Contribuições à teoria da genética em populações

1) O equilíbrio em populações, inicialmente compostas de vários genotipos depende essencialmente de três fatores: a modalidade de reprodução e a relativa viabilidade e fertilidade dos genotipos, e as freqüências iniciais. 2) Temos que distinguir a) reprodução por cruzamento livre quando qualquer indivíduo da população pode ser cruzado com qualquer outro; b) reprodução por autofecundação, quando cada indivíduo é reproduzido por uma autofecundação; c) finalmente a reprodução mista, isto é, os casos intermediários onde os indivíduos são em parte cruzados, em parte autofecundados. 3) Populações heterozigotas para um par de gens e sem seleção. Em populações com reprodução cruzada se estabelece na primeira geração um equilíbrio entre os três genotipos, segundo a chamada regra de Hardy- Weinberg. Inicial : AA/u + Aa/v aa/u = 1 Equilibirio (u + v/2)² + u + v/2 ( w + v/2) + (w + v/2)² = p2 + 2 p o. q o. + q²o = 1 Em populações com autofecundação o equilíbrio será atingido quando estiverem presentes apenas os dois homozigotos, e uma fórmula é dada que permite calcular quantas gerações são necessárias para atingir aproximadamente este resultado. Finalmente, em populações com reprodução mista, obtemos um equilíbrio com valores intermediários, conforme Quadro 1. Frequência Genotipo Inicial mº Geração Final AA u u + 2m-1v / 2m+1 u + 1/2v Aa v 2/ 2m+2 v - aa w w + 2m - 1/ 2m + 1 v w + 1/2 v 4) Os índices de sobrevivencia. Para poder chegar a fórmulas matemáticas simples, é necessário introduzir índices de sobrevivência para medir a viabilidade e fertilidade dos homozigotos, em relação à sobrevivência dos heterozigotos. Designamos a sobrevivência absoluta de cada um dos três genotipos com x, y e z, e teremos então: x [ A A] : y [ Aa] : z [ aa] = x/y [ A A] : [ Aa] : z/ y [aa] = R A [ AA] : 1 [Aa] : Ra [aa] É evidente que os índices R poderão ter qualquer valor desde zero, quando haverá uma eliminação completa dos homozigotos, até infinito quando os heterozigotos serão completamente eliminados. Os termos (1 -K) de Haldane e (1 -S) ou W de Wright não têm esta propriedade matemática, podendo variar apenas entre zero e um. É ainda necessário distinguir índices parciais, de acordo com a marcha da eliminação nas diferentes fases da ontogenia dos indivíduos. Teremos que distinguir em primeiro lugar entre a eliminação durante a fase vegetativa e a eliminação na fase reprodutiva. Estas duas componentes são ligadas pela relação matemática. R - RV . RR 5) Populações com reprodução cruzada e eliminação. - Considerações gerais. a) O equilibrio final, independente da freqüência inicial dos genes e dos genotipos para valores da sobrevivência diferentes de um, é atingido quando os gens e os genotipos estão presentes nas proporções seguintes: (Quadro 2). po / qo = 1- ro / 1-Ra [AA] (1 - Ro)² . Rav [ Aa] = 2(1 - Ra) ( 1 - Ra) [a a} = ( 1 - Ra)² . RaA b) Fórmulas foram dadas que permitem calcular as freqüências dos genotipos em qualquer geração das populações. Não foi tentado obter fórmulas gerais, por processos de integração, pois trata-se de um processo descontínuo, com saltos de uma e outra geração, e de duração curta. 6) Populações com reprodução cruzada e eliminação. Podemos distinguir os seguintes casos: a) Heterosis - (Quadro 3 e Fig. 1). Ra < 1; Ra < 1 Inicial : Final : p (A)/q(a) -> 1-ra/1-ra = positivo/zero = infinito Os dois gens e assim os três genotipos zigóticos permanecem na população. Quando as freqüências iniciais forem maiores do que as do equilíbrio elas serão diminuidas, e quando forem menores, serão aumentadas. b) Gens recessivos letais ou semiletais. (Quadro 1 e Fig. 2). O equilíbrio será atingido quando o gen, que causa a redução da viabilidade dos homozigotos, fôr eliminado da população. . / c) Gens parcialmente dominantes semiletais. (Quadro 5 e Fig. 3). Rª ; Oz Ra < 1 Inicial : Equilibrio biológico Equilíbrio Matemático pa(A)/q(a) -> positivo /zero -> 1- Rq/ 1-Ra = positivo/negativo d) Genes incompatíveis. Ra > 1 ; Ra > 1; Ra > Ra Equílibrio/biológico p (A)/ q(a) -> positivo/zero Equilibrio matemático -> positivo/ zero -> zero/negativo -> 1-Ra/1 - Ra = negativo/negativo Nestes dois casos devemos distinguir entre o significado matemático e biológico. A marcha da eliminação não pode chegar até o equilíbrio matemático quando um dos gens alcança antes a freqüência zero, isto é, desaparece. Nos três casos teremos sempre uma eliminação relativamente rápida de um dos gens «e com isso do homozigoto respectivo e dos heterozigotòs. e) Foram discutidos mais dois casos especiais: eliminação reprodutiva diferencial dos dois valores do sexo feminino e masculino, -e gens para competição gametofítica. (Quadros 6 e 7 e Figs. 4 a 6). 7) População com autofecundação e seleção. O equilíbrio será atingido quando os genotipos estiverem presentes nas seguintes proporções: (Quadro 8); [AA] ( 0,5 - Ra). R AV [Aa] = 4. ( 0,5 - Ra) . (0.5 -R A) [aa] ( 0,5 - R A) . Rav Também foram dadas fórmulas que permitem calcular as proporções genotípicas em cada geração e a marcha geral da eliminação dos genotipos. 8)Casos especiais. Podemos notar que o termo (0,5 -R) nas fórmulas para as populações autofecundadas ocupa mais ou menos a mesma importância do que o termo (1-R) nas fórmulas para as populações cruzadas. a) Heterosis. (Quadro 9 e Fig. 7). Quando RA e Ra têm valores entre 0 e 0,5, obtemos o seguinte resultado: No equilíbrio ambos os gens estão presentes e os três heterozigotos são mais freqüentes do que os homozigotos. b) Em todos os demais casos, quando RA e Ra forem iguais ou maiores do que 0,5, o equilíbrio é atingido quando estão representados na população apenas os homozigotos mais viáveis e férteis. (Quadro 10). 9) Foram discutidos os efeitos de alterações dos valores da sobrevivência (Fig. 9), do modo de reprodução (Fig. 10) e das freqüências iniciais dos gens (Fig. 8). 10) Algumas aplicações à genética aplicada. Depois de uma discussão mais geral, dois problemas principais foram tratados: a) A homogeneização: Ficou demonstrado que a reprodução por cruzamento livre representa um mecanismo muito ineficiente, e que se deve empregar sempre ou a autofecundação ou pelo menos uma reprodução mista com a maior freqüência possível de acasalamentos consanguíneos. Fórmulas e dados (Quadro 11 e 12), permitem a determinação do número de gerações necessárias para obter um grau razoável de homozigotia- b) Heterosis. Existem dois processos, para a obtenção de um alto grau de heterozigotia e com isso de heterosis: a) O método clássico do "inbreeding and outbreeding". b) O método novo das populações balançadas, baseado na combinação de gens que quando homozigotos dão urna menor sobrevivência do que quando heterozigotos. 11) Algumas considerações sobre a teoria de evolução: a) Heterosis. Os gens com efeito "heterótico", isto é, nos casos onde os heterozigotos s mais viáveis e férteis, do que os homozigotos, oferecem um mecanismo especial de evolução, pois nestes casos a freqüência dos gens, apesar de seu efeito negativo na fase homozigota, tem a sua freqüência aumentada até que seja atingido o valor do equilíbrio. b) Gens letais e semiletais recessivos. Foi demonstrado que estes gens devem ser eliminados automáticamente das populações. Porém, ao contrário do esperado, não s raros por exemplo em milho e em Drosophila, gens que até hoje foram classificados nesta categoria. Assim, um estudo detalhado torna-se necessário para resolver se os heterozigotos em muitos destes casos não serão de maior sobrevivência do que ambos os homozigotos, isto é, que se trata realmente de genes heteróticos. c) Gens semiletais parcialmente dominantes. Estes gens serão sempre eliminados nas populações, e de fato eles são encontrados apenas raramente. d) Gens incompatíveis. São também geralmente eliminados das populações. Apenas em casos especiais eles podem ter importância na evolução, representando um mecanismo de isolamento.

