Resumen en Español :
La mosca del Mediterráneo (Ceratitis capitata) constituye una de las principales plagas agrícolas en Mendoza. Como tal implica daños económicos y restricciones cuarentenarias para la producción frutícola de la provincia. El Instituto de Sanidad y Calidad Agropecuaria Mendoza (ISCAMEN) lleva adelante un programa de erradicación cuya principal estrategia de manejo es la aplicación de Técnica del Insecto Estéril (TIE). El objetivo general del trabajo fue modelar el crecimiento de la población de C. capitata bajo intervención biológica utilizando la TIE. Para ello, se propuso, en primer lugar, formular un modelo matemático que describa el crecimiento poblacional considerando la liberación de machos estériles. Posteriormente, se buscó identificar y calibrar los parámetros más representativos del modelo a partir de datos experimentales y bibliográficos. Se desarrolló un modelo determinístico basado en ecuaciones diferenciales ordinarias no autónomo que describe la dinámica de la población de C. capitata considerando dos grupos las poblaciones de moscas fértiles (sin distinción de sexos) y de moscas estériles liberadas. El modelo incorpora una tasa de desarrollo variable que está asociada a la temperatura y por medio de esta al tiempo. Además, incluye el efecto competitivo de los machos estériles sobre los fértiles. Los parámetros biológicos fueron estimados a partir de una calibración con registros poblacionales proporcionados por ISCAMEN de la campaña 2020/2021 correspondientes al departamento de Guaymallén, Mendoza, Argentina. La validación se llevó a cabo mediante comparación entre resultados simulados y datos poblacionales relevados en la campaña 2018/2019 y el mismo departamento. El modelo desarrollado reprodujo de manera satisfactoria la dinámica poblacional observada de C. capitata en el área de estudio. La calibración permitió obtener un buen ajuste estadístico de los parámetros estimados, reflejando coherencia con los datos de campo. La incorporación de una tasa de desarrollo variable para la población de moscas fértiles en el tiempo permitió representar con mayor precisión las fluctuaciones en la abundancia de individuos fértiles a lo largo de los períodos analizados. Las simulaciones obtenidas describieron con precisión las fluctuaciones en los grupos de moscas fértiles y estériles. También, a partir del modelo se pudo definir, en función de los parámetros estimados, los momentos en que las poblaciones fértiles y estériles alcanzan sus máximos en la tasa de desarrollo y en la liberación, respectivamente. Y su posterior cálculo a partir de los valores ajustados de dichos parámetros. El trabajo realizado constituye un aporte significativo al desarrollo de modelos biomatemáticos aplicados al estudio de C. capitata, al incorporar una tasa de desarrollo variable en el tiempo que permite recuperar la característica voltínica propia de la especie. En la literatura consultada no se registran antecedentes de modelos que integren esta formulación con la Técnica del Insecto Estéril, lo que representa una contribución novedosa al campo. Asimismo, este estudio se distingue por la utilización de datos reales obtenidos en campo, aspecto poco abordado en los modelos previos, lo que fortalece la conexión entre la modelación teórica y la realidad biológica del sistema. Desde una perspectiva práctica, el modelo propuesto puede servir como herramienta de apoyo en la planificación y evaluación de estrategias de control y manejo.
Resumen en Inglés :
The Medfly (Ceratitis capitata) constitutes one of the main agricultural pests in Mendoza. As such, it causes economic damage and quarantine restrictions for the province’s fruit production. The Institute for Plant Health and Agricultural Quality of Mendoza (ISCAMEN) carries out an eradication program whose main management strategy is the application of the Sterile Insect Technique (SIT). The general objective of this work was to model the population growth of C. capitate under biological intervention using SIT. To achieve this, the first step was to formulate a mathematical model that describes population growth considering the release of sterile males. Subsequently, the goal was to identify and calibrate the most representative model parameters based on experimental and bibliographic data. A deterministic model based on non-autonomous ordinary differential equations was developed to describe the population dynamics of C. capitata, considering two groups: the population of fertile flies (without sex distinction) and the population of released sterile flies. The model incorporates a variable developmental rate associated with temperature and, through it, with time. Furthermore, it includes the competitive effect of sterile males over fertile ones. Biological parameters were estimated through calibration using population records provided by ISCAMEN from the 2020/2021 campaign corresponding to the department of Guaymallén, Mendoza, Argentina. Validation was carried out by comparing simulated results with population data collected during the 2018/2019 campaign from the same department. The developed model satisfactorily reproduced the observed population dynamics of C. capitata in the study area. Calibration yielded a good statistical fit of the estimated parameters, showing consistency with field data. The inclusion of a variable developmental rate for the fertile fly population over time allowed for a more accurate representation of fluctuations in the abundance of fertile individuals throughout the analyzed periods. The obtained simulations accurately described the fluctuations in the fertile and sterile fly groups. Additionally, based on the model, it was possible to determine, according to the estimated parameters, the moments at which the fertile and sterile populations reached their respective peaks in developmental rate and release. These moments were subsequently calculated using the adjusted parameter values. The work conducted represents a significant contribution to the development of biomathematical models applied to the study of C. capitata, as it incorporates a time- dependent developmental rate that captures the multivoltine characteristic of the species. The reviewed literature shows no previous models integrating this formulation with the Sterile Insect Technique, making this a novel contribution to the field. Moreover, this study stands out for its use of real field data, a rarely addressed aspect in previous models, thereby strengthening the connection between theoretical modeling and the biological reality of the system. From a practical perspective, the proposed model may serve as a valuable tool to support the planning and evaluation of control and management strategies.
