las poblaciones naturales de la tara ( en el ecuador: …

INVESTIGACIÓN y SISTEMATIZACIÓN

Serie

07

Programa Regional para la Gestión Social deEcosistemas Forestales Andinos ECOBONA

LAS POBLACiONES NAtuRALES dE LA tARA (Caesalpinia spinosa) EN EL ECuAdOR: uNA APROximACióN AL CONOCimiENtO dE LA divERSidAd GENétiCA y EL CONtENidO dE tANiNOS POR mEdiO dE EStudiOS mOLECuLARES y BiOquímiCOS

INVESTIGACIÓN y SISTEMATIZACIÓN

Serie

07

Las poblaciones naturales de la tara (Caesalpinia spinosa) en el Ecuador: una aproximación al conocimiento de la diversidad genética y el contenido de taninos por medio de estudios moleculares y bioquímicos

2 3

PROGRAMA REGIONAL ECOBONA–INTERCOOPERATION

“Las poblaciones naturales de la tara (Caesalpinia spinosa) en el Ecuador: una aproximación al conocimiento de la diversidad genética y el contenido de taninos por medio de estudios molecu-lares y bioquímicos”

Autoras: Alexandra Narváez Trujillo, Directora del Laboratorio de Biotecnología Vegetal de la Escuela de Ciencias Biológicas Pontificia Universidad Católica del Ecuador

Amanda Calvo, Laboratorio de Biotecnología Vegetal de la Escuela de Ciencias Biológicas Pontificia Universidad Católica del Ecuador

Ana María Troya, Investigadora asociada del Laboratorio de Biotecnología Vegetal de la Escuela de Ciencias Biológicas Pontificia Universidad Católica del Ecuador

Con los aportes de: Carlos Nieto, Juan Carlos Romero

Comité Editorial: María de los Angeles Barrionuevo, Galo Medina

Fotografías: Archivos ECOBONA, Mario García, Lorena Mancero, Mario Larrea. Mauro Guanandi, Archivos Laboratorio de Fisiología Vegetal

Edición: Patricio Mena Vásconez,

diagramación: Verónica Ávila : Activa Diseño Editorial

tiraje: 500 ejemplares

iSBN: 978-9942-

Reproducción autorizada si se cita la fuente. Este libro deberá ser citado de la siguiente manera: Nar-váez Trujillo, A., A. Calvo, A.M. Troya. 2009. “Las poblaciones naturales de la tara (Caesalpinia spi-nosa) en el Ecuador: una aproximación al conocimiento de la diversidad genética y el contenido de taninos a través de estudios moleculares y bioquímicos”. Serie Investigación y Sistematización No. 7. Programa Regional ECOBONA-INTERCOOPERATION, Laboratorio de Biotecnología Vegetal Escuela de Ciencias Biológicas Pontificia Universidad Católica del Ecuador PUCE. Quito.

Quito, enero 2010

www.bosquesandinos.info

tabla de contenido

PRESENtACióN 4

iNtROduCCióN 7

mEtOdOLOGíA 15

Marcador molecular 17

Poblaciones estudiadas 20

Análisis de taninos

Análisis estadísticos

RESuLtAdOS y diSCuSióN 25

CONCLuSióN 31

GLOSARiO 35

REFERENCiAS BiBLiOGRÁFiCAS 36

4 5

PRESENtACióN

La tara, taya o guarango (Caesalpinia spinosa) es una especie forestal origina-ria de los valles andinos desde Venezuela a Chile y crece bien entre los 1500 y 3000 msnm. La tara produce unas vainas y semillas de las cuales se extrae una serie de productos, entre los más importantes un tanino utilizado para curtiem-bre y una goma utilizada en la industria alimenticia. Otras virtudes de la tara son que es un árbol que produce durante 60 años, y al ser una leguminosa, aporta nitrógeno al suelo, y crece muy bien en suelos pobres. Todas estas características hacen que la tara se constituya en una excelente alternativa para la recuperación de áreas degradadas en los Andes.

El ECOBONA ha priorizado el trabajo con tara a nivel regional porque consi-dera que, además de ser una especie promisoria para reducir las presiones a los ecosistemas forestales andinos, y de ser un negocio que permite mejorar los ingresos de las comunidades, es una especie endémica en los tres países en que trabaja (Bolivia, Ecuador y Perú). El Perú exporta productos deriva-dos de la tara desde hace más de 60 años y se ha constituido en el primer productor mundial de harina y goma de tara. Ecuador y Bolivia también son productores de tara, pero mientras el Perú exporta en productos lo extraído de 25 000 toneladas métricas de vaina, Ecuador y Bolivia exportan menos de 200 cada uno. En el Perú la mayor parte de la producción es el resultado de procesos de recolección de árboles naturales o manejados. En el caso de Boli-via y Ecuador la situación es un tanto distinta pues el desconocimiento de su potencialidad económica así como la inexistencia de un mercado formal, han hecho que las poblaciones locales no valoren los remanentes de tara y éstos estén desapareciendo.

En los tres países se ha podido observar el interés de actores locales por orga-nizarse y ser más eficientes en la producción. La experiencia peruana en los procesos de manejo y transformación ha sido compartida con los otros dos países, un ejemplo de intercambio de experiencias “sur-sur”. En 2009 y gra-cias a un acuerdo de colaboración con la Comunidad Andina (CAN) se está

procurando involucrar a otros actores que aporten a reflexiones mayores con otras especies a nivel regional.

