Semi-natural habitats and natural enemies in olive orchardsabundance, function, trophic interactions, and global climate change

Resumen

En ecología, ¿cuáles son y dónde se encuentran los depredadores de los herbívoros? es una pregunta clásica. En la naturaleza los ecosistemas son dinámicos e interaccionan en el espacio. Dado que las relaciones tróficas son producto de relaciones filogenéticas y evolutivas entre depredador y presa, dentro de los ecosistemas, las poblaciones son controladas naturalmente por otros organismos por medio de gremios tróficos a través de las cadenas alimentarias. Sin embargo, en ecosistemas manejados por el humano, como serían los agroecosistemas, las relaciones tróficas se vuelven altamente simplificadas. Dado a que todos los ecosistemas interaccionan, donde existen ecosistemas naturales cerca de ecosistemas manejados los organismos responden positiva o negativamente dependiendo de la disponibilidad de recursos o las condiciones ambientales. Los humanos han explotado las propiedades de los ecosistemas, es decir, los servicios ecosistémicos, y la interacción entre ecosistemas para proveerse de bienes, no obstante, la demanda moderna de alimentos ha llevado a la intensificación de la agricultura, lo que resulta en la perdida y fragmentación de los hábitats naturales y por consiguiente a la perdida y extinción de la biodiversidad. Dicho proceso altera los beneficios que la biodiversidad provee, entre otros servicios ecosistémicos, para controlar organismos perjudiciales que afectan a los humanos. Respectivamente, el control biológico por conservación tiene por objetivo explotar las funciones de los hábitats naturales que estén cerca o dentro de los agroecosistemas para proporcionar lugares en donde los enemigos naturales puedan alimentarse, protegerse en el invierno o completar su ciclo de vida. Con el fin de mejorar el control biológico por conservación, la presente tesis se centra en los procesos ecológicos que subyacen a dicho servicio ecosistémico, con el objetivo de proporcionar una descripción detallada de la influencia de los hábitats naturales y semi- naturales en las interacciones entre enemigos naturales y plagas en cultivos manejados orgánicamente, por lo que en este caso se usó un cultivo histórico y de importancia económica en el Mediterráneo, el olivar Olea europaea L. Así, la tesis trata de responder ¿cuáles son y dónde se encuentran los “enemigos naturales” de los herbívoros y cómo la estructura del hábitat y el cambio climático afectarán a los niveles tróficos más altos dentro de los agroecosistemas? De manera que, la tesis se separó en tres partes generales. La primera parte incluye estudios basados en la relación de la abundancia con la función ecosistémica (control biológico), enfocándose en la interacción entre enemigos naturales, herbívoros, agroecosistemas, hábitats semi-naturales y paisajes (Capítulos 1 a 4). La segunda parte se enfoca en los roles e interacciones tróficas entre enemigos naturales y herbívoros (Capítulos 5 y 6). Y la tercera parte se enfoca en la respuesta de los enemigos naturales a un escenario de cambio climático global (Capítulo 7). Los resultados generados aquí sugieren que (1) los hábitats semi-naturales contribuyen al establecimiento de diferentes gremios de enemigos naturales (EN) afectando positivamente el movimiento y la abundancia de EN hacía el cultivo; (2) la abundancia de EN clave es afectada por la complejidad del hábitat siendo influenciados de manera diferente por la riqueza y el arreglo y esparcimiento de las plantas; (3) el establecimiento de cubiertas vegetales afecta positivamente a los EN clave y promueve el control biológico de los herbívoros especialistas (HE) por medio de la depredación de huevos; (4) la composición y configuración del paisaje afectan a la abundancia de EN clave y la depredación, así como a la abundancia de HE y el daño al cultivo, por lo que los paisajes diversos con bordes densos reducen a los HE adultos y la proporción de matorral disperso en el paisaje puede ser el factor principal que promueva el control biológico; (5) la madurez de la cubierta vegetal afecta positivamente la estructura y complejidad de la red trófica de la copa del olivo y promueve el establecimiento de EN clave relacionados con los hábitats naturales; (6) el rol trófico de las hormigas omnívoras muestra un perfil isotópico de depredador más que ser un híperdepredador, por lo que pueden ser consideradas como un EN; y (7) bajo un escenario de cambio climático global, los depredadores (larvas) expresan plasticidad fenotípica y una regulación a la baja en su metabolismo, no obstante la endogamia reduce el potencial de la plasticidad térmica, y por consiguiente su capacidad evolutiva, cuando los individuos depredadores son sometidos a estrés térmico durante la ontogenia expresando así compensaciones y limitaciones para mejorar su supervivencia.