Plantele sălbatice absorb metale și le acumulează în diferite părți ale acestora, ducând la riscuri pentru sănătate atât la animale, cât și la oameni (Boke și colab., 2015).

Termeni asociați:

  • Polen
  • Polenizator
  • Cultivar
  • Polenizare
  • Sorg
  • Ecosisteme
  • Animale salbatice
  • Domesticire
  • Biodiversitatea
  • Habitate

Descărcați în format PDF

Despre această pagină

Ecologia virusurilor vegetale, cu referire specială la geminivirusurile transmise cu muște albă (WTG)

ANJU CHATTERJI, CLAUDE M. FAUQUET și Ecologie virală, 2000

6. Impactul rezervoarelor gazdă asupra infecției și răspândirii virusului

Prevalența și distribuția surselor de infecție afectează, de asemenea, răspândirea virusului pe teren. Pentru ACMV în Uganda, densitățile mari de populație de muște albe adulte au fost corelate pozitiv cu incidența crescută a bolii, sugerând că diferențele în ratele de răspândire s-au datorat diferențelor în populația vectorilor (Otim-Nape și colab., 1995). În studii similare, Fauquet și colab. (1988) au găsit diferențe mari în rata de răspândire a ACMV între siturile din zona litorală de coastă a Coastei de Fildeș și le-au atribuit diferențelor în potența, prevalența și distribuția surselor de infecție din apropiere, mai degrabă decât diferențelor în populația de muște albe. S-au observat corelații între incidența mare a bolii și apariția plantelor de manioc infectate mai sus, sugerând răspândirea pe distanțe considerabile (Fauquet și colab., 1988).

Agriculturalism

Pierderea funcțiilor competitive, de protecție și de dispersie

Plantele sălbatice trebuie să concureze cu vecinii lor, să-și protejeze semințele de prădători și să-și disperseze semințele către locurile de germinare adecvate. Pentru culturile domesticite, aceste funcții sunt îndeplinite în mare măsură de către fermier. Grâul este un exemplu. Figura 3 prezintă un diaspor (unitate de dispersie a semințelor) de grâu sălbatic. În mod obișnuit, acesta închide strâns (și protejează) două boabe, care sunt alungite pentru a se încadra în glumele înconjurătoare. Zohary (1965) a descris diasporul ca fiind în formă de săgeată. Barbele recurvate de-a lungul copertelor îl protejează de păsări și, de asemenea, se asigură că se poate mișca numai în direcția indicată de săgeată. „Vârful săgeții” grele asigură că tinde să cadă lângă planta mamă și apoi se strecoară deasupra solului, datorită parțial copacilor higroscopici care se răspândesc și se apropie din nou odată cu schimbările de umiditate. Dacă întâlnește o fisură în sol sau adiacentă unei stânci, se cufundă și se plantează singură (vezi Blumler, 1991b, 1999).

subiecte

Figura 3. Un diaspor de grâu sălbatic (× 1/2).

În timpul cultivării, această structură nu mai era necesară. Selecția a favorizat mutațiile care au determinat deschiderea diasporului, astfel încât sămânța să poată deveni mai plinuță și chiar „goală” (neînglobată în corpuri) (Blumler, 1998b). Acest lucru a facilitat prelucrarea cerealelor recoltate și a crescut indicele de recoltare, deoarece fotosintatul (produsele fotosintezei) care a dus la crearea diasporului ar putea fi acum deviat pentru umplerea semințelor. Dar depindea de faptul că oamenii protejau boabele de maturare de păsări și alte granivore. Este cantitatea enormă de efort necesar pentru a proteja plantele cultivate, de competiție (prin arat și plivit) și prădare și pentru a dispersa (planta) semințele, ceea ce face ca agricultura să fie o muncă grea în raport cu vânătoarea și strângerea.

