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Controle biológico

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Ecologia de Populações




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

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Sumário dos tópicos
Historia do controle biológico
• O que é o controle biológico
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Sumário do Tópico
1 Determinar se um programa de controle
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Controle biológico

  1. 1. Ecologia de Populações Prof. Dr. Harold Gordon Fowler popecologia@hotmail.com Controle Biológico
  2. 2. Controle Biológico 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
  3. 3. Sumário do Tópico 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 real.
  4. 4. 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;
  5. 5. 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?
  6. 6. 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 População da praga 1. Dano é medido em termos econômicos Limiar econômico da praga § Erradicação Densidade (extinção da praga) é praticamente impossível Níveis normais Tempo
  7. 7. Controle Biológico Quanto maior a variabilidade ambiental, maior a probabilidade que a população de praga excederá o limiar econômico. Parasitóides Lagartas
  8. 8. 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
  9. 9. 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
  10. 10. O que pode influenciar as decisões de um agricultor? Nível de afluência ou crédito Perda de produção não detectada Aversão a risco
  11. 11. 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
  12. 12. O que o agricultor deve saber  Valor da  Eficiência dos produção controles  Custo provável do controle  Impacto esperado da  Custo de várias intensidade da medidas praga sobre a alternativas de quantidade e controle qualidade da produção
  13. 13. Como minimizar perdas agrícolas? Reduzir (retardar) surtos no começo da estação (Xo) Diminuir a taxa de desenvolvimento da população (r)
  14. 14. Economia  Os agricultores devem aumentar seus investimentos na proteção da cultura até que a quantidade de dinheiro gasto = lucro adicional da cultura
  15. 15. A fauna natural é e composta por maioria silenciosa…
  16. 16. •E uns poucos indomáveis…
  17. 17. 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)
  18. 18. Declínio de aves de rapina 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
  19. 19. 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 Área agrícola Geral (%) declínio (%) Passer montanus 1978 -87 -76 Streptopelia 1979 -85 -62 turtur 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
  20. 20. 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)
  21. 21. 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
  22. 22. 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
  23. 23. Resultado desta simplificação da biodiversidade para fins agrícolas: Um ecossistema artificial que requer constante intervenção humana
  24. 24. O balance entre a ecologia e a economia é frágil Empregos Dinâmica dos Ecossistemas ECOLOGIA ECONOMIA Política Lucros Biodiversidade Poço Gênico Problemas Proteção socio-culturais ambiental
  25. 25. Limitar Aplicações de Pesticidas
  26. 26. Evitando o uso de pesticidas
  27. 27. Controle Biológico Conservativo • Manejo e proteção dos inimigos naturais existentes para manter populações da praga a níveis baixos.
  28. 28. Manejo do Cultivo
  29. 29. Sistemas de plantio
  30. 30. Resíduos
  31. 31. Solo
  32. 32. Características da Planta
  33. 33. Fomentar Populações de Inimigos Naturais
  34. 34. Cobertura Vegetal
  35. 35. Ambiente Físico
  36. 36. Tampões e Isolamento
  37. 37. Adição de alimento e abrigo no cultivo
  38. 38. Exemplo: Habitat de Besouros
  39. 39. Evitar a Exposição Populacional
  40. 40. Pesticidas Seletivas
  41. 41. 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.
  42. 42. 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).
