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DINÁMICA DE LA BIODIVERSIDAD DE LA QUINUA RESPECTO AL ACCESO A LOS RECURSOS FITOGENÉTICOS: desafíos para una expansión a nivel global Didier BAZILE * Agroecólogo, Dr Geografía, Experto Invitado del CIRAD-Francia por la FAO-HQ en el área de los cultivos infrautilizados (NUS) and In situ conservación Seeds and Plant Genetic Resources – AGPMG- FAO-HQ [email protected]& [email protected]1
Conservación de la biodiversidad = preocupación global clave de la comunidad internacional.
América Latina, específicamente el altiplano de los Andes, es uno de los centros de origen o "hot-spot" de la biodiversidad mundial.
Durante miles de años: población en interacción con su agroecosistema.
Chenopodium quinoa Willd. nació y evoluciona a partir de un complejo proceso de interacciones geográficas, climáticas, sociales y culturales que han determinado su amplia diversidad en las principales zonas de cultivo.
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Introducción (1/2)
Domesticación de la quinoa en los alrededores del lago Titicaca
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La quinua fue domesticada por primera vez en los países andinos en los alrededores del Lago Titicaca.��Después de la conquista española, la quinua fue rechazado como "comida india".�Después de siglos de abandono, el potencial de la quinua fue redescubierto durante la segunda mitad del siglo XX.��Su amplia diversidad varietal constituye hoy en día una reserva genética extraordinariamente valiosa.
Introducción (2/2)
Estas interacciones con la participación de los agricultores,
La comprensión de los intercambios actuales de semillas entre los agricultores, así como, de las prácticas de producción y selección local de semillas es necesaria porque estos afectan la estructura y la diversidad genética de la quinua a varias escalas y su dinámica a lo largo del tiempo.
También, hoy en día, existen y se mantienen en la naturaleza los parientes silvestres ancestros de la quinua, así como, otras formas silvestres de la misma que participan (y/o podrían) en el proceso de evolución permanente del cultivo de quinua.
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Todas las interacciones geográficas, climáticas, sociales y culturales cuentan con la participación de los agricultores, cuyas actividades están en la base de las redes de intercambio de semillas debido a su conocimiento, a su experimentación permanente y a la conservación in situ de la diversidad genética existente.
DISTRIBUCIÓN DE LOS ECOTIPOS DE QUÍNOA EN LOS SUB-CENTROS DE
DIVERSIDAD
5 ecotipos asociados a sub-centros de diversidad: Quínoa de los valles interandinos (Colombia, Ecuador y Perú) => tardías Quínoa del altiplano (Perú y Bolivia) => sequia Quínoa de las Yungas (Bolivia) => subtropical Quínoa de los salares (Bolivia, Chile y Argentina) => salinidad Quínoa de la costa o de nivel del mar (Chile) => para ambientes templados
Circulación
Adaptación
Utilización Sobre Marcadores moleculares y Practicas campesinas
Fuentes et al. Cons. Genetics (2009)
Fuentes, Bazile, et al. J. Agr. Sc. (2012)
Bazile, et al. (2013). Domestication. CABI Publisher
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Especificidades de la agrobiodiversidad Para mantener la AGROBIODIVERSIDAD se necesita un manejo … humano, … activo, … y, continuo! => La Agrobiodiversidad se clasifica con dificultades dentro de una grilla privada/publica, individual/colectiva El valor de los recursos genéticos agrícolas se basa lo mismo en la diversidad intraespecífica que en el número de las especies Los agricultores contribuyen a aumentar la diversidad gracias a los sistemas de producción. Cuando un sistema se muere, la diversidad debe conservarse ex situ Países y regiones son “interdependientes”: todos dependen de plantas cultivadas originario de otras regiones.
Christensen et al. 2007. Plant Genet. Res. Bertero et al, 2004. Field Crop Research
Que tipo de quinoa puede crecer bajo un clima templado?
