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Los agroecosistemas de Coffea arabica (Linneo, 1753) tradicional son muy importantes para el refugio de la biodiversidad (Perfecto, Rice, Greenberg, & Van der Voort, 1996; Richter, Klein, Tscharntke, & Tylianakis, 2007). Estos se cultivan en los trópicos del mundo, donde los insectos presentan mayor diversidad y abundancia, llegando a constituir hasta el 90% de las especies en esta zona (Young, 1982; Pimentel et al., 1992). En los cafetales los insectos constituyen un componente importante, la mayoría interactúan como controladores biológicos (parasitoides y depredadores), polinizadores, descomponedores, transmisores de enfermedades; además forman parte de la base de la cadena alimenticia de muchos vertebrados (anfibios, aves, mamíferos y reptiles) y otros artrópodos (Mera, Gallego, & Armbrecht, 2010; Valarezo, Cañarte, & Navarrete, 2012; Sanderson, Svensson, Van den Brink, Gunnarsson, & Tedengren, 2018).
En el Distrito de Milpuc, los agroecosistemas de café por lo general se encuentran en el sistema de producción tradicional, bajo sombra y se consideran como no dañino para el ambiente (Ruelas, Nava, Cervantes, & Barradas, 2014), dado que ayudan a conservar la flora y fauna. Este sistema de producción ha sido abordado en América, ya que proporciona elementos sustentables y servicios ambientales, como la captura de carbono, protección del suelo, recarga de los mantos acuíferos y tienen un valor paisajístico (Moguel & Toledo, 2004; Anta, 2006). Por otro lado, se han realizado estudios sobre las plagas que albergan y causan pérdidas económicas para el agricultor (Waller, Bigger, & Hillocks, 2007; Barrera, 2008; Ribeyre & Avelino, 2012; Sánchez, 2018).
A pesar de la importancia de estos agroecosistemas de café en el mantenimiento y resguardo de la biodiversidad, no se encuentran estudios taxonómicos, biológicos y ecológicos sobre la entomofauna asociada en Milpuc. Bajo esta expectativa se planteó el presente trabajo de investigación con el objetivo de proporcionar información sobre la diversidad y fluctuación poblacional de los insectos asociados al agroecosistema de café bajo sombra en el Distrito de Milpuc, Amazonas en Perú, mediante un estudio faunístico.
Materiales y métodos
Sitio de estudio: El estudio se realizó durante los meses de junio a octubre del 2018 en un agroecosistema de C. arabica bajo sombra de Erytrina sp. (Moté), ubicado en el Distrito de Milpuc, región Amazonas en Péru, localizado a los 6°29’49.25” S, 77°25’59.80’’ W, con altura de 2 537 m.s.n.m. Posee un clima cálido húmedo, con temperaturas mínimas que alcanzan los 12°C y máximas de 30°C. La precipitación promedio anual es de 3 000mm (Rojas-Briceño, Barboza, Maicelo, Oliva, & Salas, 2019).
Se seleccionaron diez plantas de C. arabica al azar en media hectárea del agroecosistema de café, a cada planta seleccionada se dividió en tres estratos (bajo, medio y alto), donde el estrato bajo 0m (EB) representa al suelo, el estrato medio 0 a 0,40m (EM) corresponde al tallo y el estrato alto de 0,40 a 1,50m (EA) a la copa de la planta.
Recolecta de insectos: La recolecta de insectos se realizaron cada 15 días, para los insectos presentes en el EA y EM, se utilizó una red de golpeo (40cm de diámetro por 1,20m de mango) y un aspirador (#1135A) durante 30 minutos, los insectos recolectados se depositaron en un cámara letal de Cianuro de potasio (KCN), posteriormente, se colocaron en frascos de plásticos con alcohol etílico al 70% para su conservación (Márquez, 2005; Pérez, Hernández-May, De la Cruz, & Sánchez, 2016).
Para recolectar a los insectos en el EB, se colocaron tres trampas de caídas Pitfall (15cm x 10cm), a 30 centímetros alrededor de la planta, estas fueron cebadas con hojas, semillas y 10 frutos maduros de café, con el fin de atraer a los insectos. A cada trampa se le adicionó alcohol etílico al 70% para la preservación de los organismos (Márquez, 2005).
Identificación taxonómica: Los insectos recolectados se determinaron en el laboratorio de investigación de sanidad vegetal (LABISANV) de la Universidad Nacional Toribio Rodríguez de Mendoza de Amazonas (UNTRM-A), utilizando claves taxonómicas de Camacho y Quirós, (1995); Arnett y Thomas, (2000); Arnett, Thomas, Skelley, y Howard, (2002); Fernández, (2003); Triplehorn y Johnson, (2005); Trjapitzin, Myartseva, Ruíz, y Coronado, (2008); Foottit y Adler, (2009); Resh y Cardé, (2009); Rengífo-Correa y Gonzáles, (2011). La organización taxonómica se realizó de acuerdo con: Cheli, (1999) y McGavin, (2000).
