exploração das potencialidades da biosfera · cultivo de pequenas áreas, em regime de ... a...

BIOSFERA

Biosfera é a parte do planetaocupada pelos seres vivos.Geralmente, a expressão refere-se aoconjunto de todos os ecossistemas daTerra.

O Homem, como ser vivo, faz parte da biosfera, e adapta o seu lar da maneira que eleprecisar, causando reacções positivas e negativas na Biosfera.

É um conceito da ecologia, relacionadocom os conceitos de litosfera, hidrosfera eatmosfera.

PROJECTO BIOSFERA 2

Será possível recriar o equilíbrio dinâmico da Biosfera?

Como não conseguimos recriar a Biosfera temos de retirar o máximo partidodela mas tendo o cuidado de a preservar.A humanidade está a crescer a um ritmo acelerado e os recursosalimentares são não são infinitos. A Ciência tem evoluído no sentido dedesenvolver e aperfeiçoar novas biotecnologias aplicáveis à exploraçãoracional das potencialidades da Biosfera

A Humanidade dependede três actividades paraa alimentação :A agricultura, a pecuáriae a pesca.Desde meados doséculo XX tem-severificado um aumentona produção dealimentos provenientesdestas três fontes.

AGRICULTURA TRADICIONAL

As práticas agrícolas tradicionais mostraram-se pouco rentáveisna produção de grandes quantidades de alimento...

Principais Características Consequências

Cultivo de pequenas áreas, em regime de

policultura, com utilização de técnicas que

preservam a rentabilidade do solo, tais como:

rotação de culturas;

pousio;

aplicação de adubos orgânicos;

associação de espécies com diferentes

necessidades em elementos minerais;

rega manual;

Trabalho manual ou com ajuda de animais;

Produção de alimentos em pequenas quantidades;

Mantêm a fertilidade do solo;

Não causa poluição do solo ou da água;

Preserva os recursos hídricos;

AGRICULTURA INTENSIVA

Por outro lado as práticas agrícolas intensivas mostraram-se maisrentáveis na produção de grandes quantidades de alimento, mas...

Principais Características Consequências

Cultivo de grandes áreas, em regime de

monocultura, com apenas uma espécie. As

tecnologias aplicadas incluem:

utilização de adubos sintéticos;

utilização de pesticidas;

rega automática;

trabalho executado por máquinas;

Produção de alimentos em grande quantidade, para

comercialização;

Obtenção de novas áreas para agricultura feita,

muitas vezes, à custa da desflorestação;

Elementos minerais do solo esgotam-se

rapidamente; levando à degradação do solo e à

desertificação;

Diminuição da biodiversidade, permitindo o

aparecimento de pragas e doenças;

Excesso de adubos e pesticidas polui o solo e a

água;

O grande volume de água gasto contribui para o

esgotamento dos recursos hídricos;

Consequências da intensaexploração agrícola

Desflorestação e degradação dos solos

Desflorestação e outras

práticas erradas no homem(excessiva urbanização euso de práticas agrícolaserradas)

desprotecção do soloEROSÃO

promove promove

O que significa um terrenoerodido?

Menorfertilidade do

solo

Diminuição daágua disponívelpara as plantas

Redução dacobertura

vegetal

(papel importante naabsorção dos gases

com efeito de estufa)

Poluição doscursos de água

(através do transportede sedimentos que

contêm fertilizantes epesticidas)

Desertificação

Agricultura Biológica

Surge nos anos 60 doséculo XX.

Utiliza práticas agrícolasque fomentam oequilíbrio do ecossistemaagrário.

Também utiliza químicossintéticos, mas só emsituações excepcionais

Agricultura BiológicaVantagens e desvantagens

Vantagens:

• produz alimentos saudáveis

• reduz o impacte sobre a biodiversidade

• quando bem utilizada, fertiliza o solo,diminuindo a desertificação

• não levanta problemas de toxicidade paraoutros organismos

• minimiza a resistência genética

Desvantagens:

• Os fertilizantes naturais quando malutilizados contribuem para a poluição dosolo e da água

• Pode levar vários anos até perceber comouma praga interactua com os vários inimigos,para escolher o melhor agente.

• pode “virar-se o feitiço contra o feiticeiro”,e a espécie introduzida para combater umapraga tornar-se ela própria uma praga.

Como produzir grande quantidade de alimento semprejudicar os ecossistemas envolventes??

Recorrendo a...

promovendo o melhoramento destes.

Para além das práticas agrícolas, surgiram outras estratégias para aumentara produção de alimentos...

