Teo N° 5 Epidemiologia Patrones

2016
Análisis ESPACIAL de la
EPIDEMIOLOGÍA
EPIDEMIOLOGÍA: Patrones
•Tres Patrones: Agregados, Al Azar, Regular.
Everything is related to everything else, but near things are
more related than distant things
--Tobler (1970)
(Tobler's 'Law of Geography')
•Análisis estadístico: describir un patrón o determinar
clasificación de patrones
Regular
Al azar
Agregado
•Considera el agrupamiento espacial de los individuos enfermos.
•Podría ser estudiado a través de:
Patrones
• Análisis se basan en modelos de Estadística para Ecología,
Geoestadística y otros.
Arreglo uniforme de las
plantas E.
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•El patrón depende de la cantidad de inóculo, tipo de dispersión
y la presencia de hospedantes adecuados.
•Métodos que se utilizan para evaluar la distribución pueden solo
ser indicativos y otros proporcionan modelos predictivos (en el
espacio, no el tiempo).
•Los 2 factores más importantes a tener en cuenta son:
La probabilidad de un
individuo de estar E es
independiente de otros
ind. E
La dispersión de la E
es planta-planta.
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1- Unidad de muestreo (Muestreo)
Definir Unidad de muestreo:
•Cual va a ser la entidad muestreada? Hojas, ramas, árbol,
campo?
•Cada Unidad de muestreo puede consistir en un solo individuo o
en un grupo:
Ej: 1 hoja/árbol; X hojas /árbol
1- Unidad de muestreo (Muestreo)
2- Datos usados (Intensidad de la Enfermedad)
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Fitopatología. Teórica N°5. Epidemiología: Patrones.
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Tamaño de las áreas de muestreo:
•El tamaño muestral depende de la pregunta que queramos contestar.
Se debe encontrar un tamaño de muestra y número de réplicas
óptimo entre: Precisión vs Costo
•Aumentar el tamaño del área muestral progresivamente y graficar la
varianza vs el tamaño de la muestra. (A tamaños pequeños la varianza
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Cuantificación de la Enfermedad: Incidencia o Severidad
COSTO
PRECISIÓN
será muy grande y pequeños cambios en el tamaño tendrán grandes efectos
en ésta mientras que a partir de cierto tamaño, la disminución en la varianza al
aumentar el área será muy chica.)
COSTO: Número de muestras
PRECISIÓN: Tamaño de la muestra
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Severidad
Incidencia
•+ or – , Cada unidad está enferma o no
• % del area afectada de la planta sobre el área total
• Cantidad de unidades de la planta infectada expresado como el %
de todas las unidades de la planta
• Expresado como un % del total de área de la planta
• Expresado como % de plantas enfermas
• Area proporcional de las unidades de plantas enfermas (categorías)
Usado en: Patógenos del suelo, marchitamiento, enfermedades
virales, Programas de mejoramiento con variedades resistentes
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Fitopatología. Teórica N°5. Epidemiología: Patrones.
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Métodos de Medición Directos
Diagramas de área estándar
Métodos de Medición
= diagramas que muestran el % de área con síntomas.
•Set de figuras que ilustran clases.
•Se han desarrollado programas de entrenamiento con computadora para
que los resultados sean uniformes y comparables entre los diferentes
evaluadores.
•principal herramienta para la evaluación de la severidad para muchas
enfermedades
Directos
Diagramas de área estándar
Escalas
Indirectos
Esporas
Relación Incidencia/severidad
Remota (También indirectos)
Reflectancia infraroja
Reflectancia Visual
Calor
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Roya del girasol
Puccinia helianthi
Severidad de la roya en Vitis causada por Phakopsora euvitis
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Fitopatología. Teórica N°5. Epidemiología: Patrones.
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1
5
12
1
5
25
50
75
25
50
Angelotti et al. ropical Plant Pathology, vol. 33, 6, 439-443 (2008)
12
75
12
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Métodos de Medición Directos
ESCALAS
•Escritas o numéricas.
•Severidad: serie de clases para proporcionar una resolución
adecuada para diferenciar grados de severidad.
•De entendimiento universal.
•La mayoría de las escalas de severidad se elaboran con clases
arbitrarias (p.e. aritmética, de 1 a 4).
Ley Weber-Fechner: Evidencias experimentales proponen que las
evaluaciones visuales son de alguna manera logarítmica.
“la agudeza visual es inversamente proporcional al logaritmo del
estímulo” = A medida que el área afectada aumenta, disminuye la
agudeza de las discriminaciones (hasta 50% de severidad).
Este concepto dio lugar al desarrollo de la escala de
puntuaciones Horsfall-Barratt.
