Actual and potential distribution of five regulated avocado pests across Mexico, using the maximum entropy algorithm

Andrea Luna, Victor López-Martínez, Nidia Bélgica Pérez-De la O, Daniel Jiménez-García, Robert W. Jones, Álvaro Castañeda-Vildozola, César Ruiz-Montiel

Abstract


Mexican avocado producers face phytosanitary barriers that limit the ability to ship avocados to foreign markets due to concerns about invasion by unwanted pests. The principal regulated pests are the big avocado seed weevil, Heilipus lauri Boheman; the small avocado seed weevils Conotrachelus aguacatae Barber and C. perseae Barber; the branch borer weevil, Copturus aguacatae Kissinger (all Coleoptera: Curculionidae); and the avocado seed moth, Stenoma catenifer Walsingham (Lepidoptera: Elachistidae). In Mexico, distribution information of these pests is largely based on a slow integration of the geographic data. This study was conducted to determine the potential distribution of these 5 insect pests in Mexican avocado growing areas by using the maximum entropy algorithm. Distributional data of these insects were obtained from scientific literature, databases, and field collection, and incorporated into the MaxEnt model using 19 global climatic variables and elevation data. Distributional models for Mexico, and geographic interaction with avocado-growing areas of the country, were calculated. Conoctrachelus aguacatae, C. perseae, Copturus aguacatae, and H. lauri showed similar environmental suitability patterns in Mexico, with a potential distribution from central to southern Mexico. High suitability was projected principally in the Trans-Mexican Volcanic Belt and surrounding biogeographic provinces. Stenoma catenifer exhibited an irregular environmental suitability pattern, with preference for western Mexico. Altitude, isothermality, and seasonality of precipitation were the variables that most influenced potential distribution of analyzed species. Geographic interaction with avocado-growing areas ranged from wider (Conoctrachelus aguacatae, C. perseae, Copturus aguacatae, and S. catenifer) to narrow or irregular (H. lauri), but the last species has the potential to invade new geographic areas. For the first time, the geographic distribution of these 5 insect pests was determined based on environmental suitability and their geographic interaction with avocados. These data could support development of management strategies throughout the country, and help focusing surveys and control tactics.

 

Resumen

Los productores de aguacates de México se enfrentan a barreras fitosanitarias que limitan la capacidad de enviar aguacates a los mercados extranjeros debido a la preocupación por la invasión de plagas no deseadas. Las principales plagas reguladas son el gran gorgojo de semilla de aguacate, Heilipus lauri Boheman; los pequeños gorgojos de la semilla de aguacate Conotrachelus aguacatae Barber y C. perseae Barber; el gorgojo de la rama, Copturus aguacatae Kissinger (todos Coleoptera: Curculionidae); y la polilla de la semilla del aguacate, Stenoma catenifer Walsingham (Lepidoptera: Elachistidae). En México, la información de distribución de estas plagas se basa en gran medida en una lenta integración de los datos geográficos. Se realizó este estudio para determinar la distribución potencial de estas 5 plagas insectiles en las áreas de cultivo de aguacates de México utilizando el algoritmo de máxima entropía. Los datos de distribución de estos insectos se obtuvieron de la literatura científica, bases de datos y recolección de campo, y se incorporó al modelo MaxEnt utilizando 19 variables climáticas globales y datos de elevación. Se calcularon los modelos de distribución para México y la interacción geográfica con las áreas productoras de aguacate para el país. Conoctrachelus aguacatae, C. perseae, Copturus aguacatae y Heilipus lauri mostraron patrones de idoneidad ambiental similares en México, con una posible distribución desde el centro hasta el sur de México. La alta aptitud se proyectó principalmente en el Cinturón Volcánico Transmexicano y en las provincias biogeográficas circundantes. Stenoma catenifer exhibió un patrón de idoneidad ambiental irregular, con preferencia por el oeste de México. La altitud, la isoterma y la estacionalidad de la precipitación fueron las variables que más influyeron en la distribución potencial de las especies analizadas. La interacción geográfica con las áreas de cultivo de aguacate varió de más ancha (Conotrachelus aguacatae, C. perseae, Copturus aguacatae y S. catenifer) a estrecha o irregular (H. lauri), pero la última especie tiene el potencial de invadir nuevas áreas geográficas. Por primera vez, se determinó la distribución geográfica de estas 5 plagas de insectos basándose en la idoneidad ambiental y su interacción geográfica con los aguacates. Estos datos podrían apoyar el desarrollo de estrategias de manejo en todo el país y en las encuestas de enfoque de ayuda y tácticas de control.

 

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Keywords


ecological niche; seed avocado borer; branch avocado borer; distribution modeling; Mexican biogeographic provinces

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