TEMA 2 CENTROS DE ORIGEN Y DIVERSIVIDAD. DOMESTICACIÓN DE LAS PLANTAS SUPERIORES. FUENTES DE VARIABILIDAD. RECURSOS FITOGENÉTICOS. “LA DIVERSIDAD DE LA.

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1 TEMA 2 CENTROS DE ORIGEN Y DIVERSIVIDAD. DOMESTICACIÓN DE LAS PLANTAS SUPERIORES. FUENTES DE VARIABILIDAD. RECURSOS FITOGENÉTICOS. “LA DIVERSIDAD DE LA NATURALEZA: UN PATRIMONIO VALIOSO QUE CONTRIBUYE A LARGO PLAZO A LA SEGURIDAD ALIMENTARIA DE TODOS”. “LA BIODIVERSIDAD ES LA FORMA CORRIENTE DE DESCRIBIR LA DIVERSIDAD DE VIDA SOBRE EL PLANETA: ABARCA TODAS LAS FORMAS DE VIDA Y LOS ECOSISTEMAS QUE LA INTEGRAN. “LA EROSIÓN GENÉTICA – LA REDUCCIÓN DE LA BIODIVERSIDAD DENTRO DE UNA ESPECIE, QUE ES LA CAUSA PRINCIPAL DE EXTINCIÓN DE LA MISMA – CONSTITUYE UNA AMENAZA GLOBAL PARA LA AGRICULTURA”.

2 CultivoPaíses% PMCC CultivoPaíses % PMCC TrigoChina, India, U.S.A.42,5ColesChina, India, Rusia52,3 ArrozChina, India, Indonesia63,9TomatesChina, U.S.A., Italia36,7 CebadaXxxxxx, Canadá, Francia27,8CebollasChina, India, U.S.A.45,0 MaízU.S.A., China, Brasil66,3BananosIndia, Ecuador, Brasil39,3 SorgoU.S.A., Nigeria, India50,2Plátanos Uganda, Rwanda, Colombia 78,9 RemolachaFrancia, U.S.A., Alemania34,4NaranjasBrasil, U.S.A., China56,1 Frijoles SecosIndia, Brasil, China47,7ManzanasChina, U.S.A., Francia48,9 SojaU.S.A., Brasil, Argentina78,3UvasItalia, Francia, U.S.A.39,0 Maní en cáscara China, India, Nigeria67,0SandiasChina, Turquía, Iraq65,4 CocosIndonesia, India, Filipinas73,9 Caña de azúcar Brasil, India, China55,3 Palma Aceitera Malasia, Tailandia, Indonesia 81,7PatatasChina, Uganda, Indonesia88,5 GirasolArgentina, Rusia, Ucrania47,2BatatasChina, Uganda, Indonesia88,5 ColzaChina, Canadá, Japón52,2Ñame Nigeria, Ghana, Côte D´Ivore 84,6 AlgodónChina, U.S.A., India52,2YucaNigeria, Brasil, Tailandia42,0 Promedio 54,6

3 Porcentaje sobre la producción mundial de 28 de los cultivos primarios (%PMCP) para 1999 Cultivo% PMCCCultivo% PMCC Trigo5,55Coles0,47 Arroz5,67Tomates0,91 Cebada1,24Cebollas0,420 Maíz5,71Bananos0,56 Sorgo0,60Plátanos0,29 Remolacha2,50Naranjas0,59 Frijoles Secos0,18Manzanas0,57 Soja1,47Uvas0,58 Maní en cáscara0,32Sandias0,49 Cocos0,45Caña de azúcar12,12 Palma Aceitera0,93Patatas2,80 Girasol0,27Batatas1,29 Colza0,40Ñame0,35 Algodón0,50Yuca1,60 Total de 28 CP48,81

4 ORIGEN DE LAS PLANTAS CULTIVADAS ORIGEN DE LA AGRICULTURA (SIEMBRA SISTEMÁTICA DE PARTE DE LO QUE SE COSECHA, CUIDADO DE LA SIEMBRA) I.RECOLECTORES – CAZADORES 1.Originalmente recolección sin siembra 2.Paulatinamente además de recolección, otras actividades cercanas a la agricultura como sembrar no sistemáticamente alterar la vegetación con fuego, etc. 3.Generalmente nómadas II.AGRICULTORES 1.Siembra de manera sistemática parte de lo cosechado 2.Cuida lo sembrado. Preparación de la tierra 3.Fija su residencia

