Banco de semillas en la Estación de Introducción de Plantas de la Región Occidental del USDA
Un banco de semillas (también bancos de semillas , banco de semillas o bóveda de semillas ) almacena semillas para preservar la diversidad genética ; por lo tanto, es un tipo de banco de genes . [1] Hay muchas razones para almacenar semillas. Una es preservar los genes que los fitomejoradores necesitan para aumentar el rendimiento, la resistencia a las enfermedades, la tolerancia a la sequía , la calidad nutricional, el sabor, etc. de los cultivos . Otra es prevenir la pérdida de diversidad genética en especies de plantas raras o en peligro en un esfuerzo por conservar la biodiversidad ex situ . Muchas plantas que fueron utilizadas hace siglos por los humanos se usan con menos frecuencia ahora; los bancos de semillas ofrecen una forma de preservar ese valor histórico y cultural. Las colecciones de semillas almacenadas a baja temperatura constante y baja humedad se protegen contra la pérdida de recursos genéticos que de otro modo se mantienen in situ o en colecciones de campo. [ cita requerida ] Estas colecciones "vivas" alternativas pueden resultar dañadas por desastres naturales , brotes de enfermedades o guerras. Los bancos de semillas se consideran bibliotecas de semillas , que contienen información valiosa sobre estrategias evolucionadas para combatir el estrés de las plantas y pueden usarse para crear versiones genéticamente modificadas de semillas existentes. El trabajo de los bancos de semillas suele durar décadas e incluso siglos. La mayoría de los bancos de semillas están financiados con fondos públicos y las semillas suelen estar disponibles para investigaciones que benefician al público. [ cita requerida ]
Condiciones de almacenamiento y regeneración
Las semillas son plantas vivas y para mantenerlas viables a largo plazo es necesario ajustar adecuadamente la humedad y la temperatura de almacenamiento. A medida que maduran en la planta madre, muchas semillas adquieren una capacidad innata para sobrevivir al secado. La supervivencia de estas semillas denominadas "ortodoxas" se puede prolongar mediante un almacenamiento seco a baja temperatura. El nivel de sequedad y frío depende principalmente de la longevidad que se requiera y de la inversión en infraestructura que sea asequible. Las pautas prácticas de un científico estadounidense de los años 50 y 60, James Harrington, se conocen como "reglas del pulgar". La "regla de los cientos" indica que la suma de la humedad relativa y la temperatura (en grados Fahrenheit ) debe ser inferior a 100 para que la muestra sobreviva cinco años. Otra regla es que la reducción del contenido de agua en un 1% o la temperatura en 10 °F (5,6 °C) duplicará la vida útil de la semilla. Las investigaciones de la década de 1990 mostraron que existe un límite al efecto beneficioso del secado o el enfriamiento, por lo que no se debe exagerar. [ cita requerida ]
Entendiendo el efecto del contenido de agua y la temperatura en la longevidad de las semillas, la división de Alimentación y Agricultura de las Naciones Unidas y un grupo consultor llamado Bioversity International desarrollaron un conjunto de estándares para los bancos internacionales de semillas [2] para preservar la longevidad de las semillas. El documento recomienda secar las semillas a aproximadamente un 20% de humedad relativa, sellar las semillas en contenedores a prueba de humedad de alta calidad y almacenar las semillas a -20 °C (-4 °F). Estas condiciones se conocen con frecuencia como protocolos de almacenamiento "convencionales". Las semillas de nuestras especies más importantes (maíz, trigo, arroz, soja, guisante, tomate, brócoli, melón, girasol, etc.) se pueden almacenar de esta manera. Sin embargo, hay muchas especies que producen semillas que no sobreviven al secado o a la baja temperatura de los protocolos de almacenamiento convencionales. Estas especies deben almacenarse criogénicamente. Las semillas de frutas cítricas, café, aguacate, cacao, coco, papaya, roble, nogal y sauce son algunos ejemplos de especies que deben conservarse criogénicamente. [ cita requerida ]
Como todo, las semillas se degradan con el tiempo. Es difícil predecir cuándo pierden viabilidad, por lo que la mayoría de los bancos de semillas de confianza controlan el potencial de germinación durante el almacenamiento. [3] Cuando el porcentaje de germinación de las semillas disminuye por debajo de una cantidad prescrita, es necesario volver a plantarlas y recolectar semillas nuevas para otra ronda de almacenamiento a largo plazo. [4]
Los bancos de semillas pueden operar en condiciones mucho más primitivas si el objetivo es únicamente mantener el suministro de semillas año tras año y reducir los costos para los agricultores de una zona determinada. [5]
Desafíos
