Exploração das potencialidades da Biosfera

Os recursos da Biosfera sempre foram explorados pelo Homem Inicialmente alimentava-se do que recolhia e caçava; depois do que cultivava e produzia, desenvolvendo modos de armazenamento e conservação Com o advento da industrialização a agricultura, pesca e pecuária tornaram-se mecanizadas e intensivas Interpretação e discussão de dados, de natureza diversa, sobre a intervenção do homem nos ecossistemas para aumentar as reservas alimentares.

Biosfera O uso excessivo e contínuo da exploração agrícola e indústria pecuária coloca em risco o equilíbrio existente

Sec. XX Aumento população Desenvolvimento tecnológico Com consequências Geosfera Degradação dos solos (erosão, desertificação, salinização) Hidrosfera Poluição da água (gasto excessivo; poluição) Atmosfera Poluição do ar ( gases poluentes; efeito de estufa, pesticidas) Biosfera Perda de biodiversidade (destruição de habitat, ) Saúde humana Aumento população Desenvolvimento tecnológico Advento da industrialização agrícola

Agricultura tradicional características Cultivo de pequenas áreas em regime de policultura Técnicas agrícolas Rotação de culturas Pousio Aplicação adubos orgânicos Associação de espécies Trabalho manual ou com a ajuda de animais efeitos Produção de alimentos em pequenas quantidades Mantém a fertilidade do solo Não causa poluição Preserva recursos hídricos

Agricultura intensiva características Cultivo de grandes áreas em monocultura Técnicas agrícolas Adubos sintéticos Pesticidas Rega automática Máquinas

Agricultura intensiva Efeitos Produção de alimentos em grande quantidade Necessidade de desflorestação Rápido esgotamento dos elementos do solo Redução da diversidade Excesso de adubos e pesticidas Grande consumo de água na irrigação Consumo de combustíveis fósseis

Impactes da agricultura no ambiente Pag. 59 A nível mundial tem aumentado a área de desflorestação, com impactos ao nível da biodiversidade. Em Portugal tem ocorrido um aumento da área de floresta, estando este facto essencialmente associado à movimentação de populações para o litoral, e abandono das práticas agrícolas no interior do país. Pag. 62

Evolução na produção de alimentos A modificação do cultivo de plantas permitiu aumentar a produção de alimentos Reprodução selectiva Revolução verde “Revolução biotecnológica” Melhoramento tradicional, com selecção dos indivíduos reprodutores, cujo cruzamento permitirá obter descendentes híbridos com as características pretendidas. Aumento da produção por processos de: A cultura de células e tecidos vegetais in vitro permitirá revolucionar toda a produção vegetal. mecanização; fertilizantes químicos; pesticidas; introdução de novas espécies. Produção de organismos transgénicos (resistentes a secas, solos salinos, com maiores rendimentos, capazes de resistir a doenças, etc).

Reprodução selectiva Baseada Obtêm produtos de na selecção artificial cruzamentos seleccionados Obtêm produtos de melhor qualidade maior capacidade de reprodução mais resistentes

Reprodução selectiva Desvantagens Processo lento (até 15 anos a obter o desejado) Combina características de organismos da mesma espécie ou aparentadas As variedades resultantes perdem a eficácia devido a doenças e pragas ao fim de 10 anos

micropropagação Baseia-se na cultura de tecidos vegetais in vitro Necessário obter um explante , colocá-lo num meio de cultura adequado Tecido caloso – massa indiferenciada de células (dada a totipotência) Hormonas determinam a diferenciação do caule, raiz e folhas

Cultura de tecidos in vitro Explante – fragmento de tecido que permitirá regenerar uma planta adulta. Callus – tecido indiferenciado. Diferenciação celular que resulta na organogénese.