  43. 43. 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
  44. 44. Uma “convulsão histórica” devido a 480,000 espécies exóticas USA UK AUS ZA IND BR Plantas 25,000/42,000 26,000/27,515 1952/20,000 8750/24,000 18,000/45,000 11,605/55,000 Mamíferos 20/346 17/54 20/296 16/247 30/316 25/428 Aves 97/650 47/542 70/850 8/725 4/1221 3/1635 Répteis e 53/247 48/80 20/700 24/394 NA/741 NA/985 anfíbios Peixes 138/938 12/54 29/216 20/220 300/2546 76/3000 Artrópodes 4500/650,000 1000/24,700 150/85,920 NA/86,000 1100/54,430 NA/1,000,000 Pimentel 2002
  45. 45. 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
  46. 46. Opções de Manejo Número de não nativas = Número introduzido X taxa de sobrevivência Prevenir a Opções entrada
  47. 47. Opções de Manejo Número de espécies não nativas = Número de espécies introduzidas X taxa de sobrevivência Evitar a Melhorar o Opções Entrada controle e erradicação Requere Marcos Detecção cedo fortes de e resposta regulação rápida e $$$ legal
  48. 48. Prioridades de manejo para o controle e erradicação Baseadas nos riscos econômicos e ambientais (impacto potencial)
  49. 49. Risco Potencial da praga =( Probabilidade da naturalização - Praticidade e custo da erradicação ) ×[ distribuição potencial (+ Mudança climática )- distribuição atual ] ×[ Taxa local De aumento × Taxa de dispersão -( Praticidade e - persistência Custo do controle Do propágulo )] × ( econômico Impacto sobre Ecossistema invadido × Valor do Ecossistema invadido ) social ambiental
  50. 50. Prioridades de manejo para o controle e erradicação Baseadas nos riscos (impacto potencial) Prioridade de Prevenção Possibilidade de Impacto Atual Retirada Baixo Alto Baixo Médio Alto Alto Baixo Médio Prioridade de Erradicação Possibilidade de Impacto Futuro Retirada Baixo Alto Baixo Baixo Médio Alto Médio Alto
  51. 51. Erradicação A retirada de uma espécie de uma área onde não voltará Quando a erradicação e possível? Populações pequenas Habitat definido Dinheiro não tem importância
  52. 52. Erradicação de Ratazanas da Ilha de Langara, BC Problema Ratazanas implicadas no declínio de populações de aves aquáticas 4 espécies extintas Facilidade Ilha Veneno específico disponível Finanças Derrame de petróleo $$$ Kaiser et al 1997
  53. 53. 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
  54. 54. Por que a erradicação tive sucesso? veneno eficaz ilha territorialidade das ratazanas população já sob stress O que aconteceu as aves aquáticas? – não se recuperaram
  55. 55. 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
  56. 56. 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)
  57. 57. Controle Biológico
  58. 58. 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.
  59. 59. 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
  60. 60. Um programa de controle biológico de sucesso deve atuar: Densidade Da praga Densidade populacional Limiar de danos da praga Liberação do agente Densidade do agente Tempo (Briese 2000)
  61. 61. 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”
  62. 62. Controle biológico de espectro amplo de plantas invasoras • Uso de herbívoras polífagos em habitats aquáticas e terrestres. • Exemplos, animais herbívoros grandes, incluindo peixes.
  63. 63. Controle biológico clássico Uso de uma espécie para controlar outra espécie Agentes de controle biológico podem ser: – Animais – Insetos – Doenças Bodes comendo Rubus armeniacus
  64. 64. 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
  65. 65. 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%)
  66. 66. Passos de um programa de controle biológico 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.
  67. 67. 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.
  68. 68. Passos de um programa de controle biológico Exploração para agentes potenciais de Estudo da ecologia da controle biológico na amplitude praga em sua amplitude geográfica nativa geográfica da introdução Avaliação do potencial do controle biológico dos agentes Importação do agente, quarentena e aprovação Liberação no campo e Redistribuição dos agentes na avaliação dos agentes amplitude geográfica da praga alvo
  69. 69. 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
  70. 70. Passos de um Programa de Controle Biológico 4. Identificar agentes potenciais de controle 5. Testar a especificidade dos agentes Espécie Testar a Alvo Espécie Alvo e outras espécies Pouco predação Pouca reprodução Nenhum desenvolvimento 6. Selecionar agentes efetivos um ou vários???
  71. 71. 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
  72. 72. 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.
  73. 73. 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
  74. 74. Controle Biológico A introdução de inimigos (predadores, parasitas, herbívoras) nativas para regular populações de um espécie exótica NATIVA EXÓTICA CONTROLADA
  75. 75. Controle Biológico 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.
  76. 76. 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
  77. 77. 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
  78. 78. 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.
  79. 79. 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.