Análisis de datos: Para comparar la diversidad de la entomofauna recolectada por estrato se utilizó el programa PAST: Paleontological Statistics Software Package (Øyvind, Harper, & Ryan, 2001), donde se calculó el Índice de diversidad verdadera de orden 1 (1D), en donde todas las especies son consideradas en el valor de diversidad, ponderadas de manera proporcional según su abundancia en la comunidad; la medida de diversidad de orden 2 (2D), donde se consideran las especies más comunes (Jost, 2006; 2007; Tuomisto, 2010; 2011; Moreno, Barragán, Pineda, & Pavón, 2011). La variación de la abundancia de los insectos se comparó de manera gráfica con los valores promedios de humedad relativa (%), precipitación (mm) y temperatura (°C), los cuales fueron proporcionados por la Estación meteorológica Huambo, del Instituto de Investigación para el Desarrollo Sustentable de Ceja de Selva-INDES-CES.
Se evaluó con el programa EstimateS 9, la eficiencia del muestreo mediante curvas de acumulación de especies, donde se aleatorizó 1 000 veces la posición de cada unidad de esfuerzo muestreal con los estimadores no paramétricos de Chao 1 y Chao 2 (Moreno, 2001; Colwell, 2013). Esta fue juzgada gráficamente en términos de su comportamiento asintótico (Colwell, 2013). Estos estimadores requieren datos de presencia o ausencia, tienen más exactitud y menos sesgo cuando se trabaja con pequeñas muestras (Hortal, Borges, & Gaspar, 2006; Willie, Petre, Tagg, & Lens, 2012).
Resultados
Se recolectaron 1 923 insectos pertenecientes a ocho órdenes, 35 familias y 40 géneros. El orden Hemiptera registró el mayor número de familias con nueve, seguido por Coleoptera, Diptera e Hymenoptera con seis respectivamente. El orden Hemiptera registró mayor riqueza de géneros con 13, seguido por Coleoptera con siete. Cicadellidae y Membracidae obtuvieron el mayor número de géneros con tres cada una. Canthon y Apis con 108 individuos fueron los géneros más abundantes (Cuadro 1).
Del total de insectos recolectados, Coleoptera registró la mayor abundancia con 538 individuos, que representa el 27,98%, seguido por Hemiptera con 522 individuos (27,15%) e Hymenoptera con 292 (15,18%). Neuroptera con 11 individuos (0,57%) y Dermaptera con nueve (0,47%) obtuvieron la menor abundancia de insectos (Fig. 1).
En el estrato medio (EM), se registró la mayor riqueza y abundancia de insectos con 35 especies y 756 especímenes, seguidos por los estratos alto (EA) con 34 y 648 y por último el estrato bajo (EB) con 31 y 519, respectivamente. Analizando la presencia de los géneros por estrato, 25 de ellos (62,5%) se registraron en los tres estratos, diez (25%) en dos estratos y cinco (12,5%) en uno. De acuerdo a los índices de diversidad verdadera (1D y 2D), la máxima diversidad se obtuvo en el EM con 1D= 28,53 y 2D= 25,56, seguido por el EA con 1D= 26,35 y 2D= 22,71. El EB con 1D= 12,72 y 2D= 7,93 registró la menor diversidad (Cuadro 2). La máxima abundancia de insectos coincide con los datos de alta precipitación y humedad, y con temperatura baja (Fig. 2).
