Origem, evolução e domesticação das plantas aula 2

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D I S C I P L I N A : M A T É R I A S P R I M A S D E O R I G E M V E G E T A L 
P R O F . D R A . A D R I A N A D A N T A S 
ORIGEM, EVOLUÇÃO E 
DOMESTICAÇÃO DAS PLANTAS 
PORQUE ESTUDAR A ORIGEM E 
DOMESTICAÇÃO DAS PLANTAS 
• Para satisfazer a curiosidade intelectual; 
 
• Para entender melhor a evolução e vê-la em ação; 
 
• Para entender como a biodiversidade é transformada em recursos genéticos; 
 
• Para entender a estrutura da diversidade genética observada em plantas 
cultivadas; 
 
• Para identificar regiões geográficas onde se possa coletar e conservar in situ; 
 
• Para identificar regiões geográfica que poderão ter novos cultivos; 
 
• Para entender os limites do melhoramento genético e biotecnologia; 
 
• Para entender melhor a ecologia histórica de Homo sapiens. 
 
 
 
ERA CENOZÓICA (65 MI) - FRAGMENTAÇÃO DOS GRANDES 
CONTINENTES ATÉ A CONFORMAÇÃO ATUAL 
• Início do Mesozóico (245 mi -146 
mi) formação de um 
supercontinente (Pangea), que 
• foi depois dividido em dois 
grandes continentes: Laurásia ao 
norte, Gonduana ao sul 
• A América do Sul separou-se da 
África, surgindo o Oceano 
Atlântico Sul; 
• A Austrália separou-se da 
Antártica e a América do Norte 
separou-se da Europa 
Cadeias de montanhas formaram-se nessa 
deriva continental e novos ecossistemas 
foram formados e isolados dos demais, 
permitindo a especialização de espécies. 
EVOLUÇÃO HUMANA 
Origem: os fósseis mais antigos datam de 200.000 anos atrás, 
na África 
POR QUE PLANTAS CULTIVADAS 
• Definições de cultivar (Aurélio): 1. Fertilizar (a terra) pelo 
trabalho; 2. Dar condições para o nascimento e 
desenvolvimento de planta; 3. Aplicar-se ou dedicar-se 
a; 4. Procurar manter ou conservar; 5. Formar, educar ou 
desenvolver pelo estudo, pelo exercício; 6. Exercer 
agricultura; 7. Formar-se por educação, adquirir cultura. 
 
• Ato de cultivar plantas requer energia e conhecimento 
– é um ato consciente 
• A energia e o conhecimento transforma o ambiente no 
qual a planta cresce 
• Modificação no ambiente favorece a produção de 
uma planta cultivada 
 
O QUE É DOMESTICAÇÃO? 
• A planta pode ser cultivada sem ser domesticada, ex. 
pau-Brasil 
• Definição de domesticar (Arélio): 1. Tornar doméstico; 2. 
amansar, domar. 
• Domesticação é um processo que transforma algo 
silvestre em algo familiar, próprio para o uso humano 
• Harlan (1975:63) – introduz a palavra genética na 
definição, com a implicação de que a domesticação é 
um processo evolutivo que transforma o genótipo do 
individuo ou população 
• Darwin (1872) conceito de evolução com estudo de 
domesticação de plantas e animais criados 
• Domesticação é um processo evolucionário chamado 
de co-evolução. 
O QUE É CO-EVOLUÇÃO? 
• Processo evolutivo em que estabelece de uma 
relação simbiótica aumenta a adaptação de 
ambas as partes (melhor adaptação ao meio >>> 
maior sucesso reprodutivo) uma relação 
mutualística 
• Relações simbióticas iniciam-se a partir de um 
predador x predado e com a evolução da relação 
podem se tornar mutualística 
DOMESTICAÇÃO DE PLANTAS E 
PAISAGENS 
• Domesticação de Plantas: 
• Processo co-evolucionário, no qual, a seleção de fenótipos resulta na 
mudança nos genótipos para torná-los mais úteis (aos humanos) e 
adaptados à intervenção humana na paisagem. 
 
• Seleção humana – Inconsciente ou direcionada (Darwin, 1882) 
• Para que haja domesticação é necessário seleção e manejo para causar 
reprodução diferencial e sobrevivência. 
 
