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Bancos de germoplasma: o que são? Para que servem?

Décio Luiz Gazzoni
Engenheiro agrônomo, pesquisador da Embrapa Soja e membro do Conselho Científico Agro Sustentável

Crédito Embrapa

A biodiversidade, ou diversidade biológica, é o conjunto de todos os seres vivos existentes, o que inclui todas as plantas, animais e microrganismos da Terra.

Os recursos genéticos fazem parte da biodiversidade. Os bancos de germoplasma, ou bancos genéticos, permitem conservar materiais genéticos de uma ou mais espécies exóticas ou nativas de animais, vegetais e microrganismos.

Pelo conjunto das espécies que abriga, reúne um patrimônio de informações de valor inestimável. Por isso, a sua preservação é considerada um bem essencial para as gerações atuais e futuras. A ideia é similar a conservação de espécies nativas nas florestas e demais ambientes naturais.

A trajetória civilizatória

Observemos a trajetória da espécie humana em nosso planeta. No início, há dezenas de milhares de anos, nossos ancestrais viviam da coleta de produtos da natureza, como frutos, folhas, raízes, além da caça e pesca.

Tratava-se exclusivamente de extrativismo. Com isso, a espécie humana era nômade, migrando sempre em busca de locais que oferecessem recursos alimentares, que variavam em função da estação do ano, de períodos de seca ou chuva, entre outros.

Uma das características da espécie humana é a busca de soluções para seus problemas. O nomadismo era um problema para uma espécie social, que necessitava viver em comunidade, sem o risco da insegurança alimentar. Além do que, migrações contínuas e prolongadas eram muito problemáticas para a criação e sobrevivência dos filhos, dependentes dos pais por muitos anos.

Assim surgiu a agricultura. Aprendemos a plantar e a criar animais. Para tanto, havia necessidade de domesticação das espécies de interesse. Aprendemos a selecionar as melhores plantas e animais, as mais nutritivas, mais produtivas e mais saborosas.

Com a produção agrícola e pecuária, mesmo em pequena intensidade, vieram as pragas e doenças. Então, as plantas e os animais precisavam resistir a esses predadores e parasitas para que houvesse colheita ou abate. E assim ocorreu a seleção para outras características desejáveis ao longo de milênios.

Acelerando a história do ser humano, as leis da genética foram descobertas e passamos a buscar ativamente por espécies com as características desejadas, por meio de cruzamentos controlados. Essa ação é denominada melhoramento genético.

No início, o melhoramento clássico possuía uma única ferramenta, que era cruzar duas variedades ou dois animais compatíveis entre si, com atributos desejáveis, e depois selecionar os melhores, na sua descendência.

Na segunda metade do século XX surgiu a engenharia genética e, mais recentemente, as novas ferramentas de melhoramento genético, como edição de genes e a seleção genômica, o que abre perspectivas quase ilimitadas para a melhoria da produção agrícola e pecuária.

Diversidade

Mas tudo isso somente é possível se dispusermos de diversidade genética. Assim, manter bancos de germoplasma vai muito além da preservação da biodiversidade, sendo imprescindíveis para a solução de desafios como fome e pobreza e, em última análise, para a soberania e segurança alimentar de uma nação.

Os recursos genéticos mantidos nos bancos permitem acessar características de importância fundamental para o melhoramento de plantas e animais, tornando-as mais produtivas, tolerantes aos estresses ambientais – como secas ou excesso de chuvas, temperaturas altas ou baixas – salinidade e outras condições adversas do solo, ou criando plantas e animais tolerantes ou resistentes às pragas e doenças.

Além disso, permitem criar espécies com características nutritivas mais adequadas, melhorando o teor de vitaminas, sais minerais, proteínas ou outros nutrientes essenciais. Também podemos melhorar características como sabor, perfume, cor, digestibilidade ou palatabilidade de alimentos.

Também existem bancos ou coleções de microrganismos em que é possível acessar espécies de interesse para a humanidade, como agentes de controle biológico, fixadores de nitrogênio, solubilizadores de nutrientes do solo ou bioativadores. Atualmente, estes atraem enorme atenção para a emergente consolidação da chamada bioeconomia em áreas de alta biodiversidade como, por exemplo, a região Amazônica.

Recursos genéticos

Créditos Embrapa

Diariamente recebemos informações sobre diversas formas de recursos. Por exemplo, temos os recursos energéticos – fontes fósseis como o petróleo, carvão e gás, ou renováveis como o sol, o vento ou a biomassa.

Também existem os recursos hídricos – como os oceanos, os rios ou lagos, além de recursos minerais, como as jazidas de ferro, cobre ou manganês. As plantas, animais e microrganismos representam os recursos genéticos, providos pela natureza. Eles estão presentes em todas nossas refeições diárias, do pão com manteiga do café da manhã ao arroz com feijão, salada e uma proteína animal do almoço e jantar.

A conservação segura desses recursos genéticos é feita pelos bancos de germoplasma. O que pode ocorrer no campo ou em ambientes naturais, quando é chamada de “in situ”, ou em laboratório ou câmaras de conservação (ambientes artificiais), que se denomina conservação “ex-situ”.

Os recursos são chamados genericamente de “germoplasma” e podem ser sementes ou partes de plantas, embriões, sêmen, tecidos ou microrganismos, normalmente conservados em temperaturas muito baixas para manter sua viabilidade reprodutiva por um longo período.

