UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA DE LA SELVA

FACULTAD DE RECURSOS NATURALES RENOVABLES

INGENIERA AMBIENTAL

VARIACIN DE LA BIODIVERSIDAD DE INSECTOS EN EL TIEMPO

CURSO:Biodiversidad y Ecosistemas

ALUMNo:Ramos Estela Leoncio

Tingo Mara

2015

I. INTRODUCCIN

La entomologa es una ciencia muy importante en el estudio de los insectos ya que nos permite reconocer los organismos en su clasificacin taxonmica correcta.

El grupo de los insectos no slo es diverso sino increblemente abundante, pues se calcula que por cada ser humano en la Tierra, existen 200 millones de insectos. Pueden ser herbvoros, carnvoros, carroeros o incluso establecen eficientes relaciones de comensalismo y parasitismo.

Los insectos juegan un gran papel en las funciones del ambiente. Son los principales depredadores de otros invertebrados y por lo tanto controladores de plagas. Descomponen y eliminan un porcentaje importante de la materia orgnica y son los principales polinizadores de plantas de importancia ecolgica y econmica. Sin embargo, y en ocasiones derivado de su abundancia elevada, se les ha considerado como un grupo daino, pues consumen cerca de un tercio de las cosechas a nivel mundial y son los principales vectores de enfermedades humanas. Los insectos son el grupo ms diverso del planeta. Hasta la fecha se desconoce el nmero de especies de insectos descritos en el mundo, pero hay estimaciones que varan desde890,000hasta ms deun milln de especies.

Objetivo:

Identificar la biodiversidad de insectos en la actualidad.

II. REVISIN BIBLIOGRFICA

2.1. Biodiversidad

Una de las definiciones ms ampliamente difundidas es la de McNeelyet al. (1990). Segn este autor la Biodiversidad es un paraguas conceptual que engloba la variedad de la Naturaleza, incluyendo el nmero y frecuencia de ecosistemas, especies y genes representados por un conjunto de organismos.

En todos los conceptos y definiciones de Biodiversidad, convergen dos dimensiones estrechamente relacionadas que dependen de la escala de enfoque y de la escala de anlisis (genes, individuos, poblaciones, especies, comunidades, ecosistemas): la histrico-evolutiva y la ecolgico-funcional. La primera se consagra al estudio de losPatronesestructurales y espacio-temporalesen los que se expresan las relaciones genealgicas de los organismos, ilustradas en las clasificaciones jerrquicas y la segunda, a losProcesose interrelaciones funcionales que acontecen en la intimidad de los propios organismos y en el seno de los ecosistemas.

2.2. Entomologa

Si miramos la definicin en el diccionario de la Real Academia Espaola de la Lengua vemos que se define como:Parte de la Zoologa que estudia los insectos.

No obstante, esta definicin es demasiado restringida. El origen de la palabra pertence a Aristteles. En su obraHistoria Animalium, utiliza el trmino para hablar de crustceos, miripodos y, sobre todo, insectos. Por lo tanto, Artistteles utiliz la palabra para designar a los artrpodos en su sentido ms amplio. En la actualidad con este trmino tambin se designa al estudio de los artrpodos en general. Y por entomlogo se entiende tambin al estudioso de los artrpodos.

Por consiguiente, la entomologa en sentido amplio es el estudio de los artrpodos y en sentido restringido es el estudio de los insectos.

El milln de especies conocidas de insectos se distribuye del siguiente modo:

Diversidad de los rdenes de insectos*

Orden

N deespecies

%

Grylloblattodea

25

0,003%

Zoraptera

30

0,003%

Raphidioptera

175

0,020%

Embioptera

250

0,028%

Megaloptera

270

0,030%

Archaeognatha

320

0,036%

Thysanura

335

0,037%

Mecoptera

500

0,056%

Protura

500

0,056%

Stresiptera

532

0,059%

Diplura

800

0,089%

Dermaptera

1840

0,205%

Plecoptera

1900

0,212%

Mantodea

1900

0,212%

Siphonaptera

1900

0,212%

Ephemeroptera

2050

0,229%

Isoptera

2200

0,246%

Phasmoptera

2500

0,279%

Psocoptera

3000

0,335%

Phthiraptera

3250

0,363%

Blattodea

4000

0,446%

Neuroptera

5000

0,558%

Thysanoptera

5600

0,625%

Odonata

6000

0,670%

Trhichoptera

7000

0,781%

Collembola

7000

0,781%

Orthoptera

19000

2,121%

Hemiptera

84000

9,376%

Hymenoptera

115000

12,837%

Diptera

124000

13,841%

Lepidoptera

165000

18,418%

Coleoptera

330000

36,835%

Los colepteros (escarabajos), lepidpteros (mariposas), dpteros (moscas y mosquitos) e himenpteros (abejas, avispas, hormigas,...) son los rdenes ms abundantes.

2.3. Morfologa de Insectos

Lamorfologade losinsectoses el estudio tanto como la descripcin de la forma y estructura de los insectos. La terminologa es afn a la de la morfologa de otrosartrpodos. Hay una gran variacin en las modificaciones que se han hecho por varios taxones a la estructura bsica cuerpo del insecto. Este es un resultado de la alta tasa de especiacin, generaciones cortas, largas y linajes de laclasede los insectos. Estas modificaciones permiten a los insectos ocupar casi todosnichos ecolgicos, tiene una asombrosa variedad de fuentes de alimentos, y poseen diversos estilos de vida. En este artculo se describe el cuerpo del insecto bsico y algunas de las principales variaciones que puede tener; en el proceso que define muchos de los trminos tcnicos utilizados para describir los cuerpos de insectos.

El tamao promedio del cuerpo de un insecto es de 0,3 mm en el caso de lasavispas mymarid, parsitos de huevos de insectos, a la envergadura de 30 cm de la polilla bho americanaThysania agrippina(familiaNoctuidae). Los insectos son, sin duda, el grupo ms exitoso en el Arthropoda. Estos difieren en aspectos significativos de las otras clases deHexapoda, comoProtura,Collembola, y otros), que ahora son considerados por algunas autoridades como la fuentebasalde los insectos.

2.1.1 Anatoma de los Insectos

Los insectos poseen una segmentacinen sus cuerpos apoyados por unexoesqueleto, una cubierta exterior dura articulada hecho principalmente dequitina. Los segmentos del cuerpo se organizan en tres unidades distintivas a la vez que estn interconectadas, llamada tagmata: una cabeza, untraxy unaabdomen. El cabezal soporta un par de sensorialantenas, un par deojos compuestos, si est presente, de una a tres ojos simples (ocelos), y tres conjuntos de diversas maneras apndices modificados que forman la bucales.El trax tiene seis segmentadopiernas(un par cada uno para el protrax, mesotrax y los segmentos metathorax que componen el trax) y dos o cuatroalas(si existe en la especie). El abdomen (compuesto por 11 segmentos, algunos de los cuales pueden ser reducidos o fusionados) tiene la mayora de ladigestiva,respiratoria,excretory reproductiva estructuras internas.Existe una variacin considerable y muchas adaptaciones en las partes del cuerpo de los insectos, especialmente las alas, las piernas, la antena y partes de la boca.

2.4. Impactos del cambio climtico en los insectos de bosque

Los insectos constituyen las formas de vida animal ms diversificadas de los ecosistemas terrestres. La mayor parte de las especies son inocuas y representan un componente esencial de los ecosistemas naturales. Como los insectos son individuos de sangre fra, el ritmo de los procesos fisiolgicos principales de su ciclo biolgico est determinado por las condiciones del medio ambiente, y en especial modo por la temperatura y las precipitaciones. Los insectos tienen por lo general perodos de generacin breves, elevada fecundidad y elevada motilidad (ya sea autnoma o secundada por el viento, los animales o el ser humano). Es necesario examinar los efectos (reseados por Moore y Allard, 2008) del cambio climtico en los insectos de bosque en el contexto de la intensificacin de los intercambios comerciales internacionales y los patrones cambiantes del uso de la tierra.