• Domesticação de paisagens: 
• Processo cultural, no qual o conhecimento humano sobre as consequências 
da manipulação ambiental são acumuladas e compreendidas ao longo do 
tempo (Harris, 1989). 
 
• Domesticação de plantas e de paisagens: 
• Investimento humano contínuo em seleção e manipulação ambiental. 
• Povos indígenas: praticavam prioritariamente domesticação de paisagens. 
GEOGRAFIA E ECOLOGIA DAS ORIGENS DA 
AGRICULTURA E DA DOMESTICAÇÃO DE PLANTAS 
• Darwin (1868) : 
• Plantas domesticadas diferem das ancestrais selvagens a partir das 
mudanças resultantes da seleção (tamanho, forma) no processo de 
domesticação. 
• De Candole (1866): 
• Plantas domesticadas muitas vezes diferem mais entre elas do que dos 
seus ancestrais selvagens. 
• Vavilov (1926): 
• A região geográfica na qual a diversidade genética e maior, corresponde 
à região de origem, especialmente se as raças selvagens das espécies 
relevantes estão presentes também nesta região’. 
 
• Oito centros de origem: civilização x prática da agricultura 
 
• Mais tarde tornou relativo este conceito e desenvolveu um 
sistema de grupos ecológicos baseado em características como 
fotoperíodo, resposta a temperaturas e doenças. 
NIKOLAI IVANOVICH VAVILOV 
(1887 – 1943) 
• Botânico e Geneticista russo, mais conhecido por ter 
identificado os centros de origem de plantas cultivadas. 
• Vavilov organizou uma série de expedições 
agronômicas-botânicas e coletou sementes nos mais 
variados pontos do planeta, em Leningrado 
• Criou um banco de sementes foi heroicamente 
preservada durante os 28 meses do cerco a Leningrado 
e alguns de seus assistentes morreram de fome mas 
guardaram as sementes. 
• Em 1940 Vavilov foi preso e mandado para a Sibéria 
como defensor de pseudociência burguesa (genética) 
e morreu na prisão de subnutrição em 1943 
 
VAVILOV 
• Primeira contribuição: brilhante geneticista, hábil coletor e 
planejador de mais de 50 expedições de coleta de RGVs em todos 
os continentes a partir de 1920 
 
• Primeiros bancos de germoplasma na Rússia 
 
• Segunda contribuição: teoria da analogia climática 
 
• Para a seleção de espécies e variedades é preciso levar em conta as condições 
climáticas de origem e , sempre que possível, selecionar materiais de regiões com 
clima similares aos das regiões que se quer adaptar e cultivar 
 
NIKOLAI IVANOVICH VAVILOV 
 (1887 – 1943) 
• Suas ideias deram origem aos 
• CENTROS DE DIVERSIDADE 
 
ORIGEM DAS PLANTAS 
• Definição origem (Aurélio): 1. Princípio, começo, 
procedência; 2. Naturalidade, nascimento; 3. Pátria; 4. 
Ascendência, progênie; 5. Princípio ou causa. 
 
• Incluem três fatores: 
• Geografia, genética e Processo 
• Geografia: 
• identifica o ambiente em que a planta originalmente ocorreu 
quando os humanos a encontraram e oferece informação ecológica 
sobre o simbiose também; 
• Genética: 
• ajuda a decifrar as mudanças de fenótipo que interessam aos 
humanos ou à adaptação ecológica; 
 
• A origem da agricultura e da domesticação interessa porque 
ajuda a entender a ecologia histórica de nossa espécie. 
A ORIGEM DAS PLANTAS CULTIVADAS 
• Publicou o livro. 
• identificou os centros de origem 
das plantas cultivadas: 
• Sudoeste da Ásia - côco, arroz, 
cana de açucar; China – 
Repolho e 
• Brassicáceas, soja; 
• India – pepino, berinjela, 
pigeonpea 
• Turquia-Iran - Trigo, cevada, 
aveia, figo; 
• Mediterrâneo - amêndoas, 
oliveira; 
• Mexico/América Central- milho, 
cacau, mamão, abacate; 
• Andes/Brazil/Paraguai – 
pimentas, batata, moranguinho, 
abacaxi, maracujá 
CENTRO DE ORIGEM X CENTRO DE 
DIVERSIDADE 
• Crítica: Faltam informações para determinar a origem real ou 
primeira “Mapa do tesouro” para a conservação genética 
 