De acuerdo a esta hipótesis la mayor resolución para medir una
enfermedad se daría en los extremos 0-10% y 90-100%
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Índice de Enfermedad (Asocia la superficie afectada con la
enfermedad)
Escala de Horsfall-Barratt
•En < 50% de la enfermedad, vemos la enfermedad
•A > 50% se ve saludable y restamos del total de la
enfermedad.
Escala
Intervalo
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Severidad de la roya de cereales cuando uredos son diferentes tamaños
Supuestos
Aca “vemos”
tejido enfermo
Aca “vemos”
tejido sano
el
el
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Fitopatología. Teórica N°5. Epidemiología: Patrones.
A
B
% del área foliar cubierta es 0-37% (A)
100% "enfermedad" fijado en el 37% del área foliar cubierta
El índice transforma "la enfermedad relativa" escala de 0 a 100% (B)
= Porcentaje visual de la gravedad, no de área
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Métodos de Medición Indirectos
“Mancha ojo de
rana”
(Cercospora sojina)
Esporas
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Métodos de Medición
Remota (También indirectos). Procesamiento de imágenes por
satélites
•Sin contacto físico entre el sensor y el objeto a medir: No causa daño.
•Las propiedades específicas de la vegetación afectan la cantidad y
calidad de la radiación reflejada o emitida de las hojas, y la cobertura
vegetal influye en cada longitud de onda (en general, los tejidos
normales tienen bajo reflejo en la región visible (400-700 nm) e
infrarrojo corto (1200-2400 nm) y alto reflejo en la región de infrarrojo
próximo (700-1200nm))
•La reflectancia espectral de la luz visible e infrarrojo cercano y medio
son útiles para detectar:
deficiencias nutricionales
enfermedades virales
enfermedades bacterianas
enfermedades fúngicas (en bosques)
enfermedades por patógenos de suelos
malezas e insectos
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Fitopatología. Teórica N°5. Epidemiología: Patrones.
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Mal del Ciprés
Austrocedrus chilensis
Agente: Phytophthora austrocedrae
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¿Qué variables ambientales están asociadas a la enfermedad?
Dispersión del patógeno
Escala de micrositio
condiciones relacionadas a drenaje deficiente
Cercanía a cursos de agua
Horizonte
de arcilla
Cursos de agua
Caminos y senderos
La Manna & Rajchenberg. Forest Ecology and
Management 190: 345–357, 2004.
La Manna & Rajchenber. Plant and Soil 263: 29–
41, 2004
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¿Qué variables ambientales están asociadas a la enfermedad?
¿Cómo es el patrón espacial de la enfermedad?
A escala de paisaje distribución
espacial explicada principalmente
por:
- Condiciones de sitio
- Cercanía a parches enfermos
- Conexión con sitios enfermos.
A escala de rodal por:
- Condiciones de micrositio
Escala de paisaje
condiciones relacionadas a drenaje deficiente
Geomorfología asociada a procesos aluviales.
Cercanía a cursos de agua.
Altitudes bajas o medias.
Pendientes moderadas.
Suelos no alofanizados con textura fina.
La Manna et al.
Forest Ecology
Management 256: 1087–1095, 2008.
and
La Manna et al. European Journal of Forest
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Research, 2011 (en prensa).
Fitopatología. Teórica N°5. Epidemiología: Patrones.
- Cercanía a individuos enfermos
“una porción del bosque
definida sobre la base de
un conjunto de criterios
asociados a uno o más
objetivos de manejo”.
La Manna et al. European Journal of Forest Research, 2011.
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La Manna et al. Jornadas de Ecología del Paisaje, 2011.
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2016
Avance de la enfermedad
Teledetección: Mapeo de la enfermedad con imágenes y chequeo a campo
para validar el mapa.
Mapas de riesgo basados en variables abióticas (esto se basa en desarrollar
un modelo de riesgo con las variables que mejor correlacionan con la
enfermedad (extraídas tanto de trabajo a campo como de gis ej topografía,
suelos, hidrología etc.)
Aplicación de modelo costo distancia.
Cuantificación del avance de la enfermedad en un período de tiempo mediante
el uso de imágenes satelitales y fotografías aéreas.
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distribución de las áreas sintomáticas y
asintomáticas en T0 y T1: Bosque
asintomático (verde); Bosque con
síntomas de enfermedad en el año 2005
(T0) (naranja)Bosque donde la
enfermedad avanzó en el lapso 2005-2007
(rojo); .
La Manna et al. Rev. Asoc. Arg. Ecolog. de Paisajes, 2014
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Servicios de imágenes de alta resolución tomada con Drones
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Fitopatología. Teórica N°5. Epidemiología: Patrones.
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