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Curso de Pós-graduação a Distância Conservação e Uso de Recursos Genéticos Autor: Laura Cristina Pires Lima Universidade Católica Dom Bosco Virtual www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 2 www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 SUMÁRIO UNIDADE 1 – FUNDAMENTOS PARA CONSERVAÇÃO E USO DE RECURSOS GENÉTICOS ............................................................................................................. 06 1.1 Contexto histórico sobre o uso dos recursos naturais biológicos........................ 06 1.2 Conceitos básicos e terminologias usadas em recursos genéticos .................... 11 1.3 Conservação de Recursos Genéticos ................................................................. 17 1.4 Importância das comunidades tradicionais na Conservação de Recursos Genéticos .................................................................................................................. 22 1.5 Legislação sobre conservação em Recursos Genéticos .................................... 26 UNIDADE 2 – APLICAÇÕES BIOTECNOLÓGICAS .............................................. 32 2.1 Estratégias de Conservação Ex Situ ................................................................... 32 2.2 Importância das Coleções Científicas ................................................................. 45 2.3 Manejo de Germoplasma Vegetal ....................................................................... 48 2.4 Bioprospecção .................................................................................................... 53 REFERÊNCIAS ........................................................................................................ 67 3 www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 INTRODUÇÃO Desde a antiguidade o homem sempre necessitou de recursos naturais para sua sobrevivência, sejam estes recursos bióticos ou biológicos (flora, fauna, microrganismos) e os não biológicos ou abióticos (água, ar, solo). Os recursos naturais biológicos podem ser divididos entre aqueles que têm valor econômico direto ou indireto. Os recursos naturais biológicos de uso direto são aqueles diretamente colhidos e utilizados (valor de consumo) ou revendidos (valor produtivo, neste caso o valor pago no primeiro posto de venda). [...] Yes, nós temos bananas.... Vai para a França o café, pois é Para o Japão o algodão, pois não Pro mundo inteiro Homem ou mulher Bananas para quem quiser [...] (trecho da música Yes, nós temos bananas de João de Barro) Na música citada acima, pode-se realizar um link com os recursos naturais de uso direto que têm valor comercial (bananas, café, algodão). Além disso, pode-se correlacionar a música com o tema da nossa disciplina Conservação e Uso de Recursos Genéticos, pois, na letra verifica-se como o Brasil é um país rico em recursos biológicos que podem ser utilizados na alimentação (bananas e café) e na indústria (algodão) quando comparado a outros países. Fonte: http://migre.me/gNAWV Flora: conjunto de plantas de uma determinada região. Fauna: conjunto de animais de uma dada localidade geográfica. Microrganismos: organismos vivos que só podem ser vistos ao microscópio como vírus, bactérias, protozoários e fungos microscópicos. 4 www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 É importante ressaltar que a diversidade de recursos naturais biológicos de uso direto no Brasil não se restringe aos citados na música, também existem outros recursos empregados na medicina, seja popular ou não, como a carqueja, cujo nome científico é Baccharis trimera, comumente vendida como chá para emagrecimento; na farmacologia, o veneno da cobra cascavel (Crotalus durissus) utilizado na fabricação de soro antiofídico; além dos ornamentais como orquídeas que são muitas vezes vendidas ilegalmente (traficadas) para outros países; madeireiros como o peroba-rosa, Aspidosperma polyneuron, muito usada na construção civil; cosméticos como buriti, Mauritia flexuosa, do qual são extraídos óleos e essências corporais. Pesquisas biotecnológicas têm crescido na área de melhoramento genético e biologia molecular a fim de otimizar o uso destes recursos biológicos. Fonte: http://migre.me/gNB0X Nome Científico: nome composto por duas palavras, a primeira em maiúsculo e a segunda em minúsculo, e escrito em latim, em conformidade com a convenção internacional. Os nomes científicos são amplamente utilizados nas áreas biológicas, a fim de uniformizar a comunicação entre pesquisadores. Por exemplo, Baccharis trimera recebe vários nomes populares como carqueja, três-espigas, amarga, iguapé e vassoura, de acordo com a região. Uma planta conhecida como carqueja no Nordeste pode ser uma espécie diferente da carqueja da região Centro-Oeste. Deste modo o nome científico é a forma universal de comunicação entre os pesquisadores de diferentes regiões geográficas. 5 www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 Além dos recursos biológicos de uso direto (agrícolas, farmacológicos, ornamentais, madeireiros e cosméticos), pode-se destacar a existência de outros recursos naturais biológicos de uso indireto que são os valores dos ‘’serviços’’ prestados pelos ecossistemas, no qual podemos incluir a polinização das flores realizadas por abelhas, beija-flores ou morcegos; controle de dejetos (realizados por microrganismos como bactérias depuradoras de resíduos) e espécies que compõe a paisagem de habitats naturais como Mata Atlântica, Cerrado, Pantanal, Amazônia e Caatinga, das quais muitas estão ameaçados de extinção como mico-leão-dourado (Leontopithecus rosalia), arara-azul (Cyanopsitta spixii), e pinheiro do paraná (Araucaria angustifolia) devido à exploração dos ambientes onde estas espécies ocorrem. Diante de tanta diversidade biológica tanto de uso direto quanto indireto fica a pergunta de como conservar estas espécies para outras gerações humanas? Para responder a estas questões a disciplina de Conservação e Uso de Recursos Genéticos está organizada em duas partes: Unidade 1 - Fundamentos para Conservação em Recursos Genéticos com a apresentação de um Contexto histórico sobre o uso dos recursos naturais biológicos; seguida pelos conceitos básicos e terminologias em recursos genéticos; Importância das Comunidades tradicionais na Conservação de Recursos Genéticos e finalizando com a Legislação sobre conservação em recursos genéticos. Esta unidade tem como objetivo destacar os principais conceitos e arcabouços legais para Conservação de Recursos Genéticos. Unidade 2 - Aplicação de Conservação de Recursos Genéticos, com a Estratégia de Conservação ex situ em vegetais, animais e microrganismos; Importância das Coleções Científicas; Manejo de Germoplasma Vegetal e a Bioprospecção de flora, fauna e microrganismos. O objetivo desta unidade é aplicar os conceitos adquiridos na unidade 1 para a Conservação de microrganismos, flora e fauna com ou sem aproveitamento Biotecnológico. Ecossistemas: complexo dinâmico de comunidades vegetais, animais e de microrganismos e o seu meio inorgânico que interagem como uma unidade funcional. Habitats: local onde uma espécie ocorre naturalmente. 6 www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 UNIDADE 1 – FUNDAMENTOS PARA CONSERVAÇÃO E USO DE RECURSOS GENÉTICOS 1.1 Contexto histórico sobre o uso dos recursos naturais biológicos O Brasil com a sua grande diversidade biológica tem sido apontado como detentor de aproximadamente 23% da variabilidade global (Wetzel 1999), entretanto vem ocorrendo o desmatamento do seu habitat natural quase na mesma velocidade que o resto do mundo. Para compreendermos o atual processo de exploração de recursos naturais e a sua conservação precisamos ter noção geral dos eventos acontecidos nopassado tanto em nível global (mundo) quanto local (Brasil). Fonte: http://migre.me/gNBaB No decorrer da história, os recursos biológicos têm sofrido modificações: de caça e coleta, passou-se a domesticação de animais e plantas, a seleção de variedades com características desejáveis para o uso do ser humano, como por exemplo, uma variedade de tomate que possua mais frutos e seja mais resistente a pragas. Com o passar do tempo, os recursos biológicos passaram a ser considerados mercadorias, objetos de troca e comércio. Hoje parte significativa do comércio mundial está baseada nestes recursos - madeira, produtos da pecuária, agricultura e extrativismo. 7 www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 Ao correlacionarmos esse avanço no comércio de recursos naturais biológicos, podemos destacar alguns aspectos históricos sobre a situação dos principais biomas brasileiros: Mata Atlântica, Amazônia, Caatinga e Cerrado. A Mata Atlântica foi o primeiro bioma a ser degradado desde a descoberta do Brasil, pois, os europeus encontraram vastas áreas a serem exploradas tanto para extração da madeira a partir do pau-brasil (Caesalpinia echinata) quanto para o uso da terra para monocultura de cana-de-açúcar (Saccharum officinarum). Atualmente restam apenas 16% da cobertura original da Mata Atlântica, ainda assim degradada e fragmentada (RIBEIRO et al. 2009). Algumas consequências da devastação acelerada desse ecossistema é o aumento crescente do número de espécies ameaçadas de extinção. O alto índice de endemismo e a elevada taxa de extinção é o que torna esse bioma uma das áreas de maior prioridade de conservação no país (MARINI & GARCIA, 2005). O processo de ocupação do Nordeste brasileiro iniciou-se no século XVII, no desenvolvimento de atividades agrícolas e extrativistas voltadas para a exportação. Atualmente a região caracteriza-se pela pecuária extensiva que tem resultado em grande descaracterização da Caatinga, além do uso do extrato lenhoso como combustível. Fonte: http://migre.me/gNBoD Extinção: desaparecimento de todos os indivíduos de uma espécie. Endemismo: processo que resulta no desenvolvimento de seres vivos que são exclusivos de uma determinada área geográfica. 