O Homem tentou rentabilizar a produção dealimentos e melhorar as suas características

recorrendo a:

reprodução selectiva tradicional:

- técnicas de reprodução selectiva

- técnicas de reprodução vegetativa

reprodução selectiva moderna:

- clonagem de plantas (por micropropagação)

- engenharia genética

- regeneração de plantas a partir de protoplastos

Princípiosestabelecidos

por Mendel

As variedade de plantascom melhores

características eramseleccionadas segundo

ciclos de polinização

cruzada ( reproduçãoselectiva)

Fundamentosda BiologiaMolecular

(quejuntamente

com)

(conduziram)

- Mecanização daagricultura

- uso de fertilizantes epesticidas

Aumento dorendimento produtivo e

melhoramento dascaracterísticas

favoráveis

(conduziram)

Técnicas tradicionaisReprodução selectiva por isolamento progressivo

O milho atual deriva de umavariedade selvagem ( Teosinte) queapresentava espigas muito pequenascom poucas grãos por espiga,encontrando-se cada um delesenvolvido por uma casca dura. Alémdisso os grão caíam da espiga o quedificultava a colheita.O milho atual possui espigas degrande tamanho com muitos grãosmaiores e mais tenros e que seencontram permanentemente ligadosà espiga que se encontra envolvidapor uma bainha protetora.



Vantagens:

- obter produtos de maior qualidade e mais resistentes

- melhorar as capacidades de reprodução (obtenção de descendência maisnumerosa)

Desvantagens:

- processo lento

- apenas permite combinar características de indivíduos da mesma espécie oude espécies relacionadas.

Multiplicação vegetativa

Enxertia

Mergulhia

Estaca

Alporquia

Técnicas tradicionaisSelecção de plantas por reprodução vegetativa

Técnicas modernasMicropropagação

A multiplicação vegetativa "in vitro" ou micropropagação podeser definida como a propagação de plantas num ambiente artificial,controlado, utilizando recipientes de cultura de plástico ou vidro,através de técnicas assépticas e num meio nutritivo definido.

Desdiferenciação celular

Regressão à capacidade dedivisão com retorno à estruturacitológica de uma célulameristemática (totipotente)


Rediferenciação de determinadas células.

Iniciação de uma resposta particular de diferenciação(organogénese).

Activação selectiva e diferencial dos genes (reprogramaçãocelular).

1º - Remoção de um fragmento de tecido vegetal (explante);

2º - Colocação desse fragmente num meio nutritivo e provocação do

desenvolvimento de um plântula;

3º - Multiplicação in vitro devido à totipotência das células

Estas operações desenrolam-se em condições estéreis e são seguidas

de uma aclimatização sobre um meio tradicional.

A micropropagação é a técnica "in vitro" mais difundida. Actualmente um grande

número de espécies são multiplicadas quase exclusivamente por este

método. O exemplo mais típico é o de Saintpaulia (violeta africana).


De uma forma sumária consiste em:

A) Selecção da planta mãe epreparação do explante

B) Estabelecimento de umacultura asséptica

C) Fase de multiplicação

D) Preparação para o ambientenatural

E) Transferência para oambiente natural

A micropropagação englobavárias fases que podem serdesignadas da seguinte forma:

A

B

C

D

E


Técnicas modernasMicropropagação - morango

Vantagens:

• Maior velocidade de propagação

• As culturas são iniciadas por

explantes de reduzidas dimensões,

pelo que se consegue obter

números elevados de plantas em

espaços reduzidos

• O efeito das estações do ano pode

ser eliminado

• Salvação de espécies em vias de

extinção

• Campo de potenciais aplicações no

melhoramento

Micropropagação:Vantagens e desvantagens

Desvantagens:

• Técnica altamente

especializada

• Pode conduzir a uma

diminuição da diversidade

de espécies cultivadas

• A homogeneidade das

culturas pode torná-las mais

sensíveis a doenças

Técnicas modernasEngenharia Genética - Organismos transgénicos

As técnicas de engenharia genética constituem um instrumentofundamental para a melhoria da produtividade agrícola tendoaplicações importantes na criação de plantas e animais

Técnicas modernasEngenharia Genética - Organismos transgénicos

Técnicas modernasOGM - PLANTAS


A batéria Agrobacterium tumefaciens ataca dicotiledóneas, causando-lhes tumores, resultantes da transferência, integração e expressão dosegmento de DNA, designado por T-DNA (transferred DNA). O T.DNAfaz parte do plasmídeo Ti ( Tumor inducing)

O que se fez??

Aproveitou-se a capacidade natural dabactéria, para introduzir novos genesna célula, substituindo, claro, osoncogenes pelo genes que sepretendiam introduzir.

1. Transferência de Genes mediada pela bactéria Agrobacteriumtumefaciens

Actualmente os métodos mais utilizadospara a introdução de DNA exógeno nasplantas são:

Técnica desenvolvida para transformarcereais, como o trigo, que não sãoinfectados por Agrobacterium.