Uno de los mayores desafíos para los bancos de semillas es la selección. Las colecciones deben ser relevantes, lo que significa que deben proporcionar una diversidad genética útil y accesible al público. Las colecciones también deben ser eficientes, lo que significa que no deben duplicar los materiales que ya se encuentran en las colecciones. [ cita requerida ]
El siguiente gran desafío es mantener vivas las semillas durante cientos de años. Las semillas ortodoxas se pueden almacenar con protocolos "convencionales", pero hay muchos tipos de semillas que deben almacenarse utilizando métodos no convencionales. La tecnología para estos métodos está avanzando rápidamente; es posible que falte infraestructura institucional local. [ cita requerida ]
Algunas semillas no pueden mantenerse vivas en el almacenamiento y deben regenerarse (plantarse para producir una nueva cantidad de semillas que se almacenarán durante otro período de tiempo). [6] [7] Parzies et al. 2000 descubrieron que esto reducía el tamaño efectivo de la población y se perdían alelos . [6] [7] Desde entonces, los bancos de todo el mundo han tomado en serio el hallazgo de Parzies y ha provocado una mayor verificación: se reconoce ampliamente que la regeneración no preserva la diversidad a la perfección. [6] [7]
Alternativas
La conservación in situ de especies de plantas productoras de semillas es otra estrategia de conservación . La conservación in situ implica la creación de parques nacionales , bosques nacionales y refugios nacionales de vida silvestre como una forma de preservar el hábitat natural de los organismos productores de semillas en cuestión. La conservación in situ de recursos agrícolas se realiza en las explotaciones agrícolas. Esto también permite que las plantas sigan evolucionando con su entorno a través de la selección natural. [ cita requerida ]
Una biblioteca de semillas menos costosa y apoyada por la comunidad puede salvar el material genético local. [8]
El fenómeno de las semillas que permanecen latentes en el suelo es bien conocido y está documentado (Hills y Morris 1992). [9] Sin embargo, la información detallada sobre el papel de estos "bancos de semillas del suelo" en el norte de Ontario es extremadamente limitada, y se requiere investigación para determinar las especies y la abundancia de semillas en el suelo en una variedad de tipos de bosques, así como para determinar la función del banco de semillas en la dinámica de la vegetación posterior a la perturbación. Se presentan tablas comparativas de densidad y diversidad de semillas para los tipos de bosque boreal y caducifolio y se analiza la investigación que se ha realizado. Esta revisión incluye discusiones detalladas de: (1) dinámica del banco de semillas, (2) fisiología de las semillas en un banco de semillas, (3) bancos de semillas de bosques boreales y caducifolios, (4) dinámica y sucesión del banco de semillas, y (5) recomendaciones para iniciar un estudio del banco de semillas en el norte de Ontario. [ cita requerida ]
Longevidad
Las semillas pueden ser viables durante cientos e incluso miles de años. La semilla más antigua datada por carbono 14 que ha crecido hasta convertirse en una planta viable fue una semilla de palmera datilera de Judea de unos 2000 años de antigüedad, recuperada en excavaciones en el palacio de Herodes el Grande en Israel . [10]
En febrero de 2012, científicos rusos anunciaron que habían regenerado una silene stenophylla a partir de una semilla de 32.000 años de antigüedad. La semilla se encontró en una madriguera a 38 metros bajo el permafrost siberiano junto con otras 800.000 semillas. El tejido de la semilla se cultivó en tubos de ensayo hasta que se pudo trasplantar al suelo. Esto ejemplifica la viabilidad a largo plazo del ADN en condiciones adecuadas. [11]
Cambio climático
Se espera que las iniciativas de conservación, como los bancos de semillas, desempeñen un papel más importante a medida que avance el cambio climático . [12] Los bancos de semillas ofrecen a las comunidades una fuente de semillas resistentes al clima para soportar los cambios en los climas locales. [13] A medida que surgen desafíos a raíz del cambio climático, los bancos de semillas comunitarios pueden mejorar el acceso a una selección diversa de cultivos adaptados localmente y, al mismo tiempo, mejorar los conocimientos indígenas sobre la gestión de las plantas, como la selección, el tratamiento, el almacenamiento y la distribución de semillas. [14]
Instalaciones
Cultivos de tejidos vegetales que se cultivan en un banco de semillas del USDA , el Centro Nacional para la Preservación de Recursos Genéticos
En 2006, había alrededor de 6 millones de accesiones, o muestras de una población particular, almacenadas como semillas en alrededor de 1.300 bancos de genes en todo el mundo. [15] Esta cantidad representa una pequeña fracción de la biodiversidad mundial , y muchas regiones del mundo no han sido completamente exploradas.
