Riesgo por flujo de Genes desde cultivos OGM hacia parientes silvestres Una propuesta de evaluación soportada en análisis espacial, para el caso del algodón en Colombia.
Claudia Patricia Fonseca Tobián Ingeniero Geógrafo Esp. Investigación y Docencia Universitaria Msc. Ciencias de la información geográfica
Introducción salud humana Liberación de cultivos GM Ambiente
flujo de genes desde cultivos GM hacia sus parientes silvestres (polen y semillas)
2002 Colombia, normas de cultivos Protocolo de Cartagena sobre Seguridad de la Biotecnología
En 2008: 43.000 Ha en estos cultivos, algodón, maíz y clavel azul Con el algodón llega al puesto 15 principales productores de cultivos GM en el mundo.
2011 estudios de contaminación genética sobre especies silvestres, vía polen y semillas principalmente
Objetivos GENERAL Aportar desde la geografía, una herramienta que apoye en la identificación de los lugares probables de afectación de poblaciones silvestres del algodón en Colombia, derivada del flujo de genes desde cultivos GM ‐ Diferenciando niveles de riesgo
ESPECÍFICOS Estimar la distribución probable de los parientes silvestres – algodón en Colombia : Gossypium arboreum, G. barbadense, G. herbaceum y G. hirsutum. Aportar un insumo que apoye la evaluación del riesgo por flujo de genes y el monitoreo en poblaciones de parientes silvestres
Área de estudio
Ecuador
Localización: Latitud: 12° 30’ 46” N y 4° 13’ 30” Sur Longitud: 66° 50’ 54” W y 79° 01’ 23” W Superficie Continental: 1.141.748 Km2 El Algodón (sp. Gossypium) Por debajo de los 1800 msnm Temperatura entre 15 – 36 ° C Precipitación máxima de 1500 mm/año
Metodología Basada en CONABIO (Huertas, et al, 2005): Primera parte Modelación de la distribución probable de los parientes silvestres del algodón
Segunda parte Identificar variables geográficas que pueden incidir en el riesgo de flujo de genes (revisión de información y consulta de expertos) Categorizar el riesgo en función de la vulnerabilidad de la especie y de las amenazas – Matriz de evaluación del riesgo Generar un insumo cartográfico que establezca los diferentes niveles de riesgo
Metodología Basada en CONABIO (Huertas, et al, 2005): Primera parte Modelación de la distribución probable de los parientes silvestres del algodón
Segunda parte Identificar variables geográficas que pueden incidir en el riesgo de flujo de genes (revisión de información y consulta de expertos) Categorizar el riesgo en función de la vulnerabilidad de la especie y de las amenazas – Matriz de evaluación del Riesgo Generar un insumo cartográfico que establezca los diferentes niveles de riesgo
Modelación de la distribución probable de los parientes silvestres del algodón 1. Obtención de los registros de presencia de parientes silvestres
Bases de datos
SiB GBIF Corpoica
http://hermes.humboldt.org.co/visoruniversal2010/bin/Visor.html
4485 registros
CWR Depuración y georreferenciación
Campo
101 (2,3%), identificados a nivel de especie 227 (5%)
G. arboreum (4)
G. Barbadense (37)
G. Herbaceum (5)
G. Hirsutum (55)
G. Sp (126)
2. Variables ambientales (P y °T) de los datos T°C (IDEAM) FAO – Ecocrop (rangos T°C y P) Registros de presencia P (IDEAM)
Especie
Temp (°C) Especie G. arboreum
Min
Precip (mm/anual)
Máx Prom Min Máx
Prom
G. arboreum
18
38
28 500 1500 1000
G. barbadense
15
38
26,5 500 1500 1000
G. herbaceum
18
38
28 200 1500
850
G. hirsutum
15
42
28,5 450 1500
975
19,91 28,16 23,95 909 2333 1524
Óptimo Temp (°C) Precip (mm/anual)
G. barbadense 9,963 28,19 24,67 582,8 4686 2182 G. herbaceum 19,09 28,07 G. hirsutum
24,5 787,4 3422 2415
14,4 28,16 24,82 756,1 4601 1720
Absoluto Temp(°C) Precip (mm/anual) Mín Máx Prom Mín Máx Prom
Especie
Mín Máx Prom Mín. Máx
Prom
G. arboreum
26
36
31 750 1250 1000
G. barbadense
22
32
27 750 1250 1000
G. herbaceum
26
36
31 750 1250 1000
G. hirsutum
22
36
29 750 1200
975
3. Modelamiento de la distribución geográfica potencial Modelamiento con MAXENT
Iteraciones (5)
Género y Especie
Rango absoluto = MTP* Rango óptimo = 10 PTP**
* mínimum training presence ** Percentil training presence
Modelamiento con datos de FAO‐Ecocrop
19 variables WorldClim
3. Modelamiento de la distribución geográfica potencial
Modelamiento con MAXENT Modelamiento con datos de FAO‐Ecocrop
MTP**
No predichos
* Percentil training presence ** mínimum training presence
2
1
0
Intervalos
Umbrales
10 PTP*
óptimos
2
Absolutos
1
No predichos
0
3. Modelamiento de la distribución geográfica potencial G. hirsutum Maxent
Ecocrop
10 PTP
óptimos
