Marcelo Aizen - Mito e realidade da crise mundial da polinização Marcelo A. Aizen Universidad Nacional

Mito e realidade da crise

mundial da polinização

Marcelo A. Aizen

Universidad Nacional del Comahue/ CONICET – Argentina

Apesar dessa diversidade.....

Abelhas: cerca de 20 mil espécies descritas

(Apis mellifera é apenas um)

Animais polinizadores não-apoideos...

• Seu papel tem sido geralmente pouco estudada ....

• Embora alguns sejam polinizadores quase exclusivas de algunos cultivos :

Durian - morcegos / aves

Cacau - moscas

Palma de dendê /atemóia /- besouros

A crise global

da polinização

¿Mito ou realidade?

"If the bee disappeared off the surface of

the globe then man would only have four

years of life left.“

Albert Einstein

Alta dependência de polinizadores na produção de alimentos.

Declínio global de polinizadores silvestres e abelhas domesticadas.

Diminuição do rendimento dos cultivos devido ao aumento da limitação de pólen.

A crise global da polinização

Base de datos de la FAO http://faostat.fao.org/site/408/default.aspx

• Série temporal de quase 50 anos

(1961-2007).

• Produção, área plantada e

produtividade dos diferentes cultivos.

• Número de colmeias de abelhas (Apis

mellifera) e produção de mel.





Polinizadores são responsáveis pela

produção de um terço da nossa alimentação

Alrededor de 87 de los 115 cultivos principales dependen

de polinizadores

~ 35% da produção agrícola

Klein, A.M-. et al. 2007. PRSB 274: 303-313.

Cultivo

Alm

endra

Manza

na

Giraso

lM

eló

n

Ará

ndano (blu

eberr

y)C

ere

zaG

uin

da

Pepin

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am

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om

elo

Lim

ón y

lim

a

Otros

cítric

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Pera

Ciruela

Mango

Café

Caca

o

Ará

ndano (cr

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arín

Mandarina

Palm

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Alc

ach

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Colif

lor

Zanahoria

Repollo

Gra

do

de

de

pe

nd

en

cia

(%

)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Templado leñoso 57.0 + 6.33%a

Tropical leñoso 41.1 + 4.54% a

Herbáceo 32.1 + 8.68% b

Pi .di

Producción total del cultivo i

Dependencia del cultivo i

7.000.000.0000 Mt

4-6%

Modificado de Aizen, M.A et. al. 2009. Ann. Bot. 103: 1579-1588.

Año

1960 1970 1980 1990 2000Deficit d

e p

roducció

n (

%)

0

2

4

6

8

Año

1960 1970 1980 1990 2000

0

2

4

6

8

Mundo desarrollado Mundo en desarrollo

Dependência total em apenas 13 dos 115 cultivos principais

~ 10% dos cultivos

Aizen , M.A. et al. 2009. Ann. Bot. 103: 1579-1588.

Mundo desarrollado

Año

1960 1970 1980 1990 2000Deficit d

e d

ivers

idad (

%)

0

2

4

6

J de Pielou

PIE de Hurlbert

Mundo en desarrollo

Año

1960 1970 1980 1990 2000

0

2

4

6





erá suplido por una mayor cantidad de horas-hombres.

Moderately fragmented systems (b)

Hedge's d

-1.2 -1.0 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4

Richness (13)

Abundance (20)

Extremely fragmented systems (a)

Hedge's d

-1.4 -1.2 -1.0 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4

Richness (17)

Abundance (31)

Figure 3

Moderately fragmented systems (b)

Hedge's d

-1.2 -1.0 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4

Richness (13)

Abundance (20)

Extremely fragmented systems (a)

Hedge's d

-1.4 -1.2 -1.0 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4

Richness (17)

Abundance (31)

Figure 3

Morales, C.L., M.P. Arbetman, S.A. Cameron y

M.A. Aizen. 2013. Rapid ecological replacement of

a native bumble bee by invasive species.

Frontiers in Ecology and the Environment 11: 529–

534.

Bombus dahlbomii

Bombus ruderatus

Bombus terrestris

EEUU

Año

1960 1970 1980 1990 2000

n

úm

ero

de c

olm

ena

s (

%)

-60

-40

-20

0y1961 = 5,514,000 colmenas

EEUU

Año

1960 1970 1980 1990 2000 n

úm

ero

de c

olm

enas (

%)

-60

-40

-20

0

y1961 = 5,514,000 colmenas

ex-URSS

Año

1960 1970 1980 1990 2000

-60

-40

-20

0

y1961 = 10,250,000 colmenas

China

Año

1960 1970 1980 1990 2000 n

úm

ero

de c

olm

enas (

%)

0

20

40

60

80

100

120

140 y1961 = 3,356,000 colmenas

Argentina

Año

1960 1970 1980 1990 2000

0

100

200

300

400

y1961 = 650,000 colmenas

Alemania

Año

1960 1970 1980 1990 2000 n

úm

ero

de c

olm

enas (

%)

-60

-40

-20

0

y1961 =1,997,000 colmenas

España

Año

1960 1970 1980 1990 2000

-50

0

50

100

150

200

250

y1961 = 728,100 colmenas

Modificado de Aizen, M.A & L.D. Harder. 2009. Curr. Biol. 19: 915-918.

