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Daño a las plantas de ozono: cómo reparar el daño por ozono en las plantas de jardín

Daño a las plantas de ozono: cómo reparar el daño por ozono en las plantas de jardín


Por: Jackie Carroll

El ozono es un contaminante del aire que es esencialmente una forma muy activa de oxígeno. Se forma cuando la luz solar reacciona con los gases de escape de los motores de combustión interna. El daño causado por el ozono a las plantas ocurre cuando el follaje de la planta absorbe el ozono durante la transpiración, que es el proceso de respiración normal de la planta. El ozono reacciona con compuestos dentro de la planta para producir toxinas que afectan a la planta de diversas formas. El resultado es un rendimiento reducido y decoloraciones desagradables, como manchas plateadas en las plantas.

Cómo reparar los daños causados ​​por el ozono

Las plantas sometidas a estrés tienen más probabilidades de verse gravemente afectadas por el daño del ozono y se recuperan lentamente. Trate las plantas dañadas proporcionando condiciones lo más cercanas a las ideales para la especie como sea posible. Riegue bien, especialmente en los días calurosos, y fertilice a tiempo. Mantenga el jardín libre de malas hierbas para que las plantas no compitan por la humedad y los nutrientes.

El tratamiento de las plantas dañadas por el ozono no corregirá el daño que ya está hecho, pero puede ayudar a la planta a producir un follaje nuevo y saludable y ayudar a prevenir enfermedades e insectos que normalmente atacan a las plantas débiles y dañadas.

Daño a la planta de ozono

Hay una serie de síntomas asociados con el daño de la planta de ozono. El ozono daña primero el follaje que está casi maduro. A medida que avanza, las hojas más viejas y más jóvenes también pueden sufrir daños. Los primeros síntomas son punteados o pequeñas manchas en la superficie de las hojas que pueden ser de color tostado claro, amarillo, rojo, marrón rojizo, marrón oscuro, negro o morado. Con el tiempo, las manchas crecen juntas para formar grandes áreas muertas.

Aquí hay algunos síntomas adicionales que puede ver en plantas con daño por ozono:

  • Es posible que vea manchas blanqueadas o plateadas en las plantas.
  • Las hojas pueden volverse amarillas, bronceadas o rojas, lo que inhibe su capacidad para realizar la fotosíntesis.
  • Los cítricos y las hojas de parra pueden marchitarse y caerse.
  • Las coníferas pueden presentar manchas de color marrón amarillento y quemaduras en las puntas. Los pinos blancos a menudo están atrofiados y amarillos.

Estos síntomas se asemejan mucho a los de una variedad de enfermedades de las plantas. Su agente de extensión cooperativo local puede ayudarlo a determinar si los síntomas son causados ​​por daño o enfermedad del ozono.

Dependiendo de la extensión del daño, las plantas pueden tener rendimientos reducidos. Las frutas y verduras pueden ser pequeñas porque maduran demasiado pronto. Es probable que las plantas superen el daño si los síntomas son leves.

Este artículo se actualizó por última vez el

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El daño por contaminación del aire es más común en áreas urbanas, pero también puede ocurrir en áreas suburbanas y rurales a sotavento de los sitios industriales. La gravedad del daño a las plantas causado por la contaminación del aire varía con la hora del día y con las condiciones ambientales como el calor, las condiciones del viento, la luz solar y el tipo de suelo. El ozono, el PAN y el dióxido de azufre son contaminantes comunes del aire.


Daño por ozono en cultivos de cucurbitáceas

Las pequeñas manchas de color blanco a bronceado en las hojas del turbante de calabaza turca en las siguientes fotografías se deben al ozono. Fueron capturados el 6 de agosto de 2004.

El tejido necrótico (marrón) entre las nervaduras de la hoja de sandía que se encuentra debajo es el resultado del daño causado por la exposición a una alta concentración de ozono.

La exposición al ozono causó las pequeñas manchas blancas en las hojas de calabaza en las siguientes fotografías. A veces, parte del limbo de una hoja no se lesiona debido al cierre de los estomas.

A principios de agosto de 2008, cuando el ozono alcanzó concentraciones lo suficientemente altas como para causar lesiones, las plantas generalmente se marchitaban bajo las condiciones cálidas y secas, por lo que los estomas se cerraron, lo que limitó la entrada de ozono a las hojas y, por lo tanto, se observó muy poco daño.

