O aumento da diversidade de plantas aumenta o controle natural da herbivoria de insetos nas pastagens. Comunidades de plantas ricas em espécies apóiam predadores naturais e simultaneamente fornecem alimentos menos valiosos para os herbívoros.
Isso foi descoberto por uma equipe de pesquisadores liderada pelo Centro Alemão para Pesquisa Integrativa da Biodiversidade (iDiv), que conduziu dois experimentos análogos na Alemanha e nos EUA.
Seus resultados foram publicados na Science Advances e mostram que o aumento da biodiversidade vegetal pode ajudar a reduzir os insumos de pesticidas em sistemas agrícolas, aumentando o controle biológico natural.
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A biodiversidade, a diversidade biológica de todas as espécies na Terra, suas interações e os diversos ecossistemas que formam, é crucial para fornecer e manter funções e serviços ecossistêmicos em pastagens plantadas e naturais.
Com uma demanda crescente para alimentar a crescente população mundial por meio da intensificação da agricultura, essas pastagens também estão sob pressão.
Os insetos herbívoros estão causando uma perda estimada de 18 a 26% na produção agrícola global, o que tem impulsionado um crescimento significativo no uso de pesticidas ambientalmente caros.
Para investigar se e como o aumento da diversidade de plantas pode reduzir naturalmente os impactos dos herbívoros nas plantas, uma equipe internacional de pesquisadores liderada pelo Centro Alemão para Pesquisa Integrativa da Biodiversidade (iDiv), Universidade de Leipzig (UL) e Friedrich Schiller University Jena (FSU) fez uso da biodiversidade de duas pastagens de longa duraçãoexperimentos na Europa e América do Norte: o Experimento Jena na Alemanha e o Experimento de Biodiversidade em Cedar Creek em Minnesota (EUA).
Ao longo de dois anos, os cientistas coletaram dados desses dois experimentos análogos, fornecendo uma visão profunda da estrutura da teia alimentar de monoculturas e pastagens ricas em espécies. "Esses dois experimentos de longo prazo geraram uma visão inestimável, tanto para a pesquisa fundamental quanto para a aplicada, que trouxe à luz a importância de manter a biodiversidade", disse o autor sênior Nico Eisenhauer, professor da UL e chefe de um grupo de pesquisa da iDiv também como palestrante do Jena Experiment.
Comunidades de plantas ricas em espécies menos atraentes para herbívoros
Os pesquisadores descobriram que plantas em comunidades mais diversas perdem significativamente menos energia para os insetos herbívoros. Em misturas de alta diversidade, a taxa de alimentação de herbívoros por grama de biomassa vegetal foi 44% menor do que em monoculturas.
Assim, para cada grama de biomassa vegetal produzida, as plantas perdem pouco menos da metade da quantidade de energia para os herbívoros artrópodes quando plantadas em comunidades ricas em espécies. "Isso significa, em última análise, que onde várias espécies são plantadas juntas, isso vai render mais biomassa vegetal por metro quadrado, e cada planta individual em diversas misturas receberá menos danos de herbívoros", disse o primeiro autor e ex-aluno do iDiv Andrew Barnes, agora palestrante sênior da a Universidade de Waikato na Nova Zelândia.
Em manchas com maior diversidade de plantas, herbívoros artrópodes têm menos chances de encontrar suas espécies de plantas preferidas - o que torna menos provável que permaneçam nessas manchas de alta diversidade.
Além disso, pesquisas anteriores mostraram níveis mais baixos de proteína tecidual (nitrogênio) em comunidades de plantas com alta riqueza de espécies, tornando essas plantas menos nutritivas para os herbívoros.
Predadores se beneficiam do aumento da diversidade de plantas
Embora a biomassa total de herbívoros e predadores tenha aumentado em pastagens ricas em espécies, os predadores se beneficiaram mais fortemente de diversas comunidades de plantas: em comparação com as monoculturas, eles aumentaram notavelmente em sua biomassa total e taxas de alimentação.
Uma possível explicação poderia ser que predadores artrópodes como aranhas, alguns besouros ou vespas se beneficiam significativamente do habitat mais complexo de comunidades de plantas de alta diversidade, o que reduz o risco de serem detectados e comidos por predadores vertebrados, como pássaros e mamíferos.
O aumento da diversidade de plantas, portanto, tem vários efeitos colaterais positivos: Em comparação com as monoculturas, as comunidades de plantas de alta diversidade produzem mais biomassa total.
Além disso, tanto os inimigos naturais quanto a concentração de recursos agem em conjunto para restringir os efeitos negativos dos herbívoros no desempenho das plantas. Andrew Barnes disse: "Em outras palavras, comunidades de plantas mais diversificadas representam um problema de dois gumes para os herbívoros - isto é, mais predadores e menos comida preferida - que poderia ajudar a reduzir naturalmente os impactos dos herbívoros ."
A biodiversidade vegetal pode limitar surtos de pragas de herbívoros
Por outro lado, o controle de pragas que depende fortemente de inseticidas pode levar a repercussões prejudiciais de pragas herbívoras, pois a aplicação de pesticidas pode desestabilizar as comunidades de inimigos naturais.
"Nossos experimentos mostram que a conservação da diversidade das plantas oferece vários benefícios para o controle de pragas herbívoras, que podem desempenhar um papel fundamental na redução de insumos de agroquímicos e no aumento da produtividade das plantas", disse Andrew Barnes. Nico Eisenhauer acrescentou: "Em última análise, este estudo demonstra que o apoio à biodiversidade pode alavancar a gestão sustentável dos ecossistemas e os benefícios para as pessoas."