8 www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 Além da exploração de recursos naturais biológicos de uso direto, entre os séculos XVII- XVIII muitos naturalistas europeus vieram para o Brasil em busca de conhecer a biodiversidade do nosso país (veja ilustração acima), coletaram espécies novas de plantas e animais para o desenvolvimento científico, proporcionando avanços para a Taxonomia Biológica. O desenvolvimento desta área proporcionou aos naturalistas o reconhecimento de que em cada região do mundo se encontravam espécies diferentes, algumas somente em um determinado lugar ou em certos tipos de ambiente, o que configura um endemismo. Estudos sobre a diversidade de espécies têm demonstrado sua importância em uma série de serviços que a natureza nos presta (ecológico, genético, social, econômico, científico, educacional, recreativo e estético). É também, um componente fundamental na manutenção dos ecossistemas e dos ambientes naturais (equilíbrio e estabilidade). Fonte: http://equipe4.8m.com/1bim/nomencla.gif Dar nomes e criar sistemas de classificação dos organismos vivos é característica encontrada em praticamente todas as civilizações. Isto tem gerado ao longo da história das diferentes culturas e povos um enriquecimento no conhecimento dessa biodiversidade. A busca deste conhecimento, em especial pela taxonomia em relação à identificação de seres vivos, perdura até os dias de hoje com avanços de Programas de Pós-graduação na área de Biologia Animal, Vegetal, Conservação, Biotecnologia, entre outros, bem como nos órgãos governamentais federais como o IBAMA. Taxonomia Biológica: ramo da biologia que se dedica ao estudo da classificação dos seres vivos em várias categorias, baseado em semelhanças e diferenças entre eles, com a descrição e denominação dessas categorias. Num sentido estrito, a taxonomia envolve a descoberta, a descrição, a designação e a classificação de um táxon. Táxon é qualquer unidade taxonômica inserida num sistema de classificação (espécies, gênero, família). 9 www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 A região Norte teve a exploração predatória de seus recursos naturais biológicos, principalmente a Amazônia com o Golpe Militar na década de 70. A rodovia transamazônica cortou a floresta e levou muita gente para aquela região, com pouca experiência ou preparo adequado. A estrada mostrou-se inadequada para o transporte, mas mesmo assim favoreceu a ocupação humana e os desmatamentos ilegais. Fonte: http://migre.me/gNBBh A região Centro-Oeste tem sofrido mudanças significativas nas últimas quatro décadas. O Cerrado apresenta grandes extensões de planícies, favorecendo o desenvolvimento da pecuária e da agricultura mecanizada para a produção de grãos e criação de gado, principalmente por localizar-se no centro do país e, portanto, próximo aos grandes centros consumidores. Na década de 70 o governo Federal promoveu grandes investimentos em infraestrutura, recursos para pesquisa agropecuária e assistência técnica para a região. Isto promoveu um grande fluxo de pessoas, com impactos ambientais imensuráveis, pois até então não existia uma legislação específica para regular as atividades desenvolvidas nem o conhecimento dos danos ambientais que poderiam ocorrer. Atividades que lideram a economia brasileira, como agropecuária, pesca e também o extrativismo, geram lucros, mas também causam impactos ambientais relevantes. Vale a pena ressaltar que o crescimento da exploração desses recursos e o aumento da taxa de substituição de áreas naturais por antropizadas (cidades, áreas agrícolas, áreas industriais) começou a colocar em risco a manutenção desses ambientes e dos próprios recursos para as próximas gerações. Diante disto, e do cenário mundial de modelos econômicos globalizados, é importante que se pense em estratégias para conservação de recursos biológicos naturais de uso direto e indireto. 10 www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 A partir do século XIX, tiveram início as primeiras discussões sobre estratégias para a conservação de recursos naturais biológicos. Estas discussões resultaram em diversos tratados internacionais relacionados à conservação do meio ambiente. Nas décadas de 30 e 40, foram estabelecidas Convenções Internacionais para a proteção de determinadas espécies vegetais e animais. Na década de 60 foi lançada a primeira Red List, um livro que lista as espécies ameaçadas de extinção. Nesse mesmo período foi realizado um evento internacional (sediado Paris-França), a “Conferência da Biosfera”, cujo objetivo foi estabelecer as bases para o uso racional e conservação da biosfera. Na década de 80, as Organizações não Governamentais (ONGs), União Mundial pela Natureza (IUCN) e World Wild Foundation (WWF) junto com a United Nation Environmental Protection (UNEP), órgão das Nações Unidas para proteção do meio ambiente, elaboraram um relatório sobre a Estratégia Mundial para a Conservação. Neste documento foram relacionados o desenvolvimento, a conservação da biodiversidade e as necessidades sociais. Nessa ocasião, constatou-se a necessidade de agrupar os tratados internacionais para que se pudesse garantir a conservação da biodiversidade global e não de segmentos desta para determinadas espécies ou ecossistemas. O principal marco jurídico para a biodiversidade foi o início da década de 90, com a Convenção sobre a Diversidade Biológica (CDB) realizada durante a Conferência das Nações Unidas do Meio Ambiente e Desenvolvimento, em 5 de junho de 1992 no Rio de Janeiro. Nesse encontro houveo reconhecimento da importância dos recursos genéticos pelos 154 países signatários da CDB, ficando estabelecidas prioridades na conservação da diversidade biológica. Os assuntos discutidos pela CDB durante a Eco-Rio 92 foram oficializados neste país sobre o Decreto Legislativo nº 2, de 3 de fevereiro de 1994, o qual foi ratificado em 28 de fevereiro de 1994. O alcance da CDB vai da conservação e utilização sustentável da diversidade biológica ao acesso aos recursos genéticos, objetivando a repartição justa e equitativa dos benefícios gerados pelo seu uso, incluindo a biotecnologia. No dia 16 de março de 1998, a CDB foi promulgada pelo decreto nº 2.519. No seu artigo 2 foram definidos vários termos que serão esclarecidos no próximo tópico. 11 www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 1.2 Conceitos básicos e terminologias usadas em recursos genéticos Os recursos genéticos, antes da CDB, eram considerados como patrimônio comum da humanidade, com livre acesso e deveriam estar disponíveis para quaisquer propósitos em benefício das sociedades. Cabe destacar que os recursos genéticos, de uma maneira ampla, têm sua principal importância na composição do patrimônio vital para a existência da espécie humana, e de outras espécies, sem os quais a humanidade perderia o fluxo de continuidade que a mantém até os dias de hoje. Os recursos genéticos constituem todo material genético de valor real ou potencial de origem vegetal, animal, microbiana ou outra que contenha unidades funcionais de hereditariedade. Enquanto os recursos biológicos compreendem os recursos genéticos, todos os organismos ou partes destes, populações, ou qualquer outro componente biótico de ecossistemas. Na definição destes dois tipos de recursos percebe-se uma sobreposição de que todos os recursos genéticos se encaixam em recursos biológicos, mas não o contrário. Para entender melhor esses conceitos, imagine três aspectos distintos, a folha da alface, carne de boi e a taboa que são recursos biológicos, mas os recursos genéticos são o sêmen do boi, a semente da alface e a árvore que produz taboa, ou seja, só é recurso genético o que pode passar caracteres a uma próxima geração. Fonte: http://migre.me/gNCuE Um exemplo de recurso genético que temos acesso direto na nossa alimentação é o amendoim, por ser uma unidade funcional de hereditariedade, ou seja, a semente. Fonte: http://migre.me/gNCyI 12 www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 Um gene clonado de uma bactéria não pode ser considerado recurso genético. Ele tem uma unidade estrutural da hereditariedade, mas que não funciona na bactéria. Se este gene é inserido em uma planta de soja, determinando, por exemplo, uma resistência a uma praga, a soja transgênica que agora o contém (como unidade funcional) é que é o recurso genético. [...] Mel...eu quero mel Quero mel de toda flor Da rosa, rosa, rosa amarela encarnada Branca como cravo, lírio e jasmim Eu quero mel pra mim [...] (Trecho da música Sabor Colorido de Alceu Valença) No trecho da música acima, percebe-se a presença de recursos biológicos como todo material vivo (rosa, cravo, lírio, jasmim) e as flores destas plantas que são referidas de forma subjetiva na música podem ser consideradas como recursos genéticos, pois são estruturas reprodutivas de hereditariedade. A planta exemplificada pela figura ao lado é conhecida vulgarmente como rosa amarela, que ocorre na Caatinga e é polinizada por abelhas. A rosa amarela e as abelhas são recursos biológicos de origem vegetal e animal, respectivamente. O acesso às unidades funcionais reprodutivas destes seres vivos correspondem aos recursos genéticos. Fonte: Maia-Silva et al (2012) Os recursos fitogenéticos compreendem qualquer material de origem vegetal, incluindo o material reprodutivo e de propagação vegetativa, que tenha valor real ou potencial para a alimentação e a agricultura, sendo entendidos como