Climate Change in the Tropical Andes Vol. 3 (2015)
1
BIODIVERSIDAD Y CAMBIO CLIMATICO: DIVERSIDAD
DE INSECTOS EN CUATRO ECOTIPOS DE PAPA
Yábar Landa, Erick
1
, Velarde Durán, Edilberto
2
, Del Castillo Espinoza, María Mercedes
2
, Espinoza Becerra, Eliseo
2
,
Pando Callo, Edgar
2
, Ardiles Jara, Alexander
2
, Serrano Del Carpio, Judith Vita
2
, Pacheco Del Castillo, Miguel Ángel
3
,
Palomino Flores, Ladislao
3
, Velarde Peña, Arturo
4
1
Laboratorio de Entomología, Universidad Nacional de San Antonio Abad del Cusco, Perú. e_yabar@hotmail.com
2
Universidad Nacional de San Antonio Abad del Cusco, Perú.
3
Instituto Nacional de Innovación Agraria, Perú.
RESUMEN
El objetivo de este proyecto fue estudiar la interacción entre insectos y cuatro ecotipos de papa. El trabajo se realizó
en la Estación Experimental Andenes del Instituto Nacional de Innovación Agraria (Anta, Cusco: 13°28’LatS,
72°13’LongW). Se evaluaron 4 ecotipos de papa: 513204, 511220, 511712 y 511318, los cuatro con tricomas
glandulares. Se realizaron dos evaluaciones registrando el número de insectos en cinco plantas por ecotipo. Los resultados
mostraron diferencias estadísticamente significativas para ecotipos, especies de insectos y la interacción ecotipos por
especies de insectos. Hay una notoria asociación entre los ecotipos estudiados y algunos insectos, tanto plagas como
benéficos. Tanto la existencia de numerosas variedades de papa como de los insectos asociados a ellas puede representar
un factor importante para resistir los efectos del cambio climático.
ABSTRACT
The goal of this project was to study the interaction between insects and four potato ecotypes. The work was done in
Estación Experimental Andenes of Instituto Nacional de Innovación Agraria (Anta, Cusco: 28' 13 °S, 72 ° 13'W). Four
potato ecotypes were evaluated: 513204, 511220, 511712 and 511318, the four with glandular trichomes. Two
evaluations were performed by recording the number of insects in five plants per ecotype. The results showed statistically
significant differences for ecotypes insect species and ecotypes interaction insect species. There is a reliable association
between the ecotypes and some insects, both pests and beneficial. The presence of numerous varieties of potatoes at
Cusco and insects associated with them can be a major factor to withstand the effects of climate change.
––––––––––––––––––––––––
INTRODUCCION
El cambio climático, especialmente temperatura y
humedad, debe afectar en modo variable la producción
y economía de la agricultura. Posiblemente los efectos
más notorios se observen sobre los rendimientos y
manejo de plagas (González & Velasco, 2005). El
cultivo de papa es uno de los más importantes en la
sierra del Perú, en Cusco se siembran
aproximadamente 20,000 ha con variedades nativas y
comerciales (Minagri, 2013).
Hasta el momento no se cuenta con estudios
actualizados sobre la biodiversidad del Cusco, se
tienen algunos estudios realizados en la Cordillera de
Vilcabamba (Alonso et al., 2001) y Urubamba (Alonso
et al., 2001) pero hay muy poca información sobre la
asociación de insectos con papa. Un aspecto
sustancial, en relación al cultivo de papa, es que existe
un gran número de variedades nativas (Raime, Polo &
Fernández, 2014). La presencia de variedades nativas
de papa sugiere la existencia de números elevados de
insectos asociados a las mismas, sea como plagas o
enemigos naturales. Aun cuando no contamos con
estudios específicos en cuanto a la interacción de
insectos y variedades de papa, dadas las condiciones
climáticas del Cusco puede esperarse a) un elevado
número de insectos asociados a diferentes variedades
de papa, b) diferentes mecanismos de interacción entre
estos dos factores. Frente a las condiciones cambiantes
Yábar Landa, Erick et al.
Climate Change in the Tropical Andes Vol. 3 (2015) 2
producto del cambio climático puede asumirse que las
variedades de papa y los insectos asociados a ellas
deben desarrollar mecanismos de coevolución para
hacer frente a estas condiciones.
Uno de los aspectos más importantes de la
biodiversidad es que cuando ésta es mayor permite
enfrentar mejor los cambios que puedan producirse
como consecuencia de las alteraciones en el clima por
efectos del cambio climático (Effio, 2012).