  80. 80. Controle Biológico População da praga Solução de Largo Prazo Introdução de IN Sustentável Densidade da praga Equilíbrio Limiar econômico Aumento das populações do inimigo natural Equilíbrio População da praga (Van der Bosch et al. 1982) Tempo Base científica – Cada praga têm inimigos naturais – Estabelecer um equilíbrio populacional da praga embaixo do limiar econômico
  81. 81. 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.
  82. 82. Base Ecológica do 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:
  83. 83. 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
  84. 84. Base Ecológica do Controle Biológico 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
  85. 85. Base Ecológica do Controle Biológico 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
  86. 86. Base Ecológica do Controle Biológico 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).
  87. 87. Base Ecológica do Controle Biológico Um resumo das fatores de mortalidade com exemplos 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 Os agentes de controle biológico Alguns alimentos Aplicam pressão biótica
  88. 88. Base Ecológico do Controle Biológico 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 .
  89. 89. Controle Biológico Clássico • 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.
  90. 90. 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.
  91. 91. População de praga “Predador” introduzido Densidade da praga Equilíbrio Limiar econômico Equilíbrio População de praga Tempo O controle biológico clássico no qual a abundancia média da espécie praga é reduzida após a introdução de um inimigo natural.
  92. 92. Controle Biológico Num ambiente variável, as populações de predadores e presas tendem fazer ciclos ao redor do equilíbrio da comunidade e podem.. Densidades Gerações
  93. 93. Controle Biológico Desenho de fase mostra a trajetória da serie temporal. A simulação estocastica indica quando ocorre explosões quando a população de praga excede o limiar econômico;
  94. 94. 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..
  95. 95. 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.
  96. 96. Controle Biológico Nos pontos e ou f um aumento da praga é necessária.
  97. 97. 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
  98. 98. 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
  99. 99. 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
  100. 100. 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
  101. 101. 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.
  102. 102. Evidencias do Controle Biológico Cacto (Opuntia) introduzido Mariposa à Austrália. Dispersou Nativa a amplitude geográfica rapidamente natural da Opuntia Controle Biológico
  103. 103. Eficácia do Controle Biológico Icerya purchasi, (Hemiptera) Nativa: Austrália Problema na Califórnia – Descoberta em 1872 – Praga de Citrus (1887) Opuntia stricta Controle: Nativa: México, América – Pesticida de cianura do Sul fracassou Problema na Austrália – Parasitoide (Cryptochaetum – Ornamental (1839) iceryae, Diptera) – Invasão: 1880-1925 – Predador Rodolia cardinalis 243,000 km2 de cobertura (Coleoptera) 1 ano Controle: mariposa Custo total: US$ 1,500 Cactoblastis cactorum da Argentina – 10 anos (1940)
  104. 104. 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
  105. 105. Controle Biológico de Plantas Invasoras 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
  106. 106. O Controle Biológico é Comum? Mundialmente: ~1000 introduções para o controle de espécies de plantas invasoras Tyria jacobaeae larvas em Senecio jacobaea
  107. 107. Controle Biológico de Plantas Invasoras 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
  108. 108. O controle biológico é usado contra vários plantas invasoras nos habitats de Austrália Habitat Tipo de praga Pastagem Pastagem Cultura Natural Aquatico Pasto 2 0 0 2 0 Herbacea 31 12 14 10 4 Arbusto 10 9 2 10 0 Árvore 0 6 0 7 0 Trepadeira 0 1 1 3 0 Suculento 11 11 0 1 0 Total 54 39 17 33 4 (Briese 2000)
  109. 109. 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
  110. 110. 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.