Contacto

Margaret McGrath, profesora asociada
Centro de Extensión e Investigación Hortícola de Long Island
Riverhead, NY 11901-1098
(631) 727-3595
Correo electrónico: [email protected]

Oportunidades de investigación

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Efectos de la contaminación del aire en las verduras

La quema de carbón y otros combustibles fósiles da lugar a diversos contaminantes químicos como el SO2 (dióxido de azufre), NOx (óxidos de nitrógeno como nitrito, nitrato, etc.), O3 (ozono) así como una variedad de otros hidrocarburos. El ozono y el nitrato de peroxiacetilo (PAN) que se producen en estas reacciones pueden resultar nocivos para las plantas según la concentración y la duración de la exposición. El ozono causa hasta el 90 por ciento de los daños por contaminación del aire a la vegetación en los Estados Unidos e influye negativamente en el crecimiento y desarrollo de las plantas, lo que provoca una disminución en el rendimiento. El daño por ozono a las sandías es común en el área del Atlántico medio. Después del ozono, el PAN es el siguiente contaminante atmosférico más fitotóxico.

Movimiento de contaminantes hacia las plantas

La mayoría de los gases contaminantes ingresan a las hojas a través de los estomas, siguiendo la misma ruta que el CO2. El NOx se disuelve en las células y da lugar a iones nitrito (NO2 -, que es tóxico a altas concentraciones) e iones nitrato (NO3– que entran en el metabolismo del nitrógeno de la planta como si fueran absorbidos por las raíces). En algunos casos, la exposición a la contaminación, particularmente al SO2, hace que los estomas se cierren, lo que protege a la hoja contra una mayor entrada del contaminante pero también detiene la fotosíntesis. En las células, el SO2 se disuelve para producir iones de sulfito, que pueden ser tóxicos, pero a bajas concentraciones son efectivamente desintoxicados por la planta. La contaminación del aire por SO2 en realidad puede proporcionar una fuente de azufre para la planta.

Cultivos afectados

Tomate, sandía, calabaza, papa, judías verdes, judías verdes, frijoles pintos, tabaco, soja, melón, melón, alfalfa, remolacha, girasol, zanahorias, maíz dulce, calabazas, guisantes, nabos, uvas, duraznos y fresas. algunos de los cultivos más susceptibles a los daños causados ​​por la contaminación del aire. Los pepinos, calabazas y pimientos son menos susceptibles. La sandía y la calabaza son las cucurbitáceas más sensibles, seguidas del melón.

Síntomas

Ozono: El ozono se considera el contaminante del aire fitotóxico más dañino en América del Norte. La lesión es más probable durante un clima cálido y húmedo con masas de aire estancadas. Los síntomas consisten en pequeñas manchas o manchas de forma irregular que varían en color de marrón oscuro a negro o de bronceado claro a blanco (Figura 1). Los síntomas también incluyen punteados (pequeñas áreas de pigmentación oscura de aproximadamente 2-4 mm de diámetro), bronceado y enrojecimiento. Estos síntomas generalmente ocurren entre las nervaduras de la superficie superior de la hoja de las hojas más viejas y de mediana edad, pero también pueden afectar tanto la superficie de las hojas de algunas especies como de los cultivares (Figuras 1 y 2). El tipo y la gravedad de la lesión dependen de la duración y concentración de la exposición al ozono, las condiciones climáticas y la genética de las plantas. Algunos o todos los síntomas pueden ocurrir en vegetales bajo diversas condiciones.

Los síntomas en un cultivar pueden diferir de los síntomas en otro. Con la exposición continua al ozono, los síntomas de punteado, moteado, bronceado y enrojecimiento se reemplazan gradualmente por clorosis y necrosis (Figs. 2d y e). El daño foliar temprano por ozono (Figs. 2b yc) puede parecerse a una lesión grave por araña roja. La presencia de ácaros se puede confirmar examinando el envés de la hoja. Las poblaciones de ácaros tendrían que ser comparativamente grandes (> 45 / hoja) para causar el tipo de daño foliar que se muestra en las Figuras 1by c. A medida que continúa la exposición al ozono, las manchas pueden fusionarse formando áreas necróticas más grandes (Figs. 2d y e). Debido al colapso de los tejidos inducido por el ozono, las hojas son propensas a la infección por patógenos como Alternaria sp (tizón temprano) y envejecerá antes. Las plantas que están expuestas a altas concentraciones de ozono metabolizan menos dióxido de carbono, lo que resulta en menos carbono disponible para que lo utilicen los microbios del suelo. En consecuencia, el enriquecimiento del suelo y el procesamiento de carbono disminuyen, lo que resulta en una disminución de la fertilidad del suelo. Los síntomas del daño por ozono pueden aparecer en un lado de una planta o tallo, dependiendo de la fuente de contaminación y el microclima (Fig. 3).