a variabilidade de plantas, integrantes da biodiversidade, de interesse para utilização em programas de melhoramento genético, biotecnologia e outras ciências afins. São considerados as bases da subsistência da humanidade. Suprem as necessidades básicas e ajudam a resolver problemas como a fome e a pobreza. Os recursos fitogenéticos podem ser conservados dentro ou fora do seu habitat natural 13 www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 e combinando as duas alternativas. Fora do seu habitat natural, se conservam em bancos e coleções de germoplasma. Entretanto, os recursos genéticos têm sido perdidos principalmente pelo uso inadequado que tem sido feito deles assim como a destruição do seu habitat. Esta destruição tem ocorrido, pois o ser humano em função da redução do número de culturas e dos plantios extensivos de monoculturas, tem destruído muitas regiões de vegetação natural para colocar os cultivos de interesse. Para que se tenha ideia da destruição causada, aproximadamente 17 milhões de hectares de florestas tropicais são desmatados a cada ano. Diversas áreas são utilizadas para a exploração das culturas economicamente importantes destruindo dessa maneira o habitat dos recursos genéticos causando a erosão genética dos recursos fitogenéticos, que é a perda da diversidade genética das espécies. Dada a sua importância é necessário conservar a variabilidade biológica para benefício das gerações presentes e futuras. A agrobiodiversidade corresponde à parcela relativa à biodiversidade utilizada na produção agrícola e de alimentos, bem como todos os componentes da biodiversidade que constituem os agroecossistemas: as variedades e a variabilidade de animais, plantas e de microrganismos, nos níveis genético, de espécies e de ecossistemas, os quais são necessários para sustentar as funções chaves dos agroecossistemas, suas estruturas e processos. São exemplos de agrobiodiversidade: as monoculturas de feijão, de açúcar, cigarras criadas para controle biológico, criação de bois, porcos. Muitas espécies comumente utilizadas na nossa alimentação como o feijão (Phaseolus vulgaris) e o arroz (Oriza sativa) são comumente utilizadas em pesquisas de melhoramento genético, e são consideradas espécies domesticadas ou cultivadas, pois, seu processo evolutivo teve influência do ser humano a partir de suas necessidades. Alguns autores abordam as espécies domésticas e cultivadas como termos distintos, mas o artigo 2 da CDB não faz distinção entre as terminologias, que são aqui tratadas como sinônimos. O Patrimônio Genético (PG) consiste na informação de origem genética, contida em amostras do todo ou de parte de espécime vegetal, fúngico, microbiano ou animal, na forma de moléculas e substâncias provenientes do metabolismo destes seres vivos e de extratos obtidos destes organismos vivos ou mortos, 14 www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 encontrados em condições in situ no território nacional ou na plataforma continental. O Patrimônio Genético Vegetal (PGV) é constituído pelas plantas e suas partes (folhas, flores, raízes, frutos e cascas), microrganismos associados (vivos ou mortos) ou substâncias produzidas como resinas, látex e óleos. O acesso ao PGV pode ter finalidade de pesquisa científica básica, bioprospecção ou desenvolvimento tecnológico. A adoção de novos termos deve-se principalmente ao avanço das tecnologias, que permitiu explorar o material genético. Hoje este material tornou-se um recurso, a informação genética tem valor de mercado. Um outro termo bastante relacionado com recurso genético é o germoplasma, que consiste de toda base física do cabedal genético que reúne o conjunto de materiais hereditários de uma espécie. Poderíamos afirmar que genes e germoplasma poderiam significar materiais similares; no entanto, enquanto os genes fazem parte do processode hereditariedade, o germoplasma é quem governa esse processo. Com a utilização dos genes contidos em bancos de germoplasma pode-se aumentar a eficiência produtiva e reduzir a suscetibilidade de plantas aos estresses bióticos e abióticos. A ênfase na utilização de recursos genéticos também fica clara no conceito de recursos fitogenéticos que considera as plantas com potencial de melhoramento florestal, biotecnologia e alimentício. Essas definições mostram o foco da conservação de recursos genéticos em espécies com potencial de uso atual e futuro. Entretanto, no panorama atual de degradação de recursos naturais e de mudanças climáticas e econômico-sociais, não é possível excluir as demais espécies uma vez que é vago o conceito de ‘’potencial’’. Trata-se, portanto, de priorizar, e não de excluir, devido principalmente aos altos custos envolvidos na conservação. A biodiversidade, concebida inicialmente como a diversidade de espécies e a diversidade dos ambientes, a partir da CDB passou a ter um conceito mais amplo, incorporando a diversidade genética dentro das espécies. 15 www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 A diversidade genética é necessária a qualquer espécie para manter a vitalidade reprodutiva, a resistência a doenças e a habilidade para se adaptar a mudanças. Ela ocorre através da capacidade recombinação de genes que ocorre durante a reprodução. A mutação tem papel importante na geração de diversidade, mas é a habilidade de reorganizar os alelos em diferentes combinações, que aumenta seu potencial de variação genética. A forma e o padrão de distribuição dos alelos nas populações afetam a sua estrutura genética, a qual é definida pela frequência de alelos que compõem a população, ou seja, é a forma com que a variabilidade genética se distribui na população, temporal e espacialmente. Em populações naturais, ou mesmo plantadas, o fluxo gênico é essencial para a manutenção e distribuição da variabilidade genética. O fluxo gênico nas plantas é promovido pela migração do pólen (polinização) e da semente (dispersão). Os animais têm mobilidade e o fluxo gênico acontece de forma natural, um exemplo didático é o fluxo gênico em aves migratórias. O conceito de diversidade genética se refere ao grau de variação genética de uma população ou de indivíduos de uma determinada espécie. Esta diferença genética entre indivíduos tem sido a responsável pela sobrevivência de muitas culturas e povos, bem como aos programas de melhoramento. A manutenção da diversidade genética é importante para as populações se adaptarem e sobreviverem às mudanças nas condições ambientais, e uma maior quantidade de alelos fornece às populações um maior número de opções de resposta a essas mudanças. Inicialmente um dos grandes problemas genéticos causados pela redução do tamanho populacional se dá pela deriva genética, em que alelos raros ou de baixa frequência podem desaparecer ao acaso ou diminuir ainda mais a sua frequência com a simples remoção da população de indivíduos portadores desses alelos. Populações fragmentadas sofrem mais com a deriva genética do que as maiores em áreas conservadas. A deriva genética pode causar grandes perdas de variação genética em populações pequenas, como o efeito gargalo. Um gargalo populacional ocorre Fluxo Gênico: processo migratório de alelos entre populações. Alelos: formas alternativas de um mesmo gene, que ocupam determinado lócus em cromossomos homólogos. 16 www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 quando o tamanho de uma população é reduzido por pelo menos uma geração. Devido ao fato de a deriva genética agir mais rapidamente para reduzir a variação genética em populações pequenas, um “gargalo” é capaz de reduzir muito a variação, mesmo se o gargalo não durar por muitas gerações. Espécies raras e/ou microendêmicas, em geral, possuem populações pequenas que frequentemente sofrem os efeitos da redução no tamanho efetivo da população (“efeito gargalo”). Exemplo: um colecionador de plantas coleta um grande número de indivíduos de uma população de espécie rara de orquídeas. Com isto o número de indivíduos desta população diminui bruscamente, aumenta a probabilidade de endocruzamento e aumento de perda de alelos, desta forma pode ocorrer a caracterização de um gargalo populacional. Outro aspecto da conservação genética é a migração de indivíduos de uma população para áreas distantes da original, ocasionando o efeito fundador, que ocorre quando uma nova população é iniciada por alguns poucos membros da população original. Essa população de tamanho pequeno significa que essa colônia pode apresentar dois aspectos distintos: ter variação genética reduzida da população original; ou ter uma amostra não aleatória dos genes na população original. Tais situações podem ser associadas a processos como o extrativismo vegetal e dispersão por sementes. A baixa densidade de plantas e o impacto causado por barreiras geográficas podem ser causas efetivas de redução dessa diversidade. Todos esses aspectos levantados sobre recursos genéticos estão diretamente relacionados com as estratégias a serem adotadas para a conservação ex situ, que tem como primeira etapa a coleta e obtenção de acesso, de material amostrado nas áreas naturais ou oriundo do processo de melhoramento que é devidamente identificado quanto à sua origem e características morfológicas. A coleta do germoplasma requer a obtenção de uma amostra que represente o conjunto ou a parte da população. Esta representatividade genética está diretamente relacionada com o tamanho efetivo da população (Ne), usado Acesso: amostra de germoplasma representativa de um indivíduo ou de vários indivíduos da população. 