Concentrações de alguns macro e micronutrientes em essências florestais do parque da Escola Superior de Agricultura «Luiz de Queiroz»

Em cinco árvores do parque da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", pertencentes às espécies, Aspidospernia polyneuron Müell, Cariniana estrellensis Raddi, Paratecoma peroba Record, Aleurites moluccana Wield e Piptadenia rígida, foram coletadas três amostras constituídas de folhas consideradas novas, medianas e velhas, aparentemente. As 15 amostras obtidas foram lavadas para micronutrientes, secadas em estufa a aproximadamente 70ºC, moídas e analisadas sob três repetições, quanto a seus teores em N, R, K, Ca, Mg, Cu, Fe, Mn e Zn. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado, e as diferenças estatísticas significativas entre as médias dos vários tratamentos, detectadas pela análise de variância, foram comparadas através do teste Tukey. Os seguintes contrastes puderam ser observados : a) Pelo menos uma árvore dentre as cinco, diferiu das demais quanto à concentração relativa de cada um dos nutrientes considerados . b) Em todas as árvores estudadas, com exceção da pertencente à espécie Aleurites moluccana (nogueira de Iguape), os nutrientes constatados em maior concentração foram o N e o Ca, enquanto que, na nogueira detectou-se maior concentração de N e K. c) Piptadenia rígida (angico branco) e Cariniana estrellensis (jequitibá branco) mostraram concentrações particularmente elevadas de Fe. d) Genericamente, as folhas novas das essências observadas apresentaram tendência de possuírem maiores concentrações de N, R, K e Cu, enquanto as folhas velhas mostraram maiores concentrações de Ca e Mn.

Nutrição mineral de Andropogon gayanus Kunth var. bisquamulatus (Hochst) Hack: I. recrutamento de macronutrientes

Sendo o capim gambá (Andropogon gayanus Kunth, var. bisquamalatus (Hochst) Hack) uma espécie promissora para a pecuária brasileira, este trabalho foi conduzido a fim de se determinar o peso de matéria seca, concentração e acúmulo de macronutrientes a partir dos 20 dias após a germinação até o florescimento. Foi plantada uma area de meio hecta-situada em uma terra roxa estruturada, convenientemente adubada. Em intervalos de 20 dias após a germinação até aos 140 dias, plantas foram coletadas e sub-divididas em folhas e caules. O material seco a 80°C foi analizado para N, P, K, Ca, Mg, S. A produção maxima de matéria seca foi verificada aos 80 dias representada, por 13,82 g/planta, correspondendo a 50.000 kg por hectare. Aos 80 dias de idade, a gramínea extraiu as seguintes quantidades dos nutrientes: 156,85 mg de N; 16,23 mg de P; .....278,70 mg de K; 38,45 mg de Ca; 22,92 mg de Mg; 7,76 mg de S. Verificou-se que a concentração em P, K diminui nas folhas com a idade da planta; sendo que a concentração em N, Ca, Mg, S nas folhas não foi afetada. No caule houve uma diminuição em N, P, K, Ca e Mg com o aumento da idade, sendo que a concentração de S não foi afetada.