El patrón de daño en el follaje se observa inicialmente en hojas maduras más viejas cerca de la corona o el centro de la planta, y a menudo progresa con el tiempo hasta el follaje más joven. El color amarillento de los centros de las plantas en las hileras de sandías es bastante distintivo y puede dar a los campos un patrón de rayas obviamente de bandas alternas amarillas y verdes. Este tipo de lesión en la sandía puede denominarse "muerte regresiva del centro de la corona". Por el contrario, la lesión en los melones suele ser mucho menos grave y es visible en una etapa posterior del desarrollo de la planta. Las plantas irrigadas promoverán un mayor desarrollo de síntomas si el cultivo es sensible en comparación con las plantas estresadas por la sequía. El daño por ozono en las sandías generalmente aparece a mediados o finales de julio antes de la maduración de la fruta. La lesión por ozono en los frijoles aparece como un bronceado en la superficie superior de la hoja y, a medida que avanza el problema, se forman lesiones necróticas que se fusionan y se vuelven marrón rojizas.

Dióxido de azufre: Síntomas de daños a cultivos causados ​​por SO2 y su subproducto, el ácido sulfúrico, suele dar lugar a manchas secas y parecidas al papel que generalmente son blancas, tostadas o de color pajizo y marginales o interveinales (Fig. 4). En algunas especies, la lesión crónica causa manchas de color marrón a marrón rojizo o negras. Ambas superficies de las hojas, superior e inferior, se ven afectadas. Las venas de las hojas permanecen verdes. Las plantas y hojas jóvenes y de mediana edad son las más sensibles. La sensibilidad es más alta durante los días con luz solar brillante y alta humedad relativa.

Nitrato de peroxiacetilo (PAN): Provoca un colapso de tejido en la superficie inferior de la hoja de la mayoría plantas que dan como resultado hojas que desarrollan bandas o manchas de áreas vidriadas, bronceadas o plateadas (Fig. 5). Las hojas afectadas suelen envejecer prematuramente. En algunas plantas, como el frijol pinto, el tomate y el tabaco, la lesión puede ocurrir en todo el ancho de la lámina de la hoja. El PAN es más tóxico para las plantas pequeñas y las hojas más jóvenes, pero las hojas que se están formando y comienzan a abrirse y las hojas más maduras son menos susceptibles al daño por PAN. La formación de PAN está bien documentada en la costa oeste de los EE. UU., Con lesiones que ocurren en la vegetación a lo largo de la costa, sin embargo, se sabe poco sobre la concentración de PAN en el este de los Estados Unidos.

Óxidos de nitrógeno (NO): Estos contaminantes juegan un papel importante en la producción de ozono. Es probable que los NO contribuyan a una serie de efectos ambientales, como la eutrofización en aguas costeras como la bahía de Chesapeake. La eutrofización ocurre cuando los cuerpos de agua experimentan un aumento de nutrientes que reducen la cantidad de oxígeno en el agua, produciendo así un ambiente desfavorable para la vida animal. Se estima que 50 millones de libras de nitrógeno llegan a la Bahía de Chesapeake a través de la deposición de NO en la cuenca de la Bahía (Cerco y Noel, 2004).

Etileno: Ocurre en rastro (C2H4) cantidades en propano, gasolina y gas natural y se produce cuando se queman estas sustancias. También está presente en la madera y el humo del tabaco. La contaminación por etileno influye en las actividades de las hormonas vegetales y los reguladores del crecimiento, que afectan los tejidos en desarrollo y el desarrollo normal de los órganos, sin causar daño al tejido foliar. La lesión de las plantas de hoja ancha se produce como un rizado hacia abajo de las hojas y los brotes (epinastia), seguido de un retraso en el crecimiento. En túneles altos, que queman propano, queroseno o usan motores que queman gasolina, que tienen poca o ninguna ventilación, incluso cantidades mínimas de este contaminante pueden causar daños severos a los tomates. Las plantas de tomate expuestas al etileno pueden desarrollar torsión, defoliación y caída de floración.