Orden | Familia | Subfamilia | Género | Total |
Coleoptera | Chrysomelidae | Galerucinae | Psylliodes | 97 |
Diabrotica | 83 | |||
Scarabaeidae | Scarabaeinae | Canthon | 108 | |
Staphylinidae | Paederinae | Paederus | 99 | |
Coccinellidae | Coccinellinae | Sospita | 55 | |
Lycidae | Lycinae | Eurrhacus | 54 | |
Curculionidae | Entiminae | Microtrypes | 42 | |
Dermaptera | Forficulidae | Forficulinae | Forficula | 9 |
Diptera | Dolichopodidae | Sciapodinae | Heteropsilopus | 71 |
Tephritidae | Dacinae | Ceratitis | 56 | |
Xylomyidae | Xylomyinae | Solva | 48 | |
Fanniidae | Fanniinae | Fannia | 40 | |
Syrhidae | Syrphinae | Sphaerophoria | 39 | |
Drosophilidae | Drosophilinae | Drosophila | 28 | |
Hemiptera | Cicadellidae | Cicadellinae | Erythrogonia | 73 |
Borogonalia | 56 | |||
Tortigonalia | 56 | |||
Membracidae | Darninae | Cyphonia | 34 | |
Stegaspinae | Licoderes | 29 | ||
Smiliinae | Eufairmairia | 16 | ||
Clastopteridae | Clastopterinae | Clastoptera | 66 | |
Flatidae | Flatinae | Ormenaria | 65 | |
Aetalionidae | Darninae | Peltosticta | 45 | |
Miridae | Bryocorinae | Pycnoderes | 36 | |
Gelastocoridae | Nerthrinae | Nerthra | 31 | |
Pentatomidae | Asopinae | Podisus | 13 | |
Berytidae | Metacanthinae | Metacanthus | 2 | |
Hymenoptera | Apidae | Apinae | Apis | 108 |
Formicidae | Ponerinae | Pachycondyla | 96 | |
Vespidae | Polistinae | Polistes | 32 | |
Ichneumonidae | Mesochorinae | Mesochorus | 27 | |
Braconidae | Rogadinae | Aleiodes | 22 | |
Eulophidae | Eulophinae | Euplectrus | 7 | |
Lepidoptera | Nymphalidae | Danainae | Danaus | 30 |
Hesperiidae | Eudaminae | Urbanus | 15 | |
Neuroptera | Chrysopidae | Chrysopinae | Chrysoperla | 11 |
Orthoptera | Gryllidae | Gryllinae | Gryllus | 84 |
Tettigoniidae | Phaneropterinae | Microcentrum | 64 | |
Blaberidae | Blaberinae | Blaberus | 42 | |
Gryllotalpidae | Scapteriscinae | Scaptericus | 34 | |
Riqueza | 40 | |||
Abundancia | 1 923 |
La curva de acumulación de géneros observados se estabilizó a partir del muestreo cinco, lo que indica que se registró la mayoría de los insectos presentes en el cultivo de café, sin embargo, las muestras no cubren un ciclo anual y por ende no todas las estaciones climáticas, lo que podría generar una variación en la representatividad de los insectos asociados a este agroecosistema (Fig. 3).
Estratos | Intersección | |||
Géneros | EB | EM | EA | estratos |
Aleiodes | 4 | 10 | 8 | a |
Apis | 10 | 50 | 48 | a |
Blaberus | 11 | 29 | 2 | a |
Borogonalia | 4 | 20 | 32 | a |
Canthon | 108 | 0 | 0 | c |
Ceratitis | 4 | 41 | 11 | a |
Chrysoperla | 0 | 5 | 6 | b |
Clastoptera | 3 | 20 | 43 | a |
Cyphonia | 10 | 12 | 12 | a |
Danaus | 6 | 16 | 8 | a |
Diabrotica | 9 | 44 | 30 | a |
Drosophila | 2 | 18 | 8 | a |
Erythrogonia | 5 | 29 | 39 | a |
Eufairmairia | 4 | 6 | 6 | a |
Euplectrus | 0 | 2 | 5 | b |
Eurrhacus | 2 | 28 | 24 | a |
Fannia | 0 | 28 | 12 | b |
Forficula | 9 | 0 | 0 | c |
Gryllus | 6 | 40 | 38 | a |
Heteropsilopus | 1 | 43 | 27 | a |
Licoderes | 2 | 12 | 15 | a |
Mesochorus | 0 | 15 | 12 | b |
Metacanthus | 0 | 1 | 1 | b |
Microcentrum | 2 | 36 | 26 | a |
Microtrypes | 11 | 23 | 8 | a |
Nerthra | 31 | 0 | 0 | c |
Ormenaria | 0 | 27 | 38 | b |
Pachycondyla | 96 | 0 | 0 | c |
Paederus | 98 | 1 | 0 | b |
Peltosticta | 2 | 18 | 25 | a |
Podisus | 3 | 6 | 4 | a |
Polistes | 5 | 16 | 11 | a |
Psylliodes | 14 | 42 | 41 | a |
Pycnoderes | 0 | 18 | 18 | b |
Scaptericus | 34 | 0 | 0 | c |
Solva | 0 | 28 | 20 | b |
Sospita | 18 | 21 | 16 | a |
Sphaerophoria | 0 | 24 | 15 | b |
Tortigonalia | 2 | 19 | 35 | a |
Urbanus | 3 | 8 | 4 | a |
Riqueza | 31 | 35 | 34 | |
Abundancia | 519 | 756 | 648 | |
1D | 12,72 | 28,53 | 26,35 | |
2D | 7,93 | 25,56 | 22,71 |
Géneros registrados:a en tres estratos, b en dos estratos, c en un estrato
Discusión
La entomofauna registrada en el agroecosistema de café bajo sombra mostró que los coleópteros fueron los insectos más abundantes y esto puede estar asociado al amplio rango alimenticio que ofrecen los cultivos orgánicos, según los reportes realizados en doseles agroforestales, este orden presenta la mayor abundancia (Geraci & Erwin, 2009). En estudios realizados en plantaciones de café, muestra que es el grupo más abundante y diverso (Perfecto, Vandermeer, Hanson, & Cartín, 1997; Richter et al., 2007; Aguilar et al., 2019).