El objetivo es estudiar la interacción entre insectos
y cuatro ecotipos de papa en la localidad de Zurite
(Cusco).
MATERIAL Y MÉTODOS
El trabajo ha sido realizado en la Estación
Experimental Agropecuaria de Andenes (INIA)
ubicada en el distrito de Zurite (Anta, Cusco:
13°28’LatS, 72°13’LongW). Se evaluaron 4 ecotipos
de papa: 513204, 511220, 511712 y 511318. Una
característica importante de los ecotipos en evaluación
es que los cuatro poseen tricomas glandulares, en el
caso del ecotipo 511318 los tricomas son pequeños y
menos densos que en los otros ecotipos. Se realizaron
dos evaluaciones registrando el número de insectos en
5 plantas por ecotipo. Los insectos fueron colectados
con aspirador, muertos en cámara letal (KCN),
montados y etiquetados de acuerdo a Steyskal,
Murphy & Hoover (1986). La determinación se llevó a
cabo con claves especializadas y consultas con
diversos especialistas. Todo el material queda
depositado en la Colección Entomológica de la
Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad
Nacional de San Antonio Abad del Cusco (CEUC). Se
realizó análisis de varianza para ecotipos, especies de
insectos y la interacción ecotipos*especies. El análisis
fue complementado con una prueba de Tuckey (α =
0.05). Para determinar la asociación entre los ecotipos
y especies de insectos se realizó análisis de
componentes principales y para ver la asociación entre
los ecotipos en estudio se realizó análisis de
conglomerados empleando las especies de insectos
como terminales.
RESULTADOS
El cultivar 511220 muestra la mayor cantidad de
insectos asociados, plagas y controladores, con alta
significación estadística frente a los demás cultivares
(Figura 1)
511220
513204
511712
511318
0
4
8
12
16
20
24
28
32
36
Y
Figura 1. Box-plot para los cultivares en estudio.
Cusco, 2014
Tabla 1. ANVA para las variedades en estudio. Cusco, 2014
SC
GL
CM
F
p
Intercept
278.4204
1
278.4204
681.4355
0.000000
Ecotipos
23.2687
3
7.7562
18.9834
0.000000
Especies
66.8808
19
3.52
8.6153
0.000000
Ecotipos*Especies
37.9802
57
0.6663
1.6308
0.021735
Error
32.6863
80
0.4086
El Anva muestra diferencias estadísticas significativas para ecotipos (p=0,0000), Especies (p=0,000000) y la
interacción ecotipos* Especies (p= 0,021735)
Yábar Landa, Erick et al.
Climate Change in the Tropical Andes Vol. 3 (2015) 3
511220
513204
511712
511318
Epitrix
Mantura
Metius
Staphy
Astylus
Alloxysta
Opius
Aphidiinae
Rogadinae
Empoasca
Myzus
Macro
Orius
Platyc
Lygae
Psoci
Tricho
Orius
Eriopis
Bracon
-1.6 -0.8 0.8 1.6 2.4 3.2 4.0 4.8
Component 1
-1.8
-1.5
-1.2
-0.9
-0.6
-0.3
0.3
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
Component 2
Tabla 2. Prueba de Tuckey para los cultivares en estudio. Cusco, 2014
Ecotipos
Cont - Mean
1
2
3
511712
1.007914
a
4
513204
1.007917
a
2
511318
1.318693
a
1
511220
1.942033
b
La prueba de Tuckey (α = 0,05) muestra que el cultivar 511220 tiene la más alta población de insectos (Tabla
2)
El análisis de componentes principales muestra una notoria asociación entre los cultivares 511220 con
géneros de controladores, especialmente predadores: Eriopis, Braconidae, Platycheirus, Orius y algunas
plagas; el cultivar 513204 se asocia principalmente con plagas: Myzus y pos. Mantura, además de los
predadores Metius (Coleoptera, Carabidae) y Staphylinidae (Coleoptera). Los cultivares 511318 y 511712 no
muestran una asociación clara con ningún grupo de insectos y hay un grupo numeroso de especies que no
muestran ninguna asociación con los cultivares estudiados (Figura 2)
Figura 2. Análisis de componentes principales para los factores en estudio
El análisis de conglomerados muestra que los cultivares 511712 y 511318 son más cercanos entre sí que con los otros
ecotipos estudiados, tomando en cuenta la composición general de insectos, tanto plagas como controladores (Figura 3)
Yábar Landa, Erick et al.
