso do programa?

Densidade e sobrevivência do agente

Comparação dos resultados com outros programas de controle biológico

Coleta de sucesso de agentes para liberação futura em outros locais

Para mensurar o sucesso do programa

Para medir a disseminação do agente

Para ajudar o desenvolvimento de um plano de contingências

Para fornecer retro-alimentação aos organismos de pesquisa.

Por que um local de liberação deve ser monitorado?

Presencia do agente

Expansão desde a área de liberação

Dano a alvo

Redução da densidade da praga

O que toma o lugar da praga no local?

O que deve procurar ao monitorar um local?

Nome do observador

Data da observação e hora do dia

Condições climáticas

Número de observações por unidade de área

Comentários gerais (condições)

O que deve registrar no monitoramento de um local?

Parcelas (fixas ou aleatórias)

Pontos (fixos ou aleatórios)

Presença do agente ou danos:

Levantamentos visuais

Ordenamentos

Censos

Fotografias

Quais técnicas usaria para avaliar o local?

Ciclo vital do agente

Ciclo vital da praga

Condições climáticas

Data da liberação

Acessibilidade do local

O que pode influenciar a avaliação do local?

Fita métrica

Prancheta e lápis

Formulário de registro

Parcela

Mapa do local

Câmera

Recipientes para coleta

Marcadores

cercas

estacas

Quais equipamentos seriam necessários para monitorar o local?

Resultados registrados:

Historia dos projetos

Nível de controle da praga

Direção futura

Resultados a:

supervisores

Grupos da comunidade

colaboradores

Após obter os resultados, o que e a quem deve repassar os resultados?

Precisa Considerar:

Disseminação do agente

Densidade do agente e sua sobrevivência

Densidade da praga e danos

Comparar resultados com outros métodos de controle

Como determinar o sucesso do programa de controle biológico?

Aspectos positivos do controle biológico clássico

• Ambientalmente correto (espécie alvo afeitado sem efeitos residuais).

• Benefícios grandes (custos pequenos de implementação e manutenção).

• Risco baixo de perder oportunidade de controle (atividade do agente ligado ao ciclo de vida da praga).

• Solução a largo prazo para problemas de pragas.

(Briese 2000)

Aspetos negativos do controle biológico

• Não todas as espécies pragas podem ser capazes de controle biológico.

• Os custos iniciais podem ser altos (precisa descobrir, testar e distribuir o agente apropriado).

• Pode requerer muito tempo para fazer impacto sobre a espécie alvo.

• alguns agentes introduzidos podem não ajudar ao controle da espécie uma vez estabelecidos.

(Briese 2000)

Custos e Desvantagens do Controle Biológico

Usualmente precisa mudanças das técnicas de manejo

Aumenta o esforço de monitoramento

Demora temporal intrínseca

Aumento de riscos – Inimigos naturais novos podem causar danos

– Incerteza dos requerimentos e confiabilidade dos inimigos naturais

– Sempre existe o potencial da escape do controle da praga

O que pode errar? Rhynocyllus em BC Opuntia - Austrália

Antes Após Liberação da mariposa Cactoblastis

Sucesso ---> introdução no Caribe ----> expansão natural à Florida Atingirá os centros da diversidade dos cactos?

Desvantagens do Controle Biológico Ação lenta Dificuldade de prever o nível do impacto Risco a espécies taxonomicamente próximas as espécies de praga alvos Necessidade de estudos extensivos pré-liberação Controle biológico raramente é suficiente para prever a perda de produção ou qualidade da maioria dos cultivos

Galerucella calmariensis em Lythrum salicaria

Mitos sobre o controle biológico

• é perigoso – olha o que aconteceu com o sapo gigante!!

• é uma bala mágica – eliminou o cacto!!

(Briese 2000)

Resumo: Prática do controle biológico! 1 Selecionar locais de infestação da praga.

2 Resumo da historia dos locais.

3 Desenvolver um mapa simples do local.

4 Lista de passos necessários: antes de começar o durante a implementação do programa após o estabelecimento do programa

5 Fotos e vídeos de apoio.

Resumo: aplicando os conceitos do controle biológico! 1 Selecione um agente de controle biológico.

2 Razões para a seleção.

3 Desenvolver um protocolo de propagação ou listagem que seria necessário:

antes de começar o processo

durante a implementação do processo

após o estabelecimento

4 Fotografias e vídeos de apos.

O controle biológico de pragas “é a única solução de largo prazo” Judy Myers MAS O controle biológico pode causar problemas

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