Seguimos con esta sección, agradecer de nuevo a Miguel Minguet, que está realizando las prácticas de empresa del Máster en Biotecnología Avanzada de la Universidad de Málaga con nosotros.

Compartimos el informe semanal, en esta ocasión trata el tema de la polinización y el valor económico de los polinizadores. Para nosotros el principal producto de las abejas, es la polinización, y nos alegra que cada vez más se hable de los servicios ecosistémicos, esperamos que poco a poco la sociedad tenga más en cuenta esta importancia y por eso seguiremos impartiendo talleres y/o cursos y además divulgando a través de las redes sociales, donde podéis seguirnos a través de nuestras redes: Facebook, YouTube, Twitter o Instagram:

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La polinización y su valor económico

La polinización consiste en la transferencia de información genética entre plantas a través del polen, y se requiere para la producción de un amplio rango de cultivos, incluyendo frutas, nueces y fibra. También, la polinización incrementa la producción de cultivos como el café o las naranjas (Gordon and Davis, 2003), por lo que es un servicio crítico para la producción agrícola y la forma de vida de las personas. En los últimos años se ha producido un descenso en la provisión de este servicio, debido a la intensificación de la agricultura, el uso de monocultivos, los parásitos y las enfermedades o los pesticidas (Biesmeijer, Roberts and Reemer, 2006).

Hay una necesidad de que entendamos la polinización como un elemento crítico de la cadena alimenticia. Uno de los mecanismos disponibles para concienciar a los granjeros y a los políticos de la conservación y el uso sostenible de los servicios de polinización es el cálculo de su valor económico. Sin embargo, las estimaciones sobre el valor económico de la polinización varían ampliamente. Por tanto, hay una necesidad de revisar los métodos de evaluación potenciales y de analizar nuestro conocimiento actual de la polinización (Hein, 2009).

A escala local, la polinización le genera beneficios al productor. En la escala nacional, este servicio asegura el aprovisionamiento de alimentos. En estas escalas, los excedentes de los consumidores y de los productores del servicio varían, por lo que deben de considerarse distintos métodos de evaluación. El estudio de Hein, 2009 se centra en la polinización por insectos, porque estos animales son las especies más importantes que actúan como polinizadores (Wardell et al., 1997). Igualmente, el estudio (Hein, 2009) solo toma en consideración el impacto de la polinización en la producción agrícola, puesto que hay muy poca información sobre los beneficios económicos de la polinización en ecosistemas no-agrícolas (Costanza et al., 1997).

Los ecosistemas se pueden definir en un amplio rango de escalas espaciales (Tansley, 1935). Este rango va desde una pequeña parcela de menos de un metro cuadrado hasta un bosque boreal de varios miles de kilómetros. En ecología, es una práctica común el distinguir un rango de escalas ecológicas definidas espacial y temporalmente (Holling, 1992). Los servicios ecosistémicos son los bienes o servicios que un ecosistema proporciona a la sociedad (Costanza et al., 1997), se generan en todas las escalas ecológicas y dependen del funcionamiento de procesos ecológicos en un rango de escalas temporales y espaciales. Por ejemplo, la producción de cultivos irrigados depende de la actividad de microorganismos en la escala de la plantación, del aporte de agua, que depende de procesos que tienen lugar a nivel paisajístico, y de la temperatura y las precipitaciones, que dependen de procesos que operan a nivel de la bioma del globo (Hein, 2009).

Los hogares dependen de servicios ecosistémicos para obtener ingresos (es el caso de los pescadores, los guías ecoturísticos…). Las agencias gubernamentales están implicadas en la gestión de los ecosistemas y en regular el acceso a los servicios que proporcionan. Estas agencias también reciben ingresos de servicios ecosistémicos específicos (como las entradas de un parque natural). El análisis de servicios ecosistémicos a través de escalas requiere una especificación de la escala ecológica en la que dicho servicio se genera , y la escala institucional de los accionistas que se benefician del proceso (Limburg et al., 2002). La polinización tiene lugar a nivel de la comunidad vegetal, dentro del campo de cultivo. Sin embargo, el apoyo a este servicio depende del funcionamiento y las características del ecosistema, que alberga poblaciones de polinizadores. Los beneficiarios de este servicio son los granjeros, y, a una escala institucional más alta, los consumidores locales y nacionales de los cultivos polinizados.

