Los Centros de origen y distribución de la diversidad biológica y genética. José Vicente Martínez Arévalo Facultad de Agronomía, USAC

Transcripción

1 Los Centros de origen y distribución de la diversidad biológica y genética José Vicente Martínez Arévalo Facultad de Agronomía, USAC

2 Tomado de Semarnat, 2011

3 Qué biodiversidad se usa en alimentación y otros usos? Principalmente las plantas y los animales son la base de nuestra alimentación. El ser humano ha tomado de las especies silvestres unas cuantas que ha domesticado y cultivado, lo que se conoce como la agro biodiversidad que es parte de los recursos genéticos. r BT BIA a Por su papel básico en la producción de alimentos, los recursos genéticos pueden considerarse la despensa de la humanidad (Esquinas, 2009). Modificado de Cuevas, 2004 BT: Biodiversidad total. BIA: Organismos de interés antropocéntrico (recursos genético). a: ampliarse; r: restringirse.

4 La domesticación y la diversidad La domesticación se considera uno de los inventos del ser humano en el Neolitico, debido a que implica cambios genéticos en las plantas y manejo de prácticas agrícolas. Tomado de Cuando la agricultura surgió hace unos 10,000 años, provocó la ruptura de numerosos equilibrios ecológicos pero, afortunadamente, la lentitud de los procesos de domesticación de plantas permitió alcanzar otros equilibrios estables. A lo largo de este milenario proceso evolutivo, en el que se calcula que el ser humano ha utilizado más de 8,000 especies vegetales comestibles, se ha producido una coadaptación entre el Homo sapiens y sus plantas cultivadas y entre éstas y su ambiente (Esquinas, 2009). La coadaptación plantas domesticadas-ser humano ha sido determinada localmente, tanto por las condiciones de clima y suelo de cada región como por el tipo de cultura/civilización de sus habitantes. Todo ello ha contribuido decisivamente a que la diversidad genética se mantuviese e, incluso, incrementase durante este largo período (Esquinas, 2009).

5 Propuesta de estadios de domesticación, según Clement 1999.

6 Centros de origen, domesticación y diversidad de plantas cultivadas Ilustración 1 Centros de origen de plantas Vavilov. Fuente: Pascual Trillo, J.A El arca de la biodiversidad.

7 Principales plantas domesticadas por centro de origen A. CENTRO CHINO Soya (Glycine max) Rábano (Raphanus sativus) Nabo (Brassica campestris, Brassica rapa) Repollo Chino (Brassica rapa var. pekinensis) Cebollín (Allium fistulosum) Pepino (Cucumis sativus) Ñame (Dioscorea batatas) B. CENTRO INDIO-MALASIO a. Assam y Burma Berenjena (Solanum melongena) Pepino (Cucumis sativus) Frijo mungo (Phaseolus aureus) Caupí (Vigna sinensis) Malanga (Colocasia sativus) Ñame (Dioscorea alata) b. Indochina y archipiélago malayo Banana (Musa paradisiaca) Fruta de pan (Artocarpus communis), arroz (Oryza sativa)

8 C. CENTRO INDO-AFGANISTANO -ASIA CENTRAL Arveja (Pisum sativum) Haba (Vicia faba) Frijol mungo (Phaseolus aureus) Mostaza (Brassica juncea) Cebolla (Allium cepa) Ajo (Allium sativum) Espinaca (Spinacia oleracea) Zanahoria (Daucus carota) D. CENTRO CERCANO ORIENTE Lenteja (Lens esculenta) Lupinus (Lupinus albus), Trigo (Triticum spp.), Cebada (Secale cereale), avena (Avena sativa) E. CENTRO ABISINIO Okra (Hibiscus esculentus) Berro (Lepidium sativum) Caupí (Vigna sinensis) F. CENTRO MEDITERRÁNEO Apio (Apium graveolens) Esparrago (Asparagus officinalis) Remolacha (Beta vulgaris) Nabo (Brassica campestris var. rapifera) Repollo (Brassica oleraceae var. capitata) Achicoria (Cichorium intybus) Arveja (Pisum sativum) Ruibarbo (Rheum officinale)

9 G. CENTRO MEXICO-AMERICA CENTRAL Chile (Capsicum annuum) Chilacayote (Cucurbita ficifolia) Ayote (Cucurbita moschata), calabaza (Cucurbita pepo) Camote (Ipomoea batatas) Frijol Lima (Phaseolus lunatus) Frijol común (Phaseolus vulgaris) Maíz (Zea mays) miltomate (Physalis philadelphica). H. CENTRO SUDAMERICANO a) Perú-Ecuador-Bolivia Chile (Capsicum annuum) Calabaza (Cucurbita maxima) Tomate (Lycopersicon esculentum) Frijol Lima (Phaseolus lunatus) Tomatillo (Physalis peruviana) Papa andina (Solanum andigenum) Pepino Fruta (Solanum muricatum) Papa (Solanum tuberosum) (2n = 24) b) Chile Papa (Solanum tuberosum) ( 2n = 48) c) Brasil-Paraguay Yuca (Manihot esculenta)