Protoplasmas Protoplasmas - Células vegetais sem parede celular É possível fundir protoplasmas de diferentes espécies Em meio adequado regeneram a parede celular e originam plântula híbrida Batateira+erva moura (resistente a herbicida)= Batateira resistente a herbicida

Melhoramento Genético Plantas apresentam Ciclo de vida curto Autofecundação, permitindo a fixação de uma característica introduzida São profícuas, favorecendo a diversidade Células isoladas mantêm a totipotência

OGM - Introdução de DNA exógeno Transferência mediada pela bactéria Agrobacterium tumefaciens Produz tumores, na planta, que são a expressão do T-DNA (DNA transferido) existente no plasmídeo Ti (indutor de tumores) => substituíram-se os oncogenes do plasmídeo por genes de interesse

Transferência mediada pela bactéria Agrobacterium tumefaciens A.tumefaciens não infecta cereais!

OGM - Introdução de DNA exógeno Bombardeamento de partículas (plantas não infectadas pela Agrobacteria Minúsculas esferas revestidas com DNA de interesse são disparadas sobre os tecidos à velocidade de 300-600 m/s. Microesferas atravessam parede e membrana celular introduzindo o DNA no núcleo de algumas células

OGM Aplicações da modificação Alteração na maturação – permite armazenamento e transporte Tolerância condições adversas – luz intensa (superóxido dismutase produz H2O2) , frio, seca, salinidade (maior capacidade de acumular osmólitos/osmoprotectores – produção de betaína Melhoramento de qualidades nutritivas – aminoácidos, vitamina A, Fe Resistência a insectos, fungos, ...

OGM potenciais perigos corresponde à disseminação do transgene : pelo pólen (20-60 m) e à possibilidade de a toxina se encontrar no néctar ou no pólen da plantas assim ser incluída na produção de mel pelas abelhas, sendo potencialmente alérgica Os detriots pelas águas (1000-2000m) O gene Terminator, que desactivava a capacidade de uma semente germinar quando plantada no ano seguinte. genes que conferem resistência aos antibióticos usados como marcadores para seleccionar os transgénicos

OGM potenciais perigos São muitos os exemplos de potenciais riscos que poderão associar-se à produção de OGM. Contudo, esses riscos só poderão ser avaliados devidamente, quando esses organismos estiverem inseridos na dinâmica de um ecossistema... O que fazer?

Melhoramento de animais Reprodução selectiva + clonagem Criação de OGM animais está menos desenvolvida Porcos com carne magra Vacas com mais carne Variedades resistentes a doenças (gripe em porcos e bovinos) Animais como biorrecatores (proteínas, anticoagulantes, ...) Act. Pag. 73

Espécie indesejável abundante. Destrõem 35% PPM Controlo de pragas Espécie indesejável abundante. Destrõem 35% PPM Controladas naturalmente em pluricultura As plantas naturalmente produzem (fitotóxicas) Desde sempre foram usadas, extraídas das plantas ou naturais (S) Em monocultura dependem dos biocidas 1939 – DDT insecticida sintético

Controlo de pragas Biocidas Produtos químicos contra: Insectos Plantas infestantes Fungos Roedores (rodenticidas)

Biocidas caracterizam-se problemas Espectro de acção Persistência – tempo em que permanece activo no ambiente problemas Desenvolvem resistência visto que ciclo de vida de insecto é rápido Efeitos nos predadores bioacumulação

Biocidas bioacumulação

Biocidas aplicação

Pesticidas GM Utiliza DNAc e oferece resistência a insectos plantas Bt Baccilus thurigienses produz toxinas específicas para grupos de insectos e não tóxicas para vertebrados Fungos – proteina PR incluem quitinases que degradam a quitina das paredes celulares dos fungos Vírus – plantas com gene para uma proteina da capsula viral.Esta torna-se antigénio protegendo a planta Uma planta infectada com variedade pouco virulenta é resistente a infecções por estirpes mais virulentas. Herbicidas - gene de Agrobacterium, Ochrobactrum, Klebsiella, Streptomyces, etc... Em algodão, milho, colza, beterraba

Métodos alternativos Controlo Biológico - joaninha – podem tornar-se pragas, são difíceis de produzir em grande escala e são mais lentos Esterilização de insectos – machos Uso de feromonas – difícieis de identificar e produzir Uso de hormonas intervenientes no ciclo sexual – podem afectar outras espécies

A partir de www.cientic.com http://www.slideshare.net/nunocorreia/