La diversidad de cultivos o biodiversidad de cultivos es la variedad y variabilidad de los cultivos , plantas utilizadas en la agricultura , incluidas sus características genéticas y fenotípicas . Es un subconjunto de un elemento específico de la biodiversidad agrícola . En los últimos 50 años, ha habido una importante disminución en dos componentes de la diversidad de cultivos: la diversidad genética dentro de cada cultivo y el número de especies cultivadas comúnmente.
La pérdida de diversidad de cultivos amenaza la seguridad alimentaria mundial , ya que la población humana del mundo depende de un número cada vez menor de variedades de un número cada vez menor de especies de cultivos. Los cultivos se cultivan cada vez más en monocultivo , lo que significa que si, como en la histórica Gran Hambruna de Irlanda, una sola enfermedad supera la resistencia de una variedad, puede destruir una cosecha entera, o como en el caso del plátano " Gros Michel ", puede causar la extinción comercial de una variedad entera. Con la ayuda de los bancos de semillas , las organizaciones internacionales están trabajando para preservar la diversidad de cultivos.
La pérdida de biodiversidad es considerada una de las preocupaciones ambientales más graves de la actualidad por la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura . [1] [2] Si las tendencias actuales persisten, hasta la mitad de todas las especies de plantas podrían enfrentar la extinción . [3] Alrededor del 6% de los parientes silvestres de los cultivos de cereales como el trigo, el maíz, el arroz y el sorgo están amenazados, al igual que el 18% de las legumbres ( Fabaceae ), los parientes silvestres de los frijoles , los guisantes y las lentejas , y el 13% de las especies dentro de la familia botánica ( Solanaceae ) que incluye la papa , el tomate , la berenjena y los pimientos ( Capsicum ). [4]
Diversidad dentro de un cultivo: un cultivo específico puede ser el resultado de distintas condiciones de crecimiento; por ejemplo, es probable que un cultivo que crece en un suelo pobre en nutrientes experimente un crecimiento más lento que uno que crece en un suelo más fértil. La disponibilidad de agua, el nivel de pH del suelo y la temperatura influyen de manera similar en el crecimiento del cultivo. [5]
Además, la diversidad de una planta cosechada puede ser el resultado de diferencias genéticas: un cultivo puede tener genes que confieren madurez temprana o resistencia a enfermedades. [5] Tales rasgos determinan colectivamente las características generales de un cultivo y su potencial futuro. La diversidad dentro de un cultivo incluye atributos influidos genéticamente, como el tamaño de la semilla, el patrón de ramificación, la altura, el color de la flor, el tiempo de fructificación y el sabor. Los cultivos también pueden variar en características menos obvias, como su respuesta al calor, al frío, a la sequía o su capacidad para resistir enfermedades y plagas específicas.
Los fitomejoradores modernos desarrollan nuevas variedades de cultivos para satisfacer condiciones específicas. Una nueva variedad puede, por ejemplo, tener un mayor rendimiento, ser más resistente a las enfermedades o tener una vida útil más larga que las variedades a partir de las cuales se ha obtenido. El uso práctico de la diversidad de cultivos se remonta a los primeros métodos agrícolas de rotación de cultivos y campos en barbecho , donde se plantaba y cosechaba un tipo de cultivo en una parcela de tierra un año y se plantaba un cultivo diferente en esa misma parcela el año siguiente. Esto aprovecha las diferencias en las necesidades de nutrientes de una planta, pero lo más importante es que reduce la acumulación de patógenos. [6]
Tanto los agricultores como los científicos deben recurrir continuamente al recurso irreemplazable de la diversidad genética para garantizar cosechas productivas. Si bien la variabilidad genética proporciona a los agricultores plantas que tienen una mayor resiliencia a las plagas y enfermedades y permite a los científicos acceder a un genoma más diverso que el que se puede encontrar en cultivos altamente seleccionados. [7] La cría de cultivos de alto rendimiento reduce constantemente la diversidad genética a medida que se seleccionan rasgos deseables y se eliminan los indeseables. Los agricultores pueden aumentar la diversidad dentro de un cultivo hasta cierto punto plantando mezclas de variedades de cultivos. [8]