10 Centro de diversidad secundario Área geográfica donde se da variación genética de una especie, no siendo el área natural de distribución. Generalmente no existe alta diversidad en las especies emparentadas. Es originada por actividades humanas (consientes o inconscientes). Existencia de variedades criollas y/o poblaciones silvestres subespontáneas. Ejemplo el caso de tomate (Licopersicon sculentum)

11 Países megadiversos En África cuatro y seis en Asia. En América México, Guatemala, Costa Rica, Brasil, Colombia, Ecuador, Perú, Bolivia y Venezuela Guatemala en un territorio de 108,889 km 2 tiene una flora registrada de 10,317 especies que pueden agruparse en 2,478 géneros, correspondientes a 321 familias (CONAP, 2008). A la fecha se conocen 20 especies de algas, 376 especies de hongos, 168 de líquenes, 195 de hepáticas, 782 helechos, 527 musgos, 58 coníferas, 2,352 de monocotiledóneas y 5,839 de dicotiledóneas (CONAP, 2008). De todas estas especies vegetales, 1,361 se consideran endémicas, de las cuales 538 se encuentran restringidas al territorio nacional y 823 presentan algún tipo de endemismo territorial (CONAP, 2008). El censo agropecuario 2003 reporta 131 especies cultivadas de las cuales 88(67%) son introducidas y 43 (33%) son nativas. De las 131, 107 son de uso alimenticio.

12 Países megadiversos y centros de origen de plantas cultivadas. Mexico Guatemala Costa Rica Ecuador USA Peru Congo Democratic Republic Colombia Venezuela Brasil South Africa India Madagascar Malasia Indonesia China Filipines Papua New Guine Australia Tomado de: ; Fowler y Mooney, 1990; Mittermeier y Goettsch Mittermeier, 1997 Países de megadiversidad Centros de origen

13 Recurso genéticos y Agrobiodivesidad Los recursos genéticos son la parte útil (real o potencial) de la biodiversidad. La agrobiodiversidad es la parte de los recursos genéticos que comprende a las especies cultivadas y domesticadas y sus parientes silvestres. (Azurdia, 2008)

14 Agrobiodiversidad y cambio genético Maíz Tomado de: Tomado de:

15 La conservación ex situ de la variabilidad genética del mundo (bancos de germoplasma) Centros Internacionales de CGIAR (Grupo Consultivo para la Investigación Agrícola Internacional) Centro del Arroz para África (WARDA) Bioversity International Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT) Centro de Investigación Forestal Internacional (CIFOR) Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT) Centro Internacional de la Papa (CIP) Centro Internacional de Investigaciones Agrícolas en Zonas Áridas (ICARDA) Instituto Internacional de Investigación de Cultivos para Zonas Tropicales Semiáridas (ICRISAT) Instituto Internacional de Investigación sobre Políticas Alimentarias (IFPRI) Instituto Internacional de Agricultura Tropical (IITA) Instituto Internacional de Investigaciones Agropecuarias (ILRI) Instituto Internacional de Investigación sobre el Arroz (IRRI) Instituto Internacional para el Manejo del Agua (IWMI) Centro Internacional de Investigación en Agroforestería (ICRAF) Centro Piscícola Mundial

16 El Arca de Noé vegetal para el Apocalipsis Fuente: Boletín Armas contra la Guerra 183, abril Inaugurada en 2008 en las islas de Svalbard, de Noruega. Se prevé que unas 4.5 millones de variedades diferentes de semillas de todo el mundo, aunque los tres almacenes en que está dividido tienen capacidad para 2,000 millones de semillas, se almacenarán en cajas de aluminio cerradas herméticamente, a una temperatura de 18 grados bajo cero, lo que garantiza una baja actividad metabólica.

17 Especies de parientes silvestres de plantas cultivadas presentes en Guatemala. Cultivo Especie cultivada Especies silvestres relacionadas Maíz Zea mays Z. luxurians Z. mays var. huehuetenanguensis Frijol Phaseolus vulgaris P. coccineus P. dumosus P. lunatus P. vulgaris P. macrolepis P. tuerckheimii P. xantotrichus Chile Capsicum annum var. annuum C. frutescens C. annuum var. glabriusculum C. ciliatum C. lanceolatum C. romboideum C. frutescens Tomate Lycopersicon esculentum L. esculentum var. ceraciforme Güicoy Cucúrbita pepo C. lundelliana C. argyrosperma var. sororia Ayote C. moschata C. lundelliana C. argyrosperma var. sororia Pepitoria Bledo C. argyrosperma var. argyrosperma Amaranthus cruentus A.dubius C. lundelliana C. argyrosperma var. sororia A. viridis A. scariosus A. sipinosus A. hybridus A. poligonoides Papa Solanum tuberosum S. demissum S. bulbocatanum var partitium S. movilliforme S. andigenum f. guatemalense S. clarum Chipilin Crotalaria longistrata C. incana C. maypurensis Yuca Manihot esculenta M. aesculifolia M. romboide var microcarpa Camote Ipomoea batatas I.trífida I.tiliacea I.triloba I.carnea Quequexque Xanthosoma violaceum X. hoffmani X. mexicanum X. pedatum X. robustum continua

