A Técnica do Inseto Estéril: Um Jeito Sustentável de Controlar Pragas
Um método pra controlar pragas sem usar químicos, focando no problema da mosca da fruta do Mediterrâneo.
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Índice
A Técnica do Inseto Estéril (SIT) é um método de controle de pragas. Ela ajuda a gerenciar populações de insetos, especialmente aqueles que danificam plantações. Esse método tem sido usado no mundo todo para controlar pragas como a mosca-da-fruta do Mediterrâneo, famosa por prejudicar colheitas de frutas. O SIT envolve a liberação de um montão de machos estéreis na natureza. Esses machos acasalam com fêmeas, mas os ovos não se desenvolvem porque eles são estéreis. Com o tempo, isso reduz a população de pragas.
Como o SIT Funciona
O SIT requer várias etapas pra ser eficaz:
- Produção em Massa: Insetos são criados em grande quantidade em laboratórios.
- Esterilização: Machos são esterilizados usando radiação. Esse processo garante que eles não consigam mais ter filhotes.
- Liberação: Os machos estéreis são soltos em áreas onde as pragas estão causando problemas.
- Acasalamento: Os machos soltos acasalam com fêmeas selvagens, mas não produzem ovos viáveis. Isso vai diminuindo gradualmente o número total de pragas na região.
Para o SIT ser bem-sucedido, é vital que se libere muito mais machos estéreis do que machos selvagens. Isso aumenta a chance das fêmeas selvagens acasalarem com os machos estéreis que foram soltos.
Desafios na Implementação do SIT
Embora o SIT seja um método promissor, ele enfrenta alguns desafios:
Separação de Machos e Fêmeas: É importante garantir que apenas machos sejam esterilizados pra um controle eficaz. Isso exige separar os machos das fêmeas no início do desenvolvimento. Cientistas desenvolveram linhagens especiais de moscas-fruta para facilitar essa separação, mas manter essas linhagens pode ser complicado.
Custos e Recursos: Criar um programa de SIT envolve custos e recursos significativos. A necessidade de produção, esterilização e liberação consistentes dos insetos requer planejamento e gerenciamento cuidadosos.
Fatores Ambientais: A presença de várias plantas selvagens e outros insetos pode afetar o sucesso do SIT, tornando necessário levar em conta as condições locais ao projetar um programa de SIT.
SIT ao Redor do Mundo
O SIT foi adotado em várias regiões, incluindo América Central e do Sul, Estados Unidos, Austrália e África do Sul. No entanto, seu uso é limitado na Europa. Na Espanha e na Croácia, programas de SIT estão em operação. Na França, um projeto de pesquisa chamado CeraTIS Corse está em andamento para estudar e desenvolver aplicações de SIT para proteger frutas de caroço e clementinas da mosca-da-fruta do Mediterrâneo.
O Problema da Mosca-da-Fruta do Mediterrâneo
A mosca-da-fruta do Mediterrâneo é uma praga significativa para frutas cítricas e de caroço. A presença dela pode levar a uma queda na produção e maiores custos para os agricultores, já que eles costumam depender de pesticidas. A pressão por métodos de controle de pragas mais amigáveis ao meio ambiente fez do SIT uma opção viável. Na Córsega, o objetivo é integrar o SIT com outras práticas de manejo de pragas para reduzir a dependência de pesticidas químicos.
Fatores-Chave que Afetam o Sucesso do SIT
O sucesso do SIT depende de entender vários fatores biológicos e técnicos:
Esterilidade dos Machos Libertos: Machos estéreis precisam ser eficazes em acasalar com fêmeas selvagens. Mesmo uma pequena quantidade de esperma fértil em machos estéreis pode levar à produção de ovos viáveis, comprometendo o sucesso do método.
Comportamentos de Acasalamento: O comportamento das moscas-fruta durante o namoro e o acasalamento é complexo. A habilidade dos machos liberados de cortejar e inseminar fêmeas selvagens é crucial para a eficácia do SIT.
Fertilidade Residual: Isso se refere à pequena fração de esperma em machos estéreis que pode ainda ser viável. Se muitos dos machos liberados tiverem fertilidade residual, o método pode não funcionar como desejado.