• Terceira contribuição: 
• Habilidade em traduzir e relacionar conhecimento científico sobre 
RGVs em uso econômico, adaptação e resistência à pragas e 
moléstias 
 
• Importância dos parentes selvagens 
• Surgiram quatro Bancos de Germoplasma na Europa 
• Noroeste: Inst. of Crop Science and Seed Res. – Alemanha• Central e Leste – Leningrado 
• Sul e Mediterrâneo – Bari – Itália 
• Escandinávia – Suécia 
MODELOS DE ORIGEM DA 
AGRICULTURA: HARLAN (1992) 
• “abandonar o conceito de centros de origem, referindo-se a eles como 
‘regiões ecológicas’” 
 
• 1 - Condições ecológicas do Plioceno (5 milhões a 1,8 milhão anos) ou 
pleistoceno (1,8 milhão a 11.000 anos) 
 
• direcionaram a seleção natural em favor de poucas espécies selvagens com propriedades que 
posteriormente confeririam sucesso na agricultura; 
 
• 2 - Sistemas reprodutivos Mesolítico ou neolítico. 
 
• A auto-fecundação e reprodução vegetativa oportunizaram a rápida geração de novos 
genótipos superiores, permitindo a manutenção das características de interesse, o que 
poderia não ocorrer com a hibridização com genótipos inferiores. Assim, o sistema 
reprodutivo ajustou-se à condição agrícola; 
 
MODELOS DE ORIGEM DA 
AGRICULTURA: HARLAN (1992) 
• 3 – Os tipos mais adaptados rapidamente se 
espalharam para áreas geográficas com diferentes 
ambientes; 
• • Inicio e desenvolvimento da civilização e últimos 
cinco séculos; 
 
• 4 - Aumento na adaptação dentro de ambientes 
específicos levou a uma maior diferenciação 
genética entre as populações domesticadas; 
• • Melhoramento moderno –final sec. 19 e sec. 20. 
GRAUS DE MUDANÇAS EM UMA POPULAÇÃO 
ALVO – PLANTAS 
• 1 - SELVAGEM 
• População natural cujos genótipos e fenótipos não foram modificados 
pela intervenção humana 
• 2 - INCIDENTALMENTE CO-EVOLUÍDA 
• População que se adapta ao ambiente modificado pelo homem, porém 
sem seleção humana; Plantas daninhas; Potencial para a domesticação 
em caso de seleção e manejo 
• 3 - DOMESTICAÇÃO INCIPIENTE 
• População que foi modificada por intervencão e seleção humana, mas 
cujo fenótipo ainda se encontra na magnitude da variação encontrada 
na população selvagem para a característica submetida à seleção. 
• 4 – SEMI-DOMESTICADA 
• População modificada por intervenção e seleção humana; 
• 5 – DOMESTICADA 
• População de plantas cuja adaptabilidade ecológica foi reduzida ao 
ponto em que ela só consegue sobreviver em ambientes criados pelo 
homem, especialmente em ambientes cultivados. 
FATORES PARA A DOMESTICAÇÃO 
PLANTAS & ANIMAIS 
• • Ancestrais selvagens comestíveis 
• • Altas colheitas 
• • Crescimento rápido e colheita fácil 
• • Armazenamento 
• • Sistema de acasalamento 
• • Poucas mudanças a partir do ancestral selvagem 
EIXOS CONTINENTAIS & DIFUSÃO 
• Comprimento do dia é fator crucial para plantas; 
 
• Comprimento do dia é determinado pela latitude; 
 
• Difusão das culturas agrícolas é mais fácil é rápida 
lateralmente; 
 
• Eurasia está no eixo leste-oeste; 
 
• Africa & America: eixo norte sul; 
 
• Logo: Rapida difusão no eixo eurasia mediterrâneo. 
HISTÓRICO DA AGRICULTURA 
• Origens da domesticação ~ 15 mil anos 
• seleção de sementes das melhores plantas; 
cruzamentos espontâneos. 
• Melhoramento e Genética ~ 150 anos 
• Seleção de sementes das melhores plantas; 
•cruzamentos dirigidos. 
• Química na agricultura ~ 50 anos 
• Agrotóxicos, fertilizantes, reguladores de 
crescimento. 
• Revolução verde ~ 40 anos 
• melhoramento; químicos; sistemas de cultivos. 
 