Los ecosistemas agrícolas funcionan eficazmente como sistemas autorreguladores siempre que tengan suficiente biodiversidad de plantas y animales. Además de producir alimentos, combustibles y fibras, las funciones de los agroecosistemas incluyen el reciclaje de nutrientes, el mantenimiento de la fertilidad del suelo , la regulación del microclima , la regulación del flujo de agua, el control de plagas y la desintoxicación de los productos de desecho. [5]
Sin embargo, la agricultura moderna reduce seriamente la biodiversidad. Los sistemas tradicionales mantienen la diversidad dentro de una especie de cultivo, como en la cordillera de los Andes , donde se cultivan hasta 50 variedades de papa. [5] Las estrategias para aumentar la diversidad genética pueden implicar la plantación de mezclas de variedades de cultivos. [5]
La diversidad genética de los cultivos puede utilizarse para ayudar a proteger el medio ambiente. Las variedades de cultivos resistentes a plagas y enfermedades pueden reducir la necesidad de aplicar pesticidas nocivos . [7]
La agricultura es la base económica de la mayoría de los países y, en el caso de los países en desarrollo, una fuente probable de crecimiento económico. El crecimiento de la agricultura puede beneficiar a los pobres rurales, aunque no siempre es así. Las ganancias de los cultivos pueden aumentar gracias a cultivos de mayor valor, una mejor comercialización, actividades que agregan valor, como el procesamiento, o un mayor acceso del público a los mercados. [9] Las ganancias también pueden disminuir debido a una menor demanda o un aumento de la producción. La diversidad de cultivos puede proteger contra el fracaso de las cosechas y también puede ofrecer mayores ganancias. [10] [11]
A pesar de los esfuerzos por cuantificarlos, los valores financieros de las fuentes de diversidad de cultivos siguen siendo completamente inciertos. [12]
Junto con las plagas de insectos, las enfermedades son una de las principales causas de pérdida de cultivos. [13] Las especies silvestres tienen un rango de variabilidad genética que permite que algunos individuos sobrevivan si ocurre una perturbación. En la agricultura, la resistencia a través de la variabilidad se ve comprometida, ya que las semillas genéticamente uniformes se plantan en condiciones uniformes. La agricultura de monocultivo causa así una baja diversidad de cultivos, especialmente cuando las semillas se producen en masa o cuando las plantas (como árboles frutales injertados y plantas de banano) se clonan. Una sola plaga o enfermedad podría amenazar a un cultivo entero debido a esta uniformidad (" erosión genética "). [14] Un caso histórico bien conocido fue la Gran Hambruna de Irlanda de 1845-1847, donde un cultivo vital con baja diversidad fue destruido por un solo hongo. Otro ejemplo es cuando una enfermedad causada por un hongo afectó a la cosecha de maíz monocultivada de Estados Unidos de 1970, causando una pérdida de más de mil millones de dólares en producción. [15]
Un peligro para la agricultura es la roya del trigo , un hongo patógeno que causa manchas rojizas, coloreadas por sus esporas. Una forma virulenta de la enfermedad del trigo, la roya del tallo , cepa Ug99, se extendió desde África hasta la Península Arábiga en 2007. [16] En ensayos de campo en Kenia , más del 85% de las muestras de trigo, incluidas las principales variedades , fueron susceptibles, [16] lo que implica que se requiere una mayor diversidad de cultivos. El premio Nobel Norman Borlaug abogó por la adopción de medidas para garantizar la seguridad alimentaria mundial. [17]
Los informes de Burundi y Angola advierten de una amenaza a la seguridad alimentaria causada por el virus del mosaico africano de la mandioca (ACMD). [18] El ACMD es responsable de la pérdida de un millón de toneladas de mandioca cada año. [19] El CMD prevalece en todas las principales áreas de cultivo de mandioca en la región de los Grandes Lagos de África oriental, causando entre el 20 y el 90 por ciento de pérdidas de cultivos en el Congo . [20] El programa de socorro de emergencia y rehabilitación de la FAO está ayudando a las poblaciones vulnerables que regresan a la región de los Grandes Lagos africanos mediante la propagación y distribución masiva de mandioca resistente o altamente tolerante al CMD. [21]
Un caso bien conocido de susceptibilidad a enfermedades en cultivos que carecen de diversidad se refiere al ' Gros Michel ', un banano sin semillas que se comercializó a nivel mundial en la década de 1940. A medida que la demanda del mercado aumentó para este cultivar en particular, los productores y agricultores comenzaron a utilizar el banano Gros Michel casi exclusivamente. Genéticamente, estos bananos son clones y, debido a esta falta de diversidad genética, son todos susceptibles a un solo hongo, Fusarium oxysporum ( enfermedad de Panamá ); grandes áreas del cultivo fueron destruidas por el hongo en la década de 1950. [22] 'Gros Michel' ha sido reemplazado por el banano principal actual en el mercado, el 'Cavendish' , que a su vez (2015) corre el riesgo de perderse totalmente a causa de una cepa del mismo hongo, 'Tropical Race 4'. [23]