La Bóveda Mundial de Semillas de Svalbard se ha construido dentro de una montaña de arenisca en un túnel artificial en la isla noruega helada de Spitsbergen , que forma parte del archipiélago de Svalbard , a unos 1.307 kilómetros (812 millas) del Polo Norte. Está diseñada para sobrevivir a catástrofes como una guerra nuclear y una guerra mundial. Su funcionamiento está a cargo del Global Crop Diversity Trust . El permafrost de la zona mantendrá la bóveda por debajo del punto de congelación del agua, y las semillas están protegidas por paredes de hormigón reforzado con acero de un metro de espesor. Hay dos esclusas de aire y dos puertas a prueba de explosiones. [16] La bóveda aceptó las primeras semillas el 26 de febrero de 2008.
El Banco de Semillas del Milenio, ubicado en el Wellcome Trust Millennium Building (WTMB), en los terrenos de Wakehurst Place en West Sussex , cerca de Londres , en Inglaterra , Reino Unido , es el banco de semillas más grande del mundo (a largo plazo, al menos 100 veces más grande que la Bóveda Global de Semillas de Svalbard ), [17] y ofrece espacio para el almacenamiento de miles de millones de muestras de semillas en una bóveda subterránea de varios pisos a prueba de bombas nucleares. [17] Su objetivo final es almacenar todas las especies de plantas posibles; alcanzó su primer hito del 10 % en 2009, y el próximo hito del 25 % se pretende alcanzar en 2020. [17] Es importante destacar que también distribuyen semillas a otros lugares clave en todo el mundo, realizan pruebas de germinación de cada especie cada 10 años y otras investigaciones importantes. [17] [18]
El banco de genes de granos de Australia (AGG) es un centro nacional para almacenar material genético para la investigación y el mejoramiento de plantas. El banco de genes colabora con la Asociación de bancos de semillas de Australia en un proyecto de parientes silvestres de cultivos australianos. Está ubicado en el parque de innovación de granos, en Horsham , Victoria, Australia, y se inauguró oficialmente en marzo de 2014. La razón principal para la creación del banco fueron las temperaturas extremas en la zona, hasta 40 °C (104 °F) en verano. Debido a eso, tuvieron que garantizar la protección de los granos durante todo el año. El banco de genes tiene como objetivo recolectar y conservar las semillas de especies silvestres de cultivos australianos, que aún no están adecuadamente representadas en las colecciones existentes.
La Bóveda de Semillas George Hulbert en Wagga Wagga , Nueva Gales del Sur, está dedicada a la preservación de variedades de arroz, incluidas algunas anteriores a la Revolución Verde. [19]
El antiguo banco de semillas de Nueva Gales del Sur se centra en la flora autóctona australiana, especialmente en las especies amenazadas de Nueva Gales del Sur. El proyecto se estableció en 1986 como parte integral de los Jardines Botánicos de Australia, Mount Annan. El banco de semillas de Nueva Gales del Sur ha colaborado con el Millennium Seed Bank desde 2003. [20] Desde entonces, el banco de semillas ha sido reemplazado como parte de una importante modernización por parte del Australian PlantBank .
