Slide 1

Diversidade Biolgica (Biodiversidade)

Slide 2

Diversidade biolgica (biodiversidade): Diversidade biolgica (biodiversidade): significa a variabilidade de organismos vivos de todas as origens, compreendendo, os ecossistemas terrestres, marinhos e outros ecossistemas aquticos e os complexos ecolgicos de que fazem parte; compreendendo ainda a diversidade dentro de espcies, entre espcies e de ecossistemas.

Slide 3

ORIGENS DA AGRICULTURA E DA DOMESTICAO DE PLANTAS De Candole (1866) De Candole (1866) Plantas domesticadas muitas vezes diferem mais entre elas do que dos seus ancestrais selvagens. Darwin (1868) Darwin (1868) Plantas domesticadas diferem das ancestrais selvagens a partir das mudanas resultantes da seleo (tamanho, forma) no processo de domesticao.

Slide 4

Vavilov (1926) Vavilov (1926) A regio geogrfica na qual a diversidade gentica maior, corresponde regio de origem, especialmente se as raas selvagens das espcies relevantes esto presentes tambm nesta regio.

Slide 5

Oito centros de origem: civilizao x prtica da agricultura. Mais tarde tornou relativo este conceito e desenvolveu um sistema de grupos ecolgicos baseado em caractersticas como fotoperodo, resposta a temperaturas e doenas.

Slide 6

VAVILOV VAVILOV Primeira contribuio: Primeira contribuio: brilhante geneticista, hbil coletor e planejador de mais de 50 expedies de coleta de RGVs em todos os continentes a partir de 1920. Primeiros bancos de germoplasmas na Rssia. Rpida modernizao.

Slide 7

VAVILOV VAVILOV Segunda contribuio: Segunda contribuio: teoria da analogia climtica. Para a seleo de espcies e variedades preciso levar em conta as condies climticas de origem e, sempre que possvel, selecionar materiais de regies com clima similares aos das regies que se quer adaptar e cultivar. CENTROS DE DIVERSIDADE Estas idias deram origem aos CENTROS DE DIVERSIDADE

Slide 8

VAVILOV VAVILOV Terceira contribuio Terceira contribuio Habilidade em traduzir e relacionar o conhecimento cientfico sobre RGVs em uso econmico, adaptao e resistncia pragas e molstias. Importncia dos parentes selvagens.

Slide 9

Nikolai Ivanovich Vavilov (1887 1943) Nikolai Ivanovich Vavilov (1887 1943) Botnico e Geneticista russo, mais conhecido por ter identificado os centros de origem de plantas cultivadas. Vavilov organizou uma srie de expedies agronmicas-botnicas e coletou sementes nos mais variados pontos do planeta e criou, em Leningrado (Hoje So Petersburgo) a maior coleo de sementes do mundo para a poca.

Slide 10

Este banco de sementes foi heroicamente preservada durante os 28 meses do cerco a Leningrado e alguns de seus assistentes morreram de fome mas guardaram as sementes. Em 1940 Vavilov foi preso e mandado para a Sibria como defensor de pseudocincia burguesa (gentica) e morreu na priso de subnutrio em 1943.

Slide 11

HARLAN (1992) HARLAN (1992) regies ecolgicas abandonou o conceito de centros de origem, referindo-se a eles como regies ecolgicas. Convergncia atual de quatro processos ecolgicos x genticos x evolucionrios, que justificariam os padres eco-geogrficos de variabilidade gentica.

Slide 12

HARLAN (1992) HARLAN (1992) 1 - Condies ecolgicas do Plioceno (5 milhes a 1,8 milho anos) ou pleistoceno (1,8 milho a 11.000 anos) direcionaram a seleo natural em favor de poucas espcies selvagens com propriedades que posteriormente confeririam sucesso na agricultura.

Slide 13

HARLAN (1992) HARLAN (1992) 2 - Sistemas reprodutivos como auto- fecundao e reproduo vegetativa oportunizaram a rpida gerao de novos gentipos superiores, permitindo a manuteno das caractersticas de interesse, o que poderia no ocorrer com a hibridizao com gentipos inferiores. Assim, o sistema reprodutivo ajustou-se condio agrcola; Mesoltico ou neoltico.

Slide 14

3 Os tipos mais adaptados rapidamente se espalharam para reas geogrficas com diferentes ambientes; Incio e desenvolvimento da civilizao e ltimos cinco sculos. 4 - Aumento na adaptao dentro de ambientes especficos levou a uma maior diferenciao gentica entre as populaes domesticadas; Melhoramento moderno final sec. 19 a sec. 21.