Caracterizarea nutrițională și bioactivă a alimentelor neexplorate, bogate în fitonutrienți

Zahra Memariani,. Saeedeh Momtaz, în Phytonutrients in Food, 2020

7.4 Siguranță și toxicitate

Plantele sălbatice sunt îmbogățite cu diverse substanțe nutritive și reprezintă o sursă excelentă de hrană pentru oameni. Cu toate acestea, aceste plante îmbogățite cu fitonutrienți pot avea unii compuși toxici dăunători oamenilor. Aspectul de siguranță al plantelor sălbatice și neexplorate este o preocupare publică importantă, având în vedere toxicitatea lor potențială, conținutul de anti-nutrienți, precum și acumularea de metale grele (Awan și colab., 2014).

Aceste plante comestibile pot conține constituenți anti-nutrienți. Factorii anti-nutriționali, cum ar fi acidul oxalic, acidul fitic, taninurile, cianogenii, alcaloizii, saponinele, alergenii și așa mai departe, au potențiale efecte adverse, inclusiv reducerea utilizării optime a nutrienților, în special a proteinelor, vitaminelor și mineralelor din alimente ( Gemede și Ratta, 2014).

Acidul oxalic este cunoscut pentru toxicitate scăzută, dar poate reduce biodisponibilitatea calciului alimentar prin formarea unui complex de oxalat de calciu, care este insolubil. Acest complex este componenta principală pentru formarea oxalatului de calciu în calculii renali (Nakata, 2012). Cu toate acestea, biodisponibilitatea oxalatului ingerat este considerată a fi mai mică de 15%, iar absorbția acestuia este afectată de mai mulți factori (Pinela și colab., 2017). Nu se știe dacă acidul oxalic este dăunător singur sau numai sub formă de oxalat de calciu (Kristanc și Kreft, 2016). Alimentele vegetale cu niveluri ridicate de acid oxalic nu sunt de dorit pentru persoanele cu potențial de formare a pietrelor la rinichi.

Prezența acidului fitic, ca compus care conține fosfor în alimentele vegetale, a fost asociată cu o scădere a absorbției minerale datorită formării complexelor insolubile cu ioni minerali (fier, calciu, zinc), ceea ce determină o scădere a disponibilității minerale pentru absorbția intestinală (Woldegiorgis și colab., 2015).

S-a raportat, de asemenea, că reactivitatea taninilor condensate (sau proantocianidinelor) cu moleculele nutriționale creează impacturi nutriționale semnificative. Prezența grupărilor hidroxil fenolice în taninuri duce la formarea anumitor complexe cu proteine, cu ioni metalici și polizaharide; sau inhibarea enzimelor digestive și o creștere a azotului fecal (Gemede și Ratta, 2014).

Glicozidele cianogene sunt constituenți chimici în unele alimente vegetale care eliberează cianură de hidrogen prin actul de mestecare sau digestie. Se observă că o cantitate mare de cianură are efecte otrăvitoare. Au fost raportate cantități considerabile de glicozide cianogene la plante comestibile, cum ar fi manioca (Manihot esculenta), cocoyam comestibil (Colocasia esculenta și Xanthosoma sagitifolium). De asemenea, lăstarii de bambus imaturi proaspeți au niveluri mai ridicate de glicozide cianogene (Bolarinwa și colab., 2016). Aceste plante pot provoca intoxicații cu cianură de hidrogen (HCN), ducând la toxicități acute (convulsii, paralizie și încetarea respirației, urmată de moarte) sau cronice (neuropatie toxică tropicală și gușă endemică) (Awan și colab., 2014). Unele metode de procesare, cum ar fi înmuierea și fierberea părților plantelor în apă, pot diminua efectul otrăvitor al acestor anti-nutrienți (Bolarinwa și colab., 2016).

Se știe că multe specii de plante comestibile sălbatice acumulează cantități mari de metale grele și minerale toxice, în principal cadmiu, mercur și plumb și sunt legate în principal de factori antropici din mediul în care sunt cultivate (Khan și colab., 2015). Aportul cronic de metale grele provoacă efecte dăunătoare asupra corpului uman și provoacă unele probleme de sănătate, cum ar fi afectarea neurologică, cefaleea, afecțiunile hepatice și așa mai departe (Clemens și Ma, 2016).