Comportamento de Re-acasalamento: Fêmeas de moscas-fruta podem acasalar várias vezes, o que pode afetar o sucesso geral do SIT. Se as fêmeas acasalarem com machos selvagens e estéreis, a dinâmica da população pode mudar.
Frequência e Tempo de Liberação: O tempo e a frequência de liberação dos machos estéreis podem impactar bastante a eficácia do SIT.
Pesquisa e Modelagem no SIT
Modelos ajudam os cientistas a entender e prever como diferentes fatores afetam o desempenho do SIT. Criando simulações, os pesquisadores podem testar vários cenários, como como a quantidade de machos liberados ou a fertilidade residual pode influenciar o sucesso de um programa.
Por exemplo, os cientistas analisam com que frequência os machos estéreis devem ser liberados e em que quantidades. Eles também exploram como fatores como re-acasalamento e fertilidade residual afetam os resultados gerais.
Aplicações Práticas e Direções Futuras
Mesmo que o SIT tenha se mostrado eficaz em muitas áreas, ainda há muito a aprender. Pesquisas futuras visam aprimorar o método por meio de:
Melhoria da Competitividade do Acasalamento: Tornar os machos estéreis mais atraentes para fêmeas selvagens através de tratamentos pode ajudar a melhorar as taxas de sucesso.
Entendimento do Comportamento Biológico: Obter insights mais profundos sobre os comportamentos de acasalamento e o impacto da fertilidade residual pode levar a estratégias de liberação mais eficazes.
Expansão de Casos de Uso: Aplicar o SIT a diferentes tipos de pragas e culturas pode aumentar sua utilidade no manejo de pragas.
Conclusão
A Técnica do Inseto Estéril oferece uma abordagem promissora para controlar pragas agrícolas sem depender muito de pesticidas químicos. Embora existam vários desafios e considerações, pesquisas contínuas continuam a refinar e melhorar sua eficácia. Com o crescente interesse na agricultura sustentável, o SIT pode desempenhar um papel vital na gestão de populações de pragas de maneiras mais amigáveis ao meio ambiente.
Título: On the impact of re-mating and residual fertility on the Sterile Insect Technique efficacy: case study with the medfly, Ceratitis capitata
Resumo: The sterile insect technique (SIT) can be an efficient solution for reducing or eliminating certain insect pest populations. It is widely used in agriculture against fruit flies, including the Mediterranean fruit fly (medfly), Ceratitis capitata. The re-mating tendency of medfly females and the fact that the released sterile males may have some residual fertility could be a challenge for the successful implementation of the SIT. Obtaining the right balance between sterility level and sterile male quality (competitiveness, longevity, etc) is the key to a cost-efficient program. Since field experimental approaches can be impacted by many environmental variables, it is difficult to get a clear understanding on how specific parameters, alone or in combination, may affect the SIT efficiency. The use of models not only helps to gather knowledge, but it allows the simulation of a wide range of scenarios and can be easily adapted to local populations and sterile male production. In this study, we consider single- and double-mated females. We first show that SIT can be successful only if the residual fertility is less than a threshold value that depends on the basic offspring number of the targeted pest population, the re-mating rates, and the parameters of double-mated females. Then, we show how the sterile males release rate is affected by the parameters of double-mated females and the male residual fertility. Different scenarios are explored with continuous and periodic sterile males releases, with and without ginger aromatherapy, which is known to enhance sterile male competitiveness, and also taking into account some biological parameters related to females that have been mated twice, either first by a wild (sterile) male and then a sterile (wild) male, or by wild males only. Parameter values were chosen for peach as host fruit to reflect what could be expected in the Corsican context, where SIT against the medfly is under consideration. The obtained results confirmed that the use of ginger aromatherapy is an essential step for SIT success against medfly. Our work also highlights the importance of estimating the duration of the refractory period between matings and how it may change when a wild (or sterile) female mates first with a sterile (or wild) male. Further, we show the importance of parameters, like the (hatched) eggs deposit rate and the death-rate related to all fertile double-mated females. In general, re-mating is considered to be detrimental to SIT programs. However, our results show that, depending on the parameter values of double-mated females, re-mating may also be beneficial for SIT. Our model, being generic, can be easily adapted to different contexts and species, for a broader understanding of release strategies and management options.
Autores: Yves DUMONT, C. F. OLIVA
Última atualização: 2024-01-31 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.08.17.552275
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.08.17.552275.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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