El bienestar generado por un servicio ecosistémico se determina por la utilidad agregada obtenida por los individuos como resultado de la provisión de dicho servicio. El bienestar resultante de la provisión de un servicio ecosistémico depende por tanto de los excedentes del productor y del consumidor. El excedente del consumidor  se define como ‘el exceso de precio que un consumidor estaría dispuesto a pagar para no quedarse sin su objeto, sobre el precio que realmente paga’ (Willig, 1976). El excedente del consumidor generado por un servicio ecosistémico es igual a la utilidad agregada adquirida por el consumidor del servicio menos los costes agregados o los esfuerzos requeridos para adquirir dicho servicio.

El excedente del productor indica la cantidad de bienestar que un productor adquiere a un nivel de producción dado por un precio de mercado dado. El excedente del productor puede aproximarse según la diferencia entre los ingresos brutos del productor y sus costes de producción, y es necesario tenerlo en cuenta si hay costes relacionados con la cosecha o con el procesamiento del bien o servicio, o si el servicio ecosistémico se usa con alimentación en un proceso de producción.

Los excedentes de los consumidores y de los productores dependen de la curva de la demanda (D). Una reducción en el servicio de polinización puede reducir la producción agrícola y desplazar la curva de suministro (S) hacia la izquierda (S’). En otras palabras, los granjeros obtendrán una cosecha menor con mayores costes de producción. En consecuencia, se alcanza un nuevo equilibrio de mercado, con un precio de la comida más alto y con una menor cantidad de comida en el mercado.

El valor de la polinización de cultivos no puede ser entendido separadamente del proceso de producción agrícola, que depende de una gama de inputs que incluyen trabajo, capital, tierra, semillas, fertilizantes y, para algunas plantas, polinización. Por tanto, el enfoque de la función de producción es el método de cuantificación más aplicable al servicio de polinización (Freeman, Herriges and Kling, 2003). Se ha propuesto otro método de cuantificación del valor del servicio de polinización: el método del coste del reemplazo (Allsopp, de Lange and Veldtman, 2008). Este método estima el valor de un servicio ecosistémico al coste de obtener los mismos beneficios de forma distinta.

El enfoque de la función de producción tiene dos pasos: primero se determinan los efectos físicos de cambios en el suministro de servicios ecosistémicos. Después, esos efectos se cuantifican en términos del correspondiente cambio en el output vendido de la actividad correspondiente (Hein, 2009). Este método se aplica al servicio de polinización para un proceso de producción agrícola cuyo output (y) depende de un servicio ecosistémico como la polinización (e). El bienestar social (producción más excedente del consumidor) generado por la producción de y es W(y). En una economía ideal, asumiendo que cada granjero es un tarificador de precios, la producción competitiva de equilibrio y* se alcanza en el óptimo de bienestar (Freeman, Herriges and Kling, 2003). Considerando las condiciones de primer orden para la función de bienestar, un cambio en el bienestar para un cambio marginal en el suministro de un servicio ecosistémico que se puede expresar como:

δy/δe es el incremento de y qué ocurriría si todos los demás inputs fueran constantes (Freeman, Herriges and Kling, 2003). En caso de un cambio no marginal en el suministro del servicio ecosistémico e, se requiere la integración de la función en función de e. Esto requiere de un análisis de las funciones de producción y de coste, a la vez que de la producción de equilibrio y* en función de los distintos niveles de e. Por tanto, para cambios no marginales, analizar el valor del servicio de polinización requiere construir las curvas de demanda y suministro.