Unii alți constituenți, cum ar fi alergeni, inhibitori de protează și diferiți metaboliți secundari din plantele sălbatice comestibile (incluzând alcaloizi pirrolizidinici și pirolidinici, saponine, fenantrene și hidroxiantracene, monoterpene, fenilpropanoide și prenilflavonoide) au fost, de asemenea, raportate ca substanțe care pot fi preocupate de om sănătate atunci când este ingerat cronic prin alimente (Pinela și colab., 2017).

Majoritatea plantelor sălbatice comestibile care conțin compuși toxici sunt recunoscute ca fiind periculoase de către populațiile indigene datorită cunoștințelor empirice dobândite de-a lungul timpului. Mai mult, în multe cazuri, cunoștințele tradiționale s-au dezvoltat în legătură cu metodele de procesare pentru plante speciale pentru a evita consecințele negative asupra sănătății. Cu toate acestea, ar trebui luate precauții speciale pentru speciile care conțin concentrații ridicate de compuși toxici potențiali sau anti-nutrienți atunci când sunt consumate frecvent ca alimente.

Astfel, pe lângă studiile de toxicitate, anchetele ar trebui să fie concepute pentru a analiza compoziția nutrițională și anti-nutrițională a legumelor sălbatice utilizate în mod tradițional, disponibile în populațiile locale.

OZON Efecte ale ozonului de suprafață asupra vegetației

Efecte asupra biodiversității

Pentru plantele sălbatice, efectele asupra rănirii și creșterii vizibile pot să nu fie cele mai importante efecte ale ozonului. În schimb, trebuie avute în vedere impactul asupra parametrilor care sunt mai direct legați de succesul strategiilor ecologice ale diferitelor specii. Producția de semințe are o importanță ecologică majoră pentru speciile anuale, dar nu se cunoaște măsura în care producția de semințe poate fi redusă de ozon fără a afecta viabilitatea populației pe termen lung. Când speciile concurează pentru resursele subterane, cum ar fi nutrienții sau apa, răspunsurile la ozon de creștere a rădăcinilor și morfologie sunt critice. Mai mult, speciile își pot schimba tiparele de creștere în diferite moduri, sub stresul de ozon; în timp ce ozonul provoacă reduceri atât a biomasei vegetative, cât și a celei reproductive de o amploare comparabilă la unele specii, altele trec de la creșterea vegetativă la cea reproductivă sau invers. De asemenea, răspunsurile rădăcinii la ozon pot fi comparabile sau foarte diferite de răspunsurile supraterane.

Multe specii sălbatice, atunci când sunt cultivate singure, sunt la fel de sensibile la expunerile experimentale la ozon ca cele mai sensibile specii de culturi. Cu toate acestea, aceste experimente au o valoare limitată în evaluarea impactului ozonului asupra biodiversității în comunitățile de plante mixte găsite pe teren. Câteva studii care au examinat efectele ozonului asupra comunităților intacte sugerează că, în timp ce expunerea la ozon poate reduce diversitatea speciilor, speciile individuale cu sensibilitate ridicată la ozon pot beneficia de fapt în condițiile stresului de ozon dacă concurența pentru alte resurse cheie, cum ar fi lumina sau nutrienții, este redus. Deși impactul potențial al ozonului asupra biodiversității este considerabil, dată fiind sensibilitatea ridicată a multor specii, rămâne complet neclar dacă și unde expunerea pe termen lung a ozonului a dus la pierderea speciilor din anumite comunități.

Fiziologia și dezvoltarea plantelor

Conservarea biodiversității

Pierderea speciilor de plante sălbatice înseamnă pierderea diversității prețioase, ceea ce are consecințe profunde asupra rezistenței ecologice și societale la un climat în schimbare.