Los registros fsiles parecieran indicar que los episodios anteriores de calentamiento mundial rpido condujeron a los insectos a adoptar una alimentacin ms marcadamente herbvora (Curranoet al., 2008). Anlogamente, en la actualidad, por ejemplo en los bosques de abedules de Europa septentrional (Wolf, Kozlov y Callaghan, 2008), los ndices de alimentacin herbvora en insectos han ido en aumento (DeLuciaet al., 2008).Entre las razones que explican este fenmeno est la debilitacin de los mecanismos de defensa de las plantas y unos valores ms elevados de fitonutrientes en presencia de mayores cantidades de CO2y O3 (Kopper y Lindroth, 2003), y la alteracin del sincronismo estacional entre plantas, insectos herbvoros y sus enemigos naturales. Muchos insectos demuestran sensibilidad a los fenmenos climticos extremos (sequas, olas de calor, perodos de mucho fro). Los ambientes tropicales que hoy albergan a la mayor parte de la biodiversidad de la Tierra podran muy bien terminar calentndose, secndose o fragmentndose demasiado a consecuencia del cambio climtico y la deforestacin y no permitir ya la existencia de muchas especies de insectos (Williams, Bolitho y Fox, 2003). Especialmente en zonas tropicales, corren un gran riesgo de extincin las especies que ostentan una interaccin husped-planta muy evolucionada o que viven en microhbitats (Lewis, 2006).

2.4.1 Formas cambiantes de distribucin

Como las regiones templadas y subrticas se estn convirtiendo en lugares de clima cada vez ms hospitalario para las especies vegetales y de insectos, el comportamiento de las especies indgenas y el riesgo de invasin por especies exgenas factores stos que podran desarticular las funciones normales del ecosistema se han convertido en motivo de preocupacin. En respuesta a los recientes cambios climticos, muchas especies de insectos de zonas templadas han modificado sus zonas de distribucin; por ejemplo, la procesionaria del pino (Thaumetopoea pityocampa) en Europa (Battistiet al., 2006), la falena invernal (Operophtera brumata) y la falena otoal (Epirrita autumnata) en Escandinavia (Jepsenet al., 2008) y el gorgojo de los pinos del Sur (Dendroctonus frontalis) en Amrica del Norte (Tranet al., 2007). Algunas especies cuya distribucin tradicional se encontraba contenida por accidentes geogrficos, como cadenas de montaas o grandes cuerpos de agua, han podido ahora superar dichas barreras y ampliar repentinamente su mbito de presencia. Por ejemplo, el aumento de los movimientos de las masas de aire clido hacia latitudes elevadas ha sido la causa de que ltimamente a las islas noruegas de Svalbard en el ocano rtico llegase la polilla de la col (Plutella xylostella), superando en 800km el lmite septentrional de su zona normal de distribucin en el oeste de la Federacin de Rusia (Coulsonet al., 2002).

El destino de las especies especficas de insectos depende de su grado de especializacin (rango de hospedantes y de hbitat), de su motilidad y de factores que condicionan su distribucin. La abundancia de las especies especficas de mariposas est disminuyendo en el Reino Unido, mientras que las especies genricas estn aumentando (Thomas, 2005; Francoet al., 2006). La riqueza de especies de insectos est en aumento en las zonas fras del globo (Andrew y Hughes, 2005). Las especies de mariposas existentes en todo el Reino Unido estn disminuyendo ms rpidamente en el sur de ese pas, mientras que las especies distribuidas en el sur se estn expandiendo hacia el norte (Conradet al., 2004). En consecuencia, la amplitud de la distribucin geogrfica de las especies de insectos pareciera estar sufriendo modificaciones simultneas: de expansin en el extremo superior y de contraccin en el extremo inferior de sus respectivos lmites de latitud y altitud (Parmesanet al., 1999).