Pérdidas de rendimiento estimadas: Es difícil estimar la pérdida de rendimiento debido a los contaminantes del aire en el campo y solo se dispone de aproximaciones. En un estudio de California, el daño del ozono a los cultivos causó las mayores pérdidas de rendimiento (10-30%) en melón, uva, cebolla y frijol. Se encontró que los rendimientos de sorgo y lechuga no se vieron afectados en su mayor parte por la exposición al ozono. Otra investigación ha demostrado que cuando las concentraciones medias diarias de ozono alcanzan> 50 ppb (partes por mil millones), la producción de verduras puede reducirse entre un 5% y un 15%.

Gestión: Si bien no existe un tratamiento para el daño causado por el ozono, es posible seleccionar ciertos cultivares que sean más tolerantes a la contaminación del aire en comparación con otros. Se han realizado pocas investigaciones en esta área, sin embargo, un estudio de sandía / ozono realizado por Holmes y Schultheis (2001) en Carolina del Norte mostró que los cultivares sin semillas tendían a ser más tolerantes al daño del ozono que los cultivares con semillas. Los 10 cultivares de sandía menos susceptibles en orden descendente fueron: W5051, W5052, Millionaire, HMX913, EX4590339, Freedom, HMX8914, Revolution, Millenium y TRI-X 313. Los 10 cultivares más sensibles en orden ascendente fueron: SXW 5023, Variedad 800, Stars-N-Stripes, Pinata LS, Athens, WX8, Regency, ACX 5411, Starbrite y Variety 910.

Cerco, C. F. y M. R. Noel. 2004. Modelo de eutrofización de la bahía de Chesapeake de 2002. Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos Región III. Oficina del Programa de la Bahía de Chesapeake U.S. Army Corps of Engineers Centro de Investigación y Desarrollo de Ingenieros Laboratorio Ambiental EPA 903-R-04-004. Encontrado en: Modelo de eutrofización de la bahía de Chesapeake 2002

Delucchi, M. A., J. J. Murphy, D. R. McCubbin, H. J. Kim. 1998. El costo de los daños a los cultivos causados ​​por la contaminación del aire por ozono de los vehículos de motor: Informe n. ° 12 de la serie: El costo social anualizado del uso de vehículos motorizados en los Estados Unidos, basado en datos de 1990-1991. Instituto de Estudios de Transporte, Universidad de California, Davis, Informe de investigación UCD-ITS-RR-96-03 (12).

Fiscus, E.L., Booker, F.L., Burkey, K.O. 2005. Respuestas de los cultivos al ozono: absorción, modos de acción, asimilación y reparto del carbono. Plant, Cell and Environment 28: 997.

Heagle, A.S. 1989. Ozono y rendimiento de cultivos. Revisión anual de fitopatología 27: 397-423.

Holmes, G. J. y J. R. Schultheis. 2001. Susceptibilidad de cultivos de sandía al daño por ozono. Pruebas de B&C. vol. 109: 1-2. Cifras. 1 y 2 aportados por Gerald Holmes, NCSU.

Queen's Printer for Ontario, 1991. Reproducido con autorización. Figuras 3, 4 y 5.

Sikora, E. y A. H. Chappelka. 2004. Daños por contaminación del aire a las plantas. ANR-913 El Sistema de Extensión Cooperativa de Alabama.


¿Qué es la ozonoterapia? Beneficios y riesgos

La ozonoterapia es una práctica de medicina alternativa controvertida que utiliza gas ozono para combatir enfermedades.

El ozono es una forma de oxígeno. En la medicina alternativa, los practicantes de la ozonoterapia utilizan formas gaseosas o líquidas de ozono para tratar afecciones médicas y como desinfectante tópico.

La gente ha practicado la ozonoterapia en contextos médicos durante muchos años. Sin embargo, su uso es ahora controvertido en medio de preocupaciones de seguridad.

En 2019, la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) advirtió contra el uso de la ozonoterapia. Esto se debe a que no hay pruebas suficientes para concluir que sea eficaz o seguro para uso médico.

Este artículo proporciona una descripción general de la ozonoterapia, incluidos sus usos, los beneficios propuestos y los posibles riesgos y efectos secundarios.

Comparta en Pinterest Algunas organizaciones de salud, incluida la FDA, están preocupadas por la seguridad de la ozonoterapia.
Crédito de la imagen: James Mutter, 2015.

La ozonoterapia se refiere a las prácticas médicas que utilizan gas ozono.