5 POSIBLES EXPLICACIONES DEL ORIGEN DE LA AGRICULTURA Cronología: Hace cerca de 10.000 años Ubicación Geográfica: Probablemente se originó en el cercano o medio oriente. No en fértiles valles de ríos sino en áreas montañosas semiáridas (Turquía, Siria, Israel, Irán e iraq) Asia - América 1.CAMBIOS CLIMÁTICOS REDUCEN ALIMENTO 2.MAYOR FAMILIARIDAD CON PLANTAS Y ANIMALES 3.ORIGEN RELIGIOSO 4.AUMENTO EN PRESIÓN DEMOGRÁFICA LA ESCRITURA SURGIÓ COMO CONSECUENCIA DE LA AGRICULTURA

6 IMPORTANCIA EN LOS CENTROS DE ORIGEN Y DIVERSIDAD EN EL MEJORAMIENTO DE PLANTAS 1.PROPORCIONA VARIABILIDAD NECESARIA A CUALQUIER PROGRAMA DE MEJORAMIENTO. 2.FUENTE DE RESISTENCIA A PLAGAS Y ENFERMEDADES Y OTRAS CARACTERÍSTICAS. 3.PERMITE ADAPTACIÓN A LOS DIFERENTES AMBIENTES Y CONDICIONES DE CRECIMIENTO. 4.PERMITE UNA AGRICULTURA SOSTENIBLE EN MUCHOS AMBIENTES DE PRODUCCIÓN. 5.PERMITE ADAPTACIÓN A LOS CAMBIOS EN EL UMBRAL DEL SIGLO XXI, EL DESAFÍO ANTE EL QUE SE HALLA LA COMUNIDAD MUNDIAL NO ES AHORRAR BIODIVERSIDAD, SINO PROCURAR QUE ÉSTA SE EMPLEE DE FORMA SOSTENIBLE Y EQUITATIVA PARA EL DESARROLLO DE LA HUMANIDAD.

7 CENTROS DE ORIGEN DE LAS PLANTAS CULTIVADAS CENTRO DE ORIGEN: CENTRO DE DOMESTICACIÓN INICIAL CENTRO DE DIVERSIDAD: CENTRO DONDE HAY GRAN VARIABILIDAD GENÉTICA DE FORMAS. PRIMEROS APORTES: A. De Candolle (1886) – Botánico – (Origen de las plantas cultivadas) N. I. Vavilov (Vavilov) – (1926) Geneticista y Agrónomo Ruso. Señala que: “la región geográfica en la cual se encuentra gran diversidad genética, es la región de origen”. Propone ocho (8) centros de origen de las plantas cultivadas

8 ORIGEN DE ALGUNAS PLANTAS CULTIVADAS SEGÚN VAVILOV 1.CHINA: Soya, Durazno, Naranja 2.INDIA: Arroz, Berenjena, Pepino 2a. REGION INDO – MALAYA: Cambur, Coco 3.ASIA CENTRAL: Arveja, Zanahoria, Pera, Manzana 4.MEDIO ROIENTE: Trigo, Cebada, Centeno, Melón, Uva 5.REGIÓN MEDITERRANEA: Haba, Repollo, Aceituna, Lechuga 6.ABISINIA: Café 7.NORTE Y CENTRO AMÉRICA: Maíz, Pimentón, Auyama 8.SUR AMÉRICA: Batata, Papa, Tomate, Lechosa, Tabaco 8b.SUB CENTRO BRACIL – PARAGUAYO: Cacao, Caucho, Maní, Piña, Yuca

9 CRÍTICAS AL CONCEPTO DE VAVILOV HARLAN Vavilov trazó líneas alrededor de las áreas en la cual la agricultura se ha prácticado por largo tiempo en la cual surgieron las civilizaciones indígenas. Muchos cultivos no se originaron en los centros propuestos por Vavilov. Africa Algunos cultivos no tienen un único centro de origen. Su evolución se extiende a lo largo de grandes áreas (Caraota) PROPONE TRES CENTROS Y TRES NO CENTROS A 1 Cercano Oriente (Centro) A 2 Africa (No Centro) B 1 China (centro) B 2 Sur este Asiático y Sur Pacífico (No Centro) C 1 Mesoamérica (América Central y México) (Centro) C 2 Sur América (incluída Venezuela) (No Centro)