Así, el método de cuantificación funciona de forma distinta a nivel local que a nivel nacional. Si se analiza el valor local de la polinización, los precios de factores y productos no se ven afectados por cambios en el servicio de la polinización, en particular si el cultivo se produce para el mercado nacional o para el global. En ese caso, se puede asumir que un cambio en la polinización tiene un impacto marginal en el bienestar social W. Como no hay efecto del precio, el excedente del consumidor se puede aproximar a cero, y el cambio en el valor económico generado será el resultado de un cambio en el excedente de producción solo. El valor generado por la polinización a corto plazo en una granja se puede calcular con la siguiente fórmula:

Siendo W el bienestar en euros, S el área de producción en hectáreas, Δq el incremento de la productividad a consecuencia de la polinización, en kg/ha, p el precio de la cosecha a pie de granja en €/kg, y c los costes variables relacionados con la cosecha, en €/kg.

Esta ecuación es sólo válida a corto plazo. A largo plazo, en caso de una reducción en la producción de cultivo Δq después de perder el servicio de polinización, el granjero puede cambiar a métodos de producción alternativos o a cultivos alternativos para reducir costes fijos. A nivel nacional, el impacto en el suministro medio del mercado no se puede seguir ignorando, y hace falta calcular los cambios en el excedente del consumidor. Por tanto, hace falta construir una curva de demanda basada en los datos históricos de precios. El excedente del productor también hay que tenerlo en consideración.

Un cultivo en el que la polinización se ha estudiado en profundidad es el café, porque es el cultivo de más alto valor. Está claro que la polinización contribuye significativamente a la producción del café (Roubik, 2002). Ricketts estudió el valor local de la polinización en una plantación de café en Costa Rica. Este autor llegó a la conclusión de que la polinización enriquecida de las plantas de café que se encuentran en los lindes de bosques causaba que su producción aumentara un 20,8% más que la de las plantas del centro de la plantación. Ricketts reportó que el excedente anual generado por los parches de bosque que quedan en la plantación fue de 62.000 dólares, lo que representa el 7% de los ingresos de la plantación (Ricketts et al., 2004).

Hay algunos estudios que analizan el valor de los servicios de polinización a escala nacional, en particular, para Estados Unidos, algunos países europeos, Australia y Nueva Zelanda. Para estos países, hay relativamente mucha información sobre el impacto de la polinización en la productividad del cultivo (el primer paso del método del factor de producción). No hay demasiados estudios que analicen el valor económico de la polinización, en particular a grandes escalas.

Southwick y Southwick (1992) consideran los excedentes de los consumidores y de los productores relacionados con el servicio de polinización con respecto a la polinización de cultivos en los EE.UU. Los autores asumen que el excedente de los productores relacionado con la polinización es cero. También asumen que todos los beneficios de la polinización se acumulan en los consumidores, principalmente porque la polinización reduce los precios de los productos agrícolas. Basados en 20 años de datos de precios y de consumo, los autores estiman la curva de demanda para 50 cultivos distintos. Tomando como base estas aproximaciones, calculan el valor total de la polinización de las abejas, que resulta ser de 6 mil millones de dólares (Southwick and Southwick  Jr., 1992).

Giannini et al., 2015, estima el valor económico de la polinización al año para cada cultivo existente en Brasil. Los autores analizan 141 cultivos y encuentran que 85 dependen de los polinizadores. La contribución económica de los polinizadores constituye el 30% del total anual de los ingresos que producen los cultivos dependientes del servicio, que es igual a 45 mil millones de dólares, aproximadamente. No obstante, la mitad de estos ingresos corresponden a cultivos de soja, que se considera que tiene una dependencia moderada de los polinizadores, aunque esta dependencia puede variar entre las distintas variedades que se cultivan en Brasil. Además, no existe información  sobre la dependencia de la polinización de algunos cultivos, hay una necesidad urgente de investigación básica sobre biología reproductiva y ecología de la polinización (Giannini et al., 2015).