El gas ozono es una forma de oxígeno. Este gas incoloro está formado por tres átomos de oxígeno. En la atmósfera superior, una capa de gas ozono protege la tierra de la radiación ultravioleta del sol. Sin embargo, a nivel del suelo, el ozono es "un contaminante del aire nocivo".

El gas de ozono es dañino cuando una persona lo inhala, lo que provoca irritación de los pulmones y la garganta, tos y empeoramiento de los síntomas del asma. La alta exposición puede causar daño pulmonar y puede ser fatal.

Sin embargo, algunos investigadores creen que el ozono puede tener efectos terapéuticos en contextos médicos. Por ejemplo, una revisión de 2011 informa que la ozonoterapia ha tenido los siguientes usos:

  • tratar la artritis
  • combatir enfermedades virales, como el VIH y el SARS
  • desinfectar heridas
  • activando el sistema inmunológico
  • tratamiento de la cardiopatía isquémica
  • tratamiento de la degeneración macular
  • tratar el cáncer

Actualmente, los investigadores están explorando los efectos de la ozonoterapia en el cuerpo humano para identificar posibles beneficios terapéuticos.

Sin embargo, hasta ahora ha habido poca investigación sobre la verdadera eficacia y seguridad de la ozonoterapia. Por este motivo, los organismos oficiales actualmente no aprueban su uso.

Según un informe de 2005, no hay suficiente evidencia para recomendar la ozonoterapia para el VIH u otras enfermedades infecciosas, enfermedades cardíacas, cánceres, afecciones de la piel o una variedad de otras afecciones.

Aunque el ozono ha demostrado ser eficaz contra el virus que causa el VIH fuera del cuerpo, hasta la fecha ninguna investigación ha demostrado su seguridad o eficacia en seres humanos vivos.

Algunas investigaciones sugieren que la ozonoterapia puede combatir enfermedades, incluido el cáncer, al modular la respuesta del sistema inmunológico y revertir los déficits de oxígeno en el cuerpo.

Sin embargo, la Medicina alternativa y complementaria para el cáncer (CAM Cancer) afirma que no ha habido ensayos controlados aleatorios en personas con cáncer y muy pocos ensayos en humanos de la ozonoterapia para cualquier afección.

La FDA no autoriza el uso de ozono "[en] ninguna condición médica para la cual no hay pruebas de seguridad y efectividad".

Esto significa que los investigadores deben realizar muchos más ensayos antes de determinar los verdaderos efectos de la ozonoterapia en el cuerpo humano y si tiene o no beneficios terapéuticos.


4 razones por las que debe evitar los purificadores de aire que producen ozono

El ozono no solo es potencialmente peligroso para su salud, es posible que ni siquiera funcione en absoluto. A continuación se presentan cuatro razones por las que nunca debe usar un purificador de aire que produzca ozono.

1. Es posible que los generadores de ozono no funcionen en absoluto

Algunos fabricantes sugieren que el ozono hará que casi todos los contaminantes químicos en el hogar sean inofensivos al producir una reacción química. Esto es increíblemente engañoso porque una revisión exhaustiva de la investigación científica ha demostrado que para que muchos de los productos químicos peligrosos que se encuentran en el interior se eliminen, el proceso de reacción química puede llevar meses o incluso años. Otros estudios también (PDF) han señalado que el ozono no puede eliminar eficazmente el monóxido de carbono o del exterior. Si se usa en concentraciones que no exceden los estándares de salud pública, el ozono aplicado a la contaminación del aire interior no elimina eficazmente virus, moho, bacterias u otros contaminantes biológicos.

2. La reacción química puede ser peligrosa

Incluso si se demostró que los generadores de ozono son efectivos para eliminar estos químicos, existen ciertos efectos secundarios que todos deben conocer. Muchos de los productos químicos a los que reacciona el ozono dan como resultado una variedad de subproductos nocivos. Por ejemplo, cuando el ozono se mezcló con productos químicos de una alfombra nueva en un laboratorio, el ozono redujo muchos de los productos químicos pero creó una variedad de productos químicos orgánicos peligrosos en el aire. Si bien se redujeron los productos químicos objetivo, los subproductos peligrosos hicieron que el proceso se moviera.

