Palm weevils and global challenges

By Aymer Andrés Vásquez-Ordóñez

Original version in Spanish. For English, see below.

Los picudos de las palmeras y los desafíos globales de la humanidad: el caso de las plagas emergentes

Las Naciones Unidas y organizaciones como The Millenium Project resaltan una serie de retos globales actuales y futuros. Uno de estos es hacer frente al creciente aumento de la población mundial y la disponibilidad de recursos alimenticios para sostenerla. Aunque parte de esta problemática es resultado de nuestras decisiones en la gestión de recursos alimenticios, como por ejemplo el establecimiento del costo de compra y venta condicionado por los mercados globales, los daños ocasionados por plagas artrópodos representan un gran desafío. Se ha estimado que estos organismos generan pérdidas del 18% al 26% en la producción agrícola mundial. La solución principal ejecutada durante los últimos cien años fue la aplicación de insecticidas, lo cual es menos efectivo a mediano y largo plazo por la aparición de resistencia en los artrópodos, sumado al considerable impacto que tienen estos agroquímicos en el medio ambiente y la salud humana. A esta situación se añade la capacidad invasora de muchas de estas especies, las cuales debido al comercio y movilidad internacional favorece la colonización de estos organismos exóticos hacia nuevos territorios. Ambos fenómenos dificultan el manejo de los cultivos y hacen que las labores de prevención sean una excelente alternativa.

Las actividades de prevención, según diferentes alianzas internacionales y gobiernos, se focalizan en detener la entrada de plagas a territorios determinados. Estas plagas pueden venir de otras regiones geográficas, tales como continentes o países muy distantes espacialmente (denominadas plagas invasoras) u originarse en la región donde se está realizando la actividad agrícola (plagas emergentes). Se ha dado un énfasis principal a las plagas invasoras, puesto que existen muy pocas investigaciones sobre plagas emergentes que justifiquen medidas preventivas para disminuir su aparición. En un artículo pionero sobre el origen de plagas emergentes, Shapiro y Masuda (1980) propusieron que la aparición de la mariposa Papilio zelicaon en cultivos de cítricos en California (Estados Unidos de América) fue ocasionado por un proceso de expansión geográfica de esta polilla mediado por la introducción de nuevas especies hospederas, así como ante la falta de hospedero que esta mariposa prefiere. Lo mismo se ha planteado en estudios posteriores con moscas tefrítidas. Sin embargo, no existe hasta el momento un estudio que haya profundizado en esta temática en un tiempo muy cercano a la aparición de una nueva plaga emergente, así como para la región tropical.

Grupo de Dynamis borassi en tallo de palmera de chontaduro (Bactris gasipaes) en el pacífico colombiano.

A group of Dynamis borassi on the stem of peach-palm (Bactris gasipaes) in the Colombian Pacific region.

Palma de chontaduro con evidencia de daño ocasionada por D. borassi y R. palmarum en el pacífico colombiano.

Peach-palm damaged by D. borassi y R. palmarum in the Colombian Pacific region.

El conjunto de investigaciones realizadas por científicos latinoamericanos (del que hago parte) sobre el picudo barrenador de la palmera Dynamis borassi ha permitido profundizar en el conocimiento del origen de una nueva plaga emergente. En las últimas dos décadas se documentó en la región pacífica de Colombia la muerte masiva de palmas de chontaduro (Bactris gasipaes), lo cual llevó a declarar una emergencia fitosanitaria en el país para su manejo. La producción de los frutos de esta palmera es muy relevante en la economía de cientos de familias de las regiones más apartadas, pobres y expuestas a problemáticas de conflicto armado en Colombia. Sin contar, que es un fruto de identidad cultural en algunas regiones del país.

Ante esta situación fitosanitaria, el gobierno colombiano determinó que el agente causal del daño fue el picudo Rhynchophorus palmarum porque es el insecto que se captura con mayor abundancia en las palmas afectadas, pero el grupo de investigadores mencionados logró determinar que el agente inicial del daño es D. borassi debido a que genera agujeros en la palma por dónde entra posteriormente R. palmarum, el cual se caracteriza por ser oportunista, aprovechando daños existentes en las plantas. Esto cambió la perspectiva de la problemática pues se está al frente de una especie (D. borassi) que, si bien atacaba ocasionalmente a esta palmera, nunca había sido documentada ocasionando daños con impactos económicos y mucho menos masivos en este cultivo.