Bancos de germoplasma

Existem diversos bancos de germoplasma no mundo, que em geral são mantidos pelos governos dos países interessados. O Brasil é um país megadiverso – estima-se que aqui exista um quinto da biodiversidade do nosso planeta.

Também é um grande protagonista da produção mundial de produtos agrícolas, o que aumenta em muito a sua responsabilidade na manutenção dos bancos de germoplasma. Hoje é bem provável que o Brasil esteja nas primeiras 10 posições dos países que mais conservam recursos genéticos animais, vegetais e microbianos do mundo.

Também existe uma iniciativa global, denominada Svalbard Global Seed Vault, localizado na Noruega, que oferece armazenamento seguro, gratuito e de longo prazo de duplicatas de sementes de todos os bancos, mantidos em países que participam do esforço conjunto da comunidade global para garantir o futuro suprimento de alimentos do mundo.

A instalação serve a um propósito humanitário e faz parte do sistema internacional de conservação da diversidade genética de plantas liderado pela Organização das Nações Unidas para Alimentação e Agricultura (FAO). Sua operação e gestão são feitas por meio de uma parceria entre governo da Noruega, o “Crop Trust” (organização internacional sem fins lucrativos) e o Centro de Conservação de Recursos Genéticos dos países Nórdicos.

Embora possa haver um papel para o Seed Vault, no caso de uma catástrofe global, considera-se que seu valor reside muito mais em fornecer backup para coleções individuais, no caso de as amostras originais e suas duplicatas, mantidas em bancos convencionais, serem perdidas devido a desastres naturais, conflitos humanos, mudanças de políticas, má gestão ou quaisquer outras circunstâncias.

Embrapa

A Embrapa mantém centenas de bancos de germoplasma distribuídos em todas as regiões do Brasil. A unidade central, coordenadora desse esforço, é a Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, localizada em Brasília (DF).

Ela possui uma equipe de cientistas que se dedicam, em tempo integral, à manutenção dos bancos de germoplasma, procurando sempre agregar novos acessos aos bancos existentes, atualizando catálogos, descrições e disponibilizando toda esta informação em sistemas online.

Quase todas as unidades de pesquisa da Embrapa possuem uma atividade relacionada com manutenção de bancos de germoplasma, o que envolve grãos, como arroz, feijão, soja, milho, cevada, aveia, sorgo, milheto, triticale ou centeio; tubérculos, como mandioca, ou diversas hortaliças.

Também mantém bancos de inúmeras espécies de forrageiras e de plantas medicinais. Existem bancos específicos para espécies frutíferas, como uva, citros, maracujá, coco e outras, além de essências florestais, entre elas a macaúba.

Na área animal, existem dezenas de bancos de germoplasma ou núcleos de conservação de recursos genéticos, tanto de espécies exóticas de bovinos, ovinos, caprinos, equinos, aves e suínos, bem como espécies nativas de abelhas, peixes, quelônios e médios mamíferos.

Diversidade

A Embrapa também mantém dez grandes coleções de microrganismos úteis ou que são pragas de plantas cultivadas, que possuem valor inestimável para a melhoria dos sistemas de produção, tornando-os mais sustentáveis.

As coleções biológicas que compõem os bancos de germoplasma podem ter diferentes denominações, de acordo com o seu objetivo específico. Assim, uma coleção chamada “base” reúne toda a diversidade que foi coletada de uma determinada espécie, não apenas no Brasil, mas também a obtida junto a bancos de germoplasma de outros países.

Uma coleção-base reúne o máximo de variabilidade possível de uma determinada espécie, ou seja, os parentais selvagens, genótipos de outros países, cultivares e genótipos elite. A coleção-base serve para a conservação a longo prazo do material vegetal.

Uma planta-elite é conceituada como a que reúne muitas características desejáveis, como alta produtividade, tolerância a pragas e doenças, ou possibilitando seu crescimento em diferentes regiões.

Uma coleção nuclear é uma versão reduzida da coleção base. Por exemplo, os recursos genéticos duplicados são eliminados. Já a coleção de trabalho se compõe daqueles recursos genéticos que estão sendo utilizados pelos cientistas para o melhoramento genético, seja pelas técnicas clássicas ou pelas novas ferramentas que envolvem a biotecnologia.

O Banco Ativo de Germoplasma (BAG), uma denominação comum para bancos de germoplasma vegetal, possui menor número de recursos genéticos que a coleção-base, porém, se espera que todos os seus recursos estejam duplicados na coleção base.

Seu objetivo é facilitar a organização e a distribuição (intercâmbio) de materiais genéticos para os melhoristas e instituições interessadas no Brasil e no exterior. As amostras do BAG são utilizadas para avaliação, caracterização, documentação e intercâmbio de recursos genéticos e são uma das fontes para os programas de melhoramento genético.

Em um contexto de grandes transformações, como as projetadas para as próximas décadas, que incluem mudanças climáticas, redução de área disponível para a agricultura, maior demanda de produtos agrícolas e exigência de desenvolvimento sustentável, não há como vencer os desafios que são antepostos sem contarmos com bancos de germoplasma. É uma imposição da sociedade dos tempos modernos e uma obrigação dos governos para beneficiar os seus cidadãos.

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