La paradoja de los pesticidas es una paradoja que establece que la aplicación de pesticidas a una plaga puede terminar aumentando la abundancia de la plaga si el pesticida altera la dinámica natural depredador-presa en el ecosistema.
Para describir matemáticamente la paradoja de los pesticidas, la ecuación de Lotka-Volterra , un conjunto de ecuaciones diferenciales no lineales de primer orden que se utilizan frecuentemente para describir las interacciones depredador-presa, se puede modificar para tener en cuenta las adiciones de pesticidas a las interacciones depredador-presa.
Las variables representan lo siguiente:
Las dos ecuaciones siguientes son la ecuación original de Lotka-Volterra , que describe la tasa de cambio de cada población respectiva en función de la población del otro organismo:
Al establecer cada ecuación en cero y, por tanto, asumiendo una población estable, se puede hacer un gráfico de dos líneas ( isoclinas ) para encontrar el punto de equilibrio, el punto en el que ambas poblaciones que interactúan son estables.
Estas son las isoclinas para las dos ecuaciones anteriores:
Ahora bien, para tener en cuenta la diferencia en la dinámica poblacional del depredador y la presa que se produce con la adición de pesticidas, se añade la variable q para representar la tasa per cápita a la que ambas especies mueren a causa del pesticida. Las ecuaciones originales de Lotka-Volterra cambian y quedan como sigue:
Resolviendo las isoclinas como se hizo anteriormente, las siguientes ecuaciones representan las dos rectas cuya intersección representa el nuevo punto de equilibrio. Éstas son las nuevas isoclinas para las poblaciones:
Como se puede ver en las nuevas isoclinas, el nuevo equilibrio tendrá un valor H más alto y un valor P más bajo, por lo que el número de presas aumentará mientras que el número de depredadores disminuirá. Por lo tanto, las presas, que normalmente son el objetivo del pesticida, en realidad se benefician en lugar de resultar perjudicadas por el pesticida.
La paradoja ha sido documentada repetidamente a lo largo de la historia del manejo de plagas. Los ácaros depredadores , por ejemplo, atacan naturalmente a los ácaros fitófagos , que son plagas comunes en los huertos de manzanas. La pulverización de los huertos mata a ambos ácaros, pero el efecto de la disminución de la depredación es mayor que el del pesticida, y los ácaros fitófagos aumentan en abundancia. [1]
El efecto también se ha observado en el arroz, como lo documentó el Instituto Internacional de Investigación del Arroz , que observó disminuciones significativas en las poblaciones de plagas cuando dejaron de aplicar pesticidas. [2]
Estudios recientes sugieren que tal paradoja podría no ser necesariamente causada por la reducción de la población depredadora al cosecharse, por ejemplo, mediante un pesticida. La población huésped se reduce en el momento de la cosecha y, simultáneamente, el efecto de densidad intraespecífica se debilita. [3] La competencia intraespecífica explica la competencia entre individuos de una misma especie. Cuando la densidad de población es alta y, en consecuencia, los recursos son relativamente escasos, cada individuo tiene menos acceso a los recursos para invertir energía en el crecimiento, la supervivencia y la reproducción. Eso causa una disminución en la tasa de supervivencia o un aumento en la mortalidad.
La competencia intraespecífica aumenta con la densidad. Se podría esperar que una disminución de la población (debida a la caza, por ejemplo) reduzca la densidad de población y la competencia intraespecífica, lo que conduciría a una menor tasa de mortalidad entre la población de presas.
Los estudios también muestran que los efectos directos sobre la población de depredadores, a través de la captura de la presa, no son necesarios para observar la paradoja. [3] Se ha demostrado que la captura de presas desencadena una reducción en la tasa de reproducción del depredador, lo que reduce el nivel de depredador en equilibrio. Por lo tanto, los cambios en la estrategia de la historia de vida (patrones de crecimiento, reproducción y supervivencia) también pueden contribuir a la paradoja.
Aparentemente, la paradoja puede explicarse por los efectos indirectos de la cosecha sobre las interacciones ecológicas nativas entre presa y depredador: reducción del efecto de densidad intraespecífica para la presa y reducción de la tasa reproductiva para el depredador. El primero aumenta la recuperación de la población de la presa y el segundo disminuye el nivel de equilibrio de la población del depredador.
Para hacer frente a esta paradoja, los productores pueden recurrir al manejo integrado de plagas (MIP), [4] un enfoque ecológico para el control de plagas que tiene en cuenta las interacciones entre las plagas y su entorno. [5] No existe una única forma de practicar el MIP, sino que algunos métodos incluyen el uso de dispositivos de captura mecánica o el aumento de la abundancia de depredadores naturales. [6]
El MIP también suele promocionarse por sus beneficios ambientales y de salud, ya que evita el uso de pesticidas químicos.