Nutrição mineral de Andropogon gayanus Kunth var. bisquamulatus (Hochst) Hack. III. nível critico de fósforo

0 capim gambá (Andropogon gayanus Kunthe var. bisquamulatus) é uma espécie promissora para a pecuária brasileira. 0 presente trabalho foi conduzido no sentido de se determinar o nível crítico de fósforo. Em casa de vegetação, procedeu-se à semeadura em vasos contendo quartzo finalmente moído como substrato. As plântulas recebiam por percolação soluções nutritivas carentes em fósforo, acrescidas dos seguintes níveis de fósforo em mg/l: 0,0001; 0,001; 0,007; 0,030; 0,120; 0,480; 1,940; 7,750 e 31,80. Com a idade de 75 dias, as plantas foram coletadas, secas e analisadas para fósforo total. O nível crítico de fósforo correspondente à produção máxima de matéria seca aos 75 dias foi de 0,022%,e o nível externo foi de 0,480 mg de fósforo por litro de solução nutritiva.

Nutrição mineral de leguminosas tropicais: III. concentração e acúmulo de macronutrientes e determinação do coeficiente de digestibilidade in vivo da Leucaena leucocephala (LAM.) de Wit cv. Peru em função da idade

As leguminosas tropicais constituem atualmente uma fonte de proteína de alta qualidade além de outras qualidades como produção de madeira no caso das arbustivas e como proteção contra erosão nas demais. Sendo a leucena (Leucaena leucooephala (Lam.) de Wit cv. Peru) uma espécie bastante promissora para a pecuária brasileira, foi conduzido um ensaio de campo com a finalidade de se conhecer o hábito alimentar dessa leguminosa. O ensaio foi instalado visando obter dados para análise de crescimento, concentração e extração dos macronutrientes (N, P, K, Ca, Mg e S, Mn e Zn) e matéria seca digestível das folhs "in vivo", em bovino, em função da idade da planta. A partir dos dados obtidos, constatou-se que: a) a produção de matéria seca total é maxima aos 360 dias de idade e o maior incremento na produção de folhas, expresso em matéria seca, se dá dos 240 aos 360 dias; b) as concentrações de nitrogênio e potássio diminuem nas folhas e caules com a idade da planta, ao passo que a de cálcio no caule não é afetada pela idade; c) aos 360 dias, época de produção máxima de matéria secam as folhas contém em 535,46 g/planta: 16,36 g nitrogênio, 0,61 g de fósforo, 10,65 g de potássio, 8,08 g de cálcio, 1,58 g de magnésio, 0,51 g de enxofre; d) aos 360 dias, os caules contém em 1783 g/planta: 15,82 g de nitrogênio, 0,65 g de fósforo, 20,37 g de potássio, 7,01 g de cálcio, 0,44g de magnésio, 1,06 g de enxofre; e) o acúmulo de macronutrientes na planta aos 360 dias obedece a seguinte ordem: N > K > a > g > S > P; f) aos 360 dias, a matéria seca digestível das folhas é 51,05%.

Nutrição mineral de leguminosas tropicais: IV - concentração e acúmulo de micronutrientes em Leucaena leucocephala (Lam.) De Wit cv. Peru em função da idade

Sendo a leucena (Leucaena leucocephala Lam.) de Wit cv. Peru) uma espécie bastante promissora para a pecuária brasileira, foi conduzido um ensaio de campo com a finalidade de se conhecer o hábito alimentar dessa leguminosa. O ensaio foi instalado visando obter dados de concentração e extração dos micronutrientes (B, Cu, Fe, Mn e Zn) em função da idade. A partir dos dados obtidos constatou-se que: a) as concentrações de boro e ferro nas folhas não são afetadas pela idade; b) a concentração de manganês diminui nas folhas e caules com a idade; c) as folhas aos 360 dias contém em 535,46 g de matéria seca por planta: 22 mg de boro; 7 mg de cobre; 204 mg de ferro; 19 mg de manganês e 11 mg de zinco; d) os caules aos 360 dias contém em 1-783,33 g de matéria seca/planta: 20 mg de boro; 13 mg de cobre; 84mg de ferro; 10 mg de manganês e 36 mg de zinco; e) o acumulo de micronutrientes pela planta aos 360 dias obedece a seguinte ordem: Fe > Zn > B > Mn > Cu