En respuesta a los cambios climticos, la estructura gentica de las especies de insectos tambin est cambiando. Si bien las variaciones genticas son un proceso natural normal, en las especies cuyo mbito se est modificando se han observado alteraciones morfolgicas excepcionalmente rpidas concentradas en perodos cortos (del orden de una dcada) en relacin con la capacidad de vuelo (Hill, Thomas y Blakeley, 1999; Thomaset al., 2001), las estrategias del ciclo biolgico, la induccin de la diapausa (latencia) (Burkeet al., 2005), la fisiologa del desarrollo (Rank y Dahlhoff, 2002) y la criotolerancia (Calosiet al., 2008).

2.4.2 Frecuencia de brotes

Las pruebas incontrovertibles respecto de las variaciones en la frecuencia de plagas de insectos de bosque en respuesta al cambio climtico son raras, ya que se deben fundar en registros histricos prolongados y un conocimiento adecuado de la dinmica de la poblacin de cada insecto. Un gran nmero de informaciones ha permitido asociar el estrs ocasionado por la sequa, producto del cambio climtico y los fuertes daos causados por los insectos, con el pino pin (Pinusspp.) en el sudoeste de los Estados Unidos de Amrica (Trotter, Cobb y Whitham, 2008). Existen datos que evidencian que los ciclos regulares (8 a 13 aos) de brotes de plagas de la mosca de las yemas del alerce (Zeirapheradiniana) en Suiza se han detenido desde los primeros aos 70 del siglo pasado (Esperet al., 2007). Los brotes de trtrix de las yemas de la picea (Choristoneuraspp.) en Canad oriental, parecen haber registrado una frecuencia y gravedad mayores en los ltimos 200 aos (Simard, Morin y Lavoie, 2006). Los cambios climticos pueden afectar al comportamiento de las poblaciones de insectos en su mbito de distribucin actual cuando las interacciones ecolgicas que las regulan sufren alteraciones. La dificultad de predecir estos efectos radica principalmente en que se conoce cabalmente tan slo la dinmica de unas pocas poblaciones (Harrington, Fleming y Woiwod, 2001). Incluso en el caso de las especies mejor estudiadas como el trtix norteamericano, la complejidad de las interacciones ecolgicas es enorme (Eveleighet al., 2007).

2.5. Prediccin de la distribucin geogrfica

Una de las posibles secuelas del cambio climtico es la diseminacin mundial de las especies de plagas dainas. Como las respuestas de los insectos a los factores del clima son variadas y complejas, no resulta sencillo realizar predicciones generales. Los modelos genricos, como el BioSIM (Rgnire y St-Amant, 2008), se valen de los conocimientos disponibles acerca de respuestas de determinadas especies (especies de plagas, por lo general) a factores climticos esenciales para predecir su mbito geogrfico potencial de difusin y comportamiento. Tales modelos inciden principalmente en factores que determinan la estacionalidad de los individuos y factores que afectan a su capacidad de supervivencia durante la estacin ms severa (normalmente, el invierno). Los modelos se basan en el concepto de que el requisito fundamental del insecto es completar su ciclo biolgico dentro de un modelo de adaptacin estacional adecuado, en el que existe una sincrona apropiada entre los recursos indispensables, tales como plantas hospederas que proporcionan alimento y resguardo, y las correspondientes etapas de desarrollo. Una especie incapaz de satisfacer generacin tras generacin este requisito de viabilidad bsica bajo condiciones climticas especficas no podr perdurar en tal entorno.

Una vez que se dispone de un modelo de variacin estacional para una determinada especie de insectos, es posible predecir su distribucin mediante una cartografa de climas que producen variaciones estacionales viables con mayor o menor seguridad, y la superposicin de los recursos vitales para la especie en cuestin (o los recursos para los cuales dicha especie representa el mayor factor de riesgo). Las predicciones pueden afinarse an ms al tomar en consideracin las probabilidades de supervivencia en condiciones climticas extremas (basndolas por ejemplo en la tolerancia al fro o al calor). Este es el enfoque que se ha aplicado a tres especies importantes de los bosques de Amrica del Norte. Se han utilizado medias climticas (promedios y variaciones medidos a intervalos estndar de 30 aos) para los perodos 1971-2000 y 2041-2070 conforme a una hiptesis del cambio climtico conservadora que contempla un aumento anual de CO2atmosfrico del 1 por ciento (Logan, Rgnire y Powell, 2003).