Depozitarea ex situ a semințelor în băncile de semințe este una dintre cele mai utilizate abordări pentru conservarea diversității plantelor. Semințele sunt, în general, de dimensiuni mici și necesită o întreținere redusă, deci reprezintă un mijloc economic de conservare a unui număr mare de specii în comparație cu conservarea ex situ a plantelor întregi. Multe grădini botanice (235 în 2012) au dezvoltat bănci de semințe pentru depozitarea semințelor speciilor sălbatice. De exemplu, Parteneriatul Millennium Seed Bank, condus de Royal Botanic Gardens, Kew, își propune să păstreze semințe de 25% din flora lumii până în 2020 și, în prezent, aproximativ 34.000 de specii sunt stocate la Millennium Seed Bank la Wakehurst Place din West Sussex, Regatul Unit.

Peste tot Pământul, încă din zorii timpului

Matti Salo,. Risto Kalliola, în Diagnosticarea recoltării speciilor sălbatice, 2013

Abstract

Recoltarea plantelor și animalelor sălbatice a avut o importanță crucială pentru supraviețuirea și bunăstarea oamenilor în cea mai mare parte a istoriei omenirii. Importanța relativă a recoltării speciilor sălbatice a scăzut încă de la inventarea agriculturii, dar totuși continuă să aibă loc în întreaga lume. Numeroase produse valoroase își au originile în natură și nenumărate persoane sunt angajate în recoltarea, utilizarea, prelucrarea, transportul și comerțul lor. În termeni monetari, în special tăierea pădurilor naturale și pescuitul de captură sunt componente importante ale economiei mondiale, în timp ce multe alte tipuri de resurse de specii sălbatice sunt importante pentru subzistență și comerțul local. Cu toate acestea, recoltarea speciilor sălbatice nu este lipsită de probleme, deoarece provoacă deseori epuizarea resurselor și consecințe ecologice nedorite. Asigurarea beneficiilor continue din recoltarea speciilor sălbatice, evitând în același timp efectele ecologice adverse, constituie, prin urmare, o provocare importantă pentru oamenii de știință și factorii de decizie politică. Deoarece teoria și cunoștințele pe această temă sunt fragmentate, este nevoie de oameni de știință și profesioniști specializați în studiul recoltării speciilor sălbatice.

ÎMBUNĂTĂȚIREA CULTURILOR Hibridizare și reproducere a plantelor

Sterilitatea masculină

Sterilitatea masculină citoplasmatică (CMS) este mult mai puțin frecventă în populațiile de plante decât soiul genetic, dar este de departe cea mai răspândită formă de sterilitate masculină pentru producerea soiurilor hibride. După cum sugerează și numele, acest tip de sterilitate masculină nu se află sub control nuclear, ci rezultă din mutații mitocondriale care sunt extrem de specifice organelor și cauzează dezvoltarea anormală a polenului, dar care lasă funcția feminină neafectată. Deoarece majoritatea angiospermelor prezintă moștenirea maternă a mitocondriilor, CMS este, de asemenea, moștenită matern. Speciile care prezintă cms conțin de obicei plante care poartă gene care pot restabili fertilitatea polenului la plantele cu citoplasmă sterilă, iar aceste două caracteristici au fost exploatate pentru producerea de soiuri hibride în culturi precum porumbul (Figura 4).

Genetica și biotehnologia reproducătoare

Sterilitatea masculină

Sterilitatea masculină citoplasmatică (CMS) este mult mai puțin frecventă în populațiile de plante decât soiul genetic, dar este de departe cea mai răspândită formă de sterilitate masculină pentru producerea soiurilor hibride. După cum sugerează și numele, acest tip de sterilitate masculină nu se află sub control nuclear, ci rezultă din mutații mitocondriale care sunt extrem de specifice organelor și cauzează dezvoltarea anormală a polenului, dar care lasă funcția feminină neafectată. Deoarece majoritatea angiospermelor prezintă moștenirea maternă a mitocondriilor, CMS este, de asemenea, moștenită matern. Speciile care prezintă CMS conțin de obicei plante care poartă gene care pot restabili fertilitatea polenului la plantele cu citoplasmă sterilă, iar aceste două caracteristici au fost exploatate pentru producerea de soiuri hibride în culturi precum porumbul (Figura 4).