A pesar de que los servicios de polinización aumentan la productividad de las pequeñas explotaciones agrícolas subsaharianas, sus valores siguen sin conocerse. En el estudio de Tibesigwa et al., 2019, los autores desarrollan una evaluación empírica representativa mediante la integración de los datos representativos de paneles a nivel de parcela con mapas de cobertura terrestre espacial y temporal, para identificar la contribución de los polinizadores silvestres a los ingresos de los cultivos. Los resultados de sus estimaciones revelan contribuciones distintas y robustas de los hábitats naturales de los polinizadores silvestres a los ingresos de las plantaciones, donde los hábitats próximos a las plantaciones aportan más valor a los cultivos que los que están lejos.

Al comparar entre cultivos dependientes de la polinización y cultivos independientes, Tibesigwa et al., (2019) encuentran que los efectos positivos  de los hábitats naturales sólo se dan en plantas dependientes de la polinización, mientras que en las independientes no se observan beneficios. Los autores concluyen la evaluación empírica usando sus estimaciones para evaluar los cambios en los ingresos asociados con la reducción del hábitat durante 2008-2013. Este cambio en los hábitats naturales de los polinizadores silvestres ha reducido los ingresos de los cultivos como mucho al 29% (media) y al 4% (mediana). El estudio de Tibesigwa et al., (2019) es la primera evaluación  empírica que usa pequeñas plantaciones nacionalmente representativas para evaluar el valor de los servicios ecosistémicos de polinización silvestre naturalmente disponibles. Los resultados de Tibesigwa et al., (2019), resaltan los beneficios ya documentados de la conservación forestal, porque conserva los hábitats naturales de los polinizadores y por extensión, a sus habitantes, que juegan un rol importante aumentando la producción de las pequeñas plantaciones.

Es necesaria la conservación de la diversidad de los insectos polinizadores, porque una reducción en la población de polinizadores puede provocar una reducción de la producción agrícola y de la vegetación, además de la extinción de un número de especies vegetales. El valor económico de la polinización apícola se determina obteniendo el valor de la porción de plantas producidas gracias a este servicio ecosistémico (Sanjerehei, 2014). Este valor se calcula con la producción total y el valor de cada cultivo, con la dependencia de cada cultivo en la polinización y con la proporción de abejas silvestres respecto de las abejas de la miel. El valor económico estimado de la polinización por las abejas en Irán por Sanjerehei, (2014) es de 6,59 mil millones de dólares, de los cuales 5,75 se atribuyen a las abejas de la miel y 0,87 mil millones se atribuyen a abejas nativas. El valor de los cultivos polinizados corresponde al 25% del total de los cultivos y a 54 veces el valor de la producción de miel en Irán. El uso de técnicas de producción orgánicas y de pesticidas y herbicidas menos tóxicos y más selectivos, la construcción de nidos para polinizadores y la introducción de una gran variedad de plantas nativas pueden ayudar a conservar un nivel de diversidad alto entre las especies de abejas polinizadoras (Sanjerehei, 2014).

Costanza et al. (1997) aporta un valor estimado de 117 mil millones al año para todos los servicios ecosistémicos de polinización globales. Richards, (1993) cifra el valor de la polinización para la agricultura global en 200 mil millones de dólares por año. Gallai et al., (2009) estima el valor económico de los servicios de polinización globales en 153 mil millones de euros.

 

El impacto de los insecticidas en las abejas y sus consecuencias para la polinización

Mantener las relaciones entre plantas y polinizadores es vital para la estabilidad del ecosistema. Los insecticidas pueden perturbar estas interacciones, con consecuencias para la polinización que todavía no están muy bien estudiadas. Aquí discutiremos los efectos potenciales del impacto letal o subletal que causa el uso de insecticidas en los servicios de polinización llevados a cabo por las abejas. Se examinará cómo los polinizadores se ven afectados por los insecticidas (Brittain and Potts, 2011).

