Hábitats semi-naturales y enemigos naturales en los olivares: abundancia, función, interacciones tróficas y cambio climático global

Autor: Álvarez García Cano, Hugo Alejandro
Přispěvatelé: Ruano Díaz, Francisca Del Carmen, Universidad de Granada. Programa de Doctorado en Biología Fundamental y de Sistemas
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Digibug. Repositorio Institucional de la Universidad de Granada
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Popis: Within ecology, what and where are the predators of herbivores, is a classic question. In nature ecosystems are inherently dynamic and interact across spatial scales. As trophic relationships are a product of evolutionary and phylogenetic relationships between predators and prey, within ecosystems populations are naturally controlled by other organisms via trophic guilds across food chains. However, in human-managed ecosystems, such as agroecosystems, trophic interactions become highly simplified. As all ecosystems interact with each other, when there are managed ecosystems near to natural ecosystems organisms respond positively or negatively depending on resource availability or environmental conditions. Humans had exploited the properties of ecosystem, i.e., ecosystem-services, and the interaction between different ecosystems to provide human well-being, but the modern demand on food has led to agriculture intensification, which results in the loss and fragmentation of natural habitats and therefore biodiversity loss and extinction. Such a process alters the benefits provided by biodiversity, amongst other ecosystem-services, to control non-beneficial (detrimental) organisms to humans. Accordingly, conservation biological control aims to exploit the functions of natural enemies of a given ecosystem and landscape by restoring or maintaining natural and seminatural habitats near or within agroecosystems to provide places in which natural enemies can feed, overwinter, or complete their life cycles. In order to enhance conservation biological control, this thesis has focused on the ecological processes that underlie such an ecosystem-service, aiming to provide a detailed overview of the influence of natural and semi-natural habitats on natural enemy-pest interactions in organically managed crops, which in this case it was used an historic and economically important crop in the Mediterranean basin, the olive orchard Olea europaea L. Thus, the thesis tries to respond, what and where are the “natural enemies” of herbivores and how habitat structure and climate change will affect higher trophic levels within agroecosystems? So, the thesis was separated into three general parts. The first part comprise studies based on the relation of abundance and ecosystem function (biological control), with focus on the interaction amongst natural enemies, herbivores, agroecosystems, semi-natural habitats, and landscapes (Chapters 1 to 4). The second part focus on the trophic roles and trophic interactions amongst natural enemies and herbivores (Chapters 5 and 6). And the third part focus on the response of natural enemies to a scenario of global climate change (Chapter 7). The outcomes generated here suggested that (1) semi-natural habitats contribute to the establishment of different guilds of natural enemies (NE) positively affecting the abundance and movement of NE into the orchard; (2) abundance of key NE is affected by habitat complexity being influenced differently by plant richness and plant arrangement and scattering; (3) the establishment of ground covers positively affect key NE and promote the biological control of specialist herbivores (SH) by means of egg predation; (4) landscape composition and configuration affect key NE abundance and predation, and SH abundance and damage, so diversified landscapes with dense edges reduce the adult SH, and the proportion of sparse scrubland in the landscape may be the main factor driving biological control; (5) the maturity of the ground cover positively affects the structure and complexity of the olive canopy trophic network and promotes the establishment of key NE that are related to natural habitats; (6) the trophic role of omnivores ants expresses a predator isotopic profile rather than being a hyper-predator, so they can be considered as NE; and (7) under a global warming scenario, predators (larvae) individuals express phenotypic plasticity and a down-regulation in their metabolism, but endogamy reduces the potential of thermal plasticity, and therefore its evolvability, when predator individuals are subjected to thermal stress during ontogeny expressing trade-offs and constrains in order to improve survival.
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 seminaturales 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.
Tesis Univ. Granada.
Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT) México (332659)
Databáze: OpenAIRE
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