El grupo de investigadores latinoamericanos recientemente evidenció que los procesos de deforestación, muy específicos sobre el bosque húmedo tropical colombiano, se relacionan con los mayores niveles de infestación de estos picudos. Esto permitió explorar explicaciones sobre la relación de la deforestación y niveles de daño de los picudos, entre las cuales la disminución de hospederos nativos de D. borassi fue considerada como la más probable. Por esta razón, los investigadores ingresamos a los bosques cercanos a los cultivos para conocer cuáles hospederos nativos son utilizados por este picudo. Los resultados de este trabajo permitieron realizar una conexión entre la deforestación que promueve la disminución del hospedero nativo de D. borassi (la palmera Oenocarpus bataua) y, por consiguiente, presiona a este picudo a utilizar un cultivo cercano como sucede con las palmas de chontaduro.

Investigador del grupo socializando las diferencias morfológicas de D. borassi y R. palmarum en la amazonía colombiana.

One of the researchers sharing morphological differences between D. borassi y R. palmarum in the Colombian Amazon.

Hasta la fecha, estamos ante un panorama muy interesante sobre la prevención de las plagas emergentes, puesto que aparentemente el picudo D. borassi proviene de un bosque nativo que tras experimentar procesos de deforestación conduce a la invasión de un cultivo cercano. Si consideramos la amplia diversidad de picudos, y otros artrópodos herbívoros, presentes en los ecosistemas naturales es posible que estemos ante un reservorio de nuevas plagas emergentes. Este escenario generaría un nuevo incentivo para la conservación de estos ecosistemas naturales, lo cual hasta el momento no es citado en la literatura de biología de la conservación. Todo lo anterior sugiere que la mejor manera de encarar los retos que tenemos como humanidad es una pizca de generación de soluciones innovadoras, así como como otra pizca de respeto y convivencia con el resto de la naturaleza, tal como los picudos de la palmera D. borassi lo están sugiriendo.

Grupo de investigadores junto a cosechadores de palmas de chontaduro durante muestreo del estudio en la amazonía colombiana.

Group of researchers with peach-palm growers during sampling in the Colombian Amazon

Agradecimientos

El proyecto de investigación fue financiado por fondos estatales de los gobiernos de Colombia, Argentina y México, mediante la financiación directa del proyecto, becas y salarios. También agradezco a Catalina Ruiz Domínguez y Lina Adonay Urrea Galeano por la revisión del documento y sus excelentes comentarios para mejorarlo.

Lecturas sugeridas

Bautista-Giraldo, M. A., Armbrecht, I. Vásquez-Ordóñez A. A. (2020). The weevil Dynamis borassi (Coleoptera: Curculionidae: Dryophthorinae) associated with native palms in forests and disturbed areas in Buenaventura, Colombia. Revista Colombiana de Entomología 46(2): e7721. https://doi.org/10.25100/socolen.v46i2.7721

Culliney, T.W. (2014) Crop losses to arthropods. In: Integrated pest management: pesticide problems, Vol. 3. Netherlands: Springer, pp. 201–225. https://doi.org/10.1007/978-94-007-7796-5_8

Gaviria, J., Montoya Lerma, J., Armbrecht, I., Löhr B. L., Vásquez-Ordóñez, A. A. (2021). Dynamis borassi (Coleoptera: Dryophthoridae) a new potential pest to the palms (Arecales: Arecaceae): an early warning for the palm producers. Florida Entomologist 104(2): 107–117. https://journals.flvc.org/flaent/article/view/126171

Graefe, S., Dufour, D., Van Zonneveld, M., Rodriguez, F., & Gonzalez, A. (2013). Peach palm (Bactris gasipaes) in tropical Latin America: implications for biodiversity conservation, natural resource management and human nutrition. Biodiversity and conservation 22: 269–300. https://doi.org/10.1007/s10531-012-0402-3

Shapiro A, Masuda K (1980) The opportunistic origin of a new citrus pest. California Agriculture 34: 4–5. https://calag.ucanr.edu/download_pdf.cfm?article=ca.v034n06p4

Smith J.J., Gavrilovic, V., Smitley, D.R. (2001) Native Vaccinium spp. and Gaylussacia spp. infested by Rhagoletis mendax (Diptera: Tephritidae) in the Great Lakes Region: a potential source of inoculum for infestation of cultivated blueberries. Journal of Economic Entomology 94: 1378–1385. https://doi.org/10.1603/0022-0493-94.6.1378

Sparks, T. C., Lorsbach, B.A. (2016) Perspectives on the agrochemical industry and agrochemical discovery. Pest Management Science 2016(73): 672–677. https://doi.org/10.1002/ps.4457

The Millenium Project (2024) The 15 Global Challenges (https://www.millennium-project.org/projects/challenges/)

Vásquez-Ordóñez, A. A., Löhr, B. L., Marvaldi, A. (2020). Comparative morphology of the larvae of the palm weevils Dynamis borassi (Fabricius) and Rhynchophorus palmarum (L.) (Curculionidae: Dryophthorinae): Two major pests of peach palms in the Neotropics. Papéis Avulsos de Zoologia 60: e202060. https://doi.org/10.11606/1807-0205/2020.60.special-issue.27