Año

1960 1970 1980 1990 2000 n

úm

ero

de c

olm

enas (

%)

0

20

40

60

80

100

120

Global (G)

Sin el Bloque Soviético (-URSS)

Sin USA (-USA)

Año

1960 1970 1980 1990 2000 r

en

dim

ien

to d

e m

iel (%

)

-10

0

10

20

30

40

50

Global

Sin la ex-URSS

Sin USA (-USA)

Modificado de Aizen, M.A & L.D. Harder. 2009. Curr. Biol. 19: 915-918.

Modificado de Aizen, M.A. & L.D. Harder. 2009. C&IB 2: 464-466.

número de colmenas (%/yr)

-4 -2 0 2 4 6 8 10 p

roducció

n d

e m

iel (%

/yr)

-4

-2

0

2

4

6

8

10

12

14

número de colmenas(%/yr)

-1 0 1 2 3 4 p

roducció

n d

e m

iel (%

/yr)

-1

0

1

2

3

4

5

África

Asia

Europa

América del Norte y Central

Oceanía

América del Sur

y = 0.87+0.99x, r2= 0.63, p <0.0001 y = 1.11+0.75x, r2= 0.66, p <0.05

(22)

(14)

(19)

(13)

(9)

(10)





> Limitación polínica

Limitación polínica

Especies silvestres

Especies cultivadas

60%

Tratamiento de polinización

Natural + propio + alógamo

No

. fr

uto

s /

flo

r

0.00

0.02

0.04

0.06

0.08

0.10

a

bc

Modificado de Chacoff, N.P. et al. 2008. PRSB 275: 907–913.

Mundo desarrollado

Grado de dependencia

Alto Bajo Ninguno

Cre

cim

ien

to e

n r

en

dim

ien

to (

%/y

r)

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

(31)(23)

(15)

Mundo en desarrollo

Grado de dependencia

Alto Bajo Ninguno

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

(34)(27)

(21)

Predicción naïve

Tiempo

Rend

imie

nto

rela

tivo

Dependientes

No dependientes

Predicción pragmática

TiempoR

end

imie

nto

rela

tivo

Modificado de Aizen, M.A. et al. 2008. Curr. Biol. 18: 1572–1575.

Año

1960 1970 1980 1990 2000

Su

bm

ue

str

a d

e c

ult

ivo

s c

om

un

es

re

nd

imie

nto

(%

)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

Dependientes

No dependientes

Año

1960 1970 1980 1990 2000

0

20

40

60

80

100

120

140

160

Mundo desarrollado

1960 1970 1980 1990 2000

To

do

s l

os

cu

ltiv

os

re

nd

imie

nto

(%

)

0

20

40

60

80

Mundo en desarrollo

1960 1970 1980 1990 2000

0

20

40

60

80






(o novo paradigma)


(o novo paradigma)

• O aumento de ~ 25% na área total

cultivada nos últimos cinco décadas pode

ser atribuído, principalmente, ao cultivo

dos cultivos dependentes de

polinizadores.

Garibaldi et al. 2011 PNAS

1960 1970 1980 1990 20006

9

12

None

0-10%

10%

Year

Cro

p a

rea (x 1

00

8 H

a)

Mundo desarrollado

Año

1960 1970 1980 1990 2000

áre

a (

%)

-40

-20

0

20

40

60

80

100

Dependientes (D)

No dependientes (ND)

D1961

= 0.50 x108

ha

ND1961

= 2.25 x108

ha

Mundo en desarrollo

Año

1960 1970 1980 1990 2000

-40

-20

0

20

40

60

80

100 D1961

= 1.31 x108

ha

ND1961

= 4.28 x108

ha

Modificado de Aizen, M.A et al. 2008. Curr. Biol. 18: 1572–1575.


(o novo paradigma)

• Enquanto o “stock" de abelhas aumentou

aproximadamente 45% nos últimos cinco

décadas, a participação da agricultura

que depende de polinizadores fez em>

300%.

Modficado de Aizen, M.A. & L.D. Harder. 2009. Curr. Biol. 19: 915-918.

