Los recursos fitogenéticos

Al considerar recurso como cualquier elemento o parte del ambiente que el hombre pueda utilizar para satisfacer sus necesidades primarias o secundarias, puede definirse que la vegetación es un recurso natural indispensable para la vida del ser humano. Son sin duda las plantas la base que permite la alimentación del humano, bien sea directamente al tomar la planta o parte de ella y consumirla, o indirectamente al alimentarse de animales que debieron consumir plantas o parte de ellas para subsistir.

El ser humano, durante el transcurrir de su historia sobre el planeta tierra, ha modificado de manera importante la estructura genética de las poblaciones vegetales de las cuales se alimenta, esto mediante el proceso denominado domesticación. Toda especie domesticada tiene una amplia diversidad genética que es consecuencia de las mutaciones que se han dado en individuos de estas especies, y que han sido favorecidas por procesos de selección, y adicionalmente se han expandido dentro de la especie por procesos de reproducción. Adicionalmente, la reproducción también ha permitido combinar muchas de esas mutaciones en un solo individuo, lo cual maximiza la diversidad genética. Estas especies domesticadas provienen de especies que actualmente consideramos silvestres, pero son lo suficientemente diferentes de éstas como para que no haya posibilidad de que se dé la reproducción natural entre ellas con la obtención de descendencia fértil. Todo el conjunto integrado por la diversidad genética de la especie domesticada, y de la diversidad genética de la especie silvestre que le dio origen, es lo que se conoce como germoplasma de una especie, también llamado recursos fitogenéticos de una especie. Al verlo de manera global entre todas las especies, los recursos fitogenéticos no son mas que la suma de diversidad genética de las distintas especies cultivadas o domesticadas junto a sus parientes silvestres más próximos. En términos más comúnmente usados, los recursos fitogenéticos son la biodiversidad vegetal de especies utilizadas por el ser humano.Los recursos fitogenéticos están representado por plantas (o partes de plantas con potencial regenerativo) que poseen o pudieran poseer valor económico, científico o social para la humanidad. Son considerados uno de los recursos naturales más valiosos, puesto que proveen la diversidad genética necesaria tanto para productores como para mejoradores, para obtener nuevos cultivares con mayor rendimiento, o mejor calidad o más adaptados a ciertos estreses abióticos, o más resistentes a insectos plaga o microorganismos patógenos. Son los recursos fitogenéticos la materia prima de la cual se pueden valer quienes trabajan en mejoramiento genético, para poder ofrecer al productor un cultivar que tenga las posibilidades de superar las limitantes de producción ocasionadas por el ambiente en que se desarrollan, o para poder ofrecer al consumidor (bien sea el consumidor final o bien sea la agroindustria) un cultivar que satisfaga las exigencias de calidad que éste necesite. Para ejemplificar la importancia de los recursos fitogenéticos, se puede afirmar que si la diversidad genética de una especie vegetal desaparece ya no podrían obtenerse nuevos cultivares de esa especie, lo cual conduciría a la pronta desaparición de dicha especie puesto que no se podría enfrentar a los nuevos retos ambientales a que se enfrentara.

La conservación y uso de los recursos fitogenéticos tiene un lugar preponderante en la agricultura, la seguridad alimentaria y en las ciencias forestales. Las actividades de conservación de germoplasma comprenden la colección, el mantenimiento y la caracterización de la diversidad genética dentro de una especie.

La colección consiste en la obtención de material vegetal (la mayoría de los casos semillas) que represente una alta variabilidad genética de la especie en estudio con un mínimo número de muestras. Esta máxima variabilidad se consigue en los centros de origen, sin embargo, esto no es un dogma ya que existen de forma reportada en varias especies los denominados centros de diversidad que no necesariamente coinciden geográficamente con los centros de origen,  y que son explicados por el traslado de los materiales vegetales originados en cierta zona hacia otra zona geográfica donde se generaron mutaciones que se propagaron a través de las generaciones, resultando en una diversidad genética aun mayor que las de los centros de origen. Normalmente las colecciones de germoplasma se logran con expediciones hacia los centros de origen y los centros de diversidad, donde se colectan órganos de propagación de las plantas que se observen. Literalmente, todo órgano colectado de una planta es lo que denominará introducción, o como se conoce más popularmente en el ámbito de la conservación de recursos fitogenéticos, “accesión”, que es el término utilizado en inglés. Estas expediciones deben cubrir aspectos científicos de importancia como lo son óptimo tamaño de muestra, mínima afectación del ecosistema que están interviniendo y por supuesto, experticia en la botánica de la especie que se esté colectando. En esta fase de la conservación de germoplasma, está jugando un papel cada vez más importante la geomática, ya que con teledetección y sistemas de información geográfica se pueden predecir áreas geográficas en el mundo donde pudieran reportarse importantes patrones de diversidad de la especie en cuestión. Esto sería un elemento importantísimo en el momento de planificar alguna expedición para colectar material vegetal.

El mantenimiento de los materiales colectados se hace en los denominados bancos de germoplasma. Dependiendo de la forma

como se almacena la variabilidad genética presente en el banco, este puede ser in situ o ex situ. Un banco de germoplasma in situ es aquel banco en que no se hizo la fase de colección debido a que el banco es el propio sitio geográfico donde se ha determinado que existe una amplia variabilidad genética para cierta especie. Este tipo de banco no es mas que la toma de medidas especiales que permitan la conservación integral de un área geográfica determinada, teniendo esto la gran ventaja de que el proceso evolutivo no se detiene para la(s) especie(s) que se esté(n) conservando; sin embargo, tiene la gran desventaja del alto costo que supone la conservación de grandes áreas geográficas para conservar unas pocas especies así como la poca posibilidad de un acceso permanente por parte de los potenciales usuarios de dichos bancos. Los bancos de germoplasma ex situ son aquellos bancos en los que el mantenimiento de las introducciones se hace fuera de su centro de origen. Esto tiene la ventaja de poder almacenar una gran diversidad genética de muchísimas especies, en espacios relativamente pequeños que estén al alcance de muchos usuarios de dichos bancos. Dentro de estos bancos hay una primera categoría que son las Colecciones de Campo. Este tipo de banco se usa para especies cuya reproducción in vitro es dificultosa (técnica o económicamente) y que adicionalmente poseen semillas recalcitrantes, es decir, semillas que pierden su capacidad de germinación si se disminuye el contenido de humedad que tienen, lo cual hace imposible su conservación como semilla. Es por esto que las Colecciones de Campo serán espacios de terreno donde están sembradas una serie de plantas que representan las introducciones colectadas. Son bancos de germoplasma que requieren un mantenimiento sumamente costoso, pues son extensiones de terreno relativamente grandes que deben ser desmalezadas y adicionalmente debe haber un exigente control de plagas y patógenos. La segunda categoría de los bancos ex situ son los bancos in vitro, es decir, instalaciones en las que las introducciones se mantienen como explantes provenientes de cultivo in vitro, a una muy baja temperatura para poder llevar a un mínimo la actividad metabólica y por tanto el crecimiento. Los bancos de semilla son instalaciones en los que se almacenan, en bolsas o envases, semillas de las distintas introducciones. En estas instalaciones la temperatura y la humedad son bajas para, al igual que en la categoría anterior, disminuir lo más que se pueda el metabolismo de la semilla y así lograr un mínimo de deterioro a medida que avanza el tiempo. Tanto en los bancos in vitro como en los bancos de semilla se requiere un consumo de energía apreciable para poder mantener las introducciones a baja temperatura. Esto es un problema, especialmente en países tropicales y subdesarrollados, donde la suplencia de energía eléctrica puede tener constantes interrupciones, y donde, por ser países cálidos, alcanzar bajas temperaturas tiene un alto costo. En Noruega se dio una interesante iniciativa en la que se supera el problema de la refrigeración: el Banco Nórdico de Genes creó la Bóveda Global de Semilla Svalbard, cerca del círculo polar Artico. Se construyeron instalaciones que permiten guardar una gran cantidad de introducciones con un mínimo costo de refrigeración debido a las temperaturas promedio del sitio donde se encuentra. Los bancos de semilla pueden clasificarse en bancos de corto plazo y largo plazo. Los bancos de corto plazo, también llamados colecciones activas,  son aquellos en los que la temperatura de almacenamiento es de aproximadamente 4°C, y hay una constante salida de materiales para su uso. Los bancos de largo plazo, también llamados colecciones base, son aquellos en los que se busca mantener la semilla durante largos períodos de tiempo sin que sea usada, para lo cual se usan temperaturas de  -20°. El tiempo que pueda permanecer viable la semilla dependerá de la especie, ya que esta es una variable dependiente en gran medida del genotipo. Según el tiempo que pueda permanecer viable, se debe dar cada cierto período de tiempo una fase de regeneración, es decir, hay que sembrar la semilla para que genere una planta que dará semillas frescas, las cuales irán al banco de germoplasma. Esta fase es crítica ya que hay que hacer un estricto control de la polinización para mantener la identidad genética de la introducción.

La caracterización es la fase que determina la identidad genética de cada introducción de la colección de germoplasma; al tener una identidad de cada introducción se podrá determinar la relación genética entre ellas. La caracterización puede hacer basada en la morfología de la planta o basada en marcadores moleculares (bien sean bioquímicos o de ADN). La caracterización  morfológica tiene algunas limitaciones para determinar con precisión la identidad genética de la introducción, ya que existe un número limitado de características a usar, y dentro de estas muchas de ellas muestran muy poca variación dentro de la especia. Adicionalmente la expresión de estas características tiene una fuerte influencia ambiental, especialmente las características cuantitativas. En el curso del desarrollo de la conservación de recursos fitogenéticos, debido a las limitantes de la caracterización morfológica, se empezó a dar uso a marcadores bioquímicos, tales como isoenzimas, aloenzimas y proteínas de almacenamiento, sin embargo, estos marcadores no tienen la capacidad de detectar bajos niveles de variación dentro de la especie. Las técnicas de caracterización basadas en ADN, mediante marcadores dominantes o codominantes, tienen la capacidad de identificar polimorfismos a nivel de la secuencia de ADN, lo cual las hace independientes de la influencia ambiental y les da la posibilidad de detectar niveles tan bajos de variación como diferencias por solo un nucleótido entre individuos de una misma especie.

Una adecuada y eficiente colección, mantenimiento y caracterización de los recursos fitogenéticos es garantía de una seguridad alimentaria sustentable en el tiempo. Son numerosas las personas que en el mundo están dedicadas a cualquiera de las fases de conservación de germoplasma, y son personas a quienes la humanidad debe agradecer profundamente, ya que han sido, son y serán los guardianes de la diversidad genética de las especies que nos alimentan día a día. El trabajo correcto en cada una de estas fases permitirá al mejorador de plantas (quien es el usuario principal de estos bancos) poder planificar sus programas de mejoramiento genético partiendo de una población variable proveniente de los bancos de germoplasma. Será a través de esta actividad de mejoramiento genético que se dará la conexión entre la conservación de recursos fitogenéticos y el usuario de los cultivares que será en primera instancia el productor del campo y en segunda instancia el consumidor final del producto que sale del campo.

Ing. Agr. Hernán E. Laurentin T. (MSc., Ph.D.)

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