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Evert Thomas - Uso y conservacion de RFGAA Geo-espacial
 

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    Evert Thomas - Uso y conservacion de RFGAA Geo-espacial Evert Thomas - Uso y conservacion de RFGAA Geo-espacial Presentation Transcript

    • Diagnóstico del Uso y la Conservación ex situ e in situ de los Recursos Fitogenéticos en Mesoamerica -Un Análisis Geo-espacial- Evert Thomas
    • Objetivosidentificar patrones generales y vacíos masimportantes en cuanto a:1. Calidad de datos2. Impacto de cambio climático3. Vacíos de colecta para conservación ex situ4. Identificación material promisorio5. Conservación in situ
    • Datos y especies consideradosFuentes:• bancos de germoplasma internacionales (CIAT, USDA, CIMMYT, CIP; SINGER); scientific publications• Datos de herbarios:GBIF• Aun no se tiene datos de los bancos nacionales/locales de MesoamericaDiez acervos genéticos (géneros): 26 especies cultivadas (+ 8 subtaxa adicionales) 358 especies silvestres (+ 52 subtaxa adicionales)
    • Especies cultivadas Zea Total 26 especies + 8 subtaxa Tripsacum Phaseolus Persea numero de Manihot especies Ipomoea subtaxa adicionales Cucurbita Carica CapsicumAmaranthus 0 2 4 6 8
    • Parientes silvestres Zea Total 358 especies + 52 subtaxa Tripsacum Phaseolus Persea Manihot Ipomoea Cucurbita numero de Carica especies Capsicum subtaxaAmaranthus adicionales 0 50 100 150 200
    • Potencial parientes silvestres para mejoramiento“Durante los ultimos 20 anos ha habido un incremento estable enel ritmo del lanzamiento de cultivares que contienen genes deparientes silvestres” (Hajjar and Hodgkin 2007)
    • Metodologia• Análisis espacial con base en observaciones de especies e información genética geo- referenciada• Modelación de idoneidad ambiental (con modelo Maxent) para tener mejor idea de distribución potencial: • Identificar las preferencias ambientales de una planta con base en observaciones
    • Modelacion de idoneidad ambiental 5000 4500 Manihot esculenta 4000Precipitacion (mm) 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 16 18 20 22 24 26 28 Temperatura (° C)
    • Metodologia• Análisis espacial con base en observaciones de especies e información genética geo- referenciada• Modelación de idoneidad ambiental (con modelo Maxent) para tener mejor idea de distribución potencial: • Identificar las preferencias ambientales de una planta con base en observaciones • Buscar otros lugares con características ambientales parecidas para estimar potencial de ocurrencia
    • MetodologiaVariables ambientales- 19 variables bioclimaticos- Suelo (FAO)- Vegetación (WWF)Modelos climáticos- presente: Worldclim- Futuro: 19 modelos escenario A2, ~2050- Pasado: máximo de ultima glaciación (~21.000 AP)Todos los análisis por separado para especiescultivadas y parientes silvestres
    • Objetivosidentificar patrones generales y vacíos masimportantes en cuanto a:1. Calidad de datos2. Impacto de cambio climático3. Vacíos de colecta para conservación ex situ4. Identificación material promisorio5. Conservación in situ
    • 1. Calidad de datos 118.751 observaciones 64.100 sin duplicados 32.769 con coordenadas y nombre 30.402 con coordenadas en tierra Mesoamericana11.693 observaciones especies cultivadas 18.709 observaciones parientes silvestres 6.831 muestras de herbario 17.541 muestras de herbario 4.862 accesiones (21 especies + 5 1.168 accesiones (85 especies +10 subtaxa adicionales) subtaxa adicionales)
    • 1. Calidad de datos• resultados de encuesta: • Muchos datos sin digitalizar • Muchos datos sin geo-referencias• Necesidad para mejorar documentación (digitalización, geo-referenciacion) y estandarización (taxonómica, estatus biológico…) de datos de pasaporte• Disponibilidad: Incluir datos de los bancos mesoamericanos en los análisis…
    • Objetivosidentificar patrones generales y vacíos masimportantes en cuanto a:1. Calidad de datos2. Impacto de cambio climático3. Vacíos de colecta para conservación ex situ4. Identificación material promisorio5. Conservación in situ
    • - 2. Impacto climático -Especies cultivadas-
    • 2. Impacto climático – Especies cultivadas Cambios en aptitud ambiental para especies cultivadas de ahora hasta 2050+ 9 especies0- 14 especies
    • 2. Impacto climático – Especies cultivadas cucurbitas (5 spp) 57 106 ha chile (5 spp) 23 106 ha amaranto (2 spp) 12 106 ha Tripsacum (2 spp) -22 106 ha frijol (5 spp) -32 106 ha papaya (1 sp) -33 106 ha camote (1 sp) -33 106 ha yuca (1 sp) -34 106 ha aguacate (2 spp) -42 106 ha maiz (1 sp) -44 106 ha Mesoamerica (25 spp) -3 106 ha
    • Cambios netos en Porcentaje deEspecies millones de hectáreas superficie actualCucurbita maxima 57 106 ha 73Capsicum chinense 56 106 ha 197Cucurbita argyrosperma 41 106 ha 95Capsicum pubescens 34 106 ha 902Phaseolus acutifolius 28 106 ha 42Capsicum baccatum 22 106 ha 74Amaranthus cruentus 17 106 ha 96Tripsacum dactyloides 1 106 ha 4Cucurbita moschata -1 106 ha -2Amaranthus hypochondriacus -3 106 ha -19Persea schiedeana -4 106 ha -41Phaseolus coccineus -4 106 ha -8Cucurbita ficifolia -4 106 ha -19Phaseolus dumosus -12 106 ha -62Tripsacum andersonii -24 106 ha -80Phaseolus lunatus -28 106 ha -38Carica papaya -33 106 ha -57Ipomoea batatas -33 106 ha -62Manihot esculenta -34 106 ha -60Cucurbita pepo -35 106 ha -64Capsicum frutescens -38 106 ha -75Phaseolus vulgaris -37 106 ha -37Persea americana -40 106 ha -58Zea mays -45 106 ha -37Capsicum annuum -51 106 ha -55
    • Para algunas especies las condiciones de crecimiento podrían mejorar
    • 2. Impacto climático – Especies cultivadas Capsicum chinenseÁreas establesÁreas nuevasÁreas que se podrían perder
    • Para algunas especies podrían haber grandes desplazamientos
    • 2. Impacto climático – Especies cultivadas Cucurbita moschataÁreas establesÁreas nuevasÁreas que se podrían perder
    • Para algunas especies las condiciones de crecimiento podrían empeorar
    • 2. Impacto climatico – Especies cultivadas Zea mays subsp. maysÁreas establesÁreas nuevasÁreas que se podrían perder
    • 2. Impacto climático – Especies cultivadas• Para mayoría de cultivos reducciones netas de áreas aptas (esp. especies mas importantes para alimentación humana)• Tendencia de desplazamientos y movimiento hacia - arriba (altitudinal)• Probablemente se podrá reducir las perdidas substancialmente por un mejor uso de germoplasma (mejoramiento, intercambio, )
    • - 2. Impacto climático -Parientes silvestres-
    • 2. Impacto climático – Especies cultivadas Cambios en aptitud ambiental para especies cultivadas de ahora hasta 2050+ 9 especies0- 14 especies
    • 2. Impacto climático – Parientes silvestres Cambios en aptitud ambiental para parientes silvestres de ahora hasta 2050+ 69 especies0- 29 especies
    • 2. Impacto climático – Parientes silvestres Persea (16 spp) 202 106 ha Manihot (13 spp) 241 106 ha Ipomoea (102 spp) 205 106 ha Phaseolus (33 spp) 172 106 ha Cucurbita (10 spp) 146 106 ha Zea (5 spp) 67 106 ha Tripsacum (9 spp) 60 106 ha Amaranthus (12 spp) 44 106 ha Carica (2 sp) -12 106 ha Capsicum (3 spp) -7 106 ha Mesoamerica (205 spp) 231 106 ha
    • 2. Impacto climático – Parientes silvestres• Parientes silvestres de mayoría de acervos - podrían expandir su área de distribución, bajo condiciones de migración optima• El hecho que casi todos los parientes podrían ‘beneficiarse’ de cambio climático indica que podrían tener genes que permiten eso  potencial para especies cultivadas• Pocas especies de parientes silvestres pueden necesitar estrategias especificas (Carica, Capsicum)• Para la mayoría promover la conectividad ecológica y el potencial migratorio, + Necesidad para monitoreo
    • Objetivosidentificar patrones generales y vacíos masimportantes en cuanto a:1. Calidad de datos2. Impacto de cambio climático3. Vacíos de colecta para conservación ex situ4. Identificación material promisorio5. Conservación in situ
    • 3. Análisis de vacíos• Resultados de encuesta muestran que la mitad de los respondientes no tienen idea claro sobre áreas prioritarios/vacíos de colecta• Potencial de usar alguna herramienta geo- espacial para identificar y limitar vacíos existentes
    • Vacíos Especies cultivadas
    • 3. Análisis de vacíos – Especies Cultivadas Numeros de especies observadas (colecta de herbario) pero aun no conservado en banco de germoplasma15 especies1 especies
    • 3. Vacíos geográficos por especie (porcentaje de distribución observada + modelada en bancos)Especie % Especie %Zea mays 77 Cucurbita moschata 7Phaseolus vulgaris 44 Cucurbita argyrosperma 7Ipomoea batatas 36 Capsicum frutescens 4Manihot esculenta 28 Capsicum chinense 4Phaseolus coccineus 28 Persea schiedeana 3Phaseolus dumosus 19 Tripsacum dactyloides 1Phaseolus lunatus 19 Persea americana 1Phaseolus acutifolius 13 Tripsacum andersonii 1Cucurbita ficifolia 13 Cucurbita pepo 0Amaranthus cruentus 12 Cucurbita maxima 0Capsicum annuum 8 Carica papaya 0Capsicum pubescens 8 Capsicum baccatum 0Amaranthus hypochondriacus 8 Amaranthus caudatus 0
    • 3. Vacíos geográficos por especie Phaseolus vulgarisÁreas de distribución modeladaÁreas de distribución observadaÁreas representadas en Bancos de Germoplasma
    • 3. Vacíos geográficos por especie (porcentaje de distribución observada + modelada en bancos)Especie % Especie %Zea mays 77 Cucurbita moschata 7Phaseolus vulgaris 44 Cucurbita argyrosperma 7Ipomoea batatas 36 Capsicum frutescens 4Manihot esculenta 28 Capsicum chinense 4Phaseolus coccineus 28 Persea schiedeana 3Phaseolus dumosus 19 Tripsacum dactyloides 1Phaseolus lunatus 19 Persea americana 1Phaseolus acutifolius 13 Tripsacum andersonii 1Cucurbita ficifolia 13 Cucurbita pepo 0Amaranthus cruentus 12 Cucurbita maxima 0Capsicum annuum 8 Carica papaya 0Capsicum pubescens 8 Capsicum baccatum 0Amaranthus hypochondriacus 8 Amaranthus caudatus 0
    • 3. Vacíos geográficos por especie• Quedan vacíos geográficos substanciales para la mayoría de las especies• Es preciso priorizar áreas dentro de estos vacíos geográficas • Con base en datos climáticos • Con base en datos genéticos
    • 3. Vacíos geográficos por especie• Quedan vacíos geográficos substanciales para la mayoría de las especies• Es preciso priorizar áreas dentro de estos vacíos geográficas • Con base en datos climáticos • Con base en datos genéticos
    • 3. . Vacíos geográficos por especie Phaseolus vulgarisÁreas de distribución modeladaÁreas de distribución observadaÁreas representadas en Bancos de Germoplasma
    • 3. . Vacíos geográficos por especie Phaseolus vulgarisÁreas de distribución modeladaÁreas de distribución observada
    • 3. Vacíos geográficos en lugares calientesPhaseolus vulgaris Áreas de distribución modelada Áreas de distribución observada
    • 3. Vacíos geográficos en lugares secosPhaseolus vulgaris Áreas de distribución modelada Áreas de distribución observada
    • 3. Vacíos geográficos en lugares calientes y secosPhaseolus vulgaris Áreas de distribución modelada Áreas de distribución observada
    • 3. Vacíos geográficos por especie• Quedan vacíos geográficos substanciales para la mayoría de las especies• Es preciso priorizar áreas dentro de estos vacíos geográficas • Con base en datos climáticos • Con base en datos genéticos
    • 3. Vacíos geográficos – diversidad genética Diversidad genética (Riqueza alélica)alto Phaseolus vulgarisbajo
    • 3. Vacíos geográficos – diversidad genéticaPhaseolus vulgaris Áreas de distribución modelada Áreas de distribución observada
    • 3. Vacíos geográficos – diversidad genética Diversidad genética (Riqueza alélica) altoPhaseolus vulgaris Áreas de distribución modelada bajo Áreas de distribución observada
    • Vacíos Parientes silvestres
    • Análisis de vacíos – Parientes silvestres Numeros de especies observadas (colecta de herbario) pero aun no conservado en banco de germoplasma73 especies1 especies
    • Análisis de vacíos – Parientes silvestres• Quedan vacíos geográficos significativos• Algunas especies con pocos parientes (Carica 2), otras muchos (Ipomoea 169); no todas necesariamente tienen utilidad/potencial directo para mejoramiento• Necesidad de limitar/priorizar – Parientes con mayor potencial para mejoramiento de especies cultivadas – Áreas geográficas de colecta por ejemplo con base en características climáticas (áreas secas y calientes)
    • Objetivosidentificar patrones generales y vacíos masimportantes en cuanto a:1. Calidad de datos2. Impacto de cambio climático3. Vacíos de colecta para conservación ex situ4. Identificación de material promisorio5. Conservación in situ
    • Material promisorio-Especies cultivadas-
    • Material promisorio adaptado a ambientes secos y calientes 5000 4500 Manihot esculenta 4000Precipitacion (mm) 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 16 18 20 22 24 26 28 Temperatura (° C)
    • Material promisorio adaptado a ambientes secos y calientes 5000 4500 Manihot esculenta 4000Precipitacion (mm) 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 16 18 20 22 24 26 28 Temperatura (° C)
    • Objetivosidentificar patrones generales y vacíos masimportantes en cuanto a:1. Calidad de datos2. Impacto de cambio climático3. Vacíos de colecta para conservación ex situ4. Identificación material promisorio5. Conservación in situ
    • Conservación in situ• especies cultivadas: en finca• parientes silvestres: áreas naturales• Importancia: • Permite selección continua por parte de agricultores de variedades adaptadas a cambio climático y con características de interés humano • Permite adaptación continua de parientes silvestres a condiciones ambientales cambiantes
    • Conservación in situ -Especies cultivadas-Áreas prioritarias = Áreas que contienen lamayor diversidad en especies cultivadas ahora, ydonde las condiciones van a seguir siendo aptasen el futuro (~2050)
    • Areas prioritariascon mayor riqueza en especies cultivadasÁreas de mayor diversidadde especies cultivadas
    • Priorización basada en diversidad genética Diversidad genética (Riqueza alélica)alto Zea mays subsp. maysbajo
    • Priorización basada en diversidad genética Diversidad genética (Riqueza alélica) Zea mays subsp. maysaltobajo Áreas de mayor diversidad de especies cultivadas
    • Priorización basada en diversidad genética Diversidad genética (Riqueza alélica) Phaseolus vulgarisaltobajo Áreas de mayor diversidad de especies cultivadas
    • Priorización basado en diversidad genética Diversidad genética (Riqueza alélica) Phaseolus vulgarisaltobajo Áreas de mayor diversidad de especies cultivadas
    • Priorización basada en grupos étnicos/lingüísticos• Pueblos indígenas son los creadores de las especies cultivadas, variedades y razas consideradas aquí• Son los guardianes de la biodiversidad de los ambientes que habitan, particularmente la agrobiodiversidad• Una estrategia mas inclusiva para conservación in situ debe enfocarse no solamente en diversidad en recursos fitogenéticos, pero también en diversidad cultural (grupos étnicos)
    • Priorización basada en grupos lingüísticosGrupos lingüísticos
    • Priorización basada en grupos lingüísticosGrupos lingüísticosÁreas de mayor diversidadde especies cultivadas
    • Priorización basada en grupos lingüísticosGrupos lingüísticosÁreas de mayor diversidadde especies cultivadas
    • Conservación in situ -Parientes silvestres-Áreas prioritarias = Áreas que han contenido lamayor diversidad en especies silvestres a lo largode la historia, y donde las condiciones van aseguir siendo aptas en el futuro (~2050)
    • Conservación in situ de parientes silvestres • Riqueza de especies: con base en observaciones • Diversidad genética: refugios del Pleistoceno (último glaciar) como indicación
    • Áreas prioritarias con mayor riqueza en parientes silvestresÁreas de mayor diversidadde parientes silvestres
    • Áreas prioritarias con mayor riqueza en parientes silvestresÁreas protegidasÁreas de mayor diversidadde parientes silvestres
    • Áreas prioritarias con mayor riqueza en parientes silvestres Superficie Superficie en % total areas protegidasAmaranthus 1.81E+06 1.49E+05 8.22Capsicum 2.04E+04 4.20E+03 20.44Carica 0.00E+00 0.00E+00 0Cucurbita 1.00E+04 2.00E+03 20.23Ipomoea 8.80E+06 7.39E+05 8.4Manihot 1.38E+06 8.30E+03 0.6Persea 2.83E+06 6.60E+05 23.3Phaseolus 6.53E+06 4.13E+05 6.31Tripsacum 4.51E+06 7.92E+04 1.76Zea 4.06E+05 1.22E+04 2.99Mesoamerica 1.12E+07 6.82E+05 6.12
    • Conservación in situ parientes silvestres• Areas protegidas coinciden muy poco con áreas de mayor diversidad en especies e intraespecífica en parientes silvestres• Areas protegidas solo conservan 61% de todas las especies• Como lograr una mejor protección de parientes silvestres?
    • Priorización basada en grupos lingüísticos 65 % de especiesGrupos lingüísticos
    • Priorización basada en grupos lingüísticos + áreas protegidas todas las especies cultivadas + 77 % de los parientes silvestresGrupos lingüísticosÁreas protegidas
    • Todos los datos serán publicados en nuestrapagina web:http://climatechange-bioversityinternational.org/ProjectsStrategic Action Plan MesoamericaResultados PAE
    • Prioridades futuras1. Calidad de datos• Necesidad para mejorar documentación (digitalización, geo-referenciación) y estandarización (taxonómica, estatus biológico…)de datos de pasaporte• Capacidad humana: Crear oportunidades para formar gente de la region
    • Prioridades futuras2. Impacto Cambio climático• Necesidad para sistemas coherentes mas flexibles para facilitar mejoramiento en diferentes niveles (de agricultor a biotecnología)• Necesidad para sistemas coherentes mas flexibles para facilitar intercambio dentro y entre países• Necesidad para monitoreo in situ (cultivados y parientes)• Necesidad de promover conectividad ecológica y potencial migratorio de parientes silvestres
    • Prioridades futuras3. Vacío de colecta para conservación ex situ• Necesidad de rellenar vacíos de colecta para las especies cultivadas y parientes silvestres con mas potencial, usando una estrategia de priorización• Necesidad de mejorar la conservación de parientes y promover su uso en mejoramiento de cultivados
    • Prioridades futuras4. Identificación de material promisorio• Es prioritario de promover el intercambio y mejoramiento, especialmente para material promisorio seleccionado usando una estrategia de priorización
    • Prioridades futuras5. Conservación in situ• Conservación in situ es un componente clave en adaptación de los recursos fitogenéticas al cambio climático• Una estrategia mas inclusiva para conservación in situ debe enfocarse no solamente en diversidad en recursos fitogenéticos, pero también en diversidad cultural (grupos étnicos)