Partiendo de este interés, el ECOBONA ha identificado su rol regional en apo-yar procesos productivos de tara bajo criterios de sostenibilidad ambiental y beneficio social. En un primer momento a través de talleres nacionales y regio-nales, se puso en contacto a expertos y expertas de los diferentes países lo cual permitió identificar prioridades ambientales, de investigación, productivas y de comercialización a nivel regional.

En el campo de la investigación, el Programa Regional ECOBONA ha venido colaborando con el Laboratorio de Biotecnología Vegetal de la Escuela de Ciencias Biológicas de la Pontificia Universidad Católica del Ecuador, entre otros centros de investigación de la región. Con esta entidad se han llevado a cabo varios estudios sobre la variabilidad genética de la especie en Ecua-dor. En la publicación que ahora presentamos se incluyen los resultados del análisis de la variabilidad genética de cinco remanentes de la especie en el Ecuador así como su contenido de taninos con el objetivo de, tal como dicen sus autoras, aportar al conocimiento integral de la especie para un manejo y conservación adecuados.

Estamos seguros que los resultados de este estudio contribuyen a la genera-ción de información de utilidad para los diversos actores que a nivel regional trabajan para lograr el tan buscado desarrollo sostenible en los Andes.

Galo Medina Programa Regional ECOBONA

7

Las poblaciones naturales de la tara (Caesalpinia spinosa) en el Ecuador

iNtROduCCióN

Caesalpinia spinosa es un árbol nativo de los Andes (Jørgensen y León-Yánez 1999) que crece, de forma silvestre o cultivada, en varios países de la región andina de Sudamérica. Los nombres comunes de la especie son “taya” en el Perú; “divi-divi de tierra fría”, “cuica” o “serrano” en Colombia, “vinillo” o “guarango” en el Ecuador; “tara” –que parece ser el nombre más conocido internacionalmente− en Bolivia, Chile y Venezuela, y “acacia amarilla” o “divi-divi” de los Andes” en Europa ( De la Cruz 2004).

La tara tiene una distribu-ción entre 4º N y 32º S, desde Venezuela hasta el norte de Chile. En el Ecuador está en las pro-vincias de Carchi, Imba-bura, Pichincha, Cotopaxi, Tungurahua, Chimborazo, Azuay y Loja, dentro de un rango altitudinal que va desde los 1 500 msnm hasta 3 000 metros sobre el nivel del mar (Jørgen-sen y León-Yánez 1999). Se encuentra principal-mente en las formaciones conocidas como valles secos interandinos, en áreas que corresponden

© Lorena Mancero

© Mario Larrea

© Mario Larrea

In

trod

ucci

ón

8 9


al ecosistema de Matorral Seco Montano (Sierra 1999; Baquero et al. 2004). Según Baquero et al. (2004), Caesalpinia spinosa, en asociación con Dodo-naea viscosa y Mimosa quitensis, ha determinado el tipo de formación vegetal Estepa Espinosa Montano Bajo y Bosque Seco Montano Bajo (véase también Cañadas 1983).

Se puede considerar una especie bastante plástica y “rústica” porque resiste la sequía, las plagas y las enfermedades. Sus variadas cualidades le confirman como una especie que debe ser conservada y explotada de manera susten-table; es una especie andina de uso tradicional desde tiempos prehispáni-cos, sobre todo en el Perú. Entre sus cualidades se destaca la presencia de taninos1 en la vaina, que son considerados una alternativa preferible al uso

1 Correo electrónico de contacto: [email protected].

de cromo y otros productos tóxicos en el proceso de curtiembre de cuero; además, estos compuestos le confieren al cuero tra-tado resistencia y elasticidad (De la Cruz 2004). Los taninos, además, son utilizados actualmente industrialmente en la fabrica-ción de diversos productos como plásticos y adhesivos, galvanizados y galvanoplás-ticos, así como para la conservación de aparejos de pesca por su condición bacte-ricida y fungicida; se usan asimismo como clarificadores de vinos y como sustitutos de la malta para dar cuerpo a la cerveza; en la industria farmacéutica tienen un amplio uso terapéutico y también se utilizan en protec-ción de metales, cosmetología, perforación petrolífera, industria del caucho, manteni-miento de pozos de petróleo y como parte de las pinturas por su acción anticorrosiva (De la Cruz 2004).

Otro producto obtenido de la especie es el ácido gálico, utilizado como antioxidante en la industria del aceite y en la industria cer-vecera como un elemento blanqueante o decolorante, así como en productos rela-cionados con fotografía, tintes, manufactura del papel, farmacia y grabado o litografía (De la Cruz 2004). En la medicina industrial forma parte de medicamentos gastroentero-lógicos para curar úlceras y de medicamen-tos cicatrizantes, antiinflamatorios, antisép-ticos, antidiarreicos, antimicóticos, antibac-terianos, antiescorbúticos, odontálgicos y antidisentéricos (Mancero 2008). Además, la

© Lorena Mancero © Lorena Mancero

© Mario García

© Mario García

In

trod

ucci

ón

10 11


En el caso del Ecuador, la especie había sido prácticamente olvidada hasta hace poco tiempo. Las poblaciones silvestres son aprovechadas para cercar los terrenos, para generar sombra en los cultivos y como fuente de leña y pro-ducción de carbón vegetal (Obs. pers. investigación de campo). El creciente reconocimiento de las variadas propiedades de la especie ha propiciado un paulatino pero inminente interés en la especie como una alternativa para los productores agroforestales, tanto por parte del gobierno (Plan Pro-forestal) como de organizaciones privadas como CONAPROG (Consorcio de Produc-tores de Guarango). Esta última es una iniciativa de la Fundación Desde el Surco que agrupa a productores de los valles bajos de la Sierra del Ecuador dentro de la cadena agroproductiva del guarango. Se ha puesto la meta de “plantar al menos cinco mil hectáreas en sistemas diversos y agrupar a los plantadores, en un emprendimiento para acopiar, procesar y exportar produc-tos y subproductos del guarango, principalmente taninos y gomas, que tienen una demanda mundial insatisfecha muy grande” (Desde el Surco 2008). Así, se hace evidente la urgencia de desarrollar en el país estudios con visión de conservación y uso apropiado de esta especie particularmente generosa.

