Bases de Estudios EpidemiolBases de Estudios Epidemiolóógicos gicos para el Manejo de para el Manejo de PatosistemasPatosistemas

Gustavo Mora AGustavo Mora AColegio de PostgraduadosColegio de Postgraduados

Montecillo, MMontecillo, Mééxicoxicomorag@colpos.mxmorag@colpos.mx

Taller Internacional de Vigilancia Epidemiológica Fitosanitaria para el Pronóstico de Plagas

Taller Internacional de Vigilancia Epidemiológica Fitosanitaria para el Pronóstico de Plagas

Cole

gio

de P

ostg

radu

ados

Cole

gio

de P

ostg

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Mon

teci

llo. M

Mon

teci

llo. M

éé xic

oxi

co

EstabilidadEstabilidad del del cultivocultivo :: sistemasistema nn--subpoblacionessubpoblaciones

ParadigmaParadigma epidemiolepidemiolóógicogico

Exclu

sion

Exclu

sion

t

Erra

dica

cion

Erra

dica

cion

t+ni

SubpoblaciSubpoblacióónnsanasana

Subp

Subp

.. --sa

na

san

aSubpoblaciSubpoblacióónnenfermaenferma

Prot

eccio

n

Prot

eccio

n

t+ni+njn=número

de ciclos-i y -j

Subp

Subp

.. --en

ferm

aen

ferm

a

Sistema CuarenterioAnálisis de riesgoAnálisis espacial

DescripciónPredicciónSimulación

PoblaciPoblacióónn

Epi

dem

ia =

0E

pide

mia

= 0

Epid

emia

baj

a Ep

idem

ia b

aja

inte

nsid

adin

tens

idad

Epi

dem

ia a

lta

Epi

dem

ia a

lta

inte

nsid

adin

tens

idad

La La epidemiologepidemiologííaa en la en la fitopatologfitopatologííaa yyEnfoquesEnfoques y y tendenciastendencias en el en el ManejoManejo de de EnfermedadesEnfermedades

GenGenééticatica de de la la InteracciInteraccióónn

ComunidadComunidadCelularCelular y y SubcelularSubcelular

ManejoManejo IntegradoIntegradode de CultivoCultivo

RelaciRelacióónnCausaCausa--EfectoEfecto

PrincipioPrincipio dedeInfecciInfeccióónn

ParadigmaParadigma FundametalFundametal de la de la FitopatologFitopatologííaa

TejidoTejidoPlantaPlanta

PatPatóógenogeno PoblaciPoblacióónn

FisiologFisiologííaadel del ParasitismoParasitismo

EstabilidadEstabilidaddel del

AgrosistemaAgrosistema

ParadigmaParadigma EpidemiolEpidemiolóógicogico

EtiologEtiologííaa e e histologhistologííaa

AgrotAgrotóóxicoxico

PrincipioPrincipio de de ContagioContagio

HolHolíísticosticoReduccionistaReduccionista

ResistenciaResistenciaTransgTransgééniania

Control Control IntegradoIntegradode de plagasplagas

ManejoManejo ntegradontegradode plagas

ManejoManejo IntegradoIntegradoRegionalRegional

+-

Nueva visiNueva visióón:n: El El Sistema EpidemiolSistema Epidemiolóógicogico comocomo sistema abiertosistema abierto y y

el el HospedanteHospedante como Subsistema Integradorcomo Subsistema Integrador

Inte

nsid

adIn

tens

idad

de

de E

nfer

med

adEn

ferm

edad

PoblaciPoblacióónn

ComunidadComunidad

RegiRegióónn

ParcelaParcela Espacio

EspacioTiempoTiempo

1 1 CicloCiclo cultivocultivo

1+i 1+i CicloCiclo cultivocultivo

Suelo

Patógeno

Vector

Clima

ni

Hospedante

ManejoAgronómico

Racionalización de propuesta:•Tiempo

y espacio

son explícitos

en elmodelo

• El hospedante

integrador

del estudio

de epidemias

es

necesario

para

la estrategiade manejo

con base en la salud

del cultivo• Se deja

abierto

a la incorporación

de nisusbsitemas

generado

un sistema

flexiblepara

una

integracón

de multiples plagasu hospedantes

a un nivel

jerárquico

de agroecosistema

El Sistema El Sistema EpidemiolEpidemiolóóggíícoco y su Nivel de Integraciy su Nivel de Integracióón n Espacial y TemporalEspacial y Temporal

Esp

acio

Esp

acio

TiempoTiempoCiclo de Producción:

1, 2, 3 ...n

ManejoManejo

Regulatorio

Regulatorio

ManejoManejo Integrado

Integrado

de de PrecisiPrecisióónn

Control,

Control,

Control o

Control o Manejo

Manejo

Integrado

Integrado

Impo

rtan

cia

Rel

ativ

a de

los S

ubsi

stem

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anci

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s Sub

sist

emas

Epi

dem

iol

Epi

dem

iol óó

gg ííco

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la D

imen

sien

la D

imen

si óó n

Esp

acia

l y T

empo

ral

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Tem

pora

l

EspacioEspacio

Parcel

a

Parcel

aLoc

alLoc

al

PaPaííssCon

tinen

te

Contin

ente

HH

PP

CC

MM

VVReg

iReg

ióónn

Cont.

Cont.

Regi

Regióónn

Parcel

a

Parcel

a

Local

Local

PaPaííss

Tien

poTi

enpo

La La importanciaimportancia relativarelativa y y complexidadcomplexidad de de loslos susbsistemassusbsistemas epidemiolepidemiolóógicosgicos dependedepende del del nivelnivel de de integraciintegracióónn

El concepto de población en el paradigma epidemiológico

¿¿QuQuéé

atributosatributos

intrintríínsecosnsecos

tienetiene

unauna

poblacipoblacióónn

de de plantasplantas??

•Estructura•Función

FotoFoto proporpropor. . porpor WaldirWaldir Cintra.FundecitrusCintra.Fundecitrus BrasilBrasil

EstructuraEstructura= = f(genf(genééticatica, , fisiologfisiologííaa, , espacialespacial, , ffíísicasica))

VariedadVariedadEdadEdadTopologTopologííaaDist. Dist. GeogrGeográáficaficaFenologFenologííaaArquitecturaArquitecturaSanidadSanidad

no subpoblación de plantas sanasn1i subpoblación de plantas en fase de incubaciónn2l subpoblación de plantas en fase de latencian3c subpoblación de plantas en fase de contagion4pc subpoblación de plantas en fase post-contagion5nc subpoblación de plantas muertas (sin inóculo)

NaranjaNaranja

((Citrus Citrus sinensissinensis))

Analisis molecular de Enero 2000

Analisis molecular de Abril 2000

Canche

et al, 2001

¿¿Es Es posibleposible

visualizarvisualizar

esasesas

subpoblacionessubpoblaciones

en campo?en campo?

Amarillamiento letaldel cocotero(Fitoplasma)

n2L-n4pc=sintomática

n1i= asintomáticas

n5sc= muerta

no=sana

9 18 19 23 25 28 9 18 19 23 25 28 30 34 ESF 100bp30 34 ESF 100bp 1 500

1 000900800700600500400

300

100bp Y7 Y8 Y9 Y18 100bp Y7 Y8 Y9 Y18 Y21 ESF 100bpY21 ESF 100bp

Y7(Agrio)Y7(Agrio)

Y8(Y8(CampbellCampbell)=Y9(Agrio))=Y9(Agrio)

Y18 (Agrio)=Y17 (Y18 (Agrio)=Y17 (CampbellCampbell))

Y21(Y21(MarshMarsh))

SSCP (p25)SSCP (p25)

N=23N=23

N=62N=62

Citrus Citrus sinensissinensis--CTVCTV

P. Rivas, 2005P. Rivas, 2005

HomogeneidadHomogeneidad ((¿¿altaalta prevalenciaprevalencia?)?)((¿¿bajabaja prevalenciaprevalencia?)?)

HeterogeneidadHeterogeneidad ((¿¿cucuááll eses prevalenteprevalente?)?)

¿¿ExistenExisten subpoblacionessubpoblaciones en la en la poblacipoblacióónn del del patpatóógenogeno??

Estructura

1

Función1

Estructura

2

Función2

Estructura

3

Función3

Estructura-i

Función

i

Estructura

1

Función1

Estructura

2

Función2

Estructura

3

Función3

Estructura-i

Función

i

Clima Manejo Clima Manejo

Estructura

1

Función1

Función

Estructura

temporal

Función

Estructura

Espacial

Patógeno Hospedante

EpidemiaEpidemia: : ProcesosProcesos InterrelacionadosInterrelacionados a a travtravééss de de EstructurasEstructuras y y FuncionesFunciones de de PoblacionesPoblaciones

ProcesoProceso EpidemiolEpidemiolóógicogico

1. Conclusión

• El paradigmaparadigma fundamental de la fitopatologfundamental de la fitopatologíía o a o entomologentomologíía se basa en el principio de a se basa en el principio de infecciinfeccióón o n o dadaññoo..

•• El paradigma epidemiolEl paradigma epidemiolóógico se base en principio de gico se base en principio de contagio o colonizacicontagio o colonizacióónn. .

•• El empleo exclusivo del paradigma El empleo exclusivo del paradigma fitopatolfitopatolóógicogico o o entomolentomolóógico resulta en el gico resulta en el éénfasis en el nfasis en el patpatóógeno o geno o plaga y en el controlplaga y en el control. Con el PE se pretende el . Con el PE se pretende el manejomanejo por lo quepor lo que un nuevo enfoque de un nuevo enfoque de poblacipoblacióónn y y eventualmente el de eventualmente el de comunidadcomunidad es requerido.es requerido.

La biología de la interacción planta- Patógeno

0

20

40

60

80

100

E F M A M J J A

Inte

nsi

dad

de E

nfe

rmed

adLos Los procesosprocesos

biolbiolóógicosgicos

implicitosimplicitos

en en unauna

epidemiaepidemia, , ¿¿EstanEstan

restringidosrestringidos

a un a un ciclociclo??

InoculoInoculo primarioprimario

InInóóculoculosecundariosecundario

PatogenensisDispersión

y Sobrevivencia

AloinfecciAloinfeccióónn ExodemiaExodemia

Autoinfección

Endodemia

2 5 10 (días)

CulminaCulminaEsporulaciEsporulacióónn

Necrosis de lesión

11°° SSííntomantoma visualvisual

Infección

ColonizaciColonizacióónn

InicioInicioEsporulaciEsporulacióónn

Liberación inóculo

MultiplicaciMultiplicacióónn

PenetraciPenetracióónn

Deposición

GerminaciGerminacióónnEventoEvento

PeriodoPeriodoIncubaciIncubacióónn

(Pi)(Pi)

PiPi

PiPi

Carmona,2004Carmona,2004

LatenciaLatencia (Pl)(Pl)

PlPl

PlPl

GeneraciGeneracióónn ooInfeccioso(PgInfeccioso(Pg))

PgPg

PgPg

n1= n1= PnoPnon2= n1+ P(non2= n1+ P(no--n1)n1)

nono

(Roya asiática de la soya)

¿¿CuantosCuantos

ciclosciclos

de de enfermedadenfermedad

estanestan

implicitosimplicitos

en en unauna

epidemiaepidemia??

=Policíclico

El concepto de epidemia

¿¿QuQuéé

eses

unauna

epidemiaepidemia??Es un cambio

en la estructura

y función

de una

población

de plantas

inducido

por

la población

de un patogeno(s) bajo

la influencia

del ambiente.

W. W. CintraCintra

//FundecitrusFundecitrus

Br.Br.

El El cambiocambio queque estaesta operandooperando en en estructuraestructura,, eses espacialespacial..ConsisteConsiste en la en la modificacionmodificacion de de unauna condicioncondicion de de sanidadsanidad homoghomogééneaneaa a unauna condicicondicióónn heterogheterogééneanea, la , la cualcual eses cuantificablecuantificable ((pepe. . altamentealtamente agregadoagregado). ). El El cambiocambio de de funcionfuncion eses la la alteracionalteracion de de produccionproduccion..

Los Los cambioscambios se se expresanexpresanEn En ProgresionesProgresiones temporalestemporales yy//oo espacialesespaciales

H

Y (%

)

ΔY = 0

Tiempo

(t) y Espacio

(e)

P

MC

HP

MC

La La inductividadinductividad de de unauna epidemiaepidemia eses funcifuncióónn de la de la interacciinteraccióónn de de nn--subsistemassubsistemas

ΔY > 0

ΔY = f (h, p, c, m,..)

ti

> 0eij

>>1

EpidemiaEpidemia

EpidemiaEpidemia

eses

cualquiercualquier

cambiocambio

en la en la estructuraestructura

y y funcifuncióónn

de de unauna

poblacipoblacióónn

de de plantasplantas

inducidoinducido

porpor

la la poblacipoblacióónn

de de un un patpatóógeno(sgeno(s) ) bajobajo

la la influenciainfluencia

espacioespacio--temporal del temporal del ambienteambiente. . UnaUna epidemiaepidemia

estaesta

ííntimamententimamente

relacionadarelacionada

con la con la biologbiologííaa

del del hospedantehospedante

y del y del agenteagente

causal.causal.

Estudia

la descripción

e inferencia

de las

epidemias y

las

propiedades

e interrelaciones

entre

los

susbsistemas

epidemiológicos con el fin de proponer

estrategias

de

control o manejo

que

reduzcan

a niveles

aceptables

los efectos

biológicos, ambientales

y económicos de las

enfermedades

que

ocurren

sobre

una

unidad

productiva

o

agrosistema.

•Definición del problema

¿¿ConstituyenConstituyen FFOCOSOCOS laslas palmaspalmas enfermasenfermas??

¿¿QuQuéé AARREGLORREGLO espacialespacial tienentienen en campo?en campo?

¿¿CuCuááll eses susu VVELOCIDADELOCIDAD de de creccrec. y . y DDISTANCIAISTANCIA de de exp.?exp.?

¿¿CCóómomo ocurreocurre la la DDISPERSIONISPERSION en en unauna plantaciplantacióónn y y entreentre

plantacionesplantaciones??

¿¿CCóómomo se se relacionarelaciona la la dindináámicamica poblacionalpoblacional del del

VVECTORECTOR en la en la formaciformacióónn de de focosfocos??

¿¿CuCuááll eses el el efectoefecto de la de la DDETECCIONETECCION VVISUALISUAL vs. la vs. la

MMOLECULAROLECULAR??

El Sistema EpidemiolEl Sistema Epidemiolóógico y la gico y la SustentabilidadSustentabilidad

El sistema epidemiolEl sistema epidemiolóógico constituye un subsistema gico constituye un subsistema del complejo sistema de produccidel complejo sistema de produccióón agrn agríícola. cola.

La La sustentabilidadsustentabilidad es inherente al sistema de es inherente al sistema de producciproduccióón en un contexto regional o n en un contexto regional o agroecosistemaagroecosistema..

Por lo tanto, la epidemiologPor lo tanto, la epidemiologíía solo optimiza el manejo a solo optimiza el manejo del subsistema fitosanitario pero no garantiza la del subsistema fitosanitario pero no garantiza la sustentabilidadsustentabilidad del sistema, el cual es medido en del sistema, el cual es medido en ttéérminos biolrminos biolóógicos, econgicos, econóómicos, ambientales y de micos, ambientales y de inocuidad inocuidad alimentariaalimentaria..

CultivoCultivo

AguaAgua

ClimaClima

SueloSuelo

FitosanidadFitosanidad SocioSocio--EconEconóómicomico

ManejoManejo

RaRaíízz BiolBiolóógicogico

QuQuíímicomico

FFíísicosico

ManejoManejo

ManejoManejo EconEconóómicomico

SocialSocial

TTéécnicocnico

AmbientalAmbiental

ClimaClima FisiografFisiografííaa

MicroclimaMicroclima

MacroclimaMacroclima

FitogeografFitogeografííaa

HospedanteHospedante

PatPatóógenogeno 11

PlagaPlaga 11

ClimaClima

VectorVector

¿¿ SueloSuelo

ManejoManejo

ProductoProductoLaborLabor

MercadosMercados

FinanciaFinancia--mientomiento

CapacitaciCapacitacióónncontinuacontinua

TransformaciTransformacióónn

HidrologHidrologííaaUsoUso del del

RecursoRecurso

ClimaClima

VegetaciVegetacióónn

SueloSuelo

PatPat--iiPlagaPlaga--ii

Pat. 2Pat. 2PlagaPlaga 22

Sustentab

ilidad

Sustentab

ilidad

Parc

ela

Parc

ela

Reg

iR

egi óó

nnPaPa

íí ss

nn--CiclosCiclos cultivocultivo Tiempo

Esp

acio

GenerarGenerar informaciinformacióónn a a nivelnivel regional con fines regional con fines de de interpretarinterpretar relacionesrelaciones funcionalesfuncionales del del subsistemasubsistema epidemiolepidemiolóógicogico con con respectorespecto al al sistemasistema de de producciproduccióónn a a travtravééss de de ananáálisislisis cuantitativocuantitativo con el fin de con el fin de generargenerar tecnologtecnologííaa queque contribuyacontribuya el el manejomanejo durable y durable y sustentablesustentable del del cultivocultivo

¿Cómo podemos plantear un objetivo epidemiológico desde una perspectiva de sustentabilidad?

Daniel Ochoa CPDaniel Ochoa CP

Alejandra GutiAlejandra Gutiéérrez CPrrez CP

AngelAngel Villegas CPVillegas CP

Ricardo Ricardo AlvarezAlvarez CEFICETCEFICET

Juan Juan JassoJasso A CE YucatA CE Yucatáánn

Vicente Vicente FebresFebres UFUF--EUAEUA

Pedro Moreno IVIAPedro Moreno IVIA--EspaEspaññaa

WaldriWaldri Cintra Cintra FundFund..-- Brasil Brasil

EmilianoEmiliano LoezaLoeza KukKuk

Noe RuizNoe Ruiz

Patricia RivasPatricia Rivas

ElviaElvia C. PalaciosC. Palacios

Carlos GCarlos Góóngora ngora CanulCanul

Carlos JuCarlos Juáárez rez

Oscar POscar Péérezrez

Juan Juan CancheCanche