El movimiento BBA (Beej Bachao Andolan, Save the Seeds) nació a fines de los años 1980 en Uttarakhand, India, liderado por Vijay Jardhari. Se crearon bancos de semillas para almacenar variedades nativas de semillas. [23]
Centro Nacional para la Preservación de Recursos Genéticos, [24] Fort Collins, Colorado , Estados Unidos
El Programa de Legumbres del Desierto (DELEP) se centra en las especies silvestres de plantas de la familia de las leguminosas ( Fabaceae ), específicamente las leguminosas de regiones secas de todo el mundo. El banco de semillas del DELEP cuenta actualmente con más de 3600 colecciones de semillas que representan casi 1400 especies de leguminosas de tierras áridas originarias de 65 países en seis continentes. Está respaldado (al menos en parte) por el Centro Nacional para la Preservación de Recursos Genéticos y por la Bóveda Global de Semillas de Svalbard . El banco de semillas del DELEP es una colección acreditada del Consorcio de Conservación de Plantas de América del Norte. [25]
El Centro de Germoplasma Vegetal del INRAE conserva más de 10.000 accesiones de cinco cultivos vegetales en forma de semillas: las colecciones de berenjena, pimiento, tomate, melón y lechuga, junto con sus parientes silvestres o cultivados, se conservan en Avignon, Francia. Las accesiones de las colecciones tienen orígenes geográficamente diversos, están generalmente bien descritas y fijadas para caracteres de interés agronómico o científico, y tienen datos de pasaporte disponibles. [29]
El Jardín Botánico de Meise alberga un banco de semillas en Bélgica. Entre otras cosas, su objetivo es preservar las especies silvestres en peligro de extinción y raras de la flora belga. También incluye frijoles silvestres, plátanos silvestres y semillas de plantas de cobre de Katanga.
Clasificación de los bancos de semillas
Los bancos de semillas pueden clasificarse en tres perfiles principales: asistencialistas, productivistas o conservacionistas. En la práctica, muchos bancos de semillas tienen una combinación de estos tres tipos principales y pueden tener diferentes prioridades según el contexto y los objetivos del banco de semillas. [30]
Bancos de semillas asistencialistas: estos bancos de semillas tienen como objetivo principal satisfacer las necesidades de las comunidades locales y los pequeños agricultores. Se centran en proporcionar muestras de semillas que se adapten bien a las condiciones locales y sean fáciles de cultivar y mantener. Priorizan las muestras de semillas que tienen un alto potencial de rendimiento, son resistentes a plagas y enfermedades y se pueden cultivar con insumos mínimos.
Bancos de semillas productivistas: estos bancos de semillas tienen como objetivo principal apoyar la producción agrícola a gran escala y la agricultura comercial. Se centran en proporcionar muestras de semillas que tengan un alto potencial de rendimiento, sean resistentes a plagas y enfermedades y puedan cultivarse con insumos mínimos. Priorizan las muestras de semillas que se adaptan bien a la agricultura mecanizada a gran escala y que puedan cultivarse en grandes cantidades.
Bancos de semillas conservacionistas: estos bancos de semillas tienen como objetivo principal conservar la diversidad genética de las especies de plantas silvestres y domesticadas. Se centran en preservar la diversidad genética de las especies de plantas y ponen muestras de semillas a disposición de programas de investigación y mejoramiento. Priorizan las muestras de semillas que son raras, están en peligro de extinción o tienen características genéticas únicas.
Conceptos tempranos
En la mitología zoroástrica , Ahura Mazda le encargó a Yima , un legendario rey de la antigua Persia, que construyera una estructura subterránea llamada Vara para almacenar dos semillas de cada tipo de planta del mundo conocido. Las semillas tenían que proceder de especímenes de plantas que estuvieran libres de defectos, y la estructura en sí tenía que soportar un invierno apocalíptico de 300 años. [31] Algunos estudiosos han sugerido que el equivalente nórdico de este mito es el jardín subterráneo Odainsaker , que estaba destinado a resistir el invierno fimbul de tres años que precedió al Ragnarok , para proteger a las personas (y aparentemente a las plantas) que repoblarían el mundo después de este evento. [32]
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Enlaces externos
Sustainablelivingsystems.org: “Una tipología de los bancos comunitarios de semillas”