3. Los generadores de ozono no eliminan partículas

Un tercer factor a considerar al mirar los generadores de ozono es que no eliminan partículas como polvo o polen del aire. Esto incluye las partículas que son las principales responsables de las reacciones alérgicas. Para combatir esto, algunos generadores de ozono incluyen un ionizador que dispersa iones cargados negativamente en el aire. En análisis recientes, se encontró que este proceso es menos competente en la eliminación de moléculas transportadas por el aire de polvo, humo, polen y esporas de moho que los filtros HEPA y los precipitadores electrostáticos.

4. Es imposible predecir los niveles de exposición

La EPA señala que es cada vez más difícil determinar la concentración real de ozono producido por un generador de ozono porque entran en juego muchos factores diferentes. Las concentraciones serán mayores si se utilizan dispositivos más potentes en espacios más pequeños. El hecho de que las puertas interiores estén cerradas o no en lugar de abiertas también afectará las concentraciones. Los factores adicionales que afectan los niveles de concentración incluyen cuántos materiales y muebles hay en la habitación para reaccionar con el ozono, el nivel de ventilación del aire exterior y la proximidad de una persona al dispositivo generador de ozono.


Discusión

Se ha demostrado que la exposición de plantas a altos niveles de ozono altera las interacciones entre plantas e insectos herbívoros. Sin embargo, la duración de la exposición y las interacciones con la temperatura ambiente aún no se han considerado como factores que afectan las interacciones planta-herbívoro. En este estudio, exposiciones más prolongadas al ozono afectaron la calidad de Sinapis arvensis plantas con más fuerza, con efectos posteriores más fuertes en las interacciones con el herbívoro Pieris brassicae. P. brassicae las mariposas evitaron las plantas expuestas al ozono para la oviposición. A pesar del efecto positivo de la exposición al ozono en la supervivencia de los huevos, el número de orugas eclosionadas fue menor en las plantas expuestas al ozono y las orugas se comportaron peor al alimentarse de ellas, particularmente a temperaturas ambientales más altas, un escenario climático que probablemente se volverán más comunes en el futuro.

Aumentar la duración de la exposición de S. arvensis plantas al ozono resultó en la evitación de estas plantas por P. brassicae mariposas al elegir los sitios de oviposición. Es probable que esto se deba a alteraciones en las señales químicas producidas por la planta, en particular cambios en las sustancias químicas de la capa límite de la hoja, que a menudo se utilizan en la aceptación de plantas alimenticias 30. Nuestro estudio está de acuerdo con otros estudios que abordan los efectos del ozono mediados por las plantas en la preferencia de oviposición de insectos herbívoros que muestran que los insectos prefieren poner huevos en plantas de control 6,36. En otros estudios, la exposición de la planta al ozono no tuvo efecto sobre la preferencia de oviposición 11,35, pero, como observamos en el presente estudio, esto podría ser una cuestión de duración de la exposición. En los estudios en los que las plantas se presentaron a los insectos durante la exposición, algunos insectos tenían preferencia por poner huevos en las plantas de control 37 mientras que otros preferían las plantas expuestas al ozono 35.

Las plantas pueden reaccionar a la deposición de huevos por una respuesta hipersensible 32. En nuestro estudio, la supervivencia de los huevos se vio afectada positivamente por el ozono. Presumimos que la exposición a un estrés abiótico (ozono) antes de la deposición de huevos puede haber inhibido una respuesta de defensa de la planta en plantas expuestas al ozono, lo que lleva a un efecto positivo del ozono en la tasa de supervivencia de los huevos. Griese et al. 53 demostraron que la expresión o la gravedad de la respuesta hipersensible no aumenta con un mayor número de huevos puestos, pero los huevos de una sola puesta son más susceptibles que los huevos puestos en racimos y los huevos depositados en racimos más pequeños tienden a ser más susceptibles que los huevos puestos en racimos más grandes. Es de suponer que esto se debe a que son más vulnerables a la desecación. Aunque no registramos específicamente la supervivencia por racimo, hubo una correlación positiva entre el número de huevos por planta y el número promedio de huevos por racimo (r = 0,75). Consideramos que una mayor susceptibilidad de los huevos en grupos más pequeños a una respuesta de defensa puede ser la razón por la cual, en este estudio, la tasa de supervivencia de los huevos fue mayor en las plantas con más huevos depositados en ellos. A pesar del efecto positivo del ozono sobre la supervivencia de los huevos, el número de orugas por planta después de la eclosión fue aún mayor para las plantas de control que para las plantas expuestas al ozono, lo que muestra un efecto negativo general del ozono.