  111. 111. Base Ecológico do Controle Biológico O gráfico a seguir demonstra as bases ecologicas e os processos do controle biológico. População da praga Adiciona um fator de mortalidade Equilíbrio Dependente da densidade Introdução do agente Densidade da praga Aumenta a pressão biótica Limiar econômico População da praga da praga Equilíbrio Capacidade de suporte reduzida Tempo
  112. 112. Estratégias do Controle Biológico
  113. 113. 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
  114. 114. 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
  115. 115. O que precisa ser considerado antes de usar um agente de controle biológico contra uma praga? Espécie alvo Tempo necessário Opções de controle Barreiras biológico Ligações com a Localização da praga comunidade Densidade da praga Biologia e ecologia Ameaça da praga Condições sazonais
  116. 116. O que precisa ser considerado antes de usar um agente de controle biológico contra uma praga? Aquisição do agente Requerimentos do agente Transporte do Método de liberação do agente agente Licenças Registros necessários Consultas Cooperação
  117. 117. Trocas comuns Generalistas ou especialistas. Espécies únicas ou múltiplas para o controle biológico
  118. 118. 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)
  119. 119. 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
  120. 120. 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
  121. 121. Quantos agentes são necessários? Um ou vários? Denoth et al 2002 - revisão de 59 estudos do controle biológico de plantas invasoras
  122. 122. Estratégias do Controle Biológico Controle Biológico Clássico Aumento - Inundação - Inoculação Controle Biológico da Conservação
  123. 123. 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/
  124. 124. 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.
  125. 125. Tipos de controle biológico: Clássico Conservativo Espetro Amplo Inundação ou aumento (Wapshere et al. 1989)
  126. 126. 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 cana
  127. 127. Usando epizootias
  128. 128. Controle Biológico de Doenças
  129. 129. 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
  130. 130. Controle Biológico de Doenças Antagonismo
  131. 131. Controle Biológico de Doenças Antibiose
  132. 132. Controle Biológico de Doenças Competição
  133. 133. Controle Biológico de Doenças Parasitismo
  134. 134. 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
  135. 135. O que deve procurar no monitoramento? Presencia do agente Aumento de números Redução da produção Mudanças nas condições ambientais
  136. 136. 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
  137. 137. 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
  138. 138. O que pode influenciar a avaliação do programa? Ciclo vital do agente Ciclo vital da praga Condições ambientais Data e hora da liberação
  139. 139. Que equipamento seria necessário para monitorar o local? Fita métrica GPS Linha Câmera Prancheta e lápis Recipientes de coleta Formulário de registro Marcadores Parcela Lupa Mapa do local Puçá
  140. 140. Após colar os resultados, o que e a quem deve relatar os resultados? Resultados registrados: Resultados a: Historia dos projetos supervisores Nível de colonização da colaboradores agente Direção futura do projeto
  141. 141. 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
  142. 142. Por que um local de liberação deve ser monitorado? 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.
  143. 143. O que deve procurar ao monitorar um local? 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?
  144. 144. O que deve registrar no monitoramento de um local? Nome do observador Data da observação e hora do dia Condições climáticas Local Número de observações por unidade de área Comentários gerais (condições)
  145. 145. Quais técnicas usaria para avaliar o local? Parcelas (fixas ou aleatórias) Pontos (fixos ou aleatórios) Presença do agente ou danos: Levantamentos visuais Ordenamentos Censos Fotografias
  146. 146. O que pode influenciar a avaliação do local? Ciclo vital do agente Ciclo vital da praga Condições climáticas Data da liberação Acessibilidade do local
  147. 147. Quais equipamentos seriam necessários para monitorar o local? Fita métrica GPS Linha Câmera Prancheta e lápis Recipientes para coleta Formulário de Marcadores registro cercas Parcela estacas Mapa do local
  148. 148. Após obter os resultados, o que e a quem deve repassar os resultados? Resultados registrados: Resultados a: Historia dos projetos supervisores Nível de controle da Grupos da praga comunidade Direção futura colaboradores media
  149. 149. Como determinar o sucesso do programa de controle biológico? Precisa Considerar: Disseminação do agente Densidade do agente e sua sobrevivência Densidade da praga e danos Comparar resultados com outros métodos de controle
  150. 150. 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)
  151. 151. 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)
  152. 152. 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
  153. 153. 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?
  154. 154. 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
  155. 155. Mitos sobre o controle biológico • é perigoso – olha o que aconteceu com o sapo gigante!! • é uma bala mágica – eliminou o cacto!! (Briese 2000)
  156. 156. 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.
  157. 157. 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.
  158. 158. 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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