Costa
Valles Salares
Altiplano
Pichilemu, Chile
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Gracias a su extraordinaria diversidad genética, el cultivo es muy adaptable a diferentes condiciones agroecológicas (suelos, precipitación, temperatura y altitud) y es tolerante a las heladas, la sequía y la salinidad (Ruiz et al, 2014).��Las diferencias son muy pronunciadas entre ecotipos.�Considerando su origen en la parte central y sur de Chile, el ecotipo el nivel del mar aparece como el más adaptado a ambientes templados.��El número de países productores de quinua ha levantado rápidamente de 8 (1980), 40 (2010) a 75 (2014), otros 20 países están planeando sembrar quinua por primera vez en 2015 (Bazile et al, 2015).��En esta investigación, analizamos esta tendencia.
La diversidad de las “variedades locales” (dentro de los ecotipos) constituye “una meta población abierta”
=> Evolución y adaptación al medio ambiente
De donde partimos?
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Los agricultores intercambian las semillas y cultivan material exótico entre sus plantas habituales con el fin de evitar las decadencias de productividad. La amplia diversidad genética de la quinua permite adaptar su cultivo a distintos tipos de suelos, particularmente suelos salinos y ambientes con condiciones muy variables de humedad, de altitud y de temperatura. Esta rusticidad y adaptabilidad constituye una ventaja mayor en un contexto de cambio climático y de salinización de las tierras agrícolas a nivel mundial. Pero para reconocer el papel que puede desempeñar la biodiversidad de la quinua a esta escala, implica reconocer que su cultivo esta basado en variedades poblacionales mantenidas por practicas agroecológicas desarrolladas principalmente a través del manejo de una agricultura familiar. La promoción de la quinua a través de variedades mejoradas, estandarizadas para estar en adecuación con las normas de semillas vigentes no generará la misma resiliencia frente a los cambios globales que tenemos que enfrentar hoy día y que justifican el mantenimiento de una quinua biodiversa que la agricultura ecológica reconoce y valora.
Algunos antecedentes para entender los flujos de recursos fitogenéticos
Debemos darnos cuenta de que: 1. Los esfuerzos de mejoramiento son en gran parte de los
principales cultivos alimentarios, desde la Revolución Verde; 2. Aumento constante de nuestra dependencia a un menor
número de cultivos; 3. Aumento continuo de los insumos agrícolas (Relator Especial de
la ONU sobre el Derecho a la Alimentación); 4. Aumento de la competencia con la globalización; 5. Disminución a nivel mundial del número de pequeños
agricultores y granjas; 6. Aumento de las regulaciones y/o restricciones en el intercambio
de semillas (UPOV; Patente; Legislación nacional); 7. Vulnerabilidad de los cultivos genéticamente menos diversos
(plagas y enfermedades); 8
Material y Metodología
Muestra compuesta de los 196 países de las Naciones Unidas.
Identificación de la fecha de primera experimentación de quinoa / país.
Análisis de redes para entender el contexto institucional de experimentación/desarrollo del cultivo.
Análisis de los informes de proyectos y artículos científicos para completar la visión sobre los países.
Trazabilidad del origen de los genotipos utilizados. 9
Líbano
Solo un producto de los países andinos
Resultados / 1973
Cancosa, Chile
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From at least 5000 years ago until the beginning of the 80’s, the Chenopodium quinoa grain has been specific to the Andean countries. But since the other countries understood the potential and benefits of Quinoa, the amount of experimentation conducted did not stop growing.
La quinoa estaba presente en 93 países en 2014! Unos de ellos ya tienen una producción regular.