El efecto del ozono en el rendimiento de las orugas también fue negativo, pero solo para exposiciones más prolongadas y solo cuando las orugas se criaron a temperaturas ambientales más altas. Esto da lugar a dos hipótesis no excluyentes: (1) las temperaturas más altas intensifican la respuesta de las plantas al ozono con consecuencias en su valor nutricional y / o en su nivel de toxicidad, afectando por tanto el desarrollo de las orugas o (2) las temperaturas más altas aumentan la tasa metabólica de las orugas, lo que hace que las orugas que tienen pesos similares al nacer diverjan más rápido y, por lo tanto, muestren una respuesta indirecta al ozono. En cualquiera de estos casos, el menor peso de las orugas criadas en plantas expuestas al ozono durante 5 días puede significar que las orugas se están convirtiendo en pupas más ligeras y débiles o que las orugas tardarán más en pupar y, por lo tanto, su ciclo de vida será más largo. extendido. Este último fue el caso de un estudio de Jondrup. et al. 39, donde observaron que las orugas criadas en plantas sensibles al ozono expuestas al ozono alcanzaron el mismo peso final, pero tardaron más en pupar que las orugas criadas en las plantas de control. Por otro lado, Couture et al. 10 observaron que las orugas mostraban una disminución del crecimiento cuando se alimentaban con follaje de árboles que crecían en condiciones de ozono elevadas. En Khaling et al. 5 ocurrieron ambos fenómenos: las orugas criadas en plantas expuestas al ozono tardaron más en pupar y las pupas eran más ligeras. Si el peso reducido de las orugas criadas en plantas expuestas al ozono que se muestra aquí, se traduce en una etapa de oruga más larga, junto con el hecho de que la etapa de huevo también fue más larga para los huevos puestos en plantas expuestas al ozono, los herbívoros tendrán ciclos de vida más largos. . En consecuencia, el número de generaciones producidas por año puede disminuir y el riesgo de depredación o parasitismo durante la etapa de desarrollo puede aumentar. Los efectos del ozono mediados por las plantas en el rendimiento de las orugas no son globalmente negativos: Bolsinger et al. 38 mostraron una mayor tasa de crecimiento relativo de orugas cuando se criaron en plantas expuestas al ozono y Jackson et al. 27 observaron una tendencia a un mayor crecimiento de las orugas alimentadas con plantas cultivadas en condiciones elevadas de ozono. Kopper et al. 54 observaron que el ozono no tenía ningún efecto sobre el rendimiento de las orugas criadas en árboles que crecen bajo condiciones elevadas de ozono y Jondrup et al. 39 tampoco vieron ningún efecto del ozono en las orugas criadas en líneas resistentes y de tipo salvaje. Cuando se combina con información sobre el estado nutricional del huésped, algunos estudios sugieren que las alteraciones en el peso de la oruga están relacionadas con cambios en el contenido de nitrógeno de las hojas del huésped, ya sea que el efecto del ozono sea negativo 5,9,10,12 o positivo 27. . Curiosamente, en las pruebas de no elección, las orugas consumieron cantidades similares de material vegetal independientemente del tratamiento de la planta 39 o consumieron más material vegetal expuesto al ozono que el material vegetal de control 14,36, lo que podría indicar un mecanismo para compensar la reducción del valor nutricional . Sin embargo, en las pruebas de alimentación de doble elección, los herbívoros también consumieron más material vegetal expuesto al ozono 3,5, lo que sugiere que los cambios en la palatabilidad pueden ser la razón del consumo modificado.

En este estudio, las mariposas pusieron más huevos en las plantas de control que en las plantas expuestas al ozono, las mismas plantas que luego llevaron a un mejor desempeño de las orugas. Esto está de acuerdo con la hipótesis de preferencia-rendimiento 55 que establece que las hembras eligen sitios de oviposición que maximicen la aptitud de su descendencia. Al hacerlo, y tener adultos con bastante movilidad, P. brassicae puede ser capaz de escapar de los efectos perjudiciales del ozono en su desarrollo, siempre que exista una variabilidad a pequeña escala en el daño causado por el ozono. Por otro lado, al no poder moverse, las plantas no pueden escapar del ozono. Sufren estrés tanto por la exposición al ozono como por la herbivoría. No probamos las preferencias alimentarias, pero si Khaling et al. Los resultados de 5 sobre el aumento del consumo de material vegetal expuesto al ozono se aplicarían en esta situación, el hecho de que, como observamos, las plantas expuestas al ozono tuvieran menos orugas después de la eclosión, puede no ser suficiente para compensar el aumento consumo. En nuestro caso, la exposición al ozono parece ser un mal negocio tanto para la planta como para el herbívoro. Pero incluso si uno de ellos se viera favorecido por la exposición, las alteraciones en las interacciones planta-herbívoro pueden afectar la organización de las redes tróficas, alterando el equilibrio de los ecosistemas.

