Para ajudar agricultores a combater pragas resistentes tanto a inseticidas como a culturas transgênicas que expressam proteínas com ação inseticida, um grupo de cientistas brasileiros tem recorrido a ferramentas computacionais que possam dar pistas sobre os hábitos destas pragas e, assim, subsidiar a tomada de decisão por novas e mais eficazes formas de neutralizá-las.
Um artigo publicado na Scientific Reports mostra alguns dos resultados de estudo apoiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - FAPESP, que desenvolveu modelos matemáticos para descrever a movimentação de pragas agrícolas, a fim de compreender melhor como as pragas se dispersam pela área de plantio.
"A ideia é utilizar modelos computacionais para definir estratégias capazes de reduzir os danos causados pelas populações de pragas em plantas e conter sua expansão pelas lavouras", disse o coordenador do projeto, Wesley Augusto Conde Godoy, da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" da Universidade de São Paulo (Esalq-USP), instituição onde o projeto foi desenvolvido. A pesquisa contou com a colaboração de pesquisadores da Universidade Estadual Paulista (Unesp) de Botucatu, estado de São Paulo, Brasil.
Inicialmente foi modelada a movimentação da Diabrotica speciosa - um besouro conhecido popularmente como vaquinha-verde ou larva-alfinete, que ataca diversas culturas, como soja, milho e algodão.
Por meio de modelagem computacional, os pesquisadores identificaram que configurações espaciais em sistemas agrícolas diversificados, ou seja, consórcios agrícolas com diferentes culturas, favorecem ou inibem a dispersão da praga. "Observamos que a presença de faixas de milho distribuídas na área agrícola poderia reduzir a dispersão espacial do inseto", disse Godoy.
Motivados pelos resultados obtidos com a Diabrotica speciosa, eles investigaram possíveis aplicações de modelagem computacional para descrever a dinâmica espacial de outras pragas agrícolas, como a lagarta-do-cartucho (Spodoptera frugiperda), inseto que tem apresentado resistência ao milho, algodão e soja transgênicos.
A fim de retardar a evolução da resistência da lagarta-do-cartucho e de outras pragas agrícolas a culturas transgênicas - modificadas para repelir parasitas graças à incorporação do material genético da bactéria Bacillus thuringiensis Berliner (Bt) - tem sido recomendada aos agricultores a manutenção dos chamados refúgios, áreas em que é plantada cultura não transgênica em áreas de cultivos transgênicos.
O objetivo dos refúgios é garantir a manutenção de indivíduos suscetíveis à tecnologia Bt dentro da população. Ao cruzá-los com indivíduos resistentes seria possível retardar a evolução da resistência da população de praga às proteínas com ação inseticida, explicou Godoy. "Já foi comprovado que, quanto maior a área de refúgio, menor será a frequência de indivíduos resistentes à cultura Bt", disse.
Por meio de um modelo computacional baseado em autômatos celulares - ferramenta que permite prever a movimentação de insetos -, os pesquisadores investigaram a efetividade de diferentes configurações de refúgios para os cenários de mistura de sementes, refúgios estruturados em blocos e refúgios estruturados em faixas.
"Conseguimos identificar a melhor configuração e tamanho de refúgio para retardar a evolução da resistência da lagarta-do-cartucho a uma planta Bt", disse Godoy.
Comparação de movimento
Os pesquisadores combinaram o modelo computacional com dados da movimentação da lagarta-do-cartucho obtidos em laboratório para analisar e comparar a movimentação do inseto em folhas de algodão Bt e não Bt. Os resultados do estudo indicaram que o inseto se movimenta mais em folhas de algodão transgênico do que não transgênico.
"Ainda não se sabe que mecanismos poderiam desencadear comportamentos dessa natureza. Contudo, os resultados encontrados até o momento têm implicações práticas importantes porque podem ter relação com o aumento da velocidade de resistência do inseto às plantas Bt", disse Godoy.
A menor movimentação da lagarta em folhas de algodão não Bt pode estar relacionada a um custo adaptativo, que geralmente é encontrado em populações resistentes do inseto quando mantidas na ausência da pressão de seleção, explicou o pesquisador.
"Pretendemos continuar investigando esse problema uma vez que a continuidade da pesquisa pode trazer contribuições significativas para programas de manejo de pragas ao permitir melhor configuração de plantios, de modo a retardar a resistência desse e de outros insetos a cultivos transgênicos", disse Godoy.
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O artigo Larval dispersal of Spodoptera frugiperda strains on Bt Cotton: a model for understanding resistance evolution and consequences for its management (doi: 10.1038/s41598-017-16094-x), de José B. Malaquias, Wesley A. C. Godoy, Adriano G. Garcia, Francisco de S. Ramalho e Celso Omoto, pode ser lido na revista Scientific Reports em http://www.nature.com/articles/s41598-017-16094-x.
Sobre a Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
A Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) é uma das principais agências públicas brasileiras de fomento à pesquisa. A FAPESP apoia a pesquisa científica e tecnológica por meio de Bolsas e Auxílios a Pesquisa que contemplam todas as áreas do conhecimento. Em 2016, a FAPESP desembolsou R$ 1,137 bilhão, custeando 24.685 projetos, dos quais 53% com vistas à aplicação de resultados, 39% para o avanço do conhecimento e 8% em apoio à infraestrutura de pesquisa. Saiba mais em: http://www.fapesp.br.
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Scientific Reports