MTP
absolutos
No predicho
No predicho
Metodología Basada en CONABIO (Huertas, et al, 2005): Primera parte Modelación de la distribución probable de los parientes silvestres del algodón
Segunda parte Identificar variables geográficas que pueden incidir en el riesgo de flujo de genes (revisión de información y consulta de expertos) Categorizar el riesgo en función de la vulnerabilidad de la especie y de las amenazas – Matriz de Evaluación del Riesgo Generar un insumo cartográfico que establezca los diferentes niveles de riesgo
Evaluación del Riesgo Construcción matriz de Evaluación
Variables Geográficas
Vías
Cultivos GM
Corrientes de agua
Desmotadoras
Riesgo = Vulnerabilidad X Amenaza Amenaza (Agente de riesgo que favorece el flujo de genes) Áreas cultivadas en Red vial Red hídrica algodón GM 1 2 3
Vulnerabilidad
Parientes silvestres del algodón
Desmotadoras / centros de acopio 4
Presencia confirmada (Registros)
A
A1
A2
A3
A4
Altamente probable (Óptimos)
B
B1
B2
B3
B4
Probable (Absolutos)
C
C1
C2
C3
C4
No probable (No predicho)
D
D1
D2
D3
D4
Resultados MODELACIÓN La comparación de los rangos ambientales entre las fuentes (variables P y °T), muestra que estos se traslapan, mostrando diferencias apreciables entre los valores máximos y mínimos, siendo los de la FAO más altos y más amplios. MAXENT muestra los lugares con mayor probabilidad de presencia del género Gossypium al norte del país, en los departamentos de Atlántico, Magdalena, norte de Córdoba, Sucre y Cesar y sur de la Guajira, centro ‐ sur de la zona andina en el Cauca, Tolima, Huila y Cundinamarca, y en el piedemonte del Meta y Caquetá. FAO restringe los lugares con probabilidad al norte y centro del país
RIESGO en la Matriz de evaluación
Resultados
Resultados
RIESGO
Los lugares identificados con mayor riesgo están en rangos óptimos y absolutos en zonas con presencia de GM (B1 y C1) El 93% de los cultivos de algodón GM (2011), están en zonas de probable presencia de poblaciones silvestres 7000 6000
# Pixeles
5000 4000 3000 2000 1000 0 A1
A2
A3
A4
B1
B2
B3
B4
C1 Riesgo
C2
C3
C4
D1
D2
D3
D4
E
Mapa de Riesgo
Protocolo propuesto para evaluación del riesgo y liberación de OGM (Modificado de Huertas, et al, 2005)
Discusión Datos La ausencia de coordenadas es una de las mayores debilidades en los datos seguido de la duplicidad Posibilidad de que el G. arboreum y G. herbaceum, no estén en Colombia. La ubicación de la mayoría de las estaciones climáticas en la zona andina, puede aumentar el grado de incertidumbre del resultado obtenido. Modelamiento La modelación a nivel de género debe ser sometida a discusión Las diferencias halladas entre los modelos obtenidos con Maxent y el soportado en los datos de FAO‐Ecocrop, caso del G. barbadense y el G. herbaceum, sugieren una profundización Riesgo El 93% de las áreas con mayor probabilidad de presencia del parientes silvestres del algodón están cultivadas con GM, indica inminente peligro o ya habrían sido contaminadas por flujo génico. Inclusión de más variables geográficas en la matriz de evaluación (viento, pendiente del terreno, exposición al sol, humedad del suelo), y bióticas (polinizadores, polen y semillas) Posibilidad de aplicación a cualquier cultivo e inclusión de más variables
“(…) Pueda que pasen años y decenios antes de que se comprendan las consecuencias de los nuevos elementos biológicos en los ecosistemas” (…) FAO (2001)
Agradecimientos A Brigitte Baptiste, Directora del Instituto de Recursos Biológicos Alexander von Humboldt, por permitirme el uso de los datos y de la información existente en el IAvH relacionada con este tema. A MariaV, a Jerónimo y a sus papás Marta Lía e Ismael, quienes me recibieron en los cultivos de Algodón en Ambalema. A Don Edgar Augusto Acosta, dueño de la desmotadora EMPRENORTE S.A. A las personas que me acompañaron a lo largo del programa en UNIGIS, muy especialmente a Laure Collet por la orientación y por todas sus observaciones. A Laura por su acompañamiento permanente, a Denisse y a ella por haber dado su voto a favor para mi ingreso al programa UNIGIS, a Isa por su ánimo, a Paula y a Uriel por los ajustes finales y la lectura paciente y crítica del documento. A mi mamá Helena por mi formación personal y académica, que me permite llegar a donde estoy hoy, a mis hermanos María Helena, Alejandro y Juan a quienes siempre tengo presentes
.....y a ti Carlos, por tu apoyo permanente, comprensión y trabajo hombro a hombro en todo momento
Gracias clfonsecat@gmail.com