17 www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 como referência para estabelecer a capacidade daquela amostra de reter os alelos ao longo das gerações subsequentes. O valor de Ne para cada população depende do número de indivíduos geneticamente diferentes que compõe uma amostra e que efetivamente participam para a formação da próxima geração. Nesse parâmetro, quanto maior for o valor de Ne menor será o efeito da deriva genética e da endogamia na população, além disso, esse valor será próximo ao número de indivíduos amostrados, quando houver equilíbrio na população. 1.3 Conservação dos Recursos Genéticos A conservação ex situ é um processo multidisciplinar que requer a junção de conhecimentos sobre a biologia reprodutiva, distribuição espacial, cultivo, histórico de uso social e econômico, além de propriamente ser desejável a existência de informações sobre a variabilidade genética. De maneira geral, a amostragem de populações com fins de conservação ex situ baseia-se em parâmetros genéticos, mas não pode deixar de considerar aspectos como a ocorrência geográfica da espécie, sua distribuição espacial, autoecologia das espécies, sua biologia reprodutiva, o histórico de uso, as condições de paisagem e, algumas vezes, os processos evolutivos. Todo esse arcabouço teórico prático é limitado, por um lado, pelo conhecimento científico existente, por outro pelos recursos disponíveis, tanto em relação ao material genético quanto em termos financeiros. A Conservação ex situ compreende a manutenção de recursos genéticos fora de seu habitat natural de ocorrência em condições artificiais sob supervisão humana. Uma instituição ou entidade que se proponha a fazer conservação ex situ deve: priorizar a conservação ex situ, a princípio no país de origem; estabelecer e manter instalações adequadas; adotar medidas de recuperação e reintrodução; regulamentar a coleta de material biológico; cooperar com aporte financeiro. A Endogamia: prática de cruzamentos reprodutivos entre organismos aparentados numa população. 18 www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 conservação exsitu tem se mostrado uma ferramenta relevante para evitar a extinção de espécies. Os jardins zoológicos e locais de reprodução em cativeiro, bem como os jardins botânicos e alguns setores da Embrapa, têm sido boas estratégias de conservação ex situ para animais e plantas, respectivamente. A principal forma de conservação praticada pelos bancos de germoplasma é a ex situ, uma vez que esses locais normalmente concentram-se recursos de diversas partes do Globo. A principal crítica feita a este tipo de conservação é que desta forma a seleção natural fica impossibilitada de atuar. Assim os genótipos não sofrem o processo de evolução normal em função das alterações das condições ambientais. Como resultado deste processo deve-se olhar um banco de germoplasma como um banco de genes e não como um banco de genótipos. Uma outra estratégia de conservação é a área protegida que consiste numa área definida geograficamente destinada, ou regulamentada e administrada para alcançar objetivos específicos de conservação. As primeiras áreas legalmente protegidas brasileiras datam de 1937 e 1939, quando foram criados os primeiros parques nacionais no Brasil: Itatiaia, Iguaçu, Serra dos Órgãos e Sete Quedas. No início da década de 70 havia 14 parques nacionais no país, apenas um na Amazônia e nenhum no Pantanal. Em 18 de julho de 2.000, foi oficializado o Sistema Nacional de Unidades de Conservação (SNUC), pela lei nº 9.985, conhecida lei SNUC, que estabelece as chamadas unidades de uso sustentável, que tem como finalidade legal a compatibilização entre a conservação da natureza e o uso sustentável de parcela de recursos naturais, o reconhecimento das populações que vivem em Unidades de Conservação e que praticam um modo de vida compatível com o que foi instituído pela lei. Em 2007 foi criado o Instituto Chico Mendes para a Conservação da Biodiversidade. Em dezembro de 2012 existiam, cadastradas no ministério do Meio Ambiente, 1762 unidades de Conservação no país, considerando-se as esferas municipais, estaduais e federais, o que totaliza 1,5 milhões de Km2 de terras sobre proteção legal. Após a criação de uma Unidade de Conservação (UC), o próximo passo é a implementação e consolidação de um plano de manejo, que é definido como um projeto dinâmico que determina o zoneamento de uma unidade de conservação. 19 www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 Um plano de manejo depende, sobretudo, do conhecimento científico, que é frequentemente adquirido ao longo do tempo. Um exemplo de uma ação mal planejada pode ser a supressão completa de incêndios, onde este processo se faz necessário como ciclo natural da área em questão como, por exemplo, em áreas de cerrado. Um manejo correto no caso de áreas de cerrado é a promoção de incêndios controlados para a quebra de dormência de sementes de algumas plantas, estímulo à floração de determinadas espécies e incremento de pastagens naturais para os mamíferos na estação seca. As categorias de Unidade de Conservação têm como principal critério o grau de interferência humana a ser permitida. As Unidades de Conservação de Proteção Integral são áreas mais restritivas, que visam principalmente à Conservação, incentivando pesquisas científicas, atividades de ecoturismo e educação ambiental, não sendo permitidas atividades extrativistas. Incluem-se aqui as estações ecológicas, reservas biológicas, parques e refúgios da vida silvestre. Conservação in situ compreende a conservação de ecossistemas naturais e manutenção de populações de espécies viáveis. Conservar um organismo in situ significa mantê-lo em sua área natural, desenvolvendo estratégias para protegê-lo, dentre elas, a criação de áreas legalmente protegidas. A conservação in situ, praticada no local de ocorrência de maior variabilidade da espécie é de difícil execução, pois nestes locais tem-se também grande variabilidade dos patógenos e artrópode-pragas destas culturas, entretanto nestas condições a seleção natural atua continuamente. Este tipo de conservação é o praticado nos parques e bosques de reservas naturais. Atualmente com o ecoturismo, a viabilidade econômica destas áreas está mais assegurada. Ao mesmo tempo em que a agropecuária se constitui em uma das mais fortes atividades econômicas no Brasil, a agropecuária, tem representado uma das maiores ameaças à Biodiversidade. O modelo agrícola brasileiro traduz a economia globalizada, premiando latifúndios e monoculturas, com rápido esgotamento do solo. Diante da demanda crescente de alimento e energia, a saída tem sido o desmatamento. Nesta situação é importante encontrar as melhores soluções para que seja possível o consórcio entre a produção agrícola e a conservação de espécies nativas. 20 www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 Nesse contexto têm sido constatadas boas situações para a manutenção da biodiversidade com a associação entre sistemas agroflorestais e cafezais sombreados, enquanto os piores são para monoculturas de cana-de-açúcar. Um monitoramento de avifauna em plantações de tangerina (Citrus reticulata) em Pilar do Sul (SP) mostrou que 50% das espécies só foram registradas nos fragmentos de vegetação nativa próximos às plantações, o que sugere que mesmo plantações arbóreas e sombreadas como estas podem não ser suficientes para a vida de uma significativa parcela da avifauna regional. A utilização sustentável compreende o uso de componentes da diversidade biológica de modo e ritmo tais que não levem, no longo prazo, à diminuição da diversidade biológica, mantendo assim seu potencial para atender as necessidades e aspirações das gerações presentes e futuras. Existem algumas Unidades de Conservação - UC’s de Uso Sustentável, que são áreas onde muitas vezes já existiam comunidades tradicionais que utilizavam os recursos naturais de formas sustentáveis. Nestas UC’s é permitido o uso múltiplo sustentável dos recursos florestais e a pesquisa científica, enfatizando a exploração sustentável. Assim, temos Áreas de Proteção Ambiental (APAs), Florestas Nacionais (FloNas), Reservas Extrativistas (RESEX), Reservas de Desenvolvimento Sustentável (RDS) e as Reservas Particulares do Patrimônio Natural (RPPNs). É comum haver confusão entre os termos conservação e preservação. Muitas vezes usados para significar a mesma coisa, na verdade expressam ideias que têm origem em raízes e posturas distintas. A preservação busca compreender a proteção da natureza, independentemente do interesse utilitário e do valor econômico que possa conter. Enquanto a conservação visa integrar o ser humano às áreas naturais, atribuindo uma dimensão de maior acessibilidade e importância a elas, conciliando produtividade, conforto e conservação ambiental. Sistemas agroflorestais: compreendem a associação entre a agricultura e a floresta dentro de princípios de sucessão natural considerando o arranjo temporal do sistema, as características ecofisiológicas das espécies envolvidas no sistema tanto arbóreas quanto herbáceas e suas finalidades econômicas e ecológicas. Avifauna: conjunto de aves que ocorrem em uma determinada região. 