En vista de que esta especie puede tener usos relacionados con la conserva-ción y con la producción comercial, Mancero (2008) caracteriza cuatro siste-mas de producción:

1) Manejo y cosecha en bosques naturales y en árboles existentes en campo,

2) Producción en sistemas agroforestales,

3) Producción en sistemas intensivos de monocultivo y

4) Producción para recuperación de zonas degradadas o reforestación.

Cada uno de estos sistemas involucra un manejo especial y específico que no sólo tenga una perspectiva silvicultural de manejo de plantaciones (podas, riego, etc.), sino que se sustente en un conocimiento integral de la especie, es decir, uno que incluya características biológicas tales como su sistema reproductivo y los procesos de polinización, así como el estado de

semilla es fuente de aceites, goma (usada para dar consistencia a los helados), harina proteica y derivados como jabones, pinturas, barnices, esmaltes, tintes de imprenta, mantecas y margarinas comestibles, pues presenta un contenido de ácidos libres de 1,4% (ácido oleico); es aceptable comercialmente por su baja acidez (Mancero 2008).

Todas las aplicaciones de esta especie le han merecido el nombre de “el oro de los Incas”, sobre todo en el Perú, país que ha hecho un manejo de la espe-cie para abastecer, en parte, la demanda mundial de los productos. Otros países de la región, como Bolivia y el Ecuador, han manifestado su interés en incentivar la plantación de la especie para entrar al mercado internacional (ECOBONA 2007 a y b).

© Lorena Mancero

In

trod

ucci

ón

12 13


debido a que todos los productos comerciales se extraen principalmente de la vaina (Mancero, 2008).

Este estudio propone el análisis de la variabilidad genética de cinco rema-nentes de Caesalpinia spinosa en el Ecuador junto al el análisis de su contenido de taninos, con el objetivo de aportar al conocimiento integral de la especie con miras a un manejo óptimo y una conser-vación adecuada. Se pretende conocer la diversidad genética de esas poblaciones silvestres de tara en el Ecuador con el fin de tener un mejor conocimiento para la selección de fuentes semi-lleras relacionadas con actividades de forestación en cualquiera de los escenarios productivos que se aplican para esta especie, con el fin de hacer un uso racional y sostenible de los recursos de origen.

conservación de la especie; entre otras cosas, se necesita conocer la variabili-dad genética que presentan sus poblaciones en las distintas regiones geográ-ficas en las que se encuentran.

Es importante tener la información sobre la variabilidad genética en cualquiera de estos escenarios productivos pues es ahí de esta variabilidad de donde nace la capacidad de una especie para adaptarse a cambios ambientales o para desarrollar defensas contra plagas y patógenos. Otro aspecto que tiene una base genética es la producción de taninos y de otros productos de interés comercial derivados de la tara.

Quienes cultivan tara buscan poblaciones o individuos con alta producción de taninos para cumplir con la demanda internacional en cuanto a porcentaje de taninos presentes en la vaina, que idealmente debe estar entre el 58 y 62% (Mancero, 2008). En el Perú se señala la existencia de ecotipos o variedades de tara que se referencian a la zona de producción; así, en zonas con sue-los menos ácidos la tara presenta mayor contenido de taninos. Este aspecto es importante porque la siembra de la tara generalmente se hace a partir de semilla sexual recolectada de fuentes silvestres basada en la identificación de árboles “plus”, es decir, aquellos que presentan características de alto conte-nido de taninos y/o mayor producción de vainas; este aspecto es importante

© Lorena Mancero © Lorena Mancero

© Lorena Mancero

© Mario García

15


© Laboratorio de Fisiología Vegetal

mEtOdOLOGíA

Muchos de los cultivos y animales de producción que se conocen en la actua-lidad han sido producto de un proceso de selección y mejoramiento por parte del ser humano. Esta selección se ha basado tradicionalmente en la selección fenotípica de caracteres, es decir, de características observables que sean de interés para quien pretende la mejora; en el caso de la tara, como se ha dicho, estas características deseables y seleccionables son el alto contenido de taninos y la mayor producción de vainas. Sin embargo, estas característi-cas morfológicas son marcadores ambiguos debido a las influencias ambien-tales. En otras palabras, un árbol que tiene la capacidad genética de producir mucho tanino y muchas vainas, tal vez no lo hace por ciertas características no apropiadas del suelo, del clima y/o del manejo. La característica fenotípica (es decir, la que se manifiesta y es observable o medible) tiene una base genética en el número y efecto de los genes implicados en la expresión de un carácter, la localización de estos genes y su función fisiológica. Afortunadamente, la aparición de los marcadores moleculares está ayudando a eliminar tanto los

16

Met

odol

ogía

16 17


inconvenientes de una selección basada en el análisis exclusivo del fenotipo, como a la identificación de especies y variedades de una forma más rigurosa y repetitiva. Los marcadores moleculares son biomoléculas (moléculas consti-tuyentes de los seres vivos) que se pueden relacionar con un rasgo genético. Las biomoléculas que pueden ser marcadores moleculares son las proteínas (antígenos e isoenzimas) y el ADN (genes conocidos o fragmentos de secuen-cia y función desconocida). Los marcadores moleculares también son usados actualmente para medir las relaciones entre diferentes grupos taxonómicos y para evaluar la estructura y cantidad de diversidad genética entre las pobla-ciones (Lowe et al. 2004). Esto se puede aplicar para seleccionar poblaciones para mejoramiento o para establecer huertos semilleros.

1. Extracción ADN 2. Marcadores moleculares 2.1 Genotipaje - AFLP (X)

3. Cuantificación taninos (Y)

1————

2—— —

3————

4—— —

X*YSitios de colecta

1. Loja Vilcabamba Loja

2. Cotopaxi Salcedo

3. Pichincha Guayllabamba El Chiche

4. Imbabura Urcuquí

Polimorfismo (variación) entre individuos

marcador molecular

La variabilidad genética en cinco poblaciones naturales de tara distribuidas en la Sierra ecuatoriana se determinó usando cuatro combinaciones de iniciado-res del marcador molecular AFLP (polimorfismos de longitud de fragmentos amplificados, por sus siglas en inglés) (Vos et al. 1995). El ADN necesario para esta prueba se extrajo de tejidos de hojas jóvenes, las cuales fueron colecta-das en silica gel con el fin de conservar la calidad del ADN.

Figura 1. Resumen metodológico


© L

oren

a M

ance

ro

18

Met

odol

ogía

18 19


Figura 2. Resumen determinación genética del fenotipo Figura 3. Esquema del método de AFLP

DNA

I. Digestión del ADN con enzimas de restricción

II. Ligación de adaptadores

III. Amplificación selectiva

III. Análisis electroforético

genes

células

tejidos/órganosorganismos

productos orgánicos

mRNA

Proteínas

5’ 3’

Genotipo

Genotipo

AmbienteX

Fragmentos obtenidos

Primeros selectivosPCR

Muestras

© Mario Larrea

20

Met

odol

ogía

20 21


Poblaciones estudiadas

Los sitios de colección se escogieron tras una revisión de la información de especímenes registrados en las bases de datos del Missouri Botanical Garden en Saint Louis, EEUU y del Herbario QCA de la PUCE en Quito, Ecuador; se tomó también en cuenta la información suministrada por ECOBONA (2007 a y b).

El muestreo consideró una representatividad de la región norte y de la región sur de la Sierra del país, de manera que se reflejara la diversidad presente en los estratos de vegetación de la distribución de la especie en el país. Las localidades muestreadas se presentan en la Figura 4 y son, de sur a norte: Vilcabamba (provincia de Loja), Loja (provincia de Loja), Salcedo (provincia de Cotopaxi), Guayllabamba (provincia de Pichincha) y Urcuquí (provincia de Imbabura). En todas las localidades se muestrearon árboles adultos de más de tres metros de altura, con troncos de entre 24 cm y 183 cm de diámetro a la altura del pecho y de preferencia en fructificación. Los individuos selecciona-dos para el análisis fueron colectados aleatoriamente pero con al menos 3 m de separación entre ellos. Debido al tamaño pequeño de las poblaciones se tuvo que colectar la mayoría de los árboles maduros presentes o todos los individuos presentes, excepto plántulas o árboles muy jóvenes (pequeños). En todos los casos se rea-lizó la georreferenciación por medio de un aparato GPS.

Análisis de taninos

La medida de porcen-taje de taninos se refiere a los taninos solubles, sin diferenciar el tipo de taninos presentes (cate-quínicos/condensados o

Figura 4. mapa de distribución y distancias de los sitios de colección. Elaboración: Natalia Valarezo, 2010


22

Met

odol

ogía

22 23


típicamente revelarán la mayor parte de la separa-ción entre ellos. El resul-tado es un plot de pocas dimensiones (entre dos y tres) que abarca la mayor cantidad posible de la variación total, en el cual las distancias entre los puntos dentro del plot sean lo más cercanas a la matriz original (Joliffe 2002). Para los progra-mas de forestación se deben tomar en cuenta estos parámetros, pues las poblaciones que sean seleccionadas como fuentes semilleras deberán tener una alta variabilidad y ser representativas de la diversidad total de la especie.

El Análisis de la Variancia Molecular (AMOVA) es un método utilizado para esti-mar la diferenciación poblacional directamente desde datos moleculares, que se basa en procedimientos de permutación (Excoffier et al. 1992). Este análisis también se realizó para el contenido de taninos y para correlacionar éste con la diversidad genética a través de la prueba de Mantel (Rousset 1997).

A este último análisis se sometieron las matrices estructuradas a partir de las distancias geográficas, las distancias genéticas y las distancias de porcenta-jes de taninos de las 26 muestras analizadas para porcentaje de taninos. Se utilizó la matriz estructurada con las distancias geográficas como factor de corrección de la influencia de las distancias geográficas sobre la relación por-centaje de taninos/distancias genéticas. El objetivo de estructurar el análisis de esta forma fue encontrar (o no) correlación entre las variables de genotipo, fenotipo y factor ambiental (ubicación geográfica), y sustentar los resultados obtenidos a partir de las pruebas de Mantel descritas anteriormente.

hidrolizables/pirogálicos). Para el análisis de cuantificación de taninos se con-trató a los laboratorios AIICA (Asociación de Investigación de las Industrias del Curtido y Anexas) de Barcelona, España quienes siguieron el método del filtro para determinar el porcentaje total de taninos de cada individuo (AIICA 2008). Veintinueve muestras de provenientes de las cinco localidades fueron enviadas para este análisis.

Análisis estadísticos

La variabilidad genética total de una especie −en este caso Caesalpinia spi-nosa− se determina considerando el número total de individuos en cada una de las poblaciones, la variación genética de cada individuo en la población y la variación genética de cada una de las poblaciones. La variación se detecta a nivel de genes y sus variantes (los alelos) y esto se evalúa con descriptivos estadísticos como: frecuencias alélicas y heterocigotos, estimación de hete-rocigosidad, porcentaje de loci polimórficos,2 número de bandas únicas para cada población, etc. (Lowe et al. 2004).

Con base en los datos genéticos se puede estimar cuán semejantes o disími-les son las poblaciones bajo estudio. Las poblaciones que son más semejan-tes entre sí tendrán un acervo genético común; mientras más distantes estas poblaciones, los genes y alelos serán diferentes y muchas veces incluso serán únicos para determinada población. La distancia genética, entonces, se des-cribe como la proporción de elementos genéticos (alelos, genes, genotipos, gametos) que no son compartidos por dos muestras. De esta forma, la dis-tancia genética (D) varía de cero “0”, cuando las frecuencias alélicas de una población son idénticas, a uno “1”, cuando y sólo cuando las dos muestras no compartan elementos genéticos entre sí (de Vicente et al. 2004).

El Análisis de Coordenadas Principales (PCoA por sus siglas en inglés) per-mite una representación gráfica de las relaciones entre las poblaciones. Cada eje sucesivo explica proporcionalmente un menor porcentaje de la variación total, de manera que cuando hay grupos distintos, los 2 ó 3 primeros ejes

2 Las palabras resaltadas tienen una definición incluida en el glosario de la página XX.

© Lorena Mancero

25


RESuLtAdOS y diSCuSióN

Se obtuvieron 79 muestras de las cinco localidades de la Sierra ecuatoriana: 29 de la localidad de Vilcabamba, 13 de Loja, 11 de Salcedo, nueve de Gua-yllabamba, 11 de Urcuquí, a más de seis recibidas del Perú que se usaron como muestras de referencia del sitio de origen putativo de la tara (Mancero, 2008). El rango total del muestreo va de 1 700 a 2 743 msnm. Claramente las poblaciones de la parte norte de la Sierra (Urcuquí y Salcedo) crecen a mayor altitud que las del sur (Loja y Vilcabamba), siendo Guayllabamba el término medio. Las distancias entre poblaciones varían de 35 km (Loja-Vilcabamba) a 537 km (Vilcabamba-Urcuquí). La localización geográfica de las poblaciones se muestra en la Figura 4 así como las distancias entre poblaciones.

En las localidades de Urcuquí (U) y Salcedo (S), los árboles de Caesalpinia spi-nosa crecen en los bordes de carreteros, principalmente en quebradas y pen-dientes, sobre suelo sumamente seco y arenoso. Las poblaciones de Vilca-bamba (V) y Guayllabamba (G) comparten la característica de ser lo que parece remanentes de poblaciones naturales dentro de terrenos privados, así como poseer los árboles más maduros (más altos y de tronco más ancho). La pobla-ción de Guayllabamba se encuentra expuesta a una presión extractiva pues sus vainas son recolecta-das para el suministro de semillas para un vivero de tara.

Los valores de heteroci-gosidad media en este estudio varían entre 0,119 (Guayllabamba) y 0,48 (Salcedo), siendo la media total de 0,2895 (Tabla 1). A excepción de la pobla-ción de Loja, todas las poblaciones presentaron

© Mario García

© Lorena Mancero

26

Res

ulta

dos

y d

iscu

sión

26 27


bandas únicas: Urcuquí presentó cinco bandas únicas en total (2,52%); para el Perú se obtuvieron cinco bandas únicas (2,84%); Vilcabamba presentó tres en total (1,61%); Salcedo presentó tres bandas únicas (1,43%), y Guayllabamba presentó una sola banda única (0,62%).

El cálculo de la distancia genética entre dos poblaciones provee de una esti-mación relativa del tiempo transcurrido desde que las dos poblaciones han existido como unidades individuales (Nei, 1972). Las distancias menores se encuentran entre las poblaciones de Vilcabamba-Loja (~ 0,05), Loja-Salcedo (~ 0,05) y Vilcabamba-Salcedo (~ 0,07). La distancia genética entre las pobla-ciones de Salcedo-Guayllabamba, Salcedo-Urcuquí, Guayllabamba-Loja, Guayllabamba-Urcuquí, Urcuquí-Vilcabamba y Urcuquí-Loja varía de 0,08 a 0,15 (Tabla 2), siendo estos valores intermedios con respecto al resto de valo-res obtenidos.

Es interesante notar que existe baja variabilidad de la especie, evidenciado por valores muy similares de heterocigosidad y polimorfismo (Tabla 1) y que esta variabilidad está distribuida uniformemente entre las poblaciones del Ecuador (Narváez-Trujillo et al. 2009). La extracción no manejada del recurso (semilla

y vaina) tiende a disminuir la variabilidad genética de la población como se observa al comparar los datos de heterocigosi-dad y polimorfismo de las poblaciones estudia-das (Tabla 1); este estu-dio sugiere que, a pesar de que esta población tiene un número bajo de muestras, las diferencias encontradas para estos parámetros no se debe al tamaño de la población pues éste es igual a la de Perú, la misma que pre-senta valores de hetero-cigosidad y polimorfismo similares a las demás poblaciones. La extrac-ción repetida de semillas y vainas en condiciones naturales llevaría a que no

se produzca un flujo génico suficiente como para mantener la variabilidad de la población. Considerando estos aspectos, es recomendable que, al planifi-car un programa de forestación productiva se consideren fuentes semilleras diversas para el suministro de semillas para la producción de plántulas, tanto para garantizar la representatividad de la variación genética y no causar una depresión genética por endogamia, como para evitar una presión excesiva sobre las fuentes semilleras, lo cual −como se está observando en la población de Guayllabamba− podría producir la erosión del acervo genético. Es también importante tomar estos dos aspectos en consideración al momento de incen-tivar un manejo de las poblaciones naturales de la tara; hay que tomar siempre en consideración que no se debe cosechar el 100% de las vainas disponibles

tabla 1. descripción de la diversidad genética de las cinco poblaciones de tara basada en los descriptivos: tamaño de población, polimorfismo promedio (%) y heterocigosidad estimada. Se resaltan los valores altos y bajos.

Población Tamaño Polimorfismo promedio Heterocigosidad estimada

Urcuquí 9 66,27% 0,233

Guayllabamba 5 31,35% 0,119

Salcedo 11 71,83% 0,248

Loja 11 62,70% 0,233

Vilcabamba 13 65,08% 0,231

Perú 6 55,56% 0,211

© Lorena Mancero

28

Res

ulta

dos

y d

iscu

sión

28 29


con el fin de garantizar la sostenibilidad del recurso además de manejar los aspectos reproductivos.

Como se observa en el análisis de coordenadas principales (Figura 5), el uso del marcador molecular AFLP permitió detectar más del 85% de la variación presente en las poblaciones muestreadas y estableció una clara diferenciación entre las poblaciones, lo que indica que es un marcador adecuado para eva-luar el estado de Caesalpinia spinosa.

Los resultados de la prueba AMOVA (Figura 6) indican que la variabilidad gené-tica se reparte dentro de las poblaciones y que éstas están poco diferencia-das entre sí; igual condición se presenta para la cuantificación de taninos. La

prueba parcial de Mantel indica una ausencia de correlación entre porcentajes de taninos y distancia genética, y no apoya la hipótesis sobre la existencia de ecotipos en el Ecuador, a pesar de que en el Perú estos sí se reportan. De esta manera, la variabilidad que presenta cada población en cuanto al contenido de taninos indica que cada genotipo (tipo genético) interacciona con el medio ambiente para la producción variable de los taninos. Este aspecto también debe tomarse en cuenta al considerar la propagación clonal de la especie.

Figura 6. Representación de la distribución de la variación genética dentro y entre poblaciones muestreadas de tara según AMOVA (análisis molecular de varianza).

dentro de poblaciones 80%

Entre poblaciones 20%

Figura 5. Análisis de coordenadas principales. Se aprecian las relaciones genéticas de las poblacio-nes de tara basadas en la distancia genética de Nei (1972). G = Guayllabamba; U = Urcuquí; S = Salcedo; L = Loja; V = Vilcabamba; P = Perú.

PU

S

LV

G

Eje

2: 2

0,85

%

Eje 1: 66,46%

31


CONCLuSióN

Los resultados indican que, a pesar de que la tara es considerada una especie rústica, es susceptible a prácticas inadecuadas de manejo que pueden resul-tar en una marcada disminución de la diversidad genética.

Aparentemente, el contenido de taninos es el resultado de la interacción entre genotipos individuales y el ambiente, pues no se pudieron determinar “ecoti-pos” para la producción de taninos. Así, las prácticas de manejo sostenible de las poblaciones naturales deben incluir el manejo adecuado de la diversidad genética presente en las poblaciones naturales dentro de un rango geográfico con el fin de mantener e incentivar la variabilidad genética y, a la vez, la identifi-cación de genotipos con alto contenido de taninos para ser usados para lograr una mayor productividad del sistema. Éste es el escenario más propicio para que las comunidades puedan usar a la tara como una fuente alternativa de ingresos económicos y a la vez promover la conservación de la biodiversidad de los bosques andinos.

Las herramientas moleculares pueden jugar un papel importante en el cono-cimiento de la variación existente, lo que puede beneficiar al sector forestal en aspectos tan diversos como asegurar la conservación a largo plazo de las poblaciones que se identifiquen como fuentes semilleras (lo suficientemente como para satisfacer las posibles nuevas demandas de la industria) y mejorar la productividad de la tara en el futuro.


33


GLOSARiO

Agroforestal: relativo a las plantaciones que combinan (entremezclados) a nivel de parcelas productivas, cultivos agrícolas con especies forestales, generalmente maderables (http://www.inbio.ac.cr/ecomapas/glosa-rio01.htm).

Alelo: o alelomorfo, cada uno de un par o una serie de formas alternativas de un gen que ocupan un mismo sitio (locus) en un cromosoma particular y que controlan un mismo carácter (http://wordnetweb.princeton.edu/perl/webwn?s=allele).

Bandas: en este caso se refieren a las líneas en las imágenes que se obtienen tras los análisis de las biomoléculas y que son interpretadas según su tamaño, frecuencia, posición, relación con las demás, etc.

Curtiembre: proceso por el cual las pieles de los animales −que pueden entrar en descomposición, se transforman en cuero, que no se descompone. A menudo involucra el uso de taninos, sustancias químicas ácidas (http://en.wikipedia.org/wiki/Tanning).

Ecotipo: población vegetal natural que, por haberse desarrollado en unas con-diciones naturales definidas, muestra unas características diferencia-les respecto a otras poblaciones de la misma especie (http://www.unavarra.es/servicio/herbario/pratenses/htm/glosario_pas.htm).

Endogamia: falta de variabilidad genética de una especie debido al aparea-miento continuo y duradero dentro de un núcleo reducido de indivi-duos (http://es.wiktionary.org/wiki/endogamia).

Escorbuto: El escorbuto es una enfermedad carencial que resulta del consumo insuficiente de vitamina C, que es necesaria para la síntesis correcta de colágeno en los seres humanos. El escorbuto conduce a la for-mación de puntos de color púrpura en la piel, encías esponjosas y

© Mario García

34

Glo

sario

34 35


sangrado de todas las membranas mucosas. La persona afectada se pone pálida, se siente deprimida y queda parcialmente inmovilizada. En el escorbuto avanzado se producen heridas abiertas supurantes y pérdida de dientes.

Galvanización: Aplicación de una capa de metal sobre otro mediante una corriente eléctrica (http://buscon.rae.es/draeI/).

Galvanoplastia: recubrimiento, por depósito electrolítico, de un cuerpo sólido con una capa metálica (http://buscon.rae.es/draeI/).

Genotipo: la información genética total de un organismo (http://www.biomeds.net/biomedia/R25/glosario.htm).

Georreferenciar: Asignar coordenadas desde una referencia geográfica abso-luta a una característica geográfica particular.

GPS (Global Positioning System): en español Sistema de Posicionamiento Glo-bal, que mediante la utilización de una serie de satélites y un receptor en la superficie (llamado generalmente “un GPS”) permite determinar la posición de cualquier punto sobre la tierra con gran precisión (http://siga.cna.gob.mx/SIGA/Diccionarios/glosario.htm#G).

Grupo taxonómico: conjunto de organismos que pertenecen a alguno de los taxones (nombres) dentro de las categorías taxonómicas biológicas (reinos, divisiones, clases, órdenes, familias, géneros y especies). Por ejemplo, un grupo taxonómico son todas las plantas de la familia de las Compuestas, o todos los animales de la clase de los mamíferos, o todos los organismos pertenecientes a la especie Homo sapiens.

Heterocigoto: organismo o célula con alelos diferentes en uno o más sitios (loci) de cromosomas homólogos (http://ciencia.glosario.net/genetica/heterocigoto-5392.html).

Loci polimórficos: Un locus es una posición determinada en un cromosoma

donde se ubica un gen o un marcador genético. Cuando para este locus existen varias versiones o alelos del gen o marcador, se habla de un locus (plural: loci) polimórfico.

Odontálgico: que se usa para tratar el dolor de dientes y muelas.

Silvicultura: conjunto de técnicas que tratan de la conservación, mejora, apro-vechamiento y regeneración o, en su caso, restauración, de las masas forestales (http://www.ecologistasenaccion.org/spip.php?article8083).

Tanino: sustancia astringente contenida en la nuez de agallas, en las cortezas de la encina, olmo, sauce y otros árboles, y en la raspa y hollejo de la uva y otros frutos. Se emplea para curtir las pieles y para otros usos (http://buscon.rae.es/draeI/).

Vaina: fruto seco y dehiscente a la madurez, también llamado legumbre, típico de la familia de las Leguminosas [incluyendo las Cesalpiniáceas a la que pertenece la tara], que normalmente contiene numerosas semillas (http://www.plantasvasculares.uns.edu.ar/herbario/galeria/pehuen/glosario.html).

36 37

REFERENCiAS BiBLiOGRÁFiCAS

aiiCa (Centro teCnológiCo, asoCiaCión de investigaCión de las industrias del Curtido y anexas). 2008. Barcelona.

Baquero, F., r. sierra., l. ordóñez, M. tipán, l. espinosa, M. rivera y p. soria. 2004. La Vegetación de los Andes del Ecuador. Memoria explicativa de los mapas de vege-tación potencial y remanente de los Andes del Ecuador, a escala 1: 250.000 y del modelamiento predictivo con especies indicadoras. EcoCiencia/CESLA/EcoPar/MAG SIGAGRO/CDC-JATUN SACHA/División Geográfica – IGM. Quito.

Cañadas, l. 1983. El Mapa Bioclimático y Ecológico del Ecuador. MAG – PRONAREG. Quito.

de la Cruz, p. 2004. Aprovechamiento integral y racional de la tara Caesalpinia spinosa - Caesalpinia tinctoria An integral and rational utility of tara (Caesalpinia spinosa - Caesalpinia tinctoria). Revista del Instituto de Investigación FIGMMG 7 (14): 64-73 Universidad Nacional Mayor de San Marcos. Lima.

desde el surCo (FundaCión de investigaCión, diFusión y CapaCitaCión agropeCuaria). 2008. Consorcio de Productores de Guarango CONAPROG. http://www.desde-elsurco.com/ (en línea) Documento HTML. Visitado el 20 de diciembre de 2008.

de viCente, M.C., C. lópez y t. Fulton. 2004. Genetic Diversity Analysis with Molecu-lar Marker Data: Learning Module. International Plant Genetic Resources Institute (IPGRI). Roma.

exCoFFier, l., p.e. sMouse y J.M. quattro. 1992. Analysis of molecular variance inferred from metric distances among DNA haplotypes: application to human mitochondrial DNA restriction data. Genetics 131: 479-491.

JoliFFe, i.t. 2002 Principal Component Analysis. Second Edition. Springer Verlag. Nueva York.

Jørgensen, p.M. y león – yánez, s., (eds.) 1999. Catalogue of the Vascular Plants of Ecua-dor. Missouri Botanical Garden Press, Missouri, USA.

lowe, a., s. Harris. y p. asHton. 2004. Ecological genetics: Design, analysis and applica-tion. Blackwell Publishing. Maine.

ManCero, l. 2008. La Tara (Caesalpinia spinosa) en Perú, Bolivia y Ecuador: Análisis de la cadena productiva en la región. Programa Regional ECOBONA-INTERCOOPERA-TION. Quito.

narváez-truJillo, a., a. Calvo, J.C. roMero y g. Medina. 2009. Abstract presentado en el 13er. Congreso Forestal Mundial, 18-23 de octubre de 2009. Buenos Aires.

nei, M. 1972. Genetic distance between populations. American Naturalist 106: 283-292.

prograMa regional eCoBona-interCooperation. 2007a. Memoria y ponencias presentadas en el Taller Regional de la Tara (Caesalpinia spinosa) sobre la realidad de la cadena en los tres países. Cajamarca.

prograMa regional eCoBona-interCooperation. 2007b. Primer Taller sobre la Tara (Caesalpinia spinosa) en Ecuador. Ayuda memoria. Quito.

rousset, F. (1997) Genetic differentiation and estimation of gene flow from F-statistics under isolation by distance. Genetics 145:1219–1228.

sierra, r. (Ed.) 1999. Propuesta preliminar de un Sistema de Clasificación de Vegetación para el Ecuador Continental. Proyecto INEFAN/GEF-BIRF y EcoCiencia. Quito.

vos, p., r. Hogers, M. Bleeker, M. reiJans, t. van de lee, M. Hornes, a. FriJters, J. pot, J. peleMan, M. kuiper y M. zaBeau. 1995. AFLP: a new technique for DNA fingerprinting. Nucleic Acids Research 23 (21): 4407-4414.

39

El Laboratorio de Biotecnología Vegetal es parte de la Escuela de Ciencias Biológicas de la Pontificia Universidad Católica del Ecuador-Quito. Tiene tres líneas principales de investigación: 1) Estudios moleculares destinados a conocer la diversidad y estructura genética de especies botánicas, con énfasis en forestales, presentes en los ecosistemas andinos con miras a que esta información sea utilizada como herramienta para su manejo y conservación; 2) Evaluación de los recursos genéticos de especies silvestres relacionadas a cultivos de interés económico; 3) Aspec-tos relacionados a la búsqueda de genes expresados diferencialmente en plantas sometidas a estrés biótico y abiótico.

Un aspecto importante en el ámbito de acción del Laboratorio es generar alianzas y colaboración con actores en áreas no académicas como son la empresa privada y las ONGs con el fin de que las investigaciones realizadas puedan tener aplicación práctica.

Las principales especies con las que se ha trabajado son de los géneros Manihot, Polylepis, Canna, Hypericum, Annona y Caesalpinia.

ECOBONA es un Programa Regional Andino de la Agencia Suiza para el Desarrollo y la Cooperación Internacional (COSUDE), implementado en Bolivia, Ecuador y Perú por la Fundación Suiza para el Desarrollo y la Cooperación Internacional (INTERCOOPERATION).

Trabaja para que las autoridades y la sociedad conozcan y valoren la importancia y potencialidad que tienen los Ecosistemas Forestales Andinos para el desarrollo económico y social.

El objetivo que persigue el ECOBONA es lograr que actores de nivel local, nacional y regional andino apliquen políticas, normas e instrumentos de gestión social de los recursos de Ecosistemas Forestales Andinos en las áreas geográficas priorizadas en cada país.

PUCE

PUCE

La tara, taya o guarango (Caesalpinia spinosa) es una especie forestal ori-ginaria de los valles andinos desde Venezuela a Chile y crece bien entre los 1500 y 3000 msnm. Por sus características constituye una excelente alternativa para la recuperación de áreas degradadas en los Andes.

El ECOBONA ha priorizado el trabajo con tara a nivel regional porque considera que, además de ser una especie promisoria para reducir las presiones a los ecosistemas forestales andinos, y de ser un negocio que permite mejorar los ingresos de las comunidades, es una especie endé-mica en los tres países en que trabaja (Bolivia, Ecuador y Perú).

En los tres países se ha podido observar el interés de actores locales por organizarse y ser más eficientes en la producción. Partiendo de este interés, el ECOBONA ha identificado su rol regional en apoyar procesos productivos de tara bajo criterios de sostenibilidad ambiental y beneficio social.

En el campo de la investigación, el Programa Regional ECOBONA ha venido colaborando con el Laboratorio de Biotecnología Vegetal de la Escuela de Ciencias Biológicas de la Pontificia Universidad Católica del Ecuador. En esta publicación se incluyen los resultados del análisis de la variabilidad genética de cinco remanentes de la especie en el Ecuador así como su contenido de taninos con el objetivo de aportar al conocimiento integral de la especie para un manejo y conservación adecuados.

www.bosquesandinos.info

PUCE

PUCE

las poblaciones naturales de la tara ( en el ecuador: …

Documents