Levantamento florístico e fitossociológico dos canteiros do Parque da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz"

O parque da ESALQ, implantado no início do século pelo arquiteto paisagista Arsênio Puttemans, tem hoje grande valor científico e histórico, além de se constituir na principal área verde da cidade de Piracicaba. Visando o conhecimento detalhado da vegetação arbustivo-arbórea. Foram plaqueados, mapeados, medidos (altura e DAP) e identificados todos os indivíduos com DAP maior ou igual a 5 cm. Os dados foram analisados em computador, usando o programa FITOPAC, de autoria de Shepherd, G.J. (UNICAMP). Neste trabalho estão apresentados os resultados de três canteiros. O primeiro, ocupando uma área de 382 m², teve amostradas 24 espécies distribuídas por 13 famílias, num total de 88 indivíduos. O valor do índice de diversidade H' foi de 2,53, sendo que a espécie de maior destaque no IVC foi Aspidosperma ramiflorum Mull.Arg.. O segundo canteiro, ocupando uma área de 2694 m², teve amostradas 21 famílias representadas por 33 espécies, num total de 212 indivíduos. O valor do índice de diversidade H' foi de 2,68 e destacaram-se duas espécies na ordenação do IVC: Esenbeckia leiocarpa Engl, e Tipuana tipu (Benth.) O.Kuntze. O terceiro canteiro, ocupando 3786 m², teve amostradas 28 famílias, representadas por 66 espécies e 419 indivíduos. O índice H' obtido foi de 3,50. Neste canteiro as espécies com destaque na ordenação do IVC foram: Aspidosperma cylindrocarpum Mull.Arg. , Machaerium villosum Vog., Centrolobium tomentosum Guill. e Myrcia laurotteana Camb.

Las Sendas del cambio tecnológico en la agricultura española contemporánea

Los procesos de cambio técnico en la agricultura no se han empezado a tratar de forma directa hasta fechas recientes. Con frecuencia, además, su tratamiento ha estado condicionado por supuestos y consideraciones que no permiten explicar las causas que los impulsaron ni sus características diferenciales, ya sea por aceptar acríticamente los postulados neoclásicos de la teoría económica o por utilizar unos referentes sobre las posibilidades de innovación y el comportamiento de los agentes económicos, poco adaptados a la diversidad de realidades agrarias. En primer lugar, que la evolución del cambio técnico en la agricultura española ha estado caracterizada por la coexistencia de procesos contínuos y discontínuos de diferente entidad y, por tanto, por la coexistencia de complejas líneas de conexión entre las diversas ofertas tecnológicas que se han ido articulando a lo largo del tiempo y la eclosión de cambios técnicos radicales. En segundo lugar, pondremos de relieve la existencia de constelaciones técnicas diferenciadas para los diversos ámbitos ambientales del Estado Español, especialmente para el período anterior a 1936, y la significativa ampliación que experimentaron seguidamente las posibilidades reales de innovación desde mediados del siglo XX, con la difusión de las nuevas técnicas de la Revolución Verde. Por último y con respecto a las circunstancias que han impulsando la transformación del sector agrario español hasta el momento presente, destacaramos la política económica del Estado y la actividad de las instituciones públicas, identificables con lo que se conoce hoy en día como sistema nacional de innovación.