En general, la dirección y la fuerza de la respuesta de los herbívoros a las plantas expuestas al ozono parecen variar entre los sistemas de plantas e insectos. Esta variabilidad puede ser causada por (1) diferente sensibilidad al ozono entre especies de plantas, variedades o etapas de crecimiento, (2) diferente susceptibilidad de los herbívoros a los cambios que el ozono desencadena en la planta o (3) diferentes niveles de exposición al ozono probados. El grado de sensibilidad de una planta al ozono determina el nivel de exposición que provoca cambios mensurables en la planta que modifican la interacción de la planta con sus herbívoros. En este estudio, tanto la planta como el herbívoro fueron lo suficientemente sensibles como para que se pudieran observar los efectos del ozono en el ciclo de vida de los herbívoros a los niveles de ozono estudiados. Nuestros resultados también sugieren que los efectos del ozono en las interacciones planta-insecto son acumulativos, ya que el ozono afectó la oviposición y el rendimiento de las orugas cuando las plantas estuvieron expuestas durante 5 días, pero no cuando las plantas estuvieron expuestas durante 1 día. Sin embargo, Agathokleous et al. 56 propuso que una planta no responde linealmente al ozono. La respuesta de una planta al ozono también podría seguir un modelo hormonal, en el que las dosis bajas son beneficiosas para las plantas y los efectos perjudiciales solo se observan cuando la dosis de ozono excede el NOAEL (nivel de efectos adversos no observados). En el presente estudio, los efectos perjudiciales sobre las interacciones planta-insecto observados para una exposición de 120 ppb de ozono, 6 h / día durante 5 días, revelan que este nivel de ozono está más allá del NOAEL para este sistema planta-herbívoro.

Nuestros resultados identifican que concentraciones relativamente bajas de ozono afectan las interacciones planta-herbívoro. AOT40 (exposición al ozono acumulado por encima de un umbral de 40 ppb) es un índice definido por la Unión Europea (UE) para la protección de la vegetación. Se determina calculando la suma de la diferencia entre las concentraciones horarias superiores a 40 ppb y 40 ppb durante un período determinado utilizando valores horarios medidos entre las 8 h 00 y las 20 h 00 CET. En la Directiva sobre la calidad del aire ambiente 57, la UE apuntó a 6000 µg / m3.h (

3000 ppb.h) como el objetivo a alcanzar a largo plazo. En nuestros tratamientos de 5 días, el AOT40 calculado es

2300 ppb.h, un nivel muy por debajo del objetivo de la UE. Sin embargo, como muestran nuestros resultados, este nivel de exposición ya era suficiente para causar efectos dañinos en las plantas (daño visible), así como para afectar las interacciones planta-herbívoro (oviposición y rendimiento de la oruga). Esto apunta a la necesidad de revisar la legislación europea sobre calidad del aire, porque actualmente no tiene en cuenta el efecto dañino de la exposición aguda al ozono, que parece ser importante al menos para plantas anuales como la que utilizamos. Es importante destacar que nuestros datos indican que los picos de ozono más frecuentes combinados con temperaturas más altas, como se predice para un futuro con el calentamiento global en curso y la contaminación ambiental, reforzarán los efectos negativos del ozono en las interacciones planta-herbívoro.

En resumen, mostramos que exponer S. arvensis al ozono afecta a varios parámetros del ciclo de vida de su herbívoro P. brassicae. Nuestros resultados revelan que una exposición más severa al ozono, especialmente cuando se combina con temperaturas más altas, fortalece los efectos del contaminante en las interacciones planta-herbívoro. Because plants vary in their sensitivity to ozone and herbivores vary in their susceptibility to changes in the plants, the alterations in plant-herbivore interations may vary in strength and direction between plant-herbivore systems, affecting the organisation of food webs and possibly disturbing the balance of ecosystems. This accentuates the need to implement measures to reduce the emission of precusors that could lead to ozone peaks such as the ones tested here, particularly in parts of the world where the use of fossil fuels is still increasing.


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