MADRID. Las comunidades de plantas con mayor diversidad en especies sustentan a los depredadores naturales y, al mismo tiempo, proporcionan alimentos menos valiosos para los herbívoros, lo que mejora el control natural de la herbivoría de insectos en los pastizales. Así lo asegura un equipo de investigadores dirigido por el Centro Alemán para la Investigación Integrativa de la Biodiversidad (iDiv), que llevó a cabo dos experimentos análogos en Alemania y Estados Unidos. Sus resultados, publicados en 'Science Advances', muestran que el aumento de la biodiversidad de las plantas podría ayudar a reducir los insumos de pesticidas en los sistemas agrícolas al mejorar el control biológico natural.
La biodiversidad, la diversidad biológica de todas las especies de la Tierra, sus interacciones y los diversos ecosistemas que forman, es fundamental para proporcionar y mantener las funciones y servicios de los ecosistemas en los pastizales naturales y plantados. Con una demanda creciente para alimentar a la creciente población mundial mediante la intensificación de la agricultura, estos pastizales también se ven sometidos a presión. Los insectos herbívoros están causando una pérdida estimada del 18-26% en la producción mundial de cultivos, lo que ha impulsado un crecimiento significativo en el uso de pesticidas ambientalmente costosos.
Para investigar si el aumento de la diversidad vegetal puede reducir de forma natural los impactos de los herbívoros en las plantas, un equipo internacional de investigadores dirigido por el Centro Alemán para la Investigación Integrativa de la Biodiversidad (iDiv), la Universidad de Leipzig (UL) y la Universidad Friedrich Schiller de Jena (FSU) hizo uso de dos experimentos de biodiversidad de pastizales de larga duración en Europa y América del Norte: el Experimento de Jena en Alemania y el Experimento de Biodiversidad de Cedar Creek.
Durante dos años los científicos recopilaron datos de estos dos experimentos análogos, proporcionando una visión profunda de la estructura de la red alimentaria de los monocultivos y los pastizales ricos en especies. "Estos dos experimentos a largo plazo han generado una visión inestimable, tanto para la investigación fundamental como para la aplicada, que ha sacado a la luz la importancia de mantener la biodiversidad", señala el autor principal Nico Eisenhauer, profesor de la UL y jefe de un grupo de investigación en el iDiv, así como ponente del Experimento de Jena.
Los investigadores encontraron que las plantas en comunidades más diversas pierden significativamente menos energía a los insectos herbívoros. En mezclas de alta diversidad, la tasa de alimentación de los herbívoros por gramo de biomasa vegetal fue un 44% menor que en los monocultivos. Por lo tanto, por cada gramo de biomasa vegetal producida, las plantas pierden poco menos de la mitad de energía que los herbívoros artrópodos cuando se plantan en comunidades ricas en especies. "Eso significa, en última instancia, que donde se plantan varias especies juntas, se producirá más biomasa vegetal por metro cuadrado, y cada planta individual en diversas mezclas recibirá un daño menor de los herbívoros", explica el primer autor y ex alumno de iDiv, Andrew Barnes, ahora profesor titular de la Universidad de Waikato en Nueva Zelanda.
En parcelas con mayor diversidad de plantas, los herbívoros artrópodos tienen menos posibilidades de encontrar sus especies de plantas preferidas, lo que hace que sea menos probable que permanezcan en estas parcelas de alta diversidad. Además, investigaciones anteriores habían demostrado niveles más bajos de proteína tisular (nitrógeno) en comunidades de plantas con una gran riqueza de especies, lo que hace que estas plantas sean menos nutritivas para los herbívoros.
Aunque la biomasa total de herbívoros y depredadores aumentó en pastizales ricos en especies, los depredadores se beneficiaron más de las diversas comunidades de plantas: en comparación con los monocultivos, aumentaron notablemente tanto en su biomasa total como en las tasas de alimentación. Una posible explicación podría ser que los depredadores de artrópodos como arañas, algunos escarabajos o avispas se benefician significativamente del hábitat más complejo de comunidades de plantas de alta diversidad, lo que reduce el riesgo de ser detectados y devorados por depredadores vertebrados como aves y mamíferos.
El aumento de la diversidad de plantas, por lo tanto, tiene varios efectos secundarios positivos: en comparación con los monocultivos, las comunidades de plantas de alta diversidad producen más biomasa total. Además, tanto los enemigos naturales como la concentración de recursos actúan en conjunto para limitar los efectos negativos de los herbívoros en el rendimiento de las plantas. "En otras palabras, las comunidades de plantas más diversas plantean un problema de doble filo para los herbívoros, es decir, más depredadores y menos alimentos preferidos, que podrían ayudar a reducir naturalmente los impactos de los herbívoros", señala Andrew Barnes.
Por el contrario, el control de plagas que depende en gran medida de los insecticidas puede provocar rebotes perjudiciales de las plagas de herbívoros, ya que la aplicación de plaguicidas puede desestabilizar las comunidades de enemigos naturales. "Nuestros experimentos muestran que la conservación de la diversidad vegetal proporciona múltiples beneficios para el control de plagas de herbívoros, que podrían desempeñar un papel clave en la reducción de insumos de agroquímicos y mejorar la productividad de las plantas", apunta Barnes.
Nico Eisenhauer agrega que, "en última instancia, este estudio demuestra que el apoyo a la biodiversidad puede aprovechar la gestión sostenible de los ecosistemas y los beneficios para las personas".
El valor de los servicios de los ecosistemas se ha estimado en 125-140 billones de dólares anuales, es decir, más de 1,5 veces el PIB mundial