1. Diagnóstico del Uso y la Conservación
ex situ e in situ de los Recursos
Fitogenéticos en Mesoamerica
-Un Análisis Geo-espacial-
Evert Thomas

2. Objetivos
identificar patrones generales y vacíos mas
importantes en cuanto a:
1. Calidad de datos
2. Impacto de cambