Seleção de modelos para descrever a taxa de desenvolvimento e avaliar o impacto das mudanças climáticas no voltinismo de Argyrotaenia sphaleropa (Meyrick, 1909) no sul do Brasil

Abstract

A lagarta-das-fruteiras ou traça-verde-dos-cachos, Argyrotaenia sphaleropa (Meyrick, 1909) (Lepidoptera: Tortricidae) é uma importante praga que causa prejuízos em frutíferas de clima temperado. A dinâmica populacional e a biologia de A. sphaleropa são influenciadas por diversos fatores, sobretudo pela temperatura. Este fator influencia diretamente a capacidade das populações de aumentar em número no pomar e, diante disso, estudos têm avaliado o efeito das mudanças climáticas sobre insetos pragas. Nesse contexto, o presente estudo teve como objetivos selecionar modelos matemáticos que descrevam adequadamente a relação entre a temperatura e a taxa de desenvolvimento de A. sphaleropa e aplicar o melhor modelo para prever o efeito das mudanças climáticas sobre o número de gerações anuais (voltinismo) da espécie no sul do Brasil. Os dados de tempo de desenvolvimento de A. sphaleropa em diferentes temperaturas foram obtidos da literatura. Ao todo, nove modelos matemáticos foram ajustados à taxa de desenvolvimento. O voltinismo foi estimado utilizando dados climáticos do presente (1994-2013) e projeções para 2050 e 2070 baseado em cenários com taxas de emissão de gases do efeito estufa intermediárias (RCP 4.5) e elevadas (RCP 8.5) de acordo com o Painel Intergovernamental sobre Mudanças do Clima. O modelo Brière-1 (D(T) = aT(T-TL)(TH-T)1/2) foi o que apresentou melhor ajuste para os estágios de ovo, larva, pupa e ciclo ovo-adulto de A. sphaleropa e, portanto, foi utilizado para estimar o voltinismo da praga. As regiões que apresentaram maior voltinismo em condições climáticas atuais compreenderam o norte e região central do Paraná, oeste e nordeste de Santa Catarina e noroeste do Rio Grande do Sul. Em geral, os modelos previram um aumento no número de gerações anuais de A. sphaleropa em decorrência das mudanças climáticas, sendo este incremento maior na região serrana de Santa Catarina e Rio Grande do Sul. Ao todo, 80,31% da variação no voltinismo foi explicada pelo local, enquanto 1,39% e 1,28% foram explicados pelos cenários de mudanças climáticas e ano, respectivamente. O presente estudo fornece uma importante contribuição para a compreensão das consequências do aquecimento global sobre o voltinismo da lagarta-das-fruteiras, e indica que as condições climáticas futuras são favoráveis para a espécie na maior parte da região sul do país.

The species Argyrotaenia sphaleropa (Meyrick, 1909) (Lepidoptera: Tortricidae) is an important pest that causes damage to temperate fruit trees. The population dynamics and the biology of A. sphaleropa are influenced by several factors, especially by temperature. This abiotic factor directly influences the ability of populations to increase in number in the field and, in view of this, several studies have evaluated the effects of climate change on insect pests. In this context, the present study aimed to select mathematical models that adequately describe the relationship between temperature and development rate of A. sphaleropa and apply the best model to predict the effects of climate change on its number of annual generations (voltinism) in southern Brazil. Data on the development time of A. sphaleropa at different temperatures were obtained from the literature. Nine mathematical models were fitted to the development rate of A. sphaleropa. Voltinism was estimated using current climate data (1994-2013) and projections for 2050 and 2070 based on climate change scenarios with intermediate (RCP 4.5) and high (RCP 8.5) greenhouse gas emission rates according to the Intergovernmental Panel on Climate Changes. The model Brière-1 (D(T) = aT(T-TL)(TH-T)1/2) showed the best fit for the stages of egg, larva, pupae and the egg to adult life cycle and, therefore, was used to estimate pest voltinism. The regions that presented greater voltinism under current climatic conditions comprised the north and central region of Paraná, west and northeast of Santa Catarina and northwest of Rio Grande do Sul. In general, the model predicted an increase in the number of annual generations of A. sphaleropa due to climate change, and this increase were greater in the highlands of Santa Catarina and Rio Grande do Sul. Altogether, 80.31% of the variation in voltinism was explained by location, while 1.39% and 1.28% were explained by climate change scenarios and year, respectively. The present study provides an important contribution to the understanding of the consequences of global warming on the voltinism of A. sphaleropa and indicates that future climatic conditions are favorable for this species in most of the southern region of Brazil.