Julian R - Diversidad tropical, conservacion y desarrollo

Diversidad tropical: conservacion y desarrollo Julián Ramírez y Andy Jarvis Centro Internacional de Agricultura Tropical, CIAT

Algunos numeros sobre biodiversidad

Conservacion: que es y para que?

Mecanismos para conservar la biodiversidad

Que mecanismo debe usarse?

Que pasa si no conservamos adecuadamente?

Como saber si conservamos lo suficiente?: analisis de huecos

Desarrollo y biodiversidad en el Amazonas

Que debe hacerse? Y cuando?

Conclusiones

Contenido

Algunos numeros sobre biodiversidad

Vida en la tierra en cualquiera de sus formas

Plantas como medio para desarrollo agricola y manutencion de equilibrio ecosistemico (agua, suelo, vida animal)

Se estima que existen 11 millones de especies en la tierra

Concentradas en 24 puntos estrategicos ( hotspots ). 75% estan en la zona Tropical

De estas, se conocen solo 1.9 millones (17%)

Cuantas estan bajo algun mecanismo de conservacion?

Es eficiente este mecanismo?

Source: Conservation International

Que es y para que sirve la conservación?

Proteger especies en peligro a traves de algun mecanismo sobre una o varias poblaciones

Mantener la diversidad genetica para diferentes usos:

Equlibrio ecosistemico

Uso sostenible de biodiversidad (maderables)

Mantener balance de carbono (mitigacion de CC)

Mejoramiento genetico de los cultivos

Turismo y diversion

Que es y para que sirve la conservación?

Objetivo : conservar 95% de los alelos de un locus aleatorio que ocurren en la poblacion objetivo con una frecuencia mayor a 0.05 (Marshal & Brown, 1975)

En otras palabras : maximizar la proporcion de diversidad genetica conservada para permitir su uso racional

No solo es conservar una especie sino la diversidad dentro de esa especie

MANTENER LA DIVERSIDAD GENETICA… … FACILITAR SU USO

Que mecanismos existen para conservar?

In situ : proteccion de una poblacion en su habitat natural (incl. en finca)

Ex situ : proteccion en un lugar de almacenamiento: “banco de germoplasma”

DEBEN USARSE DE MANERA COMPLEMENTARIA PARA AUMENTAR LA RELACION COSTO-BENEFICIO DEL PROCESO

Que mecanismos existen para conservar?

Ex situ

Existen 1,470 bancos de genes en el mundo

Solo 35 cumplen con estandares de conservacion

Existen cerca de 6.5millones de muestras

Mas de 1millon se estan degenerando diariamente

Bancos de genes grandes para evitar degradacion y conservar diversidad a largo plazo

Millennium seed bank (Kew Gardens)

Svalbard Global Seed Vault (GCDT)

In situ

Existen 84,488 areas protegidas (parques nacionales, reservas, etc)

Cubren 13.8% de la superficie global (10% nacional, 3.8% internacional)

Protegen puntos clave de diversidad

Algunas no funcionan tan bien (requiere mucho control gubernamental)

Que mecanismo debe usarse?

Deseable: conservacion in situ

Aunque tambien depende del uso que se desee dar al recurso

Conservación de recursos fitogenéticos para mejoramiento genético (desarrollo)

Aumentar resiliencia de cultivos

Frente a eventos extremos

Frente a cambio climatico

Frente a presiones bioticas (pestes/enfermedades)

Conservación para distribucion a productores

Diversificacion de sistemas productivos

Aumento de resiliencia del sistema

Conservacion para secuestro de carbono (mitigacion de cc)

Conservacion para mantener balance hidrico, estabilidad y calidad del suelo, equilibrio de taludes, etc…

Que mecanismo debe usarse? In situ Ex situ CONTRAS PROS

Mantiene las poblaciones en el lugar donde se originaron

Mantiene los procesos de evolucion

Mantiene coexistencia e interaccion entre especies

Puede cumplir todos los propositos si se implementa correctamente

Es dificil de implementar cuando no hay voluntad (politica, social)

Cobertura en terminos de diversidad es mas dificil de alcanzar

Requiere mayor inversion de recursos (esp. en control)

Menos costoso

En espacios pequenos se puede mantener gran cantidad de especimenes

Cobertura en terminos de diversidad mas facil de alcanzar

Ideal para conservacion de agro-biodiversidad (control y distribucion)

Es limitado en aplicacion

Aisla los especimenes de sus ambientes y no considera ecosistemas

Requiere intenso muestreo y conocimiento base para esto

Que pasa si no conservamos?

Kew Gardens: 4 especies de plantas amenazadas al dia

Cerca del 20% de la biodiversidad mundial potencial se ha perdido por degradacion de ecosistemas

FAO (1998) estima que desde el principio del siglo 20, cerca del 75% de la diversidad de los cultivos se ha perdido

En China, cerca de 10mil variedades de trigo se cultivaban en 1949. En 1970s, solo 1,000 aun se usaban (FAO)

En Mexico, solo el 20% de las variedades de maiz que existian en 1930 se conocen actualmente en el pais

En Alemania, cerca de la mitad de las especies de plantas presentes en pasturas se ha perdido (Isselstein, 2003)

En el sur de Italia, cerca del 75% de las variedades de los cultivos han desaparecido (Hammer et al. , 2003)

Como saber si conservamos lo suficiente?: Analisis de huecos

Todo es cuestion de diversidad

Huecos en colectas de germoplasma

Cuando un banco de genes no posee los suficientes especimenes: EX SITU GAP ANALYSIS

Huecos en areas protegidas

Cuando un area protegida (o conjunto) no cubre el punto (o puntos) mas diversos: IN SITU GAP ANALYSIS

Ex situ Gap Analysis © Neil Palmer (CIAT)

Why Gap Analysis?

Tool to assess crop genetic and geographical diversity.

Allows detecting non-fulfilled species collections as well as defining which species should be collected and where these collections should be focused.

Assesses the current extent at which the ex situ conservation system is correctly holding the genetic diversity of a particular genepool.

The Gap Analysis pathway Taxonomy review Data gathering Georeferentiaton Environmental data gathering Gap Analysis process Final recommendations

The Gap Analysis process

Proxy for:

Range of traits

Proxy for:

Diversity

Possibly biotic traits

Proxy for:

Abiotic traits

Identifying gaps

Geographic dimension Environmental dimension Taxonomic dimension

Taxa priorization High Priority Taxa Medium Priority Taxa Low Priority Taxa No conservation required

El caso de frijol silvestre ( Phaseolus ) HERBARIUM GERMPLASM

High Priority Taxa (HPT)

HPT for sect. Rugosi and sect. Acutifolii

P. carteri Section: Rugosi P. acutifolius var. latifolius Section: Acutifolii

HPT and Protected Areas

Wild Vigna collecting priorities

Spatial analysis on current conserved materials

* Gaps * in current collections

Definition and prioritisation of collecting areas

8 100x100km cells to complete collections of 23 wild Vigna priority species

Taxon-level and genepool level priorities

Gap Analysis

http://gisweb.ciat.cgiar.org/GapAnalysis/

In situ Gap Analysis

Cobertura de areas protegidas por region Cobertura actual de la conservación in situ La biodiversidad mundial está bien conservada… al menos en el papel

…sin embargo

Hay que supervisar el funcionamiento del mecanismo

Hay que analizar el patron geografico de cada especie

Poblaciones en condiciones bioticas/abioticas especificas que pueden ser de interes

El rango de adaptación de una especie puede variar en el tiempo y espacio (sostenibilidad y cobertura)

Sumario

La biodiversidad entonces es clave para sostenibilidad de:

Agricultura

Ecosistemas

El desarrollo agricola afecta la biodiversidad: agricultura eco-eficiente

Necesitamos saber que tanto estamos conservando y completar los “huecos”

Existen metodos y datos para hacerlo

Resultados deben usarse para influir politicas

Desarrollo y biodiversidad: el caso del Amazonas

Relacion entre biodiversidad y desarrollo Crecimiento poblacional, Expansion agricola Desarrollo industrial Uso insostenible de recursos Degradacion de ecosistemas Perdida de biodiversidad Aparicion de amenazas, Mayores exigencias Necesidad de respuesta Fuente de recursos: biodiversidad Cambio En Paradigma Agricultura eco-eficiente Uso sostenible de recursos Estrategias de conservacion

El metodo

Seleccionar el area de estudio

Evaluar la distribucion de la biodiversidad

Modelos de nicho ecologico

Bases de datos de biodiversidad

Evaluar el nivel de conservacion

Areas protegidas

Evaluar el nivel de amenaza

Amenazas antropogenicas

Deteccion de cambios en el UT

Conclusiones de cara a hacer politicas

Evaluando la distribucion de la biodiversidad

La base de datos tiene 60,894 especies reportadas en 12’853,796 registros

De estas, 13,250 (21.8%) especies tienen al menos una población dentro del amazonas (315,590 registros -2.5%)

De estas, 6,257 (47.2%) especies tienen mas del 50% de sus poblaciones en el Amazonas

2,257 de estas (17%) son endemicas

Evaluando la distribucion de la biodiversidad

Areas muy diversas muy muestreadas

Riqueza 216 y 4,100 especies

Promedio 1174 especies por pixel

Areas submuestreadas

Modelos de nicho ecologico para extrapolar

Evaluando el nivel de conservacion

El 35.2% del area Amazonica esta bajo conservacion in situ

100% riqueza (diversidad) representada en areas protegidas

32.7% poblaciones dentro de areas protegidas

40% de areas altamente diversas (>1500 especies) conservadas

Evaluando el nivel de conservacion

Cada especie tiene un patron geografico diferente

Especies mas/menos conservadas que otras

Cada especie tiene un uso/importancia diferente

Servicios ecosistemicos

Agricultura

Evaluando el nivel de amenaza

Amenazas antropogenicas que degradan los ecosistemas

Conversion reciente (LUC) Extracción de Gas/Petroleo Infraestructura Presion de ganaderia Conversión a agricultura Accesibilidad Amenaza total sobre ecosistemas

Detectando la deforestacion

Entrenamiento de un modelo que predice comportamiento y lo compara con mediciones históricas de “verdor” de la vegetación

Todas las amenazas se traducen en: cambio en el uso de la tierra

Cambio en uso de tierra

Eventos que ocurren fuera de las areas protegidas

Tendencia al aumento en la tasa y en el area

2004 2005 2006 2007 2008 2009

Evaluando el nivel de amenaza 2004 2009

Areas degradadas son más susceptibles de degradación (linea roja)

La deforestación media aumenta a una tasa relativamente constante

La expansión de actividades antropogénicas crece y con ella la degradación de paisajes… por tanto, perdida de biodiversidad

0.84% de las poblaciones presentes en el amazonas ( ROJO ) estan en areas degradadas (> 10%)

11.6% de las especies tienen al menos una poblacion en un area degradada

2.5% de las especies a nivel mundial tienen al menos una poblacion en areas degradadas del Amazonas

Resumen: desarrollo y biodiversidad en la cuenca Amazonica

De 12,853,796 poblaciones (60,894 spp)

315,590 pob. (2.5%) de 13,250 especies (21.76%) estan en el Amazonas

Al menos una pob. de 1,662 especies (12.5%) esta extinta debido a cambios en UT

3.9% especies tienen mas de 5% de sus poblaciones ahora extintas

1.3% tienen mas de 10% y… 0.4% tinen mas que 20%

ESTIMACIONES DE 2004 a mediados-2009… en solo 5 años y medio, casi 2.5% de la biodiversidad esta bajo amenaza a diferentes niveles… solo tomando en cuenta cambios en UT

Conclusiones de cara a hacer politicas

Conservacion in situ es una gran oportunidad para mejorar servicios ecosistemicos y para…

Secuestro de carbono (mitigar cc)

Adaptacion de agroecosistemas

Monitoreo es clave: sistema automatizado para monitoreo de cambios de UT

Politicas deben orientarse a la expansion y control de areas protegidas

No sólo la diversidad silvestre…

La industrialización de la agricultura trae erosion genetica… perdida de cultivares criollos

Se requiere conservar no solo especies sino la diversidad genetica dentro de las especies

Rapidas respuestas ante amenazas como cambio climatico pueden traer oportunidades: rapida adaptacion, eficiente mitigacion… agro-biodiversidad es clave para estas respuestas