Tesis:
Sistemas de información geográfica y ecogeografía aplicados a los recursos fitogenéticos.
- Autor: PARRA QUIJANO, Héctor Mauricio
- Título: Sistemas de información geográfica y ecogeografía aplicados a los recursos fitogenéticos.
- Fecha: 2010
- Materia: Sin materia definida
- Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS AGRONOMOS
- Departamentos: BIOLOGIA VEGETAL
- Acceso electrónico:
- Director/a 1º: IRIONDO ALEGRIA, José maría
- Resumen: Los sistemas de información geográfica, la información ecogeográfica y las herramientas asociadas tienen aplicaciones en la conservación y uso de la agrobiodiversidad. Los sistemas de información geográfica facilitan el análisis y la perspectiva espacial de la distribución de una especie sobre un territorio o de una muestra de dicha distribución, como suele ser el caso de una colección de germoplasma. La información ecogeográfica del sitio donde una planta ha sido colectada es el reflejo del efecto modelador del ambiente sobre el genotipo y su expresión final, el fenotipo. La integración de sistemas de información geográfica y ecogeografía es la base a su vez de otras herramientas como los modelos de distribución de especies o los análisis de faltantes. Esta tesis es una evaluación de la aplicación de estas herramientas en la colecta, conservación, estudio y utilización de los recursos fitogenéticos para la alimentación y la agricultura, incluyendo las especies silvestres emparentadas con cultivadas. En cuanto a la conservación in situ, los sistemas de información geográfica y los modelos de distribución de especies han sido utilizados para evaluar la cobertura que proporciona la actual red española de áreas protegidas a las poblaciones, conocidas y potenciales, de especies silvestres emparentadas con cultivadas. Para ello se emplean, como caso de estudio, seis especies de Lupinus que crecen en la Península Ibérica, la mayoría de forma silvestre. Tras generar los modelos predictivos de regresión logística y sobreponer las áreas de alta probabilidad de ocurrencia sobre el mapa de áreas protegidas, se logró identificar zonas de la red Natura 2000 que ofrecen una cobertura real y potencial a las poblaciones de las especies consideradas. Con este primer estudio se muestra cómo estas herramientas pueden ser aplicadas en la identificación de sitios candidatos para conservación in situ de recursos fitogenéticos. Respecto a la conservación ex situ, se introduce el concepto de representatividad ecogeográfica de las colecciones de germoplasma, especialmente de especies silvestres emparentadas con cultivadas. Se proponen tres métodos para su evaluación: 1.- Análisis de faltantes, 2.- Caracterización ecogeográfica de las accesiones y 3.- Caracterización ecogeográfica del área de estudio. Para cada método se presenta un caso aplicado. Los resultados demuestran la importancia de la determinación de la representatividad ecogeográfica de un banco de germoplasma en actividades de colecta o conservación. Uno de estos métodos, en particular la utilización de mapas de caracterización ecogeográfica del territorio, es analizado en profundidad, en aspectos como su construcción, evaluación y aplicaciones. En la presente tesis se incluye la construcción de un mapa de caracterización ecogeográfica para España Peninsular e Islas Baleares y su posterior evaluación en términos adaptativos. Se analizó la aplicabilidad de los mapas en ocho especies (cuatro leguminosas y cuatro gramíneas), dos de ellas especies silvestres emparentadas con cultivadas y las restantes fueron especies cultivadas. El mapa resultó apropiado para detectar diferencias adaptativas en el germoplasma analizado para la mayoría de las especies, aunque con mayor eficiencia en leguminosas. Otra aplicación que se ha abordado es el desarrollo de colecciones nucleares ecogeográficas. En una primera aproximación, se plantea como novedad la construcción de colecciones nucleares creadas exclusivamente con datos ecogeográficos, usando como caso de estudio la colección de Lupinus del Centro Nacional de Recursos Fitogenéticos del Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (CRF-INIA, España). Fueron evaluados 17 métodos de construcción de colecciones nucleares mediante varios estimadores usados en estudios previos que usan variables cuantitativas. Para dar mayor soporte a los resultados, se realizó un proceso de remuestreo que generó 1000 colecciones nucleares por cada método y para cada una se obtuvieron los estimadores de evaluación. Los resultados mostraron que algunas colecciones nucleares ecogeográficas logran niveles de representatividad ecogeográfica por encima de umbrales de aceptación predefinidos y que en todo caso son superiores a los conseguidos mediante la selección de accesiones totalmente aleatoria. Destacan por su simplicidad y nivel de representatividad, las colecciones nucleares basadas en el uso de mapas de caracterización ecogeográfica del territorio. Para contrastar el desempeño de las colecciones nucleares ecogeográficas respecto a colecciones nucleares elaboradas con otros tipos de datos más frecuentes (fenotípicos o genotípicos), se realizó una evaluación de la representatividad fenotípica de colecciones nucleares construidas con datos fenotípicos y de colecciones nucleares ecogeográficas obtenidas con el uso de mapas caracterización ecogeográfica del territorio. Para ello se usó como caso de estudio la colección de Phaseolus vulgaris conservada en el CRF-INIA y 15 variables morfológicas de semilla (4 cuantitativas y 11 cualitativas). Para la elaboración de las colecciones nucleares morfológicas se usaron los mismos métodos de agrupamiento y asignación que en el estudio con Lupinus excepto el método del mapa de caracterización ecogeográfica del territorio. La evaluación de la representatividad fenotípica no sólo usó los mismos estimadores que en el estudio de colecciones nucleares ecogeográficas de Lupinus, sino que introdujo dos nuevos estimadores: uno específico para variables categóricas, y otro que resume y pondera la información de todos los estimadores. La representatividad fenotípica de las colecciones nucleares ecogeográficas fue equivalente a la de las colecciones nucleares fenotípicas, con índices óptimos de representación de la colección original muy superiores a los obtenidos mediante la selección de accesiones totalmente aleatoria. Estos resultados confirman la utilidad de la ecogeografía en la consecución de colecciones nucleares representativas más allá de sólo aspectos ecogeográficos. El apartado final de la tesis muestra la aplicación de los sistemas de información geográfica, los mapas ecogeográficos, los modelos de distribución de especies y el análisis de faltantes para la consecución de colectas eficientes y efectivas de germoplasma, usando como caso de estudio la colección española de Lupinus conservada en el CRF-TNIA. Para ello primero se determinaron los faltantes espaciales, o poblaciones no muestreadas por el CRF-INIA pero con suficientes indicios de su existencia (basado en otras fuentes) y suficientemente distantes de poblaciones ya muestreadas (más de 10 Km.). A continuación se determinaron los faltantes ecogeográficos, o en otras palabras, faltantes espaciales que ocurrían en categorías ecogeográficas poco representadas en la colección del CRF-INIA. Finalmente se sobrepusieron mapas de modelos de distribución de especies sobre los mapas de faltantes y se determinaron las áreas prioritarias para ser prospectadas. Durante 2006, 2007 y 2008 se realizaron expediciones de colecta. Los resultados de dichas colectas fueron evaluados cuantitativamente mediante la introducción de índices de eficiencia. Los resultados del empleo de esta metodología en actividades de colecta fueron altamente positivos no sólo cuantitativamente, sino también elevando la representatividad en términos cualitativos al colectar en ambientes con baja o nula representación en la colección de Lupinus del CRF-INIA. También se evidenció en campo, las diferencias entre poblaciones que crecen en categorías poco representadas o no representadas en el banco de germoplasma y las que crecen en categorías muy representadas en términos de adaptación al entorno. La introducción de estas innovaciones en países, programas o centros que conservan recursos fitogenéticos con escasos recursos humanos y económicos puede representar una alternativa a costosas metodologías, mientras que en sitios con mayor solvencia, estas aplicaciones pueden constituir un complemento a la información genotípica o fenotípica que tradicionalmente se genera para el manejo de sus colecciones de germoplasma.