Integrarea genomicii și geneticii pentru a accelera dezvoltarea culturilor tolerante la secetă și salinitate

Zvi Peleg,. Eduardo Blumwald, în Biotehnologia și agricultura plantelor, 2012

Resurse de germoplasmă pentru toleranță la secetă și salinitate

Ecologie, epidemiologie și controlul virusurilor vegetale

ii Specii sălbatice (revizuite de Cooper și Jones, 1996)

Buruienile, plantele sălbatice, gardurile vii și arborii și arbuștii ornamentali pot acționa, de asemenea, ca rezervoare de viruși. Importanța reală a acestor diferite soiuri de gazdă pentru culturile învecinate va depinde de circumstanțe, în special de prezența vectorilor activi de nevertebrate. De exemplu, prezența OkMV în trei specii de buruieni malvacee din Nigeria pare a fi o sursă importantă de virus pentru plantele de cultură (Atiri și colab., 1984). Solanum sarrachoides este o gazdă alternativă pentru PVY și o gazdă preferată pentru Myzus persicae și Macrosiphum euphorbiae, ambii vectori ai PVY (Cervantes și Alvarez, 2011); se crede că este un rezervor important pentru răspândirea PVY în culturile de cartofi din Pacificul de Nord-Vest al Statelor Unite ale Americii. În mod similar, leguminoasa perenă, Hardenbergia comptoniana, este endemică în regiunea floristică din sud-vestul Australiei și este o sursă a potyvirusului HarMV care se răspândește în cultura recent introdusă Lupinus angustifolius (Luo și colab., 2011). Pe de altă parte, deși ACLSV a fost găsit într-o proporție semnificativă de plante de păducel de gard viu în Anglia, aceste gazde par a fi de mică importanță pentru răspândirea virusului la pomi fructiferi (Sweet, 1980).

După cum sa menționat în capitolul 8, secțiunea VII, coevolutia unui virus cu gazda sa duce adesea la simptome reduse sau plante fără simptome. Astfel, deoarece este probabil ca mulți viruși care infectează specii gazdă „sălbatice” de mult timp să prezinte puține simptome, dacă există. Un posibil exemplu în acest sens este al celor opt viruși izolați din 92 de plante Plantago lanceolata care cresc sălbatice în Regatul Unit, doar doi au prezentat simptome distincte; unul a prezentat simptome ușoare și cinci fără simptome (Hammond, 1982). Cu toate acestea, nu au existat multe studii pe această temă, deoarece este greu de justificat finanțarea pentru cercetarea virusurilor la speciile sălbatice fără simptome.

Pentru ca o gazdă sălbatică să fie semnificativă în epidemiologia unui virus, trebuie să fie o gazdă pentru vector și să fie în mod rezonabil lângă cultură. Gazdele naturale ale EHBV și RHBV ocupă nișe ecologice diferite și astfel, deși EHBV poate infecta orezul, acesta nu se întâmplă adesea în condiții de câmp (Madriz și colab., 1998). Cu toate acestea, trebuie amintit că virusul poate fi transmis în două direcții și că un virus introdus într-o cultură dintr-o altă sursă s-ar putea răspândi la o gazdă sălbatică din apropiere, care ar putea fi apoi un rezervor pentru infectarea culturilor ulterioare.

Multe nematode și virusurile transmise de aceștia au game largi de gazde, inclusiv plante perene lemnoase. Astfel de viruși și vectorii lor pot supraviețui adesea la plantele lemnoase din garduri vii și păduri, în absența plantelor agricole adecvate. GFLV și vectorul său nematodic, indicele Xiphinema sunt neobișnuite prin faptul că ambele sunt în mare parte limitate la planta de struguri în câmp. Deoarece via de struguri este de lungă durată, este posibil ca gazdele alternative să nu fie necesare pentru supraviețuire. În plus, vectorul și virusul pot supraviețui timp de câțiva ani în rădăcini viabile care pot rămâne în sol după ce vârfurile de viță de vie au fost îndepărtate.