Vásquez-Ordóñez, A. A., Torres-López, W., Monmany-Garzia, A. C. (2024). A multi-scale approach to study palm-weevils in a tropical agroecosystem. Landscape Ecology, 39(3): 45. https://doi.org/10.1007/s10980-024-01796-1

English version

Palm weevils and humanity's global challenges: the case of emerging pests

The United Nations and organizations such as The Millennium Project highlight a number of current and future global challenges. One of these is to cope with the growing increase in the world's population and the availability of food resources to sustain it. Although part of this problem is the result of our decisions in managing food resources, such as the establishment of the purchase and sale cost conditioned by global markets, the damage caused by arthropod pests represents a great challenge. It has been estimated that these organisms generate losses of 18% to 26% in global agricultural production. The main solution implemented during the last hundred years was the application of insecticides, which is less effective in the mid and long term due to the appearance of resistance in arthropods, added to the considerable impact that these agrochemicals have on the environment and human health. Added to this situation is the invasive capacity of many of these species, which due to international trade and mobility favors the colonization of these exotic organisms towards new territories. Both phenomena make crop management difficult and make prevention an excellent alternative.

Prevention activities, according to different international alliances and governments, focus on stopping the entry of pests into certain territories. These pests can come from other geographic regions, such as continents or very spatially distant countries (called invasive pests) or originate in the region where agricultural activity is being carried out (emerging pests). A main emphasis has been given to invasive pests, since there is very little research on emerging pests that justify preventive measures to reduce their appearance. In a pioneering article on the origin of emerging pests, Shapiro and Masuda (1980) proposed that the appearance of the butterfly Papilio zelicaon in citrus crops in California (United States of America) was caused by a process of geographic expansion of this moth mediated by the introduction of new host species, as well as the lack of the preferred host of this butterfly. The same has been proposed in subsequent studies with tephritid flies. However, to date there is no study that has delved into this topic in a time very close to the appearance of a new emerging pest, as well as for the tropical region.

The investigations developed by Latin American scientists (of which I am part) on the palm borer weevil Dynamis borassi has allowed us to deepen our knowledge of the origin of a new emerging pest. In the last two decades, the massive death of peach palms (Bactris gasipaes) was documented in the Pacific region of Colombia, which led to the declaration of a phytosanitary emergency in the country for its management. The production of the fruits of this palm tree is very relevant in the economy of hundreds of families in regions that are remote, poor, and exposed to armed conflict problems in Colombia. Not to mention that it is a fruit of cultural identity in some regions of the country.

Given this phytosanitary situation, the Colombian government determined that the causal agent of the damage was the weevil Rhynchophorus palmarum because it is the insect that is most abundantly captured in the affected palms, but the aforementioned group of researchers managed to determine that the initial agent of the damage is D. borassi because it produces holes in the palm through which R. palmarum subsequently enters. Rhynchophorus palmarum is characterized by being opportunistic, taking advantage of existing damage to the plants. This changed the perspective of the problem since we are dealing with a species (D. borassi) that, although it occasionally attacked this palm tree, had never been documented causing damage with economic and much less massive impacts on this crop.

The group of Latin American researchers recently showed that deforestation processes, very specific to the Colombian tropical humid forest, are related to the highest levels of infestation of these weevils. This allowed us to explore explanations for the relationship between deforestation and levels of damage by weevils, among which the decrease in native hosts of D. borassi was considered the most likely. For this reason, researchers entered the forests near the crops to find out which native hosts are used by this weevil. The results of this work allowed us to make a connection between deforestation that promotes the decline of the native host of D. borassi (the palm tree Oenocarpus bataua) and, consequently, pressures this weevil to use a nearby crop as happens with peach palms.

To date, we are facing a very interesting landscape regarding the prevention of emerging pests, since apparently the weevil D. borassi comes from a native forest that, after experiencing deforestation processes, leads to the invasion of a nearby crop. If we consider the wide diversity of weevils and other herbivorous arthropods present in natural ecosystems, we may be facing a reservoir of new emerging pests. This scenario would generate a new incentive for the conservation of these natural ecosystems, which until now is not mentioned in the conservation biology literature. All of the above suggests that the best way to face the challenges we have as humanity is a pinch of generating innovative solutions, as well as another pinch of respect and coexistence with the rest of nature, such as the D. borassi palm weevils are suggesting.

Acknowledgements

The research project was supported by state funds from the governments of Colombia, Argentina ,and Mexico, through direct funding of the project, scholarships, and salaries. I also thank Catalina Ruiz Domínguez and Lina Adonay Urrea Galeano for reviewing the document and their excellent comments to improve it.