Modelos espaço-temporais para cultivos de soja e Chrysodeixes includens mediante mudanças climáticas globais

Abstract

A soja (Glycine max L.) é a leguminosa mais cultivada nas Américas, onde Estados Unidos, Brasil e Argentina ocupam posições como principais produtores mundiais. O comércio mundial desta cultura vem crescendo rapidamente desde 1990, reflexo da melhora da dieta da população. A soja é atacada por um complexo de pragas desfolhadoras, sendo Chrysodeixis includens um dos mais importantes lepidópteros deste grupo. C. includens é um inseto-praga polífago, com hábitos migratórios e distribuição atual limitada às Américas. A disponibilidade de alimentos e a influência dos elementos climáticos estão diretamente relacionados com a distribuição deste inseto. O clima atua diretamente em insetos fitófagos em razão de sua fisiologia ectotérmica, além de permitir o cultivo de plantas hospedeiras, como a soja. Estas características poderão ser alteradas no futuro em razão das mudanças climáticas, onde prevê-se que a emissão de gases de efeito estufa resultarão em mudanças nos padrões de temperatura e precipitação da superfície terrestre. No entanto, ainda há poucas informações sobre a influência desses fatores sobre o crescimento populacional de C. includens, especialmente de locais onde possuem características climáticas semelhantes, em caso de uma possível invasão deste inseto fora das Américas. Uma forma de avaliar os efeitos do clima sobre a distribuição espaço-temporal de espécies é através de modelos de nicho ecológico. Os modelos de nicho ecológico estimam a adequabilidade climática de determinado local utilizando parâmetros biológicos da espécie e variáveis preditoras ambientais. Dessa forma, nesta dissertação foram elaborados modelos de nicho ecológico para a soja e C. includens considerando o clima atual e mediante mudanças climáticas. Estes modelos foram elaborados para determinar a distribuição potencial, identificar o principal fator climático influenciando a distribuição de ambas as espécies e determinar locais com adequação climática para C. includens considerando a soja como hospedeiro principal. Foi utilizado o programa CLIMEX para construção dos modelos. Os modelos indicam reduções na adequação climática ao cultivo de soja mediante às mudanças climáticas em países produtores como Brasil e Índia. As áreas anteriormente inadequadas para o cultivo de soja provavelmente se tornarão adequadas em países e regiões localizados em latitudes mais elevadas, como o Canadá e a Europa Ocidental. Os modelos gerados para C. includens confirmam adequabilidade climática favorável para esta praga em grandes proporções das Américas. O modelo espaço- temporal indica que grandes proporções da América Central e do Sul são adequadas para crescimento de C. includens na durante o ano todo. Em regiões de latitudes mais elevadas, condições para sua sobrevivência se tornam favoráveis entre os meses de abril e outubro/novembro. Além do continente americano, outras regiões com adequação climática a C. includens estão localizadas em zonas tropicais dos continentes Africano e Asiático. Os modelos confeccionados elucidam áreas novas a serem exploradas e servem para o desenvolvimento de estratégias para mitigar com os impactos das mudanças climáticas sobre cultivo da soja e para a criação de barreiras fitossanitárias visando a interceptação de C. includens em locais sob risco de introdução desta espécie. Palavras-chave: Aquecimento global. Dinâmica populacional. Falsa medideira. Modelagem de nicho ecológico.

Soybeans (Glycine max L.) is the most cultivated legume in the Americas, where the United States, Brazil and Argentina occupy positions as the leading world producers. World trade in this culture has been growing rapidly since 1990, reflecting the improvement in the population's diet. A defoliating pest complex attacks soybeans, and Chrysodeixis includens is one of the most critical lepidopterans in this group. C. includens is a polyphagous insect pest, with migratory habits and current distribution limited to the Americas. The availability of food and the influence of climatic elements are directly related to the distribution of this insect. The climate acts directly on phytophagous insects due to their ectothermic physiology, besides allowing to grow host plants, such as soybeans. These characteristics may change in the future due to climate change, where it is expected that the emission of greenhouse gases will result in changes in the temperature and precipitation patterns of the earth's surface. However, there is still little information about the influence of these factors on the population growth of C. includens, especially in places where they have similar climatic characteristics in the event of a possible invasion of this insect outside the Americas. One way to assess the effects of climate on the spatio-temporal distribution of species is through ecological niche models. Ecological niche models estimate the climatic suitability of a given location using biological parameters of the species and environmental predictor variables. Thus, in this dissertation, ecological niche models were developed for soybeans and C. includens considering the current climate and climate change scenarios. These models were elaborated to determine the potential distribution, to identify the principal climatic factor influencing the distribution of both species and to determine places with climatic suitability for C. includens considering soybeans as the primary host. The CLIMEX program was used to build the models.. The models indicate reductions in the climate suitability for soybean cultivation through climate change in producing countries such as Brazil and India. Areas previously unsuitable for soybeans cropping are likely to become suitable in countries and regions located at higher latitudes, such as Canada and Eastern Europe. The models generated for C. includens confirm favourable climatic suitability for this pest in large proportions in the Americas. The spatio-temporal model indicates that large proportions of Central and South America are suitable for C. includens growth throughout the year. In regions of higher latitudes, conditions for their survival become favourable betweenApril and October/November. In addition to the American continent, other regions with climatic suitability to C. includens are located in tropical areas of the African and Asian continents. The models reveal new areas to be explored and assist in developing strategies to mitigate the impacts of climate change on soybean cultivation and to create phytosanitary barriers aiming at the interception of C. includens in places at risk of introducing this species. Keywords: Climate change. Ecological niche modelling. Population dynamics. Soybean looper. Soybean.