21 www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 Todos esses termos são relativamente novos, já que a necessidade de se conservar ou preservar só apareceu há poucas décadas. Por isso, acabam sendo empregados sem muitos critérios até mesmo por profissionais das áreas ambientais, jornalistas e políticos. A preservação visa à integridade e à perenidade de algo. O termo se refere à proteção integral, à "intocabilidade". A preservação se faz necessária quando há risco de perda de biodiversidade, seja de uma espécie, um ecossistema ou de um bioma como um todo. Já a Conservação, nas leis brasileiras, significa proteção dos recursos naturais, com a utilização racional, garantindo sua sustentabilidade e existênciapara as futuras gerações. Quando a conservação busca também possibilidades de exploração junto aos produtores é denominada on farm. A conservação on farm é restrita às regiões onde a população originária do local ainda tem forte influência nas regiões próximas aos centros de diversificação das culturas. O mais próspero exemplo conhecido desta modalidade é o executado pelos índios peruanos da região andina com a batata. Nesta região tem-se atualmente até feiras de trocas de sementes. Exercício 1 1. Associe e escolha a sequência correta: I. Recurso Biológico II. Recurso Genético Folhas de Louro Carne de porco Sementes de acerola Sêmen de boi a) II / I / II / II b) I / II / II / II c) I / I / II / II d) II / II / I / I 2. Analise os enunciados a seguir: I. Uma nova população de canários se estabeleceu em uma nova área a partir de poucos indivíduos com o processo de deriva genética conhecido como efeito fundador. II. A redução de uma população natural de abelhas pode proporcionar perda de 22 www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 variabilidade genética e aumento da endogamia. III. Uma espécie de seringueira está com a sua diversidade genética ameaçada porque houve uma diminuição de indivíduos em virtude da exploração extrativista, com isto houve diminuição da endogamia e aumento do fluxo genético. IV. O efeito gargalo corresponde a uma deriva genética na qual há perda de genes de uma determinada população com diminuição da endogamia e provável extinção da espécie. a) Apenas os enunciados I e II estão corretos. b) Apenas os enunciados I e III estão corretos. c) Apenas os enunciados II e III estão corretos. d) Apenas os enunciados I e IV estão corretos. 3. Assinale a alternativa correta: a) Florestas Nacionais (FloNas) constituem uma Unidade de Conservação Sustentável. b) Áreas de Proteção Ambiental (APAs) são áreas de conservação ex situ. c) Jardins Zoológicos são áreas de conservação on farm. d) Fazendas agrícolas são áreas de conservação in situ. 1.4 Importância das comunidades tradicionais na Conservação de Recursos Genéticos O conhecimento tradicional associado compreende a informação ou prática individual ou coletiva de comunidade indígena ou de comunidade local, com valor real ou potencial, associada ao patrimônio genético. A comunidade local consiste num grupo humano, incluindo remanescentes de comunidades de quilombos, distintos por suas condições culturais, que se organiza, tradicionalmente, por gerações sucessivas e costumes próprios, e que conserva suas instituições sociais e econômicas. 23 www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 Fonte: http://migre.me/h28NP O decreto nº 6.040. de 7 de fevereiro de 2007 trata da Política Nacional de Desenvolvimento Sustentável dos Povos e Comunidades Tradicionais e define Populações Tradicionais como grupos culturalmente diferenciados e que se reconhecem como tais, que possuem formas próprias de organização social que ocupam e usam territórios e recursos naturais como condição para sua reprodução cultural, social, religiosa, ancestral e econômica, utilizando conhecimentos, inovações e práticas gerados e transmitidos pela tradição. Muitos pesquisadores defendem a presença de populações tradicionais dentro das Unidades de Conservação devido a alguns resultados de que não há evidências de extinções de vertebrados em unidades de conservação na presença de população tradicional; unidades de conservação são mais facilmente controladas pela população tradicional que fiscalizam a extração de madeira e a caça ilegal; populações tradicionais promovem o manejo adequado das florestas visando seu sustento futuro. De acordo com alguns pesquisadores faz mais sentido trabalhar com as comunidades tradicionais do que simplesmente colocá-las como vilãs e expulsá-las das suas terras de origem, aumentando os casos de conflitos socioambientais. A interação entre pesquisadores e comunidades tradicionais pode ocorrer com a troca de conhecimento empírico e o conhecimento científico, complementando informações. Um importante passo para o avanço da ciência da conservação é reconhecer que o envolvimento da população local no trabalho de conservação 24 www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 aumenta as chances de um projeto de sucesso. A parceria entre administradores públicos e as populações tradicionais, na construção da idealização do plano de manejo de unidades de conservação, contribuiria para diminuir as questões de conflitos econômicos decorrentes de imposição e limitação do uso de recursos naturais. Para isso é necessário maior investimento e visão estratégica para que as unidades de conservação possam, além de conservar os ecossistemas e a biodiversidade, de fato gerar renda, emprego, desenvolvimento e propiciar uma efetiva melhora na qualidade de vida das populações tradicionais. Para muitas comunidades tradicionais ou agricultoras, a diversidade, seja ela de espécies ou genética, no sentido social, cultural ou econômico, significa segurança, pois fornece importantes características que são necessárias tanto em circunstâncias econômicas e ecológicas previsíveis quanto em situações inesperadas. Não menos importante é o incentivo a iniciativas para a conservação de espécies em seu habitat e entre populações tradicionais de agricultores e populações ou comunidades indígenas com a conservação on farm, de forma integrada com o modelo formal atual que é a conservação ex situ. Alternativamente à conservação ex situ, vem se desenvolvendo outra forma de conservação denominada on farm, onde se tem valorizado o papel das comunidades tradicionais de agricultores na conservação dos recursos genéticos. A conservação on farm é restrita às regiões onde a população originária do local ainda tem forte influência nas regiões próximas aos centros de diversidade das culturas. As mudanças nos padrões de uso da terra e o avanço das áreas agrícolas, que resultam no desaparecimento de sistemas de vegetação natural e das populações tradicionais, têm apresentado significativa ameaça aos recursos genéticos. Assim, o desenvolvimento do entendimento dos efeitos da atividade humana nas espécies, comunidades e ecossistemas, tem se tornado importante balizador do desenvolvimento de práticas para a conservação dos recursos genéticos. A principal forma de conservação de recursos genéticos é a utilização de bancos de germoplasma. Contudo, estes sistemas de conservação, denominados ex situ, têm impossibilitado a ocorrência de seleção natural que ocorreria em seu 25 www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 habitat natural, através das alterações das condições ambientais e das necessidades alimentares e culturais das populações tradicionais. Os pequenos produtores rurais e os pastores nômades são os guardiões de boa parte da diversidade genética animal do mundo. Para garantir que não lhes seja negada a oportunidade de continuar a cumprir essa função, é preciso dar atenção a políticas e arcabouços legais. As relações socioculturais, bem como as necessidades de seleção e cultivo de espécies vegetais pelas comunidades tradicionais, têm gerado uma série de estratégias de preservação da diversidade genética. Por outro lado, o desafio do mundo moderno em atender as necessidades de aumentar a produção de alimentos para a população em crescimento, além de conservar as estratégias de sobrevivência construídas ao longo da história de diversas culturas e povos para que esse desafio ocorra de maneira sustentável, tem sido o maior paradoxo da humanidade, em minha opinião. Historicamente, o uso dos recursos e conhecimentos genéticos e dos conhecimentos tradicionais associados têm ocorrido de forma injusta. Os países de origem dos recursos genéticos e as comunidades indígenas e locais, detentoras de conhecimentostradicionais associados, sequer têm sido consultados pelos que se utilizam desses recursos para obter ganhos econômicos com produtos comerciais, muito menos têm recebido qualquer tipo de benefício. Esta apropriação injusta, muitas vezes agravada pelo uso das patentes, corresponde à biopirataria, e tem ocorrido ao longo de toda a história do Brasil. Quais os direitos das populações indígenas e comunidades tradicionais sobre os recursos genéticos existentes em seus territórios, como sobre o conhecimento que detêm? Como deve ser feita a distribuição dos benefícios provenientes da exploração destes recursos? Exercício 2 1. Leia o texto abaixo: A araruta (Maranta arundinacea) possui uma diversidade genética alta, é usada por populações tradicionais para obtenção de amido, e no Brasil encontra-se 26 www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 ameaçada de extinção. Deste modo é preciso definir e priorizar novas áreas de coleta e estratégias de conservação. De acordo com o texto e com os assuntos estudados, assinale a alternativa que completa corretamente os enunciados a seguir: Uma das formas de estabelecer as áreas de conservação de araruta é a realização de um levantamento in situ das áreas de ocorrência com aplicação de questionários para ___________________ com objetivo de estabelecer condições de conservação _______________ que é uma alternativa para conservação ____________. a) Grandes agricultores/ ex situ/ on farm b) Populações tradicionais/ on farm/ ex situ c) Indústrias alimentícias/ ex situ/ on farm d) Populações tradicionais/ in situ/ on farm 2. Sobre o decreto nº 6.040. de 7 de fevereiro de 2007, assinale a alternativa correta: a) Define comunidades tradicionais e incentiva estas comunidades a continuar com o uso sustentável de recursos naturais. b) Garante à comunidade tradicional o acesso ao Sistema de Previdenciário. c) Estimula a inclusão da comunidade tradicional do sistema de educação pública do país. d) Incentiva a comunidade tradicional acesso ao Sistema único de Saúde (SUS). 