10 CLASIFICACIÓN DE LOS CULTIVOS DE ACUERDO AL PATRÓN DE ORIGEN Y DIVERSIDAD ENDÉMICOS: Originados en área limitada y sin dispersión. (Algunos pastos africanos). SEMIENDÉMICOS: Originados en un área definida y poca dispersión (Tubérculos menores de los Andes suraméricanos, como Oxalis tuberosa, Uilucus tuberosus, apio). MONOCÉNTRICOS: Centro de origen definido, amplia dispersión sin centros secundarios. (Café, Caucho) OLIGOCÉNTRICOS: Centro de origen definido con dispersión y centros secundarios de diversidad. (Avena, lino, Brassica sp) NO CÉNTRICOS: Domesticación en un área amplia. (Caraota)

11 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE DOMESTICACIÓN DOMESTICACIÓN: ES UN PROCESO GRADUAL EVOLUTIVO BAJO LA INFLUENCIA DEL HOMBRE EN EL CUAL, ÉSTE VA ALTERANDO LA CONSTITUCIÓN GENÉTICA DE CIERTAS ESPECIES SILVESTRES DE ACUERDO A SUS FINBES, HASTA LLEGAR EN MUCHOS CASOS A LA DEPENDENCIA TOTAL DEL CULTIVO CON RESPECTO AL HOMBRE. EL HOMBRE PLANTA LO COSECHADO, ESTO DETERMINA UNA PRESIÓN DE SELECCIÓN CONSCIENTE (ESCOGENCIA DE PROGENITORES) O INCONSCIENTE (SELECCIÓN NATURAL.) I.PRESIÓN DE SELECCIÓN ASOCIADA CON LA COSECHA. II.PRESIÓN DE SELECCIÓN ASOCIADA CON COMPETENCIA ENTRE PLÁNTULAS DE LA MISMA ESPECIE. III.PRESIÓN DE SELECCIÓN ASOCIADA CON LA LABRANZA – CULTIVAR Y OTRAS ALTERACIONES.

12 I.PRESIÓN DE SELECCIÓN ASOCIADA CON LA COSECHA. A.INCREMENTO EN EL % DE SEMILLA RECUPERADA Adaptaciones: No dehiscencia vs deshicencia Crecimiento determinado, Hábito I B.INCREMENTO EN LA PRODUCCIÓN DE SEMILLA Adaptaciones: Reducción de flores estériles – fértiles Incremento en el tamaño de la inflorescencia Incremento en el número de inflorescencia II.PRESIÓN DE SELECCIÓN ASOCIADA CON COMPETENCIA ENTRE PLÁNTULAS DE LA MISMA ESPECIE. A.AUMENTO EN EL VIGOR DE LA PLÁNTULA Adaptaciones: Semillas más grandes Menor contenido de proteínas y mayor de carbohidratos B.GERMINACIÓN MÁS RÁPIDA Adaptaciones: Pérdida o reducción de inhibidores de la Germinación Reducción de glumas y otros apéndices III.PRESIÓN DE SELECCIÓN ASOCIADA CON LA LABRANZA – CULTIVAR Y OTRAS ALTERACIONES. Interacción cultivo - maleza

13 EVOLUCIÓN DE LAS PLANTAS CULTIVADAS FUERZAS QUE CAUSAN EVOLUCIÓN DE LAS PLANTAS 1.MUTACIONES GÉNICAS 2.RECOMBINACIÓN GENÉTICA (Mendeliana – Entrecruzamiento) 3.MIGRACIÓN (Hibridación interespecífica, inter-racial, intogresión) 4.CAMBIOS EN Nº Y ESTRUCTURA DE CROMOSOMAS 5.SELECCIÓN NATURAL Y ARTIFICAL 6.DERIVA GENÉTICA

14 BIODIVERSIDAD La diversidad biológica se compone de todas las especies de plantas y animales, de su material genético y de los ecosistemas de que forman parte. La diversidad genética se refiere a la variación de genes y genotipos entre las especies y dentro de ellas. Es la suma total de información genética variada. La diversidad de las especies se refiere a la variedad de especies dentro de una región. ¿POR QUÉ ES IMPORTANTE LA BIODIVERSIDAD? Permite la adaptación de los cultivos a los diferentes ambientes y condiciones de crecimiento. Sin diversidad, perderíamos la capacidad de adaptarnos.