Informe de la estancia realizada en el departamento de agricultura de los Estados Unidos (USDA) California, USA

Investigación producida a partir de una estancia en el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (United States Department of Agricultura - USDA), California, USA, entre el 1 de Julio y el 30 de Septiembre del 2005. Las coberturas comestibles están siendo consideradas en frutas frescas cortadas, como una estrategia para reducir los efectos perjudiciales que inflige el proceso mínimo en los tejidos vegetales. El empleo de puré de frutas constituye una excelente opción para la formación de recubrimientos o películas comestibles, ya que es una matriz constituida por polisacáridos primarios (sustancias pépticas y celulósicas) con propiedades de permeabilidad a la película y plastificantes gracias a los azúcares presentes en las frutas. Estas películas son buenas barreras contra el oxígeno en sistemas alimenticios de baja humedad, mejorando la calidad de los productos y extendiendo su vida útil. Se evalúa películas a base de puré de manzana como soporte de agentes antioxidantes y de aceites esenciales como antimicrobianos. Se estudia su permeabilidad al vapor de agua y al oxígeno, además de las propiedades de tensión, color y antimicrobianas.

Balances energéticos y usos del suelo en la agricultura catalana: una comparación entre mediados del siglo XIX y finales del XX

El presente trabajo analiza y compara, desde la perspectiva analítica del metabolismo social, los usos del suelo y los balances energéticos derivados de estos usos de los sistemas agrarios de cinco municipios de la comarca catalana del Vallès, en dos momentos históricos que ilustran las características y magnitud de las transformaciones que se han producido en los sistemas agrarios catalanes durante los últimos 150 años. El primer corte corresponde a mediados del siglo XIX, representativo del funcionamiento de una agricultura orgánica avanzada; el segundo, a finales del siglo XX, representativo de un sistema agrario industrializado donde la energía fósil y otros inputs externos al sistema tienen una presencia determinante. A partir de la información contenida en los amillaramientos, los censos ganaderos y las cartillas evaluatorias disponibles para los municipios estudiados, y los datos actuales de los censos agrarios, forestales y de rendimientos y aprovechamientos de los distintos productos, se han construido los balances energéticos de los dos periodos analizados. A partir de estos balances hemos constatado como en los 150 años transcurridos se ha producido una espectacular pérdida de eficiencia energética y de sostenibilidad de los sistemas agrarios, a pesar de los grandes incrementos de la productividad por ha. de los diversos cultivos y de la producción ganadería, que se atribuye totalmente al paso de una agricultura orgánica avanzada a unos sistemas agrarios con un elevado consumo de combustibles fósiles en forma de carburantes, abonos de síntesis y fitosanitarios y, especialmente, al peso descomunal de la actividad ganadera, desarrollada completamente al margen del territorio.

Desarrollo de sistemas de producción de manzano en agricultura ecológica

La última década del pasado siglo se caracterizó por un interés y preocupación creciente de la sociedad por la sanidad y calidad agroalimentaria y, además, por los efectos medioambientales de la actividad agrícola. La metodología de la Producción Integrada, usada por los agricultores de diversos países europeos desde inicios de los 90, ha mejorado en los últimos años el uso de fertilizantes y pesticidas, ha sustituido los productos fitosanitarios de amplio espectro por otros más selectivos y ha permitido una reducción del número de insumos en el proceso productivo. Sin embargo, la carga contaminante de la agricultura sobre el medio ambiente y las aguas subterráneas se considera todavía excesiva y se cree que se puede avanzar todavía más en la limitación y/o sustitución de sustancias químicas de los actuales métodos de producción. La Agricultura Ecológica (AE) constituye en si misma una respuesta a este interés social, pero se aplica a baja escala en fruticultura debido, principalmente, al insuficiente conocimiento de las técnicas de producción en AE y a la escasez de datos experimentales que podrían facilitar la aplicación a escala comercial de los métodos alternativos a los químicos convencionales. Este proyecto se planteó para identificar los puntos críticos de la producción ecológica de manzana de mesa y para dar respuesta técnica a esos aspectos problemáticos, de forma que permitieran la producción ecológica de manzana de mesa en las condiciones del Noreste peninsular.