2.5.1. Tres ejemplos sacados de Amrica del Norte

El trtrix de las yemas de la picea (Choristoneura fumiferana) es un defoliador nativo de las conferas que se encuentra desde las costas oeste a las este del Canad y en el norte de los Estados Unidos de Amrica desde Minnesota en el medio oeste hasta Maine en la costa este. La parte norte de su zona de distribucin actual est limitada por lo general por el mbito de sus plantas hospederas. Hay sin embargo zonas del Canad oriental donde el clima adverso limita la presencia del insecto y donde el cambio climtico favorece su desarollo. Para el anlisis se utiliz un modelo de procesos detallado de la respuesta del desarrollo del insecto a las variaciones de temperatura. El fro invernal no es una causa particularmente importante que determine la muerte del trtix; la especie, estrictamente univoltina (tiene una cra por ao), transcurre el invierno en diapausa profunda durante el desarrollo larval temprano. En los lugares donde encuentra plantas hospederas disponibles, su lmite de distribucin septentrional y de alta altitud est fijado por veranos que son demasiado fros para permitir la eclosin de los huevos antes del invierno, a tiempo para que las larvas puedan encontrar un refugio invernal adecuado. En consecuencia, la probabilidad de que los huevos eclosionen antes del comienzo del invierno es un buen indicador de la persistencia posible del insecto en un lugar determinado. Los modelos reflejan claramente la distribucin actual del insecto en el Canad oriental. En condiciones climticas cambiantes, se espera que la zona de distribucin se desplace hacia latitudes ms norteas y altitudes ms elevadas, y que solo quede limitada por la disponibilidad de rboles hospederos adecuados. Hay pruebas de que esto ya est ocurriendo, puesto que se ha registrado un nuevo brote localizado en latitudes extraordinariamente altas en la ribera septentrional del ro San Lorenzo en Quebec. Es por lo tanto posible esperar que se produzcan brotes ms graves y prolongados en zonas que, a causa de su clima inclemente, normalmente no haban sufrido daos en el pasado.

La lagarta peluda de los encinares (Lymantria dispar) fue introducida desde Europa en la parte nororiental de los Estados Unidos de Amrica en 1869; el insecto se ha extendido hacia el oeste y el sur en los Estados Unidos de Amrica y hacia el norte en el Canad, donde ahora su lmite de expansin septentrional ha sido fijado por las condiciones climticas adversas. En la actualidad, la lagarta est confinada a la zona oriental del Lago Superior. Para predecir la probabilidad de que el insecto se establezca en el Canad se utiliz un modelo de variabilidad estacional (Rgnire, Nealis y Porter, 2009) gracias al que se ha podido pronosticar que esta especie, altamente polfaga (dispone de muchas plantas hospederas), amenazar una gran cantidad de recursos de bosques de frondosas porque el cambio climtico permite su proliferacin en el Canad hacia lugares ms distantes en direccin norte y oeste. Se estima que la proporcin de bosques canadienses caducifolios que corren riesgo de ser daados por la lagarta peluda de los encinares pasar del actual 15por ciento a ms del 75por ciento para 2050. La estrategia de manejo para reducir este riesgo consistir principalmente en la vigilancia y control de la zona occidental del Lago Superior, que ha representado una barrera geogrfica de contencin de la senda de propagacin del insecto hacia el norte entre Ontario y Manitoba, en combinacin con el Programa de propagacin lenta puesto en prctica en el centro oeste de los Estados Unidos de Amrica para impedir la diseminacin desde el sur.