1.5 Legislação sobre conservação em recursos genéticos Uma boa estratégia no incentivo à conservação dos recursos genéticos e conhecimento tradicional é através da legislação. No Brasil, foi construído todo um arcabouço legal que, durante um longo período (1990-2000), esteve mais focado nas questões da coleta e da remessa de material genético e bioprospecção. Até 2001 era competência apenas do Ministério da Agricultura, Pecuária e 27 www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 Abastecimento (MAPA) e Ciência e Tecnologia (MCT) a regulamentação legal de atividades de coleta e germoplasma. Contudo, com a edição da Medida Provisória (MP) nº 2186.16 de 16 de agosto de 2001, essa questão passou a ser competência do Ministério do Meio Ambiente (MMA) que assumiu a liderança das condições das discussões. A partir disto, a discussão passou da legalização dos processos de coleta de material genético para os de acesso ao patrimônio genético. O principal marco legal é a MP 2.186-16/2001, que tem força de lei. Reconhece que não existe livre acesso aos recursos da biodiversidade, o que veta a crença de que são livres para uso. A MP elenca as atribuições, diretrizes, composição, forma de deliberação e competência dos conselhos de gestão e discussões sobre biopirataria no Legislativo. Criou a regra do pagamento de royalties ao país fornecedor do recurso genético para o caso da empresa descobrir um novo remédio ou produto, usando matéria-prima de outro país ou conhecimentos de comunidades tradicionais que vivam nas regiões de grande diversidade biológica. Para regulamentar o acesso ao patrimônio genético, a MP criou o Decreto nº 3.945 de 28 de setembro de 2001, que definiu a composição do Conselho de Gestão do Patrimônio Genético (CGEN) e estabeleceu normas para o seu funcionamento. A função do CGEN é deliberar sobre o acesso, remessa, credenciamento de fiéis depositários e, anuência de contratos de utilização do patrimônio genético e de repartição de benefícios. A MP 2.186-16/2001 define o acesso ao patrimônio genético como a obtenção de amostra de componente do patrimônio genético para fins de pesquisa científica, desenvolvimento tecnológico e bioprospecção. Dessa forma as ações de coleta, para conservação ex situ ou in situ estão diretamente relacionadas com o cumprimento das exigências legais estabelecidas pela MP, ou seja, são condicionadas às aprovações do CGEN. Contudo, deliberações do CGEN atribuíram tanto ao IBAMA quanto ao CNPq, a função de autorização para o acesso, remessa e credenciamento de Bioprospecção: atividade exploratória que visa identificar componente do patrimônio genético e informação sobre conhecimento tradicional associado, com potencial de uso comercial. 28 www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 Instituições para fins de pesquisa (Deliberação nº 40/2003 e 246/2009). Entretanto, apenas o CNPq foi designado para emitir autorizações para a bioprospecção (Deliberação nº 268/2010). Apesar disso, IBAMA e CNPq mantêm a obrigação de encaminhar ao CGEN as solicitações de autorização de acesso e remessa de patrimônio genético para fins de bioprospecção e desenvolvimento tecnológico e as que envolverem acesso a conhecimento tradicional associado, seja para qualquer fim (pesquisa, bioprospecção ou desenvolvimento tecnológico). Apesar do IBAMA e CNPq serem permitidos pelo CGEN para emitir autorizações, a coleta de material vegetal vem sendo autorizada mediante a apresentação de solicitação junto ao IBAMA, tanto no que se refere às áreas em unidades de conservação quanto fora delas. A tramitação ocorre por meio de pedido informatizado efetuado no Sistema de Autorização e Informação em Biodoversidade - SISBIO (http://www.icmbio.gov.br/sisbio/), instituído pelo IBAMA (IN nº154/2007). Fonte: http://www.icmbio.gov.br/sisbio/ O artigo nº 16 da MP 2.186/2001 tem forte impacto nas atividades para conservação ex situ. Segundo esse, é necessário autorização prévia, entre outros trâmites, nos casos em que: houver perspectiva de uso comercial, devendo o acesso à amostra de componente do patrimônio genético ocorrer somente após assinatura de Contrato de Utilização do Patrimônio Genético e de Repartição de 29 www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 Benefícios com as comunidades envolvidas; para a pesquisa científica, a Instituição também deverá apresentar um termo de compromisso assinado pelo representante legal da Instituição, comprometendo-se a acessar patrimônio genético ou conhecimento tradicional associado apenas à finalidade autorizada. A legislação disponível para a realização de coletas com fins de conservação ex situ, é extensa e requer uma cuidadosa análise. Todo encaminhamento burocrático pode levar de três a seis meses em casos mais simples, como pesquisa científica sem uso comercial. No que se refere ao material com potencial comercial ou mesmo ameaçado de extinção, é essencial que os trâmites burocráticos se iniciem pelo menos um ano antes do início dos trabalhos. O Decreto nº 4.339 de agosto de 2002 garante a soberania do Brasil sobre seu patrimônio genético, instituindo princípios e diretrizes da política nacional de Biodiversidade. A política nacional da Biodiversidade tem como objetivo geral a promoção, de forma integrada, da conservação da biodiversidade e da utilização sustentável de seus componentes, com a repartição justa e equitativa dos benefícios derivados da utilização dos recursos genéticos, de componentes do patrimônio genético e dos conhecimentos tradicionais associados a esses recursos. A Biopirataria é a apropriação indevida de espécies vivas da flora e da fauna e da sabedoria popular sobre suas utilizações com o objetivo de se realizar estudos, reprodução em laboratório e comercialização,sem remuneração nem benefícios para o país ou a população dos quais são detentores das espécies ou das informações. A biopirataria não é apenas o contrabando de diversas formas de vida da flora e fauna, mas principalmente, a apropriação e monopolização dos conhecimentos das populações tradicionais no que se refere ao uso dos recursos naturais. Ainda existe o fato de que estas populações estão perdendo o controle sobre esses recursos. Fonte: http://migre.me/gNLWZ 30 www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 O decreto nº 5.459, de 7 de junho de 2005, regulamenta o artigo 30 da Medida Provisória n° 2.186-16, de 23 de agosto de 2001, disciplinando as sanções aplicáveis às condutas e atividades lesivas ao patrimônio genético ou ao conhecimento tradicional associado e dá outras providências. Considera a biopirataria uma infração administrativa que cometida por pessoas físicas e jurídicas serão sancionadas através de advertência, multa, apreensão do material e produtos derivados, suspensão de venda do produto, embargo da atividade, interdição do estabelecimento, cancelamento de registro patente, licença ou autorização, perda ou restrição de incentivo e benefício fiscal, perda ou suspensão de estabelecimento de crédito governamental, proibição de contratar com administração pública. O artigo 15 deste Decreto sanciona com multa o acesso ao patrimônio genético para fins de pesquisa científica, sem devida autorização do órgão competente, até mesmo para fins de bioprospecção ou desenvolvimento tecnológico. No artigo 17 está prevista a punição com multa, a remessa do patrimônio genético para o exterior. O Trade Related Aspects of Intellectual Rights - TRIPs é um acordo internacional sobre aspectos dos direitos de propriedade intelectual, relacionado ao comércio entre países, que foi assinado em 1994, e atualmente é administrado pela Organização Mundial do Comércio - OMC. A propriedade intelectual abrange duas grandes áreas: Propriedade Industrial (patentes, marcas, Desenho Industrial, indicações geográficas e proteção de cultivares) e Direito Autoral. A eficácia do uso do atual sistema de propriedade intelectual para a proteção de temas afins, mais especificamente Conhecimentos Tradicionais e o Patrimônio Imaterial, tem sido objeto de discussão entre comunidades locais, governos, organizações e juristas. Em 4 de agosto de 2000, no Decreto nº 3.551, foi Instituído o registro de bens culturais em livros, abrindo a possibilidade de se associar mais de uma forma de saber como por exemplo, o conhecimento de plantas medicinais a danças e canções, parte de rituais de cura. Além de servir ao registro das expressões culturais tradicionais, esse instrumento pode servir como documentação e forma de Patrimônio Imaterial abrange todas as formas tradicionais e populares de cultura transmitidas oralmente ou por gestos. 31 www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 valorização do conhecimento tradicional associado à biodiversidade. O decreto rege o processo de reconhecimento de bens culturais como patrimônio imaterial, institui o registro e, com ele, o compromisso do Estado em inventariar, documentar, produzir conhecimento e apoiar a dinâmica dessas práticas socioculturais. Vem favorecer um amplo processo de conhecimento, comunicação, expressão de aspirações e reivindicações entre diversos grupos sociais. O arcabouço legal existe, mas faltam formas eficientes de fiscalizar e se fazer cumprir as regras relacionadas à Conservação da Biodiversidade, tanto por parte de pesquisadores e empresas quanto por pessoas mal intencionadas no comércio ilegal da biodiversidade brasileira. O descobrimento do potencial real de nossa enorme biodiversidade, a grande extensão territorial brasileira, a falta de recursos para fiscalizá-los, a escassez de recursos naturais no restante do mundo, aliados à falta de conscientização de sua importância científica e econômica estão facilitando a biopirataria, que é o comércio ilegal de nossa biodiversidade. 