Resultados / 2014 China
Resultados : 1900-2014
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Numero de países que experimentan o cultivan la quinoa según los años
Malawi
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El primer experimento importante conocido fuera de los Andes se llevó a cabo en 1935 en Kenia (Elmer, 1942), con sólo un lote que contiene muy pocas semillas de color crema del Jardín Botánico Real de Kew (Reino Unido). Entonces, la investigación significativa ha comenzado realmente en la década de 1980 en los EE.UU. liderados por los esfuerzos de la Universidad Estatal de Colorado con germoplasma chileno.��Algunos ensayos se llevaron a cabo antes de la respuesta de quinoa a las deficiencias de diversos nutrientes (1948), en la tolerancia a la salinidad de quinoa (1950), o la respuesta de crecimiento de quinoa a la temperatura (1968). First period of preliminary experimentation: 1940-1980 Testing expansion : 1980-2000: UK (1983), Tibet (1984), India (1985), The Netherlands (1986), China (1988), Denmark (1984), Brazil (1989) and Cuba (1989) (Bazile et al, 2015). The project “American and European Test of Quinoa” organized by FAO (1996-98), was certainly the most important in the 1990s and underlies the actual global expansion of quinoa. International cooperation for field trials : ex. Sweden, Poland, Czech Republic, Austria, Germany, Italy and Greece, etc. 2013 = International Year of Quinoa (IYQ). Changes from a minor to a major crop?
Resultados: Conservacion ex situ
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Rojas W. et al, 2014. In Estado del arte de la quinoa a nivel mundial
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Andean countries hold the largest germplasm collections.
Resultados: No solo en los Andes
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Dataset WIEWS, FAO-2013
Rojas W. et al, 2014. In Estado del arte de la quinoa a nivel mundial
Conservación ex situ: numero de accesiones
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Andean countries hold the largest germplasm collections. The spread of worldwide quinoa is made from strong relationships between institutions that share their genetic material. ��
Una distribución mundial de los centros de conservación ex situ de la quinoa
Resultados
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�But many countries have established collections prior to signature of the Convention on Biological Diversity which specifies that states are sovereign over their genetic resources (red triangles on the map representing 25 countries worldwide). ��This now means that these countries may well develop new varieties from this germplasm without having to refer to the country of origin. �The Nagoya Protocol (adopted in Japan in 2010) is an international agreement which aims arising at sharing the benefits from the utilization of genetic resources in a fair and equitable way, and contributing to the conservation of biological diversity and the sustainable use of its components. In this case of quinoa, it’s not relevant for Andean Countries. So these countries need to be active in the international agenda on quinoa to protect their genetic resources and interests.
Numero de variedades protegidas por COV
Resultados :
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The geographical expansion of Quinoa is also improving the number of PVR into action worldwide. But there are also countries more considered as breeders than producers and asking for new PVR like Israel, Denmark, United-kingdom, Netherlands, Canada, Peru and Chile.
Discusión
Convenios y acuerdos: ◦ Soberanía sobre biodiversidad ◦ Innovación en mejoramiento
Vínculos personales entre instituciones que comparten materiales. Redes emergentes para probar variedades
de quinoa.
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Tibet
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Existence of commercial varieties facilitates access to seeds for quinoa testing but not to high genetic diversity for quinoa adaptation. 16 422 accessions of quinoa and its wild relatives are conserved in 59 genebanks distributed in 30 countries. Genebanks in the Andean region conserve more than 88% of the crop’s accessions available worldwide. Despite this immense diversity, it is not currently used to the full (Bazile et al, 2015) due to lack of access. If the early stages of expansion revealed interest among importing countries and consumers in adapting quinoa to their environments, it also facilitated exchanges of genetic resources between them. We are now entering another phase of quinoa development and a turning point with many new producing countries, but still with limitations related to little genetic diversity with commercial varieties for quinoa testing. Bilateral agreements for accessing to their genetic resources (MTAs): Sovereignty on their biodiversity / Andean countries Genetic resources to facilitate innovation in plant breeding. New strong relationships between institutions that share their genetic material Research networks to test and to compare results. Legal regulations => only a very little genetic diversity available that serves quinoa’s expansion and adaptation. Between 3 and 12 landraces (with intra varietal diversity) originated mainly from Central and Southern Chile and in some cases from the Highlands of Peru and Bolivia, are generally tested simultaneously Only 1 to 3 varieties (Puno, Regalona and Titicaca) registered with Plant Variety Protection are largely tested.
Discusión
Restricciones legales => sólo una poca parte de la diversidad genética disponible sirve para la adaptación de la quinua en otros ambientes.
