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, Méé[email protected]@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
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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
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stem
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s Sub
sist
emas
Epi
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Epi
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iol óó
gg ííco
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la D
imen
sien
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imen
si óó n
Esp
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EspacioEspacio
Parcel
a
Parcel
aLoc
alLoc
al
PaPaííssCon
tinen
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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