Estas amenazas se pueden contrarrestar con estrategias como la plantación de cultivares multilineales y mezclas de cultivares, con la esperanza de que algunos de ellos sean resistentes a cualquier brote individual de enfermedad. [24]
Las implicaciones de la diversidad de cultivos se dan tanto a nivel local como mundial. Entre las organizaciones mundiales que tienen como objetivo apoyar la diversidad se encuentran Bioversity International (antes conocida como Instituto Internacional de Recursos Fitogenéticos), el Instituto Internacional de Agricultura Tropical , la Iniciativa Mundial Borlaug contra la Roya y la Red Internacional para el Mejoramiento del Banano y el Plátano. Los miembros de las Naciones Unidas, en la Cumbre Mundial sobre el Desarrollo Sostenible de 2002 en Johannesburgo , dijeron que la diversidad de cultivos corre el riesgo de perderse si no se toman medidas. [1] Una de esas medidas adoptadas para luchar contra la pérdida de biodiversidad entre los cultivos es el banco de genes. Hay varias organizaciones que reclutan equipos de agricultores locales para cultivar variedades nativas, en particular aquellas que están amenazadas de extinción debido a la falta de uso moderno. También hay esfuerzos locales, nacionales e internacionales para preservar los recursos genéticos agrícolas mediante métodos externos, como bancos de semillas, para realizar más investigaciones y mejorar los cultivos.
El Fondo Mundial para la Diversidad de Cultivos (Global Crop Diversity Trust) es una organización internacional independiente que existe para garantizar la conservación y disponibilidad de la diversidad de cultivos para la seguridad alimentaria en todo el mundo. Fue establecido a través de una asociación entre la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) y el CGIAR, actuando a través de Bioversity International. [25] El CGIAR es un consorcio de centros internacionales de investigación agrícola (IARC) y otros que realizan investigaciones y preservan el germoplasma de un cultivo o especie animal en particular. Los bancos de genes de los centros del CGIAR albergan algunas de las colecciones externas más grandes del mundo de recursos fitogenéticos en fideicomiso para la comunidad mundial. En conjunto, los bancos de genes del CGIAR contienen más de 778.000 accesiones de más de 3.000 especies de cultivos, forrajes y agroforestería . [26] La colección incluye variedades de agricultores y variedades mejoradas y, en gran medida, las especies silvestres a partir de las cuales se crearon esas variedades. [3] Los centros nacionales de almacenamiento de germoplasma incluyen el Centro Nacional para la Preservación de Recursos Genéticos del Departamento de Agricultura de los EE. UU. , la Oficina Nacional de Recursos Genéticos Animales de la India, el Instituto de Investigación Ganadera de Taiwán y la propuesta Red Australiana de Centros de Recursos Fitogenéticos. [27] [28] [29] [30]
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El Instituto de Recursos Mundiales (WRI) y la Unión Mundial para la Naturaleza (UICN) son organizaciones sin fines de lucro que brindan financiamiento y otro tipo de apoyo a los esfuerzos de conservación dentro y fuera del sitio. El uso inteligente de la diversidad genética de los cultivos en el mejoramiento de plantas y la modificación genética también puede contribuir significativamente a proteger la biodiversidad en los cultivos. Las variedades de cultivos pueden modificarse genéticamente para resistir plagas y enfermedades específicas. Por ejemplo, un gen de la bacteria del suelo Bacillus thuringiensis (Bt) produce una toxina insecticida natural . Los genes de Bt pueden insertarse en plantas de cultivo para hacerlas capaces de producir una toxina insecticida y, por lo tanto, una resistencia a ciertas plagas . Sin embargo, el maíz Bt puede afectar negativamente a insectos no objetivo estrechamente relacionados con la plaga objetivo, como ocurre con la mariposa monarca . [31]
Este informe de políticas se ha extraído del Informe sobre el desarrollo mundial de 2008 del Banco Mundial, Agricultura para el desarrollo.
Las pérdidas globales de cultivos debido a plagas de insectos se reportan en un rango de 25 a 80% y la cantidad de alimentos que consumen sería suficiente para alimentar a más de mil millones de personas.