 
NÚMERO DE ESPÉCIES CULTIVADAS 
PARA A ALIMENTAÇÃO 
 
A ORIGEM DAS CALORIAS 
 
A DIVERSIDADE DOS RECURSOS 
GENÉTICOS VEGETAIS 
 
• 250.000 espécies 
• Cerca de 30.000 comestíveis. 
• 7.000 têm sido cultivadas em algum momento. 
• 200 melhoradas 
• 30 culturas alimentam o mundo e representam 95% 
das calorias e proteínas. 
• Trigo, arroz e milho representam 50%. 
• Sorgo, milheto, batatinha, batata doce, soja, 
açúcar (cana e beterraba) 
• 75% do consumo de energia. 
• 90% dos alimentos no mundo inteiro derivam de 103 
espécies. 
DIVERSIDADE INTRA-ESPECÍFICA 
• Oryza sativa (arroz) 
• 100.000 variedades. 
• Espécie selvagem de Brassica oleracea originou 6 
olerícolas 
• Couve, Couve-flor, repolho, couve de Bruxelas, brocoli, etc 
• VARIEDADES CULTIVADAS ou VARIEDADES 
MODERNAS: 
• Produtos do melhoramento genético formal, feito por 
melhoristas, também chamadas de var. de altaresposta ou 
produção. 
• Elevada uniformidade e estabilidade genética 
• (exceto em híbridos F1 e var. sintéticas ou compostas). 
LANDRACES OU VAR. CRIOULAS 
• Produto de seleção feitas pelos agricultores de 
forma contínua por várias gerações. 
• Podem não ser geneticamente uniformes e contém 
elevados níveis de diversidade genética, sendo 
difíceis de definir ou distinguir inequivocamente 
como uma variedade particular e sendo 
reconhecidas por caracteres morfológicos. 
• Diferem na sua adaptação a tipos de solos, épocas 
de plantio, valor nutritivo, ciclo, altura, época de 
colheita, etc. 
• Por causa de sua diversidade genética devem ser 
objeto de programas de conservação. 
 
Planta selvagem Planta cultivada 
 elevado numero de perfilhos e espigas 
 hábito de crescimento espesso 
 redução das brotações 
 (dominância apical) 
 hábito de crescimento compacto 
Longo Período de Florescimento Sincronismo de perfilhamento e 
floração 
pequeno grande 
 
 
 
 
EVOLUÇÃO DA AGRICULTURA 
 
• Avanços tecnológicos decorridos a partir da 
década de 1990 possibilitaram aos agricultores o 
aumento da sua produção 
• máquinas modernas na plantação, colheita e 
transformação da matéria prima em produto final. 
 
• Enormes avanços tecnológicos referentes aos 
maquinários e equipamentos implantados no 
campo 
• aumento da produção e melhoria na renda e qualidade 
de vida dos agricultores atraindo para o campo novos 
investidores. 
 