La producción de comida en agro-ecosistemas a menudo implica la aplicación de insecticidas, que pueden dañar a muchas especies de insectos que proporcionan servicios de polinización. Los insecticidas son el grupo de pesticidas que suponen un riesgo directo mayor para los polinizadores. La exposición a los insecticidas puede tener efectos letales (Greig-Smith et al., 1994) o sub-letales (Morandin et al., 2005) en el comportamiento y la fisiología de los polinizadores.

Uno de los mejores ejemplos de la aplicación de un insecticida que afecta a la polinización es la reducción del cultivo de arándanos en New Brunswick, Canadá, que está ligada a una reducción de las poblaciones de polinizadores y de su diversidad, debido a la aplicación del insecticida fenitrotión (Kevan, 1975). Un incremento en la mortalidad debido al impacto de los insecticidas puede reducir la frecuencia de visitación de las abejas a las plantas florales y la diversidad de visitantes, lo que, en algunos casos como en el de la fresa, reduce la calidad del fruto. Las plantas florales que más afectadas se verán por un impacto negativo en la polinización son aquellas polinizadas por un género de insectos en particular, como la fruta de la pasión y la vainilla.

Los insecticidas tienen una gama de efectos sub-letales en los insectos, que pueden afectar a su eficacia como polinizadores (Brittain and Potts, 2011). Las abejas necesitan orientarse para buscar comida y comunicar la ubicación de las fuentes de comida a otros miembros de la colmena. Después de la exposición a insecticidas se ha observado una reducción en las habilidades de orientación en las abejas Apis mellifera (Desneux, Decourtye and Delpuech, 2006). Yang et al., 2009 observó que los ejemplares de A. mellifera a los que se les administró un insecticida presentaban retrasos en los viajes de aprovisionamiento. Ramirez-Romero, Chaufaux y Pham-Delègue, 2005 observaron reducciones en la búsqueda de alimento en aproximadamente entre el 20 y el 60% de las abejas expuestas a insecticidas. Otro estudio del mismo autor, (Ramirez-Romero et al., 2008) también observó efectos negativos en el comportamiento de las abejas con respecto a la alimentación y en el aprendizaje olfativo en A. mellifera. Además, se ha documentado una reducción en la esperanza de vida de los polinizadores expuestos a insecticidas (MacKenzie and Winston, 1989), que puede reducir el número de polinizadores a largo plazo.

Como ya se ha comentado antes, los efectos letales de los insecticidas pueden reducir el número de polinizadores y alterar la composición de sus comunidades. Los efectos sub-letales podrían tener un efecto comparable respecto a la polinización, puesto que si la comunicación, la navegación, la actividad de aprovisionamiento de las abejas se ven alteradas, la frecuencia de visitadores de las flores o su efectividad  para polinizar también cambiarían (Brittain and Potts, 2011). El impacto de una reducción en el servicio de polinización puede variar entre que no haya ningún efecto observable y la extinción de la especie vegetal por la reducción de su reproducción. Un ejemplo lo tenemos en Canadá, donde se observó que una planta perdía fecundidad por la aplicación de un insecticida que incrementa la mortalidad de los polinizadores (Thomson, Plowright and Thaler, 1985).

 

El impacto de los insecticidas en la salud humana

Aunque los pesticidas han beneficiado a la especie humana incrementando la producción agrícola y controlando enfermedades infecciosas, su uso extensivo puede provocar daños en los humanos y perturbar la función de distintos órganos del cuerpo. Hay numerosas evidencias del vínculo de la exposición a pesticidas con la incidencia de enfermedades crónicas humanas.  La revisión de Mostafalou y Abdollahi, (2013) discute la asociación de la exposición a pesticidas con la incidencia de diferentes tipos de enfermedades crónicas.

Las enfermedades crónicas se caracterizan por su progresión lenta y su larga duración, y son consideradas la primera causa de mortalidad en el primer mundo: representan el 60% de todas las muertes (Mostafalou and Abdollahi, 2013).