Entre 3 y 12 variedades locales (con alta diversidad) se prueban generalmente simultáneamente. Ellas tiene como origen principal el centro-sur de Chile y en algunos casos de las tierras altas de Perú y Bolivia.
Sólo 1 a 3 variedades (Puno, Regalona y Titicaca) registradas (con COV) se difunden a grande escala.
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Egipto Irak
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Existence of commercial varieties facilitates access to seeds for quinoa testing but not to high genetic diversity for quinoa adaptation. 16 422 accessions of quinoa and its wild relatives are conserved in 59 genebanks distributed in 30 countries. Genebanks in the Andean region conserve more than 88% of the crop’s accessions available worldwide. Despite this immense diversity, it is not currently used to the full (Bazile et al, 2015) due to lack of access. If the early stages of expansion revealed interest among importing countries and consumers in adapting quinoa to their environments, it also facilitated exchanges of genetic resources between them. We are now entering another phase of quinoa development and a turning point with many new producing countries, but still with limitations related to little genetic diversity with commercial varieties for quinoa testing. Legal regulations => only a very little genetic diversity available that serves quinoa’s expansion and adaptation. Between 3 and 12 landraces (with intra varietal diversity) originated mainly from Central and Southern Chile and in some cases from the Highlands of Peru and Bolivia, are generally tested simultaneously Only 1 to 3 varieties (Puno, Regalona and Titicaca) registered with Plant Variety Protection are largely tested.
Dinámica de las variedades Puno and Titicaca
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Numero de países con quinoa en cultivación o experimentación
Francia Dinamarca
Acceso a la biodiversidad para probar la adaptación de la quinoa a otros ambientes:
Variedades & Cultivares vs Accesiones
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Between 3 and 12 landraces (with intra varietal diversity) originated mainly from Central and Southern Chile and in some cases from the Highlands of Peru and Bolivia, are generally tested simultaneously
Las accesiones de Quinoa son heterogéneas y bien adaptadas para condiciones de climas y de suelos extremos gracias a su alta diversidad genética intraespecífica.
Lago Titicaca, 4.000 msnm
Adaptación versus Selección?
Adaptación de variedades existentes versus Mejoramiento para nuevas condiciones ecológicas
Adaptación Selección
Material genético Variedades registradas Accesiones = variedades campesinas
Capacidad de adaptación - +
Necesidad de insumos + -
Homogeneidad + -
Reproducción de semillas - (protección comercial ) + (ATM)
Para que hacemos ensayos? Adaptación versus Selección Hoy día ≠ Después
Comunidad Mapuche, Sur de Chile
Conclusión Una nueva producción comercial de la quinoa se espera a
corto plazo a partir de países fuera de la zona andina. La investigación tiene un poder importante en este desarrollo
mundial de la quinoa a través de colaboraciones internacionales.
Pero se necesita una ética para regular los flujos de recursos fitogenéticos.
Lo mas importante que queremos proteger: los derechos de los agricultores para sembrar, las variedades, los obtentores o los intereses de los países.
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En conclusión, se discutirá cómo se podría utilizar la amplia diversidad de los recursos fitogenéticos de la quinua para la agricultura y la alimentación mundial en un contexto de cambios globales. Pedimos normas eficientes para promover e implementar los derechos de los agricultores andinos en esta difusión mundial de la quinoa y en los proceso de acceso a la diversidad genética de las quinuas para seguir esta dinámica evolutiva iniciada desde hace más de 5000 años. Los varios ejemplos de colaboraciones entre personas o instituciones a nivel mundial pueden favorecer el acceso a la diversidad genética de la quínoa pero hay una necesidad de transparencia en los flujos de semillas y de asociatividad para coordinar esfuerzos si queremos mantener la dinámica evolutiva de la quinoa creando siempre más biodiversidad para todos los agricultores del mundo.
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Estado del arte de la quinoa en el mundo en 2013
Edited by
Bazile, D., Bertero, D. & Nieto, C.
http://www.fao.org/3/a-i4042s/index.html
Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) Santiago, Chile
Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (CIRAD)