El escarabajo del pino de montaa (Dendroctonus ponderosae) es un escarabajo de la corteza norteamericano indgena que ha estado confinado al oeste del continente por la presencia de barreras geogrficas representadas por las Montaas Rocosas y los Grandes Llanos. Se dispone de una abundante informacin acerca de la respuesta fisiolgica del insecto a las variaciones de temperatura, tanto en trminos de desarrollo (Bentz, Logan y Amman, 1991) como de criotolerancia (Rgnire y Bentz, 2007). Las zonas climticas ms propicias para el insecto en el Canad fueron determinadas mediante modelos. Lo ideal para esta especie libre de diapausa es una nica generacin exactamente por ao. Los mapas de riesgo por superposicin de factores levantados para el pas resaltan las probabilidades de que el insecto consiga adaptarse a las variaciones estacionales y poder sobrevivir a los inviernos extremamente fros del Canad, tanto en las condiciones climticas actuales como en las futuras. De los mapas se desprende que, a excepcin de algunas partes de Alberta noroccidental y el litoral atlntico, el territorio canadiense al este de las Rocosas seguir siendo una zona inhspita para el insecto por largo tiempo en el futuro. Sin embargo, es probable que el riesgo de brotes de plagas de escarabajo del pino de montaa en la parte occidental del pas aumente considerablemente hacia latitudes y altitudes mayores, mientras que pueda disminuir hacia latitudes y altitudes menores.

III. CONCLUSIONES

La literatura pone de manifiesto que la biodiversidad entomolgica se est perdiendo en las zonas tropicales de la Tierra, ya que las especies altamente especficas deben hacer frente a la desaparicin de climas y hospederos apropiados. En las latitudes medianas, pareciera preponderar, en especial para las especies altamente mviles y polfagas, un desplazamiento de las zonas de distribucin hacia latitudes y altitudes ms elevadas.

Para predecir con precisin los cambios en la distribucin se precisa disponer de modelos detallados de respuestas a las variaciones climticas para cada una de las especies de insectos. No obstante, resulta difcil verificar, desde el punto de vista de la gravedad y frecuencia de los brotes en las zonas de distribucin actuales, las predicciones generales respecto de las respuestas de las principales especies de plagas de insectos de bosque. Existe un riesgo cada vez mayor de que las especies ms mviles invadan los ecosistemas templados, que se han vuelto siempre ms hospitalarios. Sin embargo, los modelos indican que no cabe esperar que las zonas de distribucin se expandan, sino que ms bien se desplacen hacia latitudes y altitudes ms elevadas. Por consiguiente, un mundo ms clido no ser necesariamente ndice de un mundo con mayor abundancia de plagas.

IV. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

Battisti, A., Stastny, M., Buffo, E. y Larsson, S.2006. A rapid altitudinal range expansion in the pine processionary moth produced by the 2003 climatic anomaly.Global Change Biology, 12: 662671.

Conrad, K.F., Woiwod, I.P., Parsons, M., Fox, R. y Warren, M.S.2004. Long-term population trends in widespread British moths.Journal of Insect Conservation, 8: 119136.

Coulson, S.J., Hodkinson, I.D., Webb, N.R., Mikkola, K.,Harrison, J.A. y Pedgley, D.E.2002. Aerial colonization of high Arctic islands by invertebrates: the diamondback mothPlutella xylostella(Lepidoptera: Yponomeutidae) as a potential indicator species.Diversity and Distributions, 8: 327334.

Esper, J., Bntgen, U., Frank, D.C., Nievergelt, D. y Liebhold, A.2007. 1200 years of regular outbreaks in alpine insects.Proceedings of the Royal Society Series B, 274: 671679.

Logan, J.A., Rgnire, J. y Powell, J.A.2003. Assessing the impact of global warming on forest pest dynamics.Frontiers of Ecology and the Environment, 1(3): 130137.

Rgnire, J. y Bentz, B.2007. Modeling cold tolerance in the mountain pine beetle,Dendroctonus ponderosae.Journal of Insect Physiology, 53: 559572.

Thomas, C.D., Bodsworth, E.J.,Wilson, R.J., Simmons, A.D., Davies, Z.G., Musche, M. y Conradt, L.2001. Ecological and evolutionary processes at expanding range margins.Nature, 411: 577581.