PRODUÇÃO AGRÍCOLA 
• Em 1970: 
• o mundo tinha 3,693 bilhões de pessoas 
• produzia 1,225 bilhões de t de grãos 
• em 695 milhões de hectares 
• produtividade de 1.493 kg/há 
• produção per capita de 0,306 
• tem uma área colhida per capita de 0,205 hectares. 
• Em 2005: 
• a população mundial de 6,453 bilhões 
• a produção mundial de grãos 2.219,4 bilhões de t 
• área colhida de 681,7 milhões de hectares, 
• a produção per capita foi de 0,344 t 
• a área colhida per capita de 0,106 hectares 
• Neste período, o mundo conseguiu aumentar a oferta per 
capita de grãos sem grandes aumentos na área cultivada e 
colhida 
PRODUÇÃO AGRÍCOLA 
• Projeções da FAO para 2.025 
• uma população de 7,851 bilhões, 
• com 58% (4,579 bilhões) vivendo nas cidades 
• Com 3,272 bilhões (42%) nos campos 
• Países desenvolvidos 
• A população será de 1,380 bilhões (17,58% do total) 
• Resto do mundo de 7,556 bilhões (84,7%). 
• População do continente africano será de 1,293 bilhões 
• Ásia de 4,742 bilhões 
• Europa 724,7 milhões 
• América do Norte 332 milhões 
• América do Sul 372 milhões. 
• China e Índia, terão 36% da população mundial, total de 2,826 bilhões 
(1,457 bilhões e 1,369 bilhões respectivamente). 
PRODUÇÃO DA AGRICULTURA 
• Nestes países, com baixas taxas de migração rural 
urbana, a população rural ainda será elevada, 
com 52 % do total morando nos campos e 48% nas 
cidades. 
• Estes dados indicam que nos próximos vinte anos 
1,398 bilhões de pessoas serão incorporados ao 
mercado de consumo. 
• Deste total, só 44 milhões (3,15% do total) estarão 
sendo incorporados no mercado nos países 
desenvolvidos. 
• O restante de 1,354 milhões estará nos países 
pobres ou em desenvolvimento. 
TRANSFORMAÇÕES HISTÓRICAS 
E DIFERENCIAÇÃO GEOGRÁFICA 
DOS SISTEMAS AGRÁRIOS 
• As formas de agriculturas observáveis variam conforme o lugar 
• Classificação em gêneros muito diferentes 
• rizicultura irrigada, pastoreio, cultivosassociados, arboricultura 
 
• Agricultura se transforma. 
• constituem as etapas de uma “série evolutiva” característica da história dessa 
região. 
 
• Na Europa 
• sucederam-se o cultivo manual com derrubada-queimada dos tempos pré-
históricos, 
• o cultivo de cereais com a utilização do arado escarificador da Antiguidade, 
• o cultivo de cereais com o emprego de arado3 na Idade Média 
• o policultivo associado à criação animal sem alqueive da época moderna, 
• os cultivos motorizados e mecanizados 
INTRODUÇÃO 
 
PRIMEIROS SISTEMAS DE CULTIVO 
• Apareceram no período neolítico, há menos de 10 mil anos 
• Em algumas regiões pouco numerosas e relativamente pouco extensas 
 
• A agricultura neolítica se expandiu pelo mundo de duas formas principais: 
• os sistemas pastorais e de cultivo de derrubada-queimada. 
 
 
• Os sistemas de criação por pastoreio : 
• estenderam-se às regiões com vegetação herbácea e se mantiveram até nossos dias nas estepes 
e nas savanas de diversas regiões, na Eurásia Setentrional, na Ásia Central, no Oriente Médio, no 
Saara, no Sahel, nos Andes etc. 
 
 
• Os sistemas de cultivo de derrubada-queimada : 
• conquistaram progressivamente a maior parte das zonas de florestas temperadas e tropicais, onde 
se perpetuaram durante séculos, senão milênios, e perduram ainda em certas florestas da África, 
da Ásia e da América Latina. 
QUEIMADAS 
• Desde essa época pioneira, na maior parte das 
regiões originalmente arborizadas, o aumento da 
população conduziu ao desmatamento e até 
mesmo, em certos casos, à desertificação. 
 
• Os sistemas de cultivo de derrubada-queimada 
cederam lugar a numerosos sistemas agrários pós-
florestais, muito diferenciados conforme o clima, 
que estão na origem de séries evolutivas distintas e 
relativamente independentes umas das outras. 
 
SISTEMAS AGRO-HIDRAULICOS 
• Regiões áridas, os sistemas agrários hidráulicos com cultivos de 
inundação ou cultivos irrigados constituíram-se desde o fim da 
época neolítica na Mesopotâmia, nos vales do Nilo e do Indu, nos 
oásis e nos vales do Império Inca. 
 
