How is leaf herbivory related to agriculture? Insights from the Mexican center of crop origin

Although insect herbivory is thought to be higher in agroecosystems compared to natural ecosystems, direct evidence on how agriculture itself has impacted herbivory remains scarce. To understand the effects of agriculture, or the cultivation of domesticated crops, over higher trophic levels, it is necessary to compare cultivated crops and their wild counterparts in centers of origin. In such regions, insect herbivores have a shared history of interacting with wild host plants prior to crop domestication and cultivation. However, most studies evaluating the impacts of agriculture on herbivory have been conducted in geographic regions where crops have been introduced. Here, we studied how insect herbivory is related to agriculture in Mexico, which is part of the Mesoamerican center of origin. We focused on patterns of leaf herbivory across four Mexican crops (squash, beans, maize, and husk tomatoes). We tested if total leaf herbivory, as well as the composition and dominance of different types of damage caused by leaf-feeding insects, differed between domesticated crops and their wild counterparts. Overall, we found that the relationship between agriculture and leaf herbivory depends on the observed crop. Compared to their wild ancestors (or wild relatives), leaf herbivory was higher in squash and maize, lower in husk tomatoes, and similar in beans. We also found that, due to differences in damaged area and/or shifts in dominance, damage compositions varied in squash, maize, and husk tomatoes. Therefore, our findings reinforce the idea that crop resistance against herbivory varies depending on the plant species and herbivore under study. Aunque se cree que la herbivoria causada por insectos es mayor en los agroecosistemas en comparacion con los ecosistemas naturales, la evidencia directa sobre como la agricultura per se ha impactado la herbivoria sigue siendo escasa. Para entender los efectos de la agricultura, o el cultivo de plantas domesticadas, sobre niveles troficos superiores, es importante comparar cultivos domesticados y sus contrapartes silvestres creciendo en centros de origen. En estas regiones, los insectos herbivoros comparten una historia evolutiva con las plantas silvestres desde antes de la domesticacion y la cultivacion. Sin embargo, la mayoria de los estudios que evaluan los impactos de la agricultura sobre la herbivoria se han realizado en regiones geograficas donde los cultivos han sido introducidos. Aqui, estudiamos como la herbivoria de hojas causada por insectos se relaciona con la agricultura en Mexico; parte del centro de origen mesoamericano. Nos enfocamos en los patrones de herbivoria de hojas de cuatro cultivos mexicanos (calabazas, frijoles, maiz y tomates de cascara). Evaluamos si la herbivoria total en las hojas, asi como las composiciones y dominancias de diferentes tipos de danos causados por insectos devoradores de hojas, difieren entre cultivos y sus contrapartes silvestres. En general, encontramos que la relacion entre laagricultura y la herbivoria de hojas depende del cultivo observado. En comparacion con sus ancestros silvestres (o parientes silvestres), la herbivoria de hojas fue mayor en calabazas y maiz, menor en tomates de cascara, y similar en frijoles. Tambien encontramos que, debido a diferencias en areas danadasy/o cambios en dominancia, la composicion de danos vario en calabazas, maiz y tomates de cascara. Por ende, nuestros hallazgos refuerzan la idea de que la resistencia de los cultivos a la herbivoria varia dependiendo de la especie de planta y herbivoro bajo estudio.