18 Especies de parientes silvestres de plantas cultivadas presentes en el Guatemala. Cultivo Especie cultivada Especies silvestres relacionadas Ñame Dioscorea alata Dioscorea bulbifera D. composita D. floribunda D. convolvulácea Jicama Pachyrrhizus erosus P. ferruginius Aguacates Persea Americana Persea schiedeana P. americana var guatemalensis P. standleyi P. steyermarkii P. tolimanensis P. nubigena P. besticulata P. zentmeyrii P. donellsmithii Papaya Carica papaya C. papaya C. cauliflora Anona Annona cherimola A.diversifolia A.squamosa A.purpurea A.reticulata A.glabra A.lutescens A.macrophillata A.primigenia A.volubilis Zapote Pouteria sapota P. viridis P. amigdalina P. hypoglauca Fuente: basado en USDA, IPGRI, FAUSAC (2001).

19 Un ejemplo: Riqueza de Phaseolus silvestre en Guatemala. Fuente: USDA, IPGRI, FAUSAC (2006), Tomado de Azurdia, 2008.

20 Algunas consideraciones de la biodiversidad actual respecto a la alimentación y nutrición -Perdida de la biodiversidad (erosión genética) -Cambio climático global -Contaminación ambiental (aguas, suelos) -Tecnología de producción (agricultura protegida, sistematización de producción). -Población y estilos de vida -Sistemas de producción agrícola que promueven la diversidad Agricultura orgánica Sistemas de producción tradicional Huertos familiares -Objetivos del milenio -Convenios internacionales: Biodiversidad (Rio+20); TIRFA -Biotecnología moderna

21 Mesoamérica como centro de origen

22 Mesoamérica centro de origen de plantas cultivadas El primer trabajo sistemático sobre los recursos genéticos de plantas cultivadas en Mesoamérica fue realizado por Bukasov en Vavilov en 1931 publicó la obra México y Centro América como centro fundamental de origen de las plantas cultivadas del nuevo continente, donde considera a 66 especies cultivadas originarias del área entre ellas maíz, frijol, tres especies de calabazas, dos de chile, cacao, algodón entre las principales. El trabajo de CATIE (CATIE-GTZ, 1979) considera que el número de especies cultivdas nativas de mesoamerica es de 104, en tanto que Hernández X. (1985) considera que son 102.

23 Mesoamérica como uno de los principales centros de origen y domesticación en el mundo Geografía y posición latitudinal Coexistencia de alta diversidad Y una larga historia cultural

24 Tomado de: Mesoamérica

25 Evidencia arqueológica del origen de la agricultura y domesticación de especies En Tehuacan, México Smith y MacNeish descubrieron que las primeras evidencias de manipulación humana sobre especies vegetales se encuentra en Chupandia (Cyrtocarpa procera), aguacate (Persea americana) y chile (Capsicum annum) en estratos de hace aproximadamente 8,000 años. En Guilá Naquitz, Oaxaca. Flannery encontró evidencias de guaje (Lagenaria siceraria) y calabaza (Cucurbita pepo) en estratos de hace 9,000 años.

26 Unidad y diversidad de Mesoamérica La unidad de Mesoamérica se expresa en la existencia de una serie de rasgos comunes que comparten todas las culturas de el área y entre las cuales están, como ejemplo, las siguientes: el uso de bastón (chuso) plantador para la agricultura el cultivo de maíz, frijol, calabaza y chile. la nixtamalización del maíz la tortilla como alimento básico el consumo de cacao el uso de pelo de conejo y pluma de pato para decorar vestidos el uso de macanas la construcción de pirámides escalonadas patios con anillos para juegos de pelotas el juego de pelota escritura glífica códices doblados como biombos dos calendarios: uno solar de 365 días y uno religioso de 260 días sacrificios y autosacrificios religiones politeístas deidades comunes como el dios del agua o el del maíz (Piña, 1960).

27 Plantas domesticadas en Mesoamérica Tomado de: Cabezas, H Mesoamérica

28 Algunos ejemplos de especies símbolos para Mesoamérica Cacao

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30 Evolución del maíz a partir del teosinte Tomado de:

31 Fechas de datos de macrofosiles de maíz Fuente: Blake, 2005.

32 Fuente: Chacón, Frijol

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34 P. acutifolius P. coccinius sp. formosus P. vulgaris y P. coccinus sp. griseus P. polyanthus P. lunatus sp. silvester

35 Riqueza de especies de Phaseolus

36 Otras plantas comestibles de Mesoamérica Fuente: Chízmar (2009). Plantas comestibles de Centro América

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