Año

1960 1970 1980 1990 2000

pro

du

cció

n a

grí

co

la (

%)

0

50

100

150

200

250

300

350

Dependientes

No dependientes

Miel

Modificado de Aizen, M.A. & L.D. Harder. 2009. Curr. Biol. 19: 915-918.

número de colmenas(%)

0 10 20 30 40 p

rodu

cció

n a

grí

co

la (

%)

0

50

100

150

200

250

300

350

1961

1971

19811991

2001


(o novo paradigma)

• A expansão rápida dos cultivos

polinizador dependentes pode ser

associado com um crescimento limitado

e maior variabilidade no seu rendimento.

0 20 40 60 80 100

-0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

(39)(20) (16) (18) (6)

(a)

Pollinator dependence (%)

Gro

wth

in

yie

ld (

%/y

r)

0 20 40 60 80 100

0

1

2

3

4

(39)(20) (16) (18) (6)

(b)

Pollinator dependence (%)

Gro

wth

in

are

a (

%/y

r)

-6 -4 -2 0 2 4 6

-5

0

5

10(c)

Growth in yield (%/yr)

Gro

wth

in

are

a (

%/y

r)

1960 1970 1980 1990 20006.0×1008

8.0×1008

1.0×1009

1.2×1009

(d)

Year

Cro

p a

rea (

Ha)

None

Little

Modest

Crecimiento en rendimiento (%/yr)

Cre

cim

ien

to e

n á

rea

(%

/yr)

001.0

)1log(15.082.0log

P

DepCV

6

8

11

16

A

0 5 25 65 95

CV

re

nd

imie

nto

(%

)

004.0

)1log(10.077.0log

P

DepCV

5

7

10

14

B

0 5 25 65 95

Dependencia de polinizadores (%)

CV

cre

cim

ien

to e

n

ren

dim

ien

to (%

)

Garibaldi, L. A et. al. 2011. PNAS 108: 5909–5914.

Ninguna

1960 1970 1980 1990 2000 20100.85

1.15

1.30

1.00

5%

1960 1970 1980 1990 2000 20100.85

1.15

1.30

1.00

25%

1960 1970 1980 1990 2000 20100.85

1.15

1.30

1.00

65%

1960 1970 1980 1990 2000 20100.85

1.15

1.30

1.00

95%

1960 1970 1980 1990 2000 20100.85

1.15

1.30

1.00

Cre

cim

ien

to e

n e

l re

nd

imie

nto

(yr-1

)

Año

Año

Dep

en

de

ncia

Garibaldi, L. A et. al. 2011. PNAS 108: 5909–5914.

Modificado de Aizen, M.A et. al. 2009. Ann. Bot. 103: 1579-1588.

Mundo en desarrollo

Año

1960 1970 1980 1990 2000

0

10

20

30

40

50

Mundo desarrollado

Año

1960 1970 1980 1990 2000Com

pesació

n e

n á

rea (

%)

0

10

20

30

40

50Promedio

Mínimo


(o novo paradigma)

• Os polinizadores selvagens são um

componente essencial na manutenção

do desempenho dos cultivos polinizador-

dependente.

Diversidade Produtividade

• Redundância

• Complementariedade

• Sinergismo

• Efeitos de amostragem


(o novo paradigma)

• A introdução de espécies de

polinizadores pode ter um efeito

indesejado sobre a polinização das

culturas.

,de Chile

,

Bombus terrestris

Apis mellifera

Aizen et al. 2014. New Phytologist (in press).

Number of germinated pollen grains

0 100 200 300 400 500

Num

ber

of

polle

n t

ubes

0

20

40

60

80

100

Harder, and Aizen.(en prep.).

Morales et al. 2013. Frontiers in Ecology and the

Environment 11: 529–534.

Bombus dahlbomii

Bombus ruderatus

Bombus terrestris

> polinização

Sáez et al. 2014. J. Appl. Ecol. (in press)




(o novo paradigma)

Rápida expansão dos cultivos polinizador-

dependente.

Aumento da demanda da capacidade global da

polinização.

Crescentes ameaças aos polinizadores

selvagens, devido à destruição do habitat (o que

poderia comprometer o rendimento futuro dos

cultivos).

A introdução de espécies de abelhas não

necessariamente reduziria o o déficit de

polinização.

Conclusões

A produção mundial de alimentos será

muito pouco afetada por um declínio nos

polinizadores.

O cultivo de espécies dependentes de

polinizadores é ambientalmente costoso.

A diversidade de polinizadores e

importante para agricultura.

Paisagens agrícolas heterogêneas

poderia ajudar a sustentar esambles

polinizadores diversos e abundantes.

Garibaldi et al. 2014. Frontiers in Ecology and the Environment (in press)

Agradecimentos

Lucas Garibaldi, Lawrence Harder

Nachu Chacoff, Lawrence Harder,

Alexandra Klein, Saul Cunningham

Agradecimentos

Luiz Dinnouti e organizadores do

II Workshop Agricultura e Polinizadores

Muito obrigado

Science

Marcelo Aizen - Mito e realidade da crise mundial da polinização Marcelo A. Aizen Universidad Nacional