32 www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 UNIDADE 2 – APLICAÇÕES BIOTECNOLÓGICAS 2.1 Estratégias de Conservação Ex Situ De acordo com o conteúdo estudado na Unidade 1, pode-se afirmar que as principais formas de conservação dos recursos genéticos são in situ (dentro do habitat natural), ex situ (fora do habitat natural) e on farm (relacionada com as populações tradicionais). A conservação dos recursos genéticos é regida por arcabouços legais, e, para a execução de um projeto científico relacionado com a conservação ex situ ou bioprospecção, é necessário percorrer um caminho burocrático para obter a autorização da pesquisa científica. Ao avaliar que a liberação de pesquisas para conservação ex situ é um processo moroso, é importante conhecer as principais estratégias utilizadas para este tipo de conservação para plantas, animais, e microrganismos, que é o nosso objetivo neste item. A adoção da estratégia ou metodologia adequada de conservação para cada espécie depende das condições em sua área de ocorrência, de suas características, mas também de recursos disponíveis, tanto materiais quanto em relação ao conhecimento científico. As práticas de conservação ex situ tendem a priorizar ambientes e espécies que ocorrem em áreas ameaçadas, onde as pressões de desmatamento ou redução populacional estejam afetando a sobrevivência, reprodução e o estabelecimento das espécies. De modo geral, a conservação ex situ é realizada em bancos de germoplasma, os quais têm coleções de material genético. Esse material pode ser oriundo de diferentes sítios de coleta como populações naturais, áreas de criação, de cultivo, hortas, pomares caseiros, quintais, mercados, feiras livres, áreas ameaçadas ou mesmo em locais onde a intervenção humana possa causar impactos. Alguns sítios de coleta destacam-se pela prioridade de conservação ex situ, tanto para a conservação quanto em relação às ações de coleta (comumente denominadas resgate de flora ou fauna), como nas áreas de construção de 33 www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 barragens, hidroelétricas, estradas e grandes obras de infraestrutura, como por exemplo, da Usina Belo Monte. Essas zonas tornam-se objeto prioritário de ações para conservação ex situ na medida em que populações, hábitat e espécies podem ser retiradas, e até localmente extintas. Como por exemplo, cita-se o resgate de fauna na usina Belo Monte, o qual cultiva e mantém uma coleção ex situ para promover a reprodução e posterior reintrodução do material. Fonte: http://migre.me/gNMfX Um exemplo de resgate de flora é no rodoanel de São Paulo, realizado pelo Instituto de Botânica, o qual cultiva e mantém uma coleção ex situ para promover a reprodução e posterior reintrodução do material. Além da conservação da fauna silvestre e flora nativa é importante coletar germoplasma de espécies para uso no melhoramento genético, como por exemplo, sêmen de boi de corte (Bos taurus) e sementes de amendoim (Arachis hypogea), ambos recursos, animal e vegetal respectivamente, utilizados na alimentação humana. Fonte: http://migre.me/gNMDT 34 www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 Os bancos de germoplasmas consistem em boas estratégias de conservação ex situ de recursos genéticos sob os métodos de armazenamento in vitro, bancos de pólen, sementes, sêmen, embriões, DNA, culturas de microrganismos, casas de vegetação, zoológicos, aquários e parques-fazendas. De acordo com a forma de manutenção fora de seu habitat natural, estes métodos de conservação ex situ podem ser classificados sob dois aspectos: coleções in door ou coleções in vivo. Fonte: http://migre.me/h292d Nas coleções in door as condições artificiais são controladas pela temperatura, luz ou umidadepara permitir a manutenção do seu potencial de reprodução, como ocorre nos bancos de sementes, as coleções in vitro, bancos de pólen, sementes, sêmen, embriões, DNA e culturas de microrganismos. Os métodos que utilizam o sistema de plantio ou criação de material genético em áreas sem controle ambiental ou mesmo com um controle parcial das condições climáticas e edáficas são denominados coleções in vivo. Nestes métodos estão incluídos as casas de vegetação, zoológicos, aquários, parques-fazendas, plantas vivas e pomares de sementes. As coleções tanto in door quanto in vivo são consideradas como bancos de germoplasma. A separação empregada ressalta a forma como o material genético é mantido ao longo do tempo e, principalmente, enfatiza as condições e potenciais pressões aos quais estão submetidos enquanto são conservados nessas coleções e bancos de germoplasma. Os bancos de DNA representam coleções ex situ nas quais uma ou mais amostras de determinadas espécies são conservadas em condições artificiais. São técnicas utilizadas para atividades de bioprospecção e de acesso a biodiversidade uma vez que sua aplicação é limitada, pois, não permite a reconstituição do indivíduo (planta, animal ou microrganismo). Contudo em programas de 35 www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 melhoramento, o material genético pode ser reintroduzido. No exterior é comum encontrar bancos de DNA para fauna, flora e microrganismos. Fonte: http://migre.me/gNNle Em países com alta diversidade biológica como o Brasil, é extremamente importante a manutenção e salvaguarda dos seus bancos de DNA. Entretanto a maioria dos bancos de DNA está concentrada na região sudeste como, por exemplo, a coleção de banco de DNA vegetal é a do Laboratório de Biologia Molecular do Jardim Botânico do Rio de Janeiro. As coleções in vitro são formadas por material que é mantido em bancos de germoplasma por meio de processos envolvendo a biotecnologia. Nesse caso o material empregado pode ser desde sementes como também tecidos e/ou células de plantas, animais e microrganismos. As técnicas mais usadas são a criopreservação e a cultura de tecidos. A coleta de tecidos ou parte das plantas (tecidos, microestacas ou estacas) é menos invasiva do que a retirada inteira do organismo. Fonte: http://migre.me/gNNo8 36 www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 A criopreservação é o armazenamento de material biológico (sementes, tecidos, células) em ultrabaixa temperatura (-196ºC) utilizando o nitrogênio líquido, o que promove a parada da divisão celular e dos processos metabólicos. A técnica de criopreservação tem sido adotada em sementes com o uso do eixo embrionário e embriões excisados. No Brasil a técnica é aplicada para um conjunto de espécies cultivadas e silvestres, incluindo as florestais. Para animais é utilizado sêmen, embriões ou ovócitos. Fonte: http://migre.me/gNNpW Além destas formas de conservação, existem outras que são específicas de plantas, animais ou microrganismos que serão detalhadas nos itens a seguir 2.1.1 Conservação ex situ em vegetais A conservação ex situ em bancos de sementes é considerada uma prática de menor custo e permite a manutenção de um estoque de material genético em longo prazo e em menor espaço. Algumas práticas e conhecimentos permitem a manutenção da qualidade de sementes, sua germinação, e vigor ao longo do armazenamento. Esta manutenção de sementes é importante para um uso futuro como sementes de espécies frutíferas como açaí (Dypteryx alata), cupuaçu Ovócitos, também conhecido como oócitos, são células reprodutivas femininas produzidas nos ovários dos animais. 37 www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 (Dypteryx alata), cumbaru (Dypteryx alata), castanha (Dypteryx alata), caju (Dypteryx alata), pequi (Dypteryx alata). Dentre elas, destacam-se a determinação do ponto ótimo de colheita, secagem e o controle do teor de água no armazenamento e as características da espécie, não apenas em termos de conteúdo bioquímico, mas também em relação à sua ecologia. As sementes são armazenadas em câmaras frias cuja temperatura e umidade varia de acordo com o tipo de sementes. Fonte: http://migre.me/gNNxQ Os principais tipos de sementes são ortodoxas, recalcitrantes típicas (espécies de clima temperado) e recalcitrantes tropicais, que também são denominadas de tolerantes, intolerantes e intermediárias ao dessecamento. As recalcitrantes são sensíveis em graus variados ao dessecamento, apresentam alto teor de água após a maturação (maior que 30%) e podem ser conservadas de três a cinco anos a temperaturas, próximas ao congelamento, com perda moderada da viabilidade. Por outro lado as recalcitrantes típicas são sensíveis a baixas temperaturas, mesmo a valores inferiores a 10-15ºC. Devido à dificuldade de manutenção da viabilidade das recalcitrantes tropicais em bancos de sementes, outras técnicas de conservação ex situ têm sido adotadas como a excisão do embrião e a sua preservação e a manutenção de coleções in vivo e in vitro. 38 www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 As coleções in vivo referem-se a plantios e cultivos realizados em áreas naturais, casas de vegetação, estufas ou viveiros. Nessas condições há vários fatores limitantes à conservação do material genético mantido, uma vez que estas permanecem expostas a desastres naturais, ataque de pragas e patógenos, além dos altos custos envolvidos na sua manutenção e no controle dos cruzamentos. Envolve investimentos com custo de terra e de pessoal, além de requerer infraestruturas específicas, como, por exemplo, estufas e casas de vegetação. Apesar disso, tem sido viável para espécies com ciclos longos de reprodução. Além de potencializar as práticas de reintrodução e de melhoramento uma vez que podem ser associados a sistemas de produção de sementes, visando programas de restauração e plantios comerciais. Fonte: http://migre.me/gNNUJ Os plantios vivos incluem as coleções botânicas existentes em Jardins Botânicos com finalidades de pesquisas de cunho básico e de educação ambiental. 