Slide 15

CENTRO DE ORIGEM X CENTRO DE DIVERSIDADE Crtica: Faltam informaes para determinar a origem real ou primria. Mapa do tesouro para a conservao gentica.

Slide 16

CENTRO DE ORIGEM X CENTRO DE DIVERSIDADE A partir de Vavilov, European Soc. Res. Plant Breeding (EUCARPIA). Quatro Bancos de Germoplasma para a Europa. Noroeste: Inst. of Crop Science and Seed Res. Alemanha.

Slide 17

CENTRO DE ORIGEM X CENTRO DE DIVERSIDADE Central e Leste Leningrado Sul e Mediterrneo Bari Itlia Escandinvia Sucia

Slide 18

CENTROS DE DIVERSIDADE GENTICA VAVILOV (1916 a 1930) coleta de plantas ao redor do mundo Centros de origem: Centros de origem: rea geogrfica na qual a espcie foi originada. Centros de diversidade gentica: Centros de diversidade gentica: local onde h grande diversidade gentica da espcie cultivada e espcies relacionadas.

Slide 19

CENTROS DE ORIGEM E DIVERSIDADE Representam locais de conservao de germoplasma in situ. - So necessrias expedies de coleta para obteno do germoplasma.

Slide 20

CENTROS DE ORIGEM E DIVERSIDADE So fontes importantes de germoplasma apenas para culturas que no possuem bancos de germoplasma ou os bancos so incompletos, ou ainda quando a caracterstica desejada no encontrada nos bancos de germoplasma. existentes. a forma mais cara de obter germoplasma de uma espcie.

Slide 21

1 - Centro Chins: alface, soja, milheto; (136 sps) 2 - Centro Indiano: arroz, gro-de-bico, cana-de-acar, inhame, algodo arbreo, manga (117 sps) 2 a - Centro Indo-malio: banana, coco, inhame, cana-de-acar; (55 sps) 3- Centro Centro-Asitico: lentilha, gro-de-bico, ervilha, linho, centeio, trigo comum. (43 sps) 4 - Centro Oriente Prximo: alfafa, cevada, gro-de-bico, ervilha, lentilha, linho, centeio. (83 sps) 5 - Centro Mediterrneo: aipo, trigo duro, gro-de-bico, hortel, pimenta. (84 sps) 6 - Centro frica Oriental: cevada, lentilha, gro-de-bico, ervilha, linho, caf, sorgo. (38 sps) 7 - Messoamerica: milho, feijo, algodo herbceo, cucurbitceas. 8 - Centro Sul Americano (Peruano - Equatoriano - Boliviano): feijo, batatinha, batata-doce, fumo, tomate. (62 sps) 8 a - Centro Chileno (Ilha de Chilo): batatinha e moranguinho selvagem. (2 sps) 8 b - Centro Brasileiro - Paraguaio: mandioca, amendoim, abacaxi, seringueira.

Slide 22

Slide 23

Centro Brasileiro Paraguaio

Slide 24

Brasil -Passiflora

Slide 25

Brasil -Anonceas

Slide 26

Guaran (Paulinia cupana) Seringueira (Hevea brasiliensis) Pimenta (Capsicum spp.) Urucum (Bixa orellana)

Slide 27

Slide 28

Slide 29

Germoplasma Material gentico que constitui a base fsica da herana e que se transmite de uma gerao para a outra por meio de clulas reprodutivas. Unidades fsicas vivas que contm a composio gentica de um organismo particular, com a habilidade de se reproduzir sementes, mudas, estacas, gemas, etc.

Slide 30

Germoplasma de Plantas Aromticas

Slide 31

Para que serve um banco de germoplasma? Razes para coletar germoplasma. O germoplasma est em perigo de eroso gentica ou extino. Demanda pelo germoplasma por usurios em mbito nacional ou internacional. O conhecimento sobre o germoplasma deve ser ampliado.

Slide 32

Para que serve um banco de germoplasma? A diversidade gentica do germoplasma est sendo perdida ou insuficientemente representada nas colees ex situ; Necessidade de conservar ex situ parentes silvestres; Necessidade de se resgatar germoplasma em reas ameaadas por impactos humanos ou desastres naturais.

Slide 33

Como estabelecer um banco ou coleo de germoplasma?

Slide 34

FORMAS DE CONSERVAO DO GERMOPLASMA Os recursos genticos so mantidos em condies in situ, on farm, e ex situ. in situ: realizada, basicamente, em reservas genticas, reservas extrativistas e reservas de desenvolvimento sustentvel.

