proceso evolucionario de las malezas y...
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Proceso
evolucionario de las
malezas y su
clasificación Ricardo Labrada
Contenido
• ¿A qué llamamos maleza?
• Maleza ideal
• Clasificación de las malezas
• Nivel de daño de las malezas
• Especies de malezas más importantes a nivel mundial
• Desarrollo de una flora indeseable
• Malezas exóticas invasoras
• Fases conceptuales de una invasión
¿A que llamamos malezas?
Las malezas constituyen riesgos naturales dentro de los
intereses y actividades del hombre.
Estas plantas son frecuentemente descritas como dañinas a
los sistemas de producción de cultivos y también a los
procesos industriales y comerciales.
Malezas son las plantas que afectan un área determinada
cultivable (disminución de cantidad y calidad de la
producción) o pueden afectar cuerpos acuáticos mediante
obstrucción impidiendo el drenaje, incrementando la
sedimentación y el deterioro de los canales.
Las especies vegetales que han sido sometidas a domesticación conforman en
general grandes conjuntos de especies compuestos por cultivos, malezas
conespecíficas y especies silvestres relacionadas (Anderson, 1967).
Durante la domesticación de los cultivos, el hombre dirigió cambios que hoy
se ven reflejados a nivel morfológico y fisiológico, distinguiendo a las
especies domesticadas de sus ancestros silvestres (Hancock, 2012).
Este conjunto de cambios es conocido como síndrome de domesticación
(Harlan, 1992) e incluye como principales características la pérdida en el
desgrane, cambios en el hábito de crecimiento, perdida de la dormancia,
cambio en la pigmentación de las semillas entre otros.
El éxito evolutivo de las malezas conspecíficas es muchas veces atribuido a la
adquisición de características asociadas con las plantas silvestres tales como:
el mayor desarrollo vegetativo, muy alta capacidad de dispersión de la semilla
y dormancia. Así como también la adquisición de características típicas de
plantas domesticadas tales como mayor potencial de autofecundación y rápido
crecimiento.
El poseer esta combinación de características les favorece su capacidad
invasiva a los agroecosistemas actuales (Reagon et al., 2010).
El flujo de genes entre plantas domesticadas, malezas conspecíficas y
especies silvestres es un proceso continuo que afecta directamente la
diversidad genética de las poblaciones de los cultivos y puede ser fuente para
la aparición de nuevas combinaciones genéticas.
Se ha demostrado que el flujo de genes actúa en ambas direcciones, tanto
desde domesticadas a silvestres cómo en la dirección opuesta.
La hibridación natural y la introgresión entre plantas domesticadas y especies
silvestres relacionadas juega un importante rol en la evolución de las plantas
generando mayor diversidad genética y diferenciación.
Un caso interesante evolutivo, el arroz maleza
El género Oryza , tiene dos especies domesticadas Oryza sativa (asiática) y
Oryza glaberrima (africana) y más de 20 especies silvestres distribuidas a lo
largo de las regiones tropicales y subtropicales.
Las poblaciones de Oryza sativa presentan una profunda estructura constituida
por dos subespecies mayoritarias, Oryza sativa japónica y Oryza sativa spp
indica, las que son diferenciables tanto por característica morfológicas,
fisiológicas y genéticas
Subespecies asociadas a diferentes hábitat de crecimiento, la indica se le
encuentra en tierras bajas de Asia tropical, la japónica en tierras altas de
China, sureste de Asia e Indonesia.
O, rufipogon es reconocido como ancestro de O. sativa.
Morfológica y genéticamente, las poblaciones de arroz maleza han sido
reportada como altamente variables. Éstos parecen ser un intermedio entre los
biotipos silvestres y los biotipos cultivado
La distribución simpátrica (que viven en una misma área geográfica)
con el cultivo durante largos períodos de tiempo, y la fácil incorporación
de genes desde los cultivos a los biotipos maleza e introgresión, pueden
haber sido los causantes de la similitud encontrada entre las poblaciones
de arroz maleza y el cultivo con el que coexisten.
Este proceso puede promover la persistencia y mejor adaptación de los
biotipos maleza a ambientes influenciados por el hombre(Harlan, 1965),
en donde existe una alta presión de selección artificial, lo que explicaría
la mimetización de los biotipos maleza con el arroz cultivado en su
coexistencia.
