| Tesis Doctorales de la Universidad de Alcalá |
| ECOLOGÍA TÉRMICA DE ARTRÓPODOS PLAGA: PATRONES DE RIESGO Y OPORTUNIDAD EN LOS
SISTEMAS AGRÍCOLAS FRENTE AL CALENTAMIENTO GLOBAL | | Autor/a | San Segundo Molina, Darío | | Departamento | Ciencias de la Vida | | Director/a | Morales Castilla, Ignacio | | Codirector/a | Villén Pérez, Sara | | Fecha de defensa | 10-07-2026 | | Calificación | Sobresaliente cum laude | | Programa | Ecología, Biodiversidad y Cambio Global (RD 99/2011) | | Mención internacional | No | | Resumen | Las plagas de artrópodos provocan pérdidas cuantiosas en el rendimiento de los cultivos a escala global. Como la temperatura afecta a las tasas biológicas de estas plagas, se prevé que el calentamiento aumente el tamaño de sus poblaciones, expanda su distribución geográfica y prolongue sus períodos de actividad. Con la globalización, estas especies pueden introducirse con mayor facilidad en nuevas regiones, y pueden llegar a convertirse en invasoras si las condiciones ambientales y los recursos son adecuados. Anticipar estas dinámicas requiere desarrollar modelos robustos para estas respuestas a la temperatura a grandes escalas, así como herramientas aplicadas que orienten la investigación y la toma de decisiones.
Esta tesis aborda aspectos clave de la biología térmica y la ecología de las plagas de artrópodos. La Introducción sintetiza la evidencia sobre la dependencia térmica de las respuestas biológicas en distintos taxones y niveles de organización, revisa hipótesis macrofisiológicas que explican los patrones biogeográficos de los ectotermos, describe enfoques de modelización basados en datos fisiológicos y presenta los sistemas de estudio de los capítulos posteriores.
El capítulo 2 recopila datos publicados sobre el desarrollo de Pieris rapae a distintas temperaturas y ajusta curvas de rendimiento térmico para predecir la fenología, validadas con datos de seguimiento a largo plazo. Hallamos que estos modelos permiten predecir de forma fiable los patrones fenológicos a escalas amplias cuando la biología térmica de la especie está bien caracterizada. El capítulo 3 construye una base de datos de tasas de crecimiento intrínsecas de múltiples plagas medidas en laboratorio a diferentes temperaturas. Tras ajustar curvas de rendimiento térmico para estimar los nichos térmicos fundamentales, se predicen cambios en fitness bajo escenarios climáticos actuales y futuros. Los resultados apuntan a un aumento general del fitness bajo calentamiento, aunque las poblaciones tropicales podrían experimentar estrés térmico debido a la variación latitudinal asimétrica de los límites térmicos. Los capítulos 4 y 5 desarrollan herramientas predictivas. El capítulo 4 presenta el paquete de R mappestRisk, que facilita el ajuste de curvas de rendimiento térmico y el cálculo de un índice de riesgo (número de meses óptimos para el desarrollo) para generar mapas espaciales. El capítulo 5 introduce la base de datos CropMED, que recopila la distribución de más de 400 cultivos en la cuenca mediterránea, Oriente Próximo y Europa a nivel provincial, permitiendo incorporar la disponibilidad de cultivos en la evaluación del riesgo. El capítulo 6 integra estos enfoques en un análisis multiespecífico. A partir de datos de biología térmica de plagas de cuarentena interceptadas en puertos europeos, se ajustan curvas y se elaboran mapas de riesgo agregados por plaga, país y cultivo. Los resultados identifican la cuenca mediterránea y Oriente Próximo como regiones favorables para el desarrollo de múltiples especies, especialmente en frutales y hortalizas de fruto. Para 2050, se prevé una expansión de estas amenazas tanto geográfica (hacia mayores latitudes y altitudes) como temporal (con estaciones favorables más largas).
En conjunto, esta tesis aporta: (1) un marco teórico para comprender las respuestas de las plagas al calentamiento; (2) herramientas aplicadas —bases de datos, software e índices— para integrar la ecología térmica en la evaluación del riesgo; y (3) ejercicios de modelización a gran escala que amplían el conocimiento sobre la dinámica de las plagas bajo cambio climático. Estas contribuciones integran la ecología térmica, la biogeografía y la ciencia de plagas, y abren nuevas vías para anticipar y mitigar sus impactos en la agricultura global. |
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