Slide 35

Pode ser organizada tambm em reas protegidas, seja de mbito federal, estadual ou municipal. As reservas genticas, por exemplo, so implantadas e mantidas em reas prioritrias, de acordo com a diversidade gentica de uma ou mais espcies de reconhecida importncia cientfica ou scio-econmica.

Slide 36

Teoricamente, essas reservas podem existir dentro de uma rea protegida, de uma reserva indgena, de uma reserva extrativista e de uma propriedade privada, entre outras.

Slide 37

Vantagens: Vantagens: possibilidade de conservar ampla variabilidade gentica; maior facilidade de conservar espcies com sementes recalcitrantes; no interrompido o processo evolutivo.

Slide 38

Desvantagens eroso gentica: eroso gentica: por enchentes, incndios e degradao (avano de fronteiras agrcolas); alto custo: alto custo: necessidade de levantamento ecogeogrfico e formao de reservas; custo scio-econmico: custo scio-econmico: reas no podem ser utilizadas para agricultura; dificuldade de proteo das reas de preservao.

Slide 39

on farm: pode ser considerada uma estratgia complementar conservao in situ, j que esse processo tambm permite que as espcies continuem o seu processo evolutivo.

Slide 40

Envolve recursos genticos, especialmente variedades crioulas - cultivadas por agricultores, especialmente pelos pequenos agricultores, alm das comunidades locais, tradicionais ou no e populaes indgenas, detentoras de grande diversidade de recursos fito-genticos e de um amplo conhecimento sobre eles.

Slide 41

Esta diversidade de recursos essencial para a segurana alimentar das comunidades. Dentre os principais recursos fito-genticos mantidos a campo pelos pequenos agricultores brasileiros esto a mandioca, o milho e o feijo. Outras espcies de razes e tubrculos, plantas medicinais e aromticas.

Slide 42

Manuteno desses materiais on farm, com nfase para as variedades crioulas, envolve recursos nativos e exticos adaptados s condies locais. Outra particularidade que estas variedades crioulas, mesmo deslocadas de suas condies naturais, continuam evoluindo na natureza, j que esto permanentemente submetidas diferentes condies edafoclimticas.

Slide 43

Estratgias de Conservao Ex situe In situ Ex situ In situ Conservao de sementes parques Colees de campo conservao Local Colees in vitro jardins caseiros Criopreservao Jardins botnicos

Slide 44

EX SITU: EX SITU: a manuteno das espcies fora de seu habitat natural.

Slide 45

Manuteno de recursos genticos: -Cmaras de conservao de sementes (-20 C), -Cultura de tecidos (conservao in vitro), -Criogenia: para o caso de sementes recalcitrantes, (-196 C),

Slide 46

Laboratrios - para o caso de microorganismos, a campo (conservao in vivo), -Bancos de germoplasma - para o caso de espcies vegetais.

Slide 47

Caractersticas: (i)preservar genes por sculos; (ii)permitir que em apenas um local seja reunido material gentico de muitas procedncias, facilitando o trabalho do melhoramento gentico;

Slide 48

(iii) garantir melhor proteo diversidade intraespecfica, especialmente de espcies de ampla distribuio geogrfica. OBS: Este mtodo implica, entretanto, na paralisao dos processos evolutivos, alm de depender de aes permanentes do homem, visto concentrar grandes quantidades de material gentico em um mesmo local, o que torna a coleo bastante vulnervel.

Slide 49

Conservao ex situ

Slide 50

a) Bancos de sementes: possibilidade de conservao de ampla variabilidade gentica; conservao a mdio e longo prazo.

Slide 51

Conservao ex situ

Slide 52

Lado exterior (esquerda) e o interior (direita) do cofre de sementes do Svaldbard, Noruega. COFRE MUNDIAL DE SEMENTES inaugurado em 26/fev/2008 COFRE MUNDIAL DE SEMENTES inaugurado em 26/fev/2008

Slide 53

Conservao criognica

Slide 54

b) Bancos de germoplasma in vivo Especialmente espcies com sementes recalcitrantes. Colees de plantas vivas. Ex.: jardins botnicos, colees junto a bancos de sementes; Exige maior rea e difcil de conservar boa amostra da diversidade gentica de uma espcie. Ex.: banana, dend, caf.

Slide 55

c) Bancos de germoplasma in vitro Cultura de tecidos. Conservao sob crescimento retardado. Exige protocolo apropriado para cada espcie e/ou gentipo. Adequado para espcies com pouca ou nenhuma produo de sementes ou com sementes recalcitrantes. Ex.: batata, batata-doce, mandioca, alho.

Slide 56

BANCOS ATIVOS DE GERMOPLASMA Aqueles de propriedades de instituies de pesquisa e/ou programas de melhoramento gentico, que representam gentipos com utilidade direta em programas de melhoramento. D-se prioridade a programas conduzidos em ambientes semelhantes e com objetivos semelhantes ao nosso programa de melhoramento gentico. Fonte primria de germoplasma para um programa de melhoramento de plantas.

Slide 57

BANCOS DE GERMOPLASMA Apresentam a maior variabilidade gentica conservada ex-situ de uma espcie cultivada (espcies silvestres aparentadas). Geralmente no se conhece o potencial gentico de boa parte da coleo. So fontes de genes para situaes futura. No Brasil a EMBRAPA, atravs da Embrapa Recursos Genticos e Biotecnologia (CENARGEN), coordena vrios bancos de conservao de germoplasma de espcies como amendoim, abacaxi, mandioca, paspalum, e outras.

Slide 58

USO DE GENES DE ESPCIES SILVESTRES Vantagem: Vantagem: fonte de genes muitas vezes no disponveis na espcie cultivada. Desvantagens: Desvantagens: possuem muitas caractersticas indesejadas; necessidade de retrocruzamentos; caracteres desejados e indesejados podem estar ligados geneticamente.

Slide 59

Programas de melhoramento de plantas no Brasil Instituies governamentais; EMBRAPA; EPAMIG, EMGOPA, IAC e IAPAR; Universidades Federais e Estaduais Empresas Iniciativa Privada (AGROCERES, PIONEER, MONSANTO, ETC.).

Slide 60

Programas de melhoramento de plantas no Mundo Instituies Internacionais CIAT (Colmbia)- feijo, arroz e mandioca CIMMYT (Mxico)- milho e trigo IRRI (Filipinas)- arroz ICARD (Sria)- trigo e cevada CIFOR (Indonsia)- essncias florestais CIP (Peru)- batata IBPRG (Itlia)- recursos genticos IITA (Nigria)- milho, mandioca e soja INIBAP (Frana)- banana WARDA (Costa do Marfin)- arroz

Slide 61

CONSERVAO DE RECURSOS GENTICOS E SUA IMPORTNCIA PARA O MELHORAMENTO DE PLANTAS

Slide 62

EROSO GENTICA - - perdas de alelos de uma determinada espcie e espcies silvestres relacionadas.

Slide 63

CONSEQUNCIAS DA VULNERABILIDADE GENTICA: Falta variabilidade gentica para adaptao a mudanas no ambiente ou para atingir novos objetivos do melhoramento; perigo de epidemias de pragas e moltias; limitao do ganho gentico.

Slide 64

GERMOPLASMA DE IMPORTNCIA PARA O MELHORAMENTO DE PLANTAS: a) parentes silvestres; b) cultivares primitivas ou crioulas ou land races; c) cultivares obsoletas; d) cultivares modernas; e) linhagens avanadas.

Slide 65

Hotspot: foi criado em 1988 pelo eclogo ingls Norman Myers. Regies de Hotspots: toda rea prioritria para conservao, isto , de alta biodiversidade e ameaada no mais alto grau. - uma rea com pelo menos 1.500 espcies endmicas de plantas e que tenha perdido mais de 3/4 de sua vegetao original.

Slide 66

1988: Myers identificou 10 Hotspots mundiais. 1996-1999: Russell Mittermeier: aumentou para 25 as reas no planeta consideradas Hotspots. - Juntas, elas cobriam apenas 1,4% da superfcie terrestre e abrigavam mais de 60% de toda a diversidade animal e vegetal do planeta.

Slide 67

fev/2005: identifica 34 regies, hbitat de 75% dos mamferos, aves e anfbios mais ameaados do planeta. - Nove regies foram incorporadas verso de 1999. - Somando a rea de todos os Hotspots temos apenas 2,3% da superfcie terrestre, onde se encontram 50% das plantas e 42% dos vertebrados conhecidos.

Slide 68

Brasil h dois Hotspots: a Mata Atlntica e o Cerrado. No total so 34 zonas, incluindo a Mata Atlntica e o cerrado brasileiro.34 zonas Ateno: os hotspots j perderam 70% da vegetao original.

Slide 69