El arroz maleza pertenece al mismo género y especie que el arroz
cultivado, siendo un claro ejemplo de maleza conespecífica. Desde un
punto de vista fenológico, los diferentes biotipos de arroz maleza que se
encuentran bajo condiciones de siembra directa en las mayores áreas de
cultivo de arroz -Latinoamérica y Norte América, Caribe, África, y
algunas regiones del Sur y Sudeste de Asia- constituyen poblaciones
anuales de O. sativa L
Una maleza ideal según Baker (1974)
Alta producción de semillas, buena germinación y capaz de permanecer latente por largos períodos de tiempo. Semillas adaptadas a dispersión en cortas y largas distancias. De ser perenne, alto grado de reproducción vegetativa o regeneración o rebrote a partir de fragmentos. Rápido crecimiento del estado vegetativo a floración y rápida maduración. Las plantas logran enraizar profundamente y sus raíces contienen reservas para poder resistir períodos de estrés. Capaz de crecer en hábitat perturbado por el hombre o de forma natural, y competir exitosamente por los recursos vitales.
CLASIFICACIÓN DE MALEZAS
POR SU CICLO DE VIDA:
• Anuales
• Bienales
• Perennes
POR SU MORFOLOGÍA:
• Monocots
(gramíneas, ciperaceas)
• Dicots
(Malvaceas, Solanaceas,..)
Según sus hábitos de crecimiento:
• Rastreras
• Erectas
• Trepadoras o enredaderas
Según el tipo de reproducción:
• sexual cuando la diseminación o reproducción ocurre a través de
semillas
• Asexual cuando se reproduce por rizomas, estolones, bulbos u otro
tipo de estructura.
Según su fenotipo:
- De hoja ancha
- De hoja angosta
Según el hábitat en que crecen y se desarrollan:
- Terrestres
- Acuáticas (flotantes, emergentes, enraizadas, algas)
Según su origen:
- Nativas
- Exóticas
Plantas C4: El primer producto de la fotosíntesis es el acido
oxaloacético, a diferencia de las C3 que obtienen acido fosfoglicérico. El
rendimiento de estas plantas es muy alto ya que su fotorespiración es baja
o nula. Sus necesidades de agua son bajas y se comportan idealmente a
temperaturas altas o húmedas.
Las plantas CAM: Tienen una productividad baja y son representadas
por las familias cactáceas, orquidáceas, liliáceas, entre otras. La fijación
del carbono en estas plantas se efectúa por la noche sufriendo una pérdida
menor de agua. El tipo CAM pasa al C3 cuando los recursos hídricos son
abundantes.
Según el tipo de fotosíntesis
Plantas C3: cuyo rendimiento es bajo a elevadas temperaturas
elevadas e iluminación intensa. Además las plantas C3 tienen
cantidades más grandes de agua que las C4 y su rendimiento bajo se
debe a la fotorespiración producida por las células clorofílicas. Se
desenvuelve bien en plantaciones con buena proyección de sombra
El nivel de daño de las malezas
- En el mundo desarrollado, donde se aplican sistemáticamente
medidas de control, las malezas provocan hasta 5% de pérdidas
de los rendimientos agrícolas.
- Estas son superiores actualmente en áreas donde prevalecen
especies resistentes a los herbicidas
- En los países sub-desarrollados, las pérdidas alcanzan a más
de un 25% de las cosechas
- En África subsahariana, debido a la sequía predominante en
buena parte del año, prevalecen plantas parásitas de difícil
control, donde las pérdidas pueden ser de más de un 50%.
Especie Ciclo de vida
Cyperus rotundus Perenne
Cyperus iria Anual Sorghum halepense Perenne
Cynodon dactylon Perenne
Rottboellia cochinchinensis Anual Echinochloa colona Anual Echinochloa crus-galli Anual Digitaria sanguinalis Anual Avena fatua y A. sterilis Anual Imperata cylindrica Perenne
Commelina benghalensis Anual/Perenne
Solanum elaegnifolium Perenne
Striga hermonthica/ S. asiatica Anual
Orobanche crenata Anual Phelipanche ramosa Anual Prosopis juliflora Perenne
Eichhornia crassipes Perenne
Pistia stratiotes Perenne
Salvinia molesta Perenne
Hydrilla verticillata Perenne
Chenopodium album Anual Ambrosia artemisiifolia Anual
Especies de malezas más importantes a nivel mundial
El desarrollo de una flora indeseable puede ser provocado
por la combinación de procesos ecológicos y de evolución.
Una especie puede convertirse en maleza debido a cambios
del hábitat
De hecho el proceso de selección es esencialmente una
alteración ecológica.
Al nivel de escalas ecológicas de tiempo, se puede distinguir
la pre-adaptación y la inmigración.
La aparición de especies resistentes a los herbicidas y la
caracterización de especies dentro del taxón correspondiente
es un buen ejemplo de la escala de tiempo evolucionaría.
Las especies pre-adaptadas son aquéllas presentes en la flora natural de
un área no cultivada.
Estas pasan a ser componentes de la flora del área cultivada como
consecuencia de la selección inter-específica.