• Nas regiões tropicais úmidas (China, Índia, Vietnã, Tailândia, 
Indonésia, Madagáscar, costa da Guiné na África etc.), 
 
• Sistemas hidráulicos: 
• baseados na rizicultura aquática, desenvolveram- -se por etapas sucessivas, 
reestruturando primeiro os espaços mais regados e drenados (planícies e interflúvios), 
em seguida os espaços acidentados (montante dos vales), ou de difícil proteção e 
drenagem (jusante dos vales e deltas), ou, ainda, espaços que exigiam irrigação. 
 
• Ao mesmo tempo, as ferramentas e os equipamentos foram 
aperfeiçoados e o número de colheitas aumentou a cada ano. 
SISTEMAS DE SAVANAS 
• Regiões intertropicais com pluviometria intermediária, o 
desmatamento levou à formação de sistemas de 
savanas muito variados: 
 
• Sistemas de cultivo temporários com uso da enxada e 
sem criação animal 
 
• Sistemas da região dos planaltos 
• sistemas de cultivo com pastagem 
• criação animal como os sistemas das regiões de altitude do 
leste africano 
• diversos sistemas com parque arborizado com Acácia albida. 
SISTEMAS PÓS-FLORESTAIS 
• Regiões temperadas da Europa, 
• série de sistemas pós-florestais sucederam-se 
 
• Revolução agrícola antiga 
• sistemas de cultivo de cereais pluviais com alqueive, com pastagem e criação 
associadas, nos quais se utilizavam ferramentas manuais, como a pá e a enxada, 
• instrumento de cultivo de tração leve, o arado escarificador. 
 
• Séculos mais tarde, na metade norte da Europa, a revolução 
agrícola da Idade Média Central: 
• os sistemas com alqueive e tração pesada, com o uso do arado charrua e da 
carreta. 
 
• Séculos XIV ao XIX 
• a primeira revolução agrícola dos tempos modernos gerou os sistemas de cultivos 
baseados na cerealicultura com forrageiras e sem alqueive. 
SISTEMAS AGRÁRIOS 
• Sistemas agrários europeus enriqueceram- se com 
as novas plantas provenientes da América 
• batata, milho etc. 
 
• Colônias de povoamento das regiões temperadas 
• Américas, África do Sul, Austrália e Nova Zelândia. 
 
• Nas regiões tropicais 
• cana-de-açúcar, algodão, café, cacau, palmeiras para 
extração de óleo, banana etc. 
 
SISTEMAS AGRÁRIOS 
• Ultima etapa da série evolutiva dos sistemas agrários 
das regiões temperadas 
 
• Segunda revolução agrícola dos tempos modernos 
• Produziu os sistemas motorizados, mecanizados, fertilizados 
com auxílio de insumos minerais e especializados da 
atualidade. 
 
• Milênios de evoluções isoladas, às vezes entrecruzadas, 
produziram, dessa maneira, toda uma gama de 
sistemas agrários distintos e com desempenho muito 
desigual, que ocupam os diversos meios exploráveis do 
planeta. 
PRINCIPAIS SISTEMAS AGRÁRIOS QUE PARTICIPAM 
DA HERANÇA AGRÁRIA DA HUMANIDADE 
• sistemas de cultivo de derrubada–queimada em meio arbóreo e as 
consequências do desmatamento; 
• os sistemas de savanas tropicais e os sistemas de rizicultura irrigada das 
regiões tropicais úmidas; 
• sistemas agrários hidráulicos das regiões áridas, o exemplo do vale do Nilo; 
• sistema agrário inca: um exemplo de sistema de montanha composto por 
• subsistemas escalonados e complementares; 
• sistema de cultivo com tração leve e alqueive associado à criação animal 
nas regiões temperadas da Europa: a revolução agrícola da Antiguidade; 
• sistemas de cultivo com tração pesada e alqueive associado à criação 
animal nas regiões temperadas frias: a revolução agrícola da Idade Média; 
• sistemas de cultivo com tração pesada sem alqueive provenientes da 
primeira revolução agrícola dos tempos modernos nas regiões temperadas ; 
• a mecanização da tração animal e dos transportes e a primeira crise mundial 
de superprodução agrícola; 
• os sistemas motorizados, mecanizados, fertilizados com ajuda de insumos 
minerais e especializados, provenientes da segunda revolução agrícola