No que consiste??

Disparar sobre o tecido vegetal minúsculasesferas de metal revestidas com DNA,recorrendo a um canhão de partículas.

2. Bombardeamento de partículas (Biolística)

Actualmente os métodos mais utilizadospara a introdução de DNA exógeno nasplantas são:


Processo de modificaçãogenética de plantas

Algodão trangénico

Técnicas modernasFusão de protoplastos

Esta técnica consiste na fusão de protoplastos ( célulasvegetais cujas paredes foram removidas por ação enzimática)de espécies diferentes que, de outra forma seriamreprodutivamente incompatíveis.Os protoplastos hibridos são colocados num meio de culturaadequado, de forma a regenerarem a parede celular

Técnicas modernasCultura de protoplastos

Algumas modificações mais comuns são:Alteração na maturação de frutosTolerância a condições ambientais adversasMelhoramento de qualidades nutritivas

Técnicas modernasOGM - PLANTAS APLICAÇÕES DA MODIFICAÇÃO DE PLANTAS

Técnicas modernasOGM - ANIMAIS

No campo da criação animal, embora a manipulação de DNA seja muito utilizada parao fabrico de vacinas e hormonas de crescimento, a criação de animais transgénicos

para fins alimentares não está tão desenvolvida como nas plantas.

PROBLEMAS ÉTICOS E MORAIS ASSOCIADOS

Organismos Geneticamente modificadosArgumentos a favor

Na saúde...

• Criação de alimentos medicinais, como por exemplo tomates que previnam o cancroou bananas que incorporem a vacina do sarampo.

• Os alimentos GM têm o potencial de serem mais nutritivos.

• Em países com poucos recursos, as plantas GM para a resistência a pestes ajudam areduzir os riscos de exposição a pesticidas usados pelos agricultores desses países.

No ambiente...

• Diminui a nossa dependência da utilização de combustíveis fósseis.

• Reduz o uso de pesticidas e herbicidas – Poluição atmosférica.

• Diminui o recurso a fertilizantes do solo – Poluição dos solos e da água.

Organismos Geneticamente modificadosArgumentos a favor

Na alimentação …

• Os alimentos GM têm o potencial de serem mais nutritivos e são mais rentáveis nascolheitas (produzir mais a partir de menos)

• Nos países cujos climas ou terrenos são impróprios para a agricultura, encontram nasplantas GM uma possibilidade de produzirem as próprias plantações (resistência acondições ambientais adversas).

• Os alimentos GM podem durar mais tempo do que os alimentos tradicionais.

Na economia...

• Reduz as despesas do cultivo e da manutenção.

• Obtenção de um maior número de colheitas.

• Devido ao aumento do período de conservação dos alimentos GM, haverá uma maiorfacilidade de escoamento do produto, melhorando as perspectivas de vendas e delucro.

Organismos Geneticamente modificadosArgumentos contra

Na saúde...• O delicado sistema de genes das plantas e animais é complexo e pode facilmente

evoluir para formas não previsíveis face a manipulações.• Os organismos GM poderão contribuir para os microrganismos ficarem resistentes a

antibióticos.• Em países com poucos recursos, as plantas GM para a resistência a pestes ajudam a

reduzir os riscos de exposição a pesticidas usados pelos agricultores desses países.

No ambiente...• O imprevisível e cumulativo efeito da contaminação cruzada entre plantas normais e

plantas GM. O risco de propagação de um gene para espécies selvagens são um pontocrítico para a manutenção do ambiente (poluição genética)

• Os pesticidas “naturais” que as plantas GM produzem para combater as pragaspoderão também afectar paralelamente outros seres vivos (insectos ou organismos quehabitam o solo), provocando desequilíbrios no ecossistema.

Organismos Geneticamente modificadosArgumentos contra

Na alimentação...

• Há quem defenda que o problema da fome se deve mais a políticas e economias doque propriamente à produção agrícola, dado o excesso de alimento dos países ricos e aausência do poder de compra dos países pobres.

• Os riscos do consumo de transgénicos são ainda imprevisíveis, pelo que mais valeprevenir do que remediar.

Na economia...

• Para a produção e implementação de OGM no mercado, as empresas biotecnológicasteriam de fazer um investimento de cerca de 150 milhões de euros e, caso o mercadorejeite este tipo de produtos, o investimento não pode ser reembolsado, pelo que orisco nesta área é elevado.

Existem também questões do foro ético que são levantadas relativamente a esteassunto, constituindo também um argumento contra.

exploração das potencialidades da biosfera · cultivo de pequenas áreas, em regime de ... a...

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