História do melhoramento de plantas - History of plant breeding
O melhoramento genético começou com a agricultura sedentária , em particular com a domesticação das primeiras plantas agrícolas , prática que se estima remontar a 9.000 a 11.000 anos. Inicialmente, os primeiros agricultores humanos selecionaram plantas alimentícias com características desejáveis particulares e as usaram como fonte de sementes para as gerações subsequentes, resultando em um acúmulo de características ao longo do tempo. Com o tempo, entretanto, os experimentos começaram com hibridização deliberada, cuja ciência e compreensão foram grandemente aprimoradas pelo trabalho de Gregor Mendel . O trabalho de Mendel acabou levando à nova ciência da genética . O melhoramento genético moderno é a genética aplicada, mas sua base científica é mais ampla, abrangendo biologia molecular , citologia , sistemática , fisiologia , patologia , entomologia , química e estatística ( biometria ). Também desenvolveu tecnologia própria. Os esforços de melhoramento de plantas são divididos em vários marcos históricos diferentes.
Melhoramento de plantas precoce
Domesticação
A domesticação de plantas é um processo de seleção artificial conduzido por humanos para produzir plantas que têm características mais desejáveis do que plantas selvagens, e que as torna dependentes de ambientes artificiais geralmente aprimorados para sua existência continuada. A prática é estimada em 9.000-11.000 anos. Muitas safras no cultivo atual são o resultado da domesticação nos tempos antigos, cerca de 5.000 anos atrás no Velho Mundo e 3.000 anos atrás no Novo Mundo . No período Neolítico , a domesticação demorava no mínimo 1.000 anos e no máximo 7.000 anos. Hoje, todas as principais culturas alimentares vêm de variedades domesticadas. Quase todas as plantas domesticadas usadas hoje para alimentação e agricultura foram domesticadas nos centros de origem . Nestes centros, ainda existe uma grande diversidade de plantas selvagens estreitamente relacionadas, as chamadas culturas de parentes selvagens , que também podem ser utilizadas para melhorar os cultivares modernos através do melhoramento de plantas.
Uma planta cuja origem ou seleção se deve principalmente à atividade humana intencional é chamada de cultigen , e uma espécie de cultura cultivada que evoluiu de populações selvagens devido a pressões seletivas de fazendeiros tradicionais é chamada de landrace . As raças locais, que podem ser o resultado de forças naturais ou domesticação, são plantas ou animais que se adaptam de maneira ideal a uma determinada região ou ambiente. Um exemplo são as variedades locais de arroz , Oryza sativa subespécie indica , que foi desenvolvido no Sul da Ásia , e Oryza sativa subespécie japonica , que foi desenvolvido na China .
Para mais informações sobre os mecanismos de domesticação, consulte Hybrid (biologia) .
intercâmbio colombiano
Os humanos negociam plantas úteis de terras distantes há séculos, e caçadores de plantas foram enviados para trazer as plantas de volta para o cultivo. A agricultura humana teve dois resultados importantes: as plantas mais favorecidas pelos humanos passaram a ser cultivadas em muitos lugares e (2) jardins e fazendas forneceram algumas oportunidades de cruzamento de plantas que não teriam sido possíveis para seus ancestrais selvagens. A chegada de Colombo à América em 1492 desencadeou uma transferência sem precedentes de recursos vegetais entre a Europa e o Novo Mundo .
Melhoramento científico de plantas
Os experimentos de Gregor Mendel com hibridização de plantas levaram às suas leis de herança . Esse trabalho se tornou bem conhecido nos anos 1900 e formou a base da nova ciência da genética , que estimulou a pesquisa de muitos cientistas de plantas dedicados a melhorar a produção agrícola por meio do melhoramento genético.
No entanto, as empresas de cultivo comercial de plantas bem-sucedidas começaram a ser fundadas a partir do final do século XIX. A Gartons Agricultural Plant Breeders, na Inglaterra, foi fundada na década de 1890 por John Garton, que foi um dos primeiros a fazer a polinização cruzada de plantas agrícolas e a comercializar as variedades recém-criadas. Ele começou a fazer experiências com a polinização cruzada artificial primeiro de plantas de cereais, depois espécies de ervas e raízes e desenvolveu técnicas de longo alcance no melhoramento de plantas.
William Farrer revolucionou o cultivo de trigo na Austrália com o lançamento generalizado em 1903 da cepa de trigo resistente a fungos "Federation", que foi desenvolvida como resultado de seu trabalho de melhoramento de plantas por um período de vinte anos usando as teorias de Mendel.
De 1904 à Segunda Guerra Mundial na Itália , Nazareno Strampelli criou vários híbridos de trigo. Seu trabalho permitiu que a Itália aumentasse a produção agrícola durante a chamada " Batalha pelos grãos " (1925-1940) e algumas variedades fossem exportadas para países estrangeiros, como Argentina, México e China. O trabalho de Strampelli lançou as bases para Norman Borlaug e a Revolução Verde .
Revolução verde
Em 1908, George Harrison Shull descreveu a heterose , também conhecida como vigor híbrido. A heterose descreve a tendência da progênie de um cruzamento específico de superar os pais. A detecção da utilidade da heterose para o melhoramento de plantas levou ao desenvolvimento de linhagens endogâmicas que revelam uma vantagem de rendimento heterótico quando são cruzadas. O milho foi a primeira espécie em que a heterose foi amplamente utilizada para produzir híbridos.
Na década de 1920, métodos estatísticos foram desenvolvidos para analisar a ação do gene e distinguir a variação hereditária da variação causada pelo ambiente. Em 1933, outra importante técnica de melhoramento, a esterilidade masculina citoplasmática (CMS), desenvolvida em milho, foi descrita por Marcus Morton Rhoades . CMS é uma característica herdada da mãe que faz com que a planta produza pólen estéril . Isso permite a produção de híbridos sem a necessidade de despendoamento intensivo de mão de obra .
Essas técnicas de criação precoce resultaram em um grande aumento na produção nos Estados Unidos no início do século XX. Aumentos de safra semelhantes não foram produzidos em outros lugares até depois da Segunda Guerra Mundial , a Revolução Verde aumentou a produção agrícola no mundo em desenvolvimento na década de 1960. Esta notável melhoria foi baseada em três culturas essenciais. Primeiro veio o desenvolvimento do milho híbrido , depois do " trigo semi-anão " de alto rendimento e sensível a insumos (pelo qual o criador do CIMMYT NE Borlaug recebeu o prêmio Nobel da paz em 1970), e em terceiro veio o "arroz de baixa estatura" de alto rendimento "cultivares. Melhorias notáveis semelhantes foram alcançadas em outras culturas, como sorgo e alfafa .
Genética molecular e bio-revolução
A pesquisa intensiva em genética molecular levou ao desenvolvimento da tecnologia do DNA recombinante (popularmente chamada de engenharia genética ). O avanço nas técnicas biotecnológicas abriu muitas possibilidades para o cultivo de plantas. Assim, enquanto a genética mendeliana permitia que os melhoristas de plantas realizassem transformações genéticas em algumas safras, a genética molecular forneceu a chave tanto para a manipulação da estrutura genética interna quanto para a "criação" de novos cultivares de acordo com um plano pré-determinado.
Veja também
Referências
Leitura adicional
- Schlegel, Rolf (2007) Concise Encyclopedia of Crop Improvement: Instituições, Pessoas, Teorias, Métodos e Histórias ( ISBN 9781560221463 ), CRC Press, Boca Raton, FL, EUA, pp 423