La mayoría de los insectos recolectados representan insectos benéficos para el agroecosistema, como las familias Eulophidae e Ichneumonidae (Hymenoptera), que han sido registradas como parasitoides de larvas de lepidópteros, de igual manera los Pentatomidae (Hemiptera), Coccinellidae (Coleoptera), Syrphidae (Diptera) y Chrysopidae (Neuroptera), son depredadores de insectos (Coral, Bacca, & Dias, 2012).
La alta diversidad de plantas con flores, la disponibilidad de alimento (polen y néctar) y refugio para las abejas podrían estar dando la alta abundancia del género Apis en este agroecosistema (Jha & Vandermeer, 2009; Zavala et al., 2016). En el caso del género Canthon, los recursos proporcionados, como los frutos caídos (Horgan, 2005; Tribe & Burger, 2011; Sánchez, Gómez, Delgado, Rodríguez, & Chamé, 2018), estiércol proporcionado por roedores y otros mamíferos pequeños que usan como refugio y proveen de recursos alimenticios a estos escarabajos (Mendoza & Horváth, 2013). Además, la falta de competencia en el estrato bajo y el manejo orgánico mantiene la presencia de los insectos y los procesos ecológicos naturales (Cadena, 1991).
Las diferencias registradas en diversidad en los estratos, esta mediada por la presencia de los recursos alimenticios, en nuestro estudio se recolectaron géneros más comunes en el EM y éstos poseen un carácter polífago, capaces de desarrollarse y buscar alimento en el EM y el EA, contrastando con los recolectados en el EB. No existen estudios que aborde la recolecta por estratos en cafetales en la región, se sabe que la mayor diversidad de insectos en los ecosistemas tropicales se registra cerca o en el dosel y la menor abundancia en el estrato bajo (Boiteau, Bousquet, & Osborn, 1999; Basset, Hammond, Barrios, Holloway, & Miller, 2003; Ulyshen, 2011; McCaig, Sam, Nakamura, & Stork, 2020).
Las variables ambientales como la temperatura, humedad y precipitación, influyen directa o de manera indirecta en la fluctuación, distribución y establecimiento de los insectos (Wolda & Fisk, 1981; Dajoz, 2001). Estos datos muestran que la abundancia aumenta cuando se presenta mayor precipitación, elevada humedad y menor temperatura. Se conoce que las precipitaciones altas promueven la producción de hojas tiernas y suculentas en las plantas de las que se alimentan los insectos tropicales (Wolda, 1977; 1978).
La curva de acumulación de especies llego a estabilizarse, lo que indica que se obtuvo mayor registro de insectos, sin embargo, se sugiere incrementar el tiempo de muestreo o usar otros métodos de recolecta para lograr mejor representación de la diversidad de los insectos asociados al café bajo sombra, que es un agroecosistema importante para la conservación de la diversidad, ya que brinda condiciones favorables para la supervivencia de los insectos y otros animales. Este es el primer estudio de la entomofauna asociada a los agroecosistemas de café en la región.
Ética, conflicto de intereses y declaración de financiamiento
Los autores declaran haber cumplido con los requisitos éticos y legales pertinentes, durante el estudio como en el manuscrito; declaran que no hay conflictos de interés de ningún tipo, y que todas las fuentes financieras se detallan plena y de manera clara en la sección de agradecimientos. Asimismo, están de acuerdo con la versión final del documento. El respectivo documento legal firmado se encuentra en los archivos de la revista.
La contribución de los autores es como se detalla a continuación: A.F.H.P., S.T.L.E. y S.M.O.C.: Diseñaron la investigación, recolectaron, procesaron las muestras e identificaron en material biológico. M.A.H.M.: Diseño la investigación, hizo las corroboraciones de algunos géneros de Coleoptera, realizó los análisis de datos e interpretaciones. Todos los autores contribuyeron durante el proceso de la elaboración y revisión del manuscrito.