Cáncer

Los primeros informes que asociaban a los pesticidas con el cáncer se presentaron hace 50 años y en ellos prevalecían los cánceres de pulmón y de piel en los granjeros que habían usado pesticidas en campos de vid (Roth, 1958). Durante el medio siglo pasado, se han llevado a cabo un amplio espectro de estudios basados en poblaciones en este respecto, por lo que ha habido un progreso significativo en el entendimiento de la relación de los pesticidas con la incidencia de distintos tipos de tumores (Penel, 2007). Gracias a la investigación en la materia, hoy en día la exposición a bajas dosis de pesticidas se considera uno de los factores de riesgo importantes para la expansión del cáncer.

Defectos congénitos

Los defectos de nacimiento o congénitos son anormalidades estructurales o funcionales existentes en el nacimiento o antes y que causan discapacidades mentales o físicas. Cualquier sustancia que pueda inducir defectos de nacimiento se llama teratógeno. Las primeras evidencias de la asociación de anomalías congénitas con el uso de pesticidas son las que sitúan al DDT y otros compuestos organoclorados como la causa de los defectos congénitos en la vida salvaje de los grandes lagos Laurentianos (Hamlin and Guillette, 2010). Estas evidencias se vieron reforzadas después de que salieran estudios asociando la elevada tasa de defectos congénitos en áreas de Vietnam pulverizadas con defoliantes como el agente naranja, compuesto por herbicidas fenoxi, que incluyen pequeñas cantidades de una dioxina muy tóxica como subproducto (Ngo et al., 2006). En la actualidad, hay muchas evidencias epidemiológicas que relacionan exposiciones pre- y postnatales a pesticidas con defectos congénitos (Weselak, Arbuckle and Foster, 2007).

Trastornos reproductivos

Los trastornos reproductivos se definen como enfermedades que afectan a las capacidades reproductivas del sistema reproductor. Hay grandes cuerpos de literatura que detallan los efectos adversos de la exposición a pesticidas tanto en el sistema reproductor masculino como en el femenino (Shojaei Saadi and Abdollahi, 2012). Las disfunciones más comunes reportadas inducidas por la exposición crónica a pesticidas son: reducción de la fertilidad en ambos sexos, efectos antiandrogénicos, tasas elevadas de aborto natural, ratio sexual alterado y cambios en el patrón de maduración (Frazier, 2007). La interferencia con funciones del sistema endocrino está implicada en la mayoría de pesticidas con toxicidad reproductiva (Tiemann, 2008).

Parkinson

La enfermedad de Parkinson es un trastorno motor progresivo del sistema nervioso central caracterizado por la degeneración de neuronas dopaminérgicas. La causa de la degeneración no está bien establecida, pero los estudios post-mortem realizados indican que el estrés oxidativo y la disfunción mitocondrial juegan un rol importante en el desarrollo de esta enfermedad. Hay muchos estudios poblacionales que demuestran una mayor incidencia de la enfermedad de Parkinson en la gente expuesta a pesticidas (Freire and Koifman, 2012). Un nuevo meta-análisis publicado por van der Mark et al., (2012) revisa la literatura actualizada, incluyendo 39 estudios caso-control, cuatro estudios de cohortes y tres estudios cros-seccionales y encuentra que la exposición a insecticidas y herbicidas puede provocar un riesgo mayor de contraer la enfermedad de Parkinson. Además, se han encontrado niveles altos de algunos pesticidas en el suero de algunos pacientes con Parkinson (Richardson et al., 2009).

Alzheimer

La evidencia implica el rol de los pesticidas con el desarrollo de la enfermedad de Alzheimer. La mayoría de los estudios llevados a cabo en este respecto son relativamente pequeños y vagos hasta que un estudio poblacional longitudinal por cohortes se publicó en 2010 (Jones, 2010). Las personas mayores que participaron en el estudio demostraron una mayor tasa de actuación cognitiva y más riesgo de contraer la enfermedad de Alzheimer. En otro estudio, los autores encontraron una asociación directa y significativa entre la exposición ocupacional a los organofosforados y a los inhibidores de la acetilcolinesterasa y el desarrollo tardío de Alzheimer.

 

Bibliografía

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