15 DEFINICIÓN DE GERMOPLASMA CONJUNTO DE MATERIALES VEGETALES COLECCIONADOS O NO, QUE SIRVEN COMO BASE PARA EL MEJORAMIENTO GENÉTICO DEL CULTIVO O ESPECIE O PARA INVESTIGACIÓN RELACIONADA CON EL MEJORAMIENTO. TODOS LOS MATERIALES GENÉTICOS, COLECCIONADOS O NO DE UNA ESPECIE CULTIVADA, DOCUMENTOS O NO. UNA COLECCIÓN DE SEMILLA O MATERIAL VEGETATIVO GUARDADO A LARGO PARA PRESERVAR LA VARIACIÓN EXISTENTE PARA USO DE MEJORAMIENTO Y CIENCIAS BÁSICAS. AMPLIOS SEGMENTOS DE GERMOPLASMA EN DEPÓSITOS REFRIGERADOS PARA CONSERVACIÓN A LARGO PLAZO (CENTRO DE CONSERVACIÓN) NO SON PARA USO INMEDIATO.

16 FUENTES DE GERMOPLASMA A.DEFINICIONES Colección Básica Colección Activa Stock genéticos especiales B.IMPORTANCIA DE COLECCIONES DE GERMOPLASMA Variabilidad de centros de diversidad Erosión Genética Vulnerabilidad Genética (Agricultura Moderna) C.CONSERVACIÓN Y UTILIZACIÓN DE RECURSOS FITOGENÉTICOS 1.Exploración y Colección 2.Conservación y Multiplicación. Semillas, Reproducción Vegetativa 3.Evaluación 4.Documentación y banco de datos 5.Utilización (programas de Mejoramiento) 6.Entrenamiento de Personal 7.Coordinación Global. IBPGR

17 IMPORTANCIA DE LAS COLECCIONES DE GERMOPLASMA 1.PONER LA VARIABILIDAD EXISTENTE EN LOS CULTIVOS A DISPOSICIÓN FÁCIL DE LOS MEJORADORES. 2.PRESERVAR LAS VARIANTES PRIMITIVAS Y ESPECIES AFINES DE LOS CULTIVOS QUE SE ESTÁN PERDIENDO POR EROSIÓN GENÉTICA. 3.EVITAR EL PROBLEMAS DE LA VULNERABILIDAD GENÉTICA POR FALTA DE VARIACIÓN EN LOS CULTIVOS USADOS. EROSIÓN GENÉTICA VULNERABILIDAD GENÉTICA

18 REALIDADES Los principales cultivos alimentarios, tienen sus orígenes en las zonas tropicales y subtropicales de Asia, Africa y América Latina. Se estima que las tres cuartas partes de los medicamentos que se recetan y que se obtienen de plantas se descubrieron por su utilización anterior en la medicina indígena. Investigadores de la Universidad de California ha patentado la substancia conocida como la taumatina, que es extraída de una planta de Africa occidental denominada Thaumatococcus danielli, que es 100.000 veces más dulce que el azúcar de caña. Dos tercios de todas las compañías biotecnológicas centran su interés en las aplicaciones terapéuticas o diagnósticas y sólo una de cada diez aplican la biotecnología a la alimentación y la agricultura. La biotecnología comercial puede amenazar la diversidad genética de que depende y desatar una nueva era de erosión genética.

19 REALIDADES Desde el inicio de este siglo se ha perdido aproximadamente un 75 por ciento de la diversidad genética entre los cultivos agrícolas. La población pobre depende, de los recursos biológicos para satisfacer un 90% de sus necesidades. Panamá contiene más especies que toda América del Norte. Actualmente, para la alimentación humana, se cultivan unas 150 especies y no más de tres: arroz, maíz y trigo proporcionan casi el 60% de las calorías y proteínas que se obtienen de las plantas. Los bosques tropicales abarcan solo el 7% de la superficie del planeta, sin embargo albergan por lo menos el 50% de todas las especies. Solamente nueve cultivos (arroz, trigo, maíz, cebada, sorgo/mijo, papas, batata/ñame, caña de azúcar y soya) suponen más de 75% de la contribución del reino vegetal a la alimentación.