39 www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 Fonte: http://migre.me/gNNXd Algumas empresas também estabelecem plantio in vivo como a Eletronorte que, como medida de compensação do alagamento na região do Tucuruí, estabeleceu os Bancos de Germoplasma da região do Tucuruí com material coletado há 20 anos, antes da área ser inundada. Os pomares de sementes têm sido utilizados em grande escala no Brasil na década de 1970-1980, usados inicialmente em programas de Melhoramento Florestal que eram formados por populações clonais de eucalipto e pinus ou por mudas de árvores selecionadas geneticamente, isoladas para reduzir a polinização de fontes externas geneticamente inferiores. 2.1.2 Conservação ex situ em animais A implementação de medidas de conservação ex situ em animais é uma forma de dar continuidade à sobrevivência dos recursos genéticos. Entre as estratégias de conservação, a mais eficiente é a reprodução monitorada em cativeiro, principalmente para as espécies ameaçadas de extinção. Os programas de reprodução em cativeiro de espécies ameaçadas podem ser conduzidos por diferentes tipos de instituições, como criadouros científicos de Fauna, jardins zoológicos, aquários, universidades, centros de pesquisa, ou mesmo centros privados, preferencialmente associados aos programas governamentais de conservação. 40 www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 Os Criadouros Científicos de Fauna Silvestre para Fins de Conservação são empreendimentos de pessoa física ou jurídica, vinculado a planos de manejo reconhecidos, coordenados ou autorizados pelo órgão ambiental competente, com finalidade de criar, recriar, reproduzir, e manter espécimesde fauna silvestre em cativeiro para fins de subsidiar programas de conservação. Os Criadouros Científicos de Fauna Silvestre para Fins de Pesquisa são empreendimentos de pessoa jurídica vinculados a Instituições de Pesquisa ou de ensino que desempenham as mesmas funções que os Criadouros Científicos de Fauna Silvestre para Fins de Conservação com fins de realizar pesquisa científica, ensino e extensão. Os Centros de Triagem de Animais Silvestres - CETAS têm como finalidade receber, identificar, marcar, triar, avaliar, recuperar, reabilitar e destinar animais silvestres provenientes da ação da fiscalização, resgates ou entrega voluntária de particulares. Fonte: http://migre.me/gNO50 Os Centros de Reabilitação de Animais Silvestres - CRAS têm as mesmas funções do CETAS, além de recriar, reproduzir, manter e reabilitar espécimes da fauna silvestre nativa para fins de programas de reintrodução no ambiente natural. 41 www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 Fonte: http://migre.me/gNO5F Os Jardins Zoológicos consistem em coleções de animais silvestres mantidos vivos em cativeiros ou em semiliberdade e expostos a visitação pública, para atender a finalidades científicas, conservacionistas, educativas e socioculturais. Fonte: http://migre.me/gNO6f 42 www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 A pressão da necessidade de programas de conservação é maior nos lugares onde existem maiores riscos de perda de recursos genéticos valiosos usados em programas de melhoramento genético ou bioprospecção animal. Os relatórios nacionais sobre a conservação de recursos genéticos de animais utilizados em melhoramento indicam claramente que muitos grupos de partes interessadas estão envolvidos ou potencialmente envolvidos na conservação de raças. Entre eles, destacam-se: governos nacionais, universidades e instituições de pesquisa, associações de criadores, ONGs, empresas de melhoramento genético, produtores rurais e proprietários de rebanhos (incluindo aqueles que criam animais como um hobby). De maneira geral, é preciso potencializar, de forma substancial, a capacidade global de conservação mediante novos modelos institucionais e colaboração entre diferentes instituições públicas, bem como entre estas últimas e produtores rurais privados, para atuar de forma eficiente sobre a ameaça aos recursos genéticos animais. A inseminação artificial e a transferência de embriões surtiram efeitos importantes sobre o melhoramento genético de animais nos países desenvolvidos. Essas tecnologias aceleraram o progresso genético, reduziram o risco de transmissão de doenças e aumentaram o número de animais que podem ser obtidos a partir de um progenitor superior. A disponibilidade dessas tecnologias varia muitíssimo entre países e entre regiões. A capacidade geralmente é muito menor nos países em desenvolvimento do que em regiões como em grande parte da Europa e América do Norte. De uma maneira geral, quando usadas nos países em desenvolvimento, as tecnologias reprodutivas se constituem em um meio de disseminação de material genético exótico. 2.1.3 Conservação ex situ em microrganismos Coleções de culturas de microrganismos ou coleções microbiológicas são centros de conservação de recursos genéticos ex situ, que têm como função principal, a aquisição, caracterização, manutenção e distribuição de microrganismos e células autenticadas e reagentes biológicos certificados. 43 www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 Fonte: http://migre.me/gNO8Q Coleções microbiológicas ex situ (incluindo microalgas, protozoários, bactérias, fungos filamentosos, leveduras e linhagens celulares) podem ser classificadas como coleções de trabalho, coleções institucionais ou coleções de serviço. Como infraestrutura fundamental na conservação e distribuição de recursos genéticos, com a finalidade de pesquisa e desenvolvimento, as coleções de serviço merecem atenção especial. Os diferentes tipos de coleções de culturas, incluindo coleções de trabalho, coleções institucionais e principalmente as coleções de serviço, têm uma importância destacada na conservação e exploração da diversidade genética e metabólica. A operação e o gerenciamento de coleções microbiológicas de serviço requerem capacitação técnica especializada e infraestrutura específica, além de cuidados especiais com relação às práticas de controle de qualidade, biossegurança e autenticação de seus acervos. Coleções de serviço, que possuem acervos abrangentes e curadoria profissional, com sistemas de informação que permitem rastrear as condições de processamento, conformidade dos produtos e registros do material biológico distribuído podem ser classificados como Centro de Recursos Biológicos (CRBs), uma nova categoria proposta no cenário internacional e que caracterizado pelo fornecimento da informação sobre acervo para ensino, pesquisa, Curadoria: consiste num instrumento de gestão de recursos genéticos que abrange as atividades de coleta, preservação, armazenamento e catalogação do material científico. Avaliação das necessidades e condições de empréstimo do material, procedimentos e adoção de métodos de catalogação, levantamentos ou tombamento, doações e permutas, e, em resumo, toda a política prática e científica de lidar com coleções. 44 www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 e inovação tecnológica. As CRBs atuam como provedores de serviços, repositórios de células vivas e genomas de organismos e informação relacionada à hereditariedade e funções de sistemas biológicos. Atualmente, existe no cenário internacional um conjunto de ameaças concretas ao trânsito de material biológico e, portanto, a devida conservação e fornecimento de material biológico certificado por Coleções de Serviço e/ou Centros de Recursos Biológicos é de grande relevância para o desenvolvimento biotecnológico em nosso país. A procura por material microbiológico em coleções reconhecidas se deve principalmente ao fato de que estas coleções possuem como procedimentos de rotina a realização de testes de controle de qualidade e autenticação do material. Existem coleções microbiológicas importantes localizadas no mundo inteiro, as quais atuam como centros de excelência em conservação ex situ e taxonomia microbiana, como por exemplo: ATCC (Estados Unidos), BCCM (Bélgica), CBS (Holanda), CFBP (França), DSMZ (Alemanha), ICMP (Nova Zelândia) e JCM (Japão). No Brasil, as coleções de serviços são incipientes quando relacionadas com a sua biodiversidade. Mas existem boas coleções na área da saúde, como por exemplo, as coleções microbiológicas da Fundação Nacional de Saúde Oswaldo Cruz (FIOCRUZ). A microbiologia clínica teve, historicamente, um maior avanço que a microbiologia ambiental devido a sua importância para a saúde pública no Brasil. Fonte: http://migre.me/gNOgK Na área agrícola destaca-se a Coleção de Culturas de Bactérias Diazotróficas da Embrapa Agrobiologia. A Coleção de Culturas de Fitobactérias do 45 www.virtual.ucdb.br | 0800 647 3335 Laboratório de Bacteriologia Vegetal do Instituto Biológico de São Paulo mantém um acervo que constitui a maior fonte de linhagens bacterianas fitopatogênicas oriundas de áreas tropicais. A Coleção Brasileira de Microrganismos de Ambiente e Indústria (CBMAI), estabelecida no CPQBA em 2002, com o respaldo institucional da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), foi estruturada para atuar como uma Coleção de Serviço, visando atender à demanda da comunidade acadêmica e industrial, oferecendo serviços especializados para o setor. Fonte: http://migre.me/gNOjn Coleções de referência de microrganismos têm sido apontadas como recursos importantes para o desenvolvimento de pesquisas em biodiversidade e sistemática. Um ponto crítico
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