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0.75
0.78
0.81
0.84
0.87
0.90
0.93
0.96
0.99
Similarity
513204
511712
511318
511220
Figura 3. Análisis de conglomerados para los cultivares en estudio
DISCUSION
Las diferencias estadísticas encontradas sugieren que
hay notoria interacción entre los ecotipos evaluados y las
especies de insectos asociadas. A pesar que la evaluación
se ha realizado en las mismas condiciones para todos los
ecotipos las diferencias observadas señalan asociaciones
específicas entre los diferentes ecotipos con diferentes
especies de insectos.
Si bien la presencia de tricomas no ha resultado ser un
carácter determinante en las diferencias encontradas
debido, fundamentalmente, a que no se han discriminado
cultivares con tricomas y sin tricomas, es posible esperar
una fuerte interacción considerando este factor tal como
ha sido señalado por diversos autores (Neal et al., 1989;
Valverde et al, 2001).
El análisis de conglomerados confirma que el ecotipo
511220 es un grupo diferente a los demás ecotipos
tomando como terminal las especies de insectos. En el
análisis estadístico realizado, efectivamente, este ecotipo
muestra mayor abundancia de insectos en general, lo que
podría indicar una mayor atractividad hacia los insectos
encontrados. Uno de los aspectos fundamentales para la
conservación de la diversidad es que una alta diversidad
indica menores daños por efectos del cambio climático;
de este modo, dada la gran variabilidad de las especies y
variedades de papa es posible esperar un efecto positivo
de este cultivo frente a los efectos que puedan presentarse
como consecuencia del cambio climático. En este sentido,
parece conveniente profundizar la investigación hacia este
aspecto que parece un aspecto clave tanto para la
conservación de la importancia de la papa y otros cultivos
altoandinos. Es llamativo el hecho de que algunos de los
ecotipos estén asociados directamente con ciertos grupos
de insectos, así: 511318 y 511712 con Epitrix, 513204
con Myzus, Mantura y Astylus pero con dos grupos de
predadores (Staphylinidae y Metius (Carabidae) y,
finalmente, el ecotipo 511220 con una plaga (Hemiptera,
Lygaeidae) y un grupo de enemigos naturales: Bracon
(Hymenoptera, Braconidae), Eriopis (Coleoptera,
Coccinellidae) y Platycheirus (Diptera, Syrphidae). Esto
no indica, necesariamente, que los ecotipos en estudio
sean hospederos específicos para ciertos grupos de plagas
y/o enemigos naturales pero sí la existencia de
mecanismos que pueden resultar en caracteres de
resistencia y/o susceptibilidad en los cultivares de papa
descendientes de estos ecotipos.
AGRADECIMIENTOS
A la Dra. Caroline Chaboo (Cornell University), a los
Sres. Thania Quino y Jonathan Pillco (Universidad
Nacional de San Antonio Abad del Cusco).
BIBLIOGRAFIA
Alonso L, Alonso A, Schulenberg T, & Dallmeier F.
Eds. Biological and Social Assessments of the Cordillera
de Vilcabamba, Perú. Rapid Assessment Program.
Smithsonian Institution/Monitoring and Assessment of
Biodiversity Program.
Yábar Landa, Erick et al.
Climate Change in the Tropical Andes Vol. 3 (2015) 5
Alonso A, Dallmeier F & Campbell P. eds. Urubamba:
The Biodiversity of a Peruvian Rainforest. SI/Mab Series
#7. Smithsonian Institution. Washington. DC.
Neal J, Steffens J, & Tingey W. 1989. Glandular
trichomes of Solanum berthaultii and resistance
to the Colorado potato beetle. Entomol. exp. appl.
51: 133-140.
Ministerio de Agricultura y Riego. 2013. La papa,
principales aspectos de la cadena agroproductiva.
Raime L, Polo J. & Fernández J. 2014. Capacidades
locales para la conservación de cultivos nativos en cinco
provincias de la región Cusco. Gob. Regional, Cusco.
Effio A. 2012. Diagnóstico de la vulnerabilidad actual
y futura, y condiciones de adaptación ante el xcambio
climático en la región Cusco. Serie regional de
investigación. Programa de adaptación al Cambio
Climático PACC-Perú.
Steyskal E, Murphy W & Hoover E. 1986. Insects and
mites: techniques for collection and preservation. U.S.
Department of Agriculture, Miscellaneous Publication
No. 1443, 103 pp.
Valverde P, Fornoni J & Núñez-Farfán J. 2001.
Defensive role of leaf trichomes in resistance to
herbivorous insects in Datura stramonium. J. Evol. Biol.
14:424-432.