El hombre mediante sus labores agrícolas ha sido el principal agente
promotor de esa selección.
Él ha ido eliminando plantas y adoptando otras para su alimentación, pero
las discriminadas persisten en el lugar per saecuola saecuolarum.
No todas las especies pre-adaptadas se convierten en malezas, son solo
aquellas que poseen características bio-históricas que facilitan su rápido
crecimiento rápido poblacional bajo sistemas de manejo regidos por el ser
humano.
No menos importante es la fuente de propágulos que disponga la especie,
lo que le facilita su dispersión en el hábitat.
Los procesos evolutivos que aseguran la persistencia de las
malezas en áreas bajo cultivo y como respuesta a la selección
antrópica, se derivan en varios niveles, como son:
• la formación de ecotipos,
• su mimetismo con el cultivo
• la diferenciación de nuevas especies
• cambios genéticos
La formación de ecotipos es una respuesta a las prácticas de control.
El mimetismo es una forma de preservar la especie en competencia con
plantas de morfología similar
La aparición de biotipos resistentes a los herbicidas es una clara evidencia
de la evolución de las malezas
Existen espacios en diferentes escalas, para que plantas que han sufrido de
las fuerzas de la selección natural o antrópica (diversificación, evolución y
la adaptación) puedan colonizar e invadir.
El análisis de una maleza debe evaluar el papel relativo de las
características de su historia de vida y el aumento de sus
poblaciones
Una planta aislada y sin competencia podrá producir
un buen número de propágulos
Muchos estudios de malezas dan altos niveles de
producción de semillas de malezas estudiadas
aisladamente, lo cual es algo lejano de la realidad
Los mejores estudios deben hacerse en presencia de
competencia de cultivo.
La inmigración de las especies exóticas a hábitat hasta
entonces desocupados presenta algunos ejemplos
espectaculares de aparición de especies de malezas.
La importación de productos de origen animal y vegetal
puede ser una potente fuente de entrada de propágulos de
plantas exóticas en un país
La situación de las nuevas introducciones de plantas exóticas
se agrava más con el comercio libre activo, que obliga a los
países a desarrollar medidas preventivas de control así como
análisis de riesgo de plantas con potencial para adaptarse y
establecerse en nuevos hábitats
Ejemplos de malezas introducidas en diferentes regiones
Especies Provenientes
de
Regiones del
Mundo
Sorghum halepense (L.) Pers. Mediterráneo Américas
Cynodon dactylon (L.) Pers. Medio Oriente Américas
Rottboellia
cochinchinensis(Lour.)
Clayton
Sudeste asiático América del Norte,
Central y el Caribe
Chromolaena odorata (L.)
R.M. King & H. Robinson
América Central y el
Caribe
África al sur del Sahara,
y Asia y Pacífico
Parthenium hysterophorus L. América Central y el
Caribe
Etiopía, Asia meridional
y Australia
Prosopis juliflora L. América del Norte Medio Oriente, África
oriental y meridional, y
Australia
Eichhornia crassipes América del Sur América Central y del
Norte, África, Asia y
Pacífico
Hay 260 000 especies de plantas a nivel mundial
10 000 son malezas
4 000 especies se han intercambiado entre los continentes
(introducidas como malezas exóticas)
Se supone que hay todavía 6 000 especies esperando ser
intercambiadas (plantas sin ninguna historia como malezas
fuera de su hábitat natural conocido).
Ecuador tiene una flora de unas 19 000 plantas, 7.3% de la
flora mundial
Magnitud del problema de la inmigración de plantas
Fases conceptuales en la invasión de una maleza a través
del tiempo y la forma en que estas se relacionan con el
porcentaje de tierra ocupada y no ocupa
La selección que ocurre dentro de poblaciones genéticamente diversas
de las especies de malezas, condicionadas por las prácticas de control y
que provocan la formación de razas ha sido bien estudiada en un
número de casos.
La resistencia a los herbicidas es, quizás el ejemplo más obvio de
formación de razas, las malezas gramíneas asociadas a las plantas
cultivables con frecuencia muestran una diferenciación ecotípica.
Los ecotipos de malezas del sorgo de grano exponen una diferenciación
poblacional considerable, particularmente en su relación al
desprendimiento de la semilla de la panícula
El pastoreo intensivo puede también resultar en la evolución de razas de
gramíneas indígenas con formas de crecimiento postrado.
En las asociaciones planta cultivable-maleza que han persistido en las
escalas de tiempo evolucionarías, el mimetismo de cultivo puede
también ser observado.
Esta presentación fue patrocinada por el Proyecto
Prometeo de la Secretaría Superior, Ciencia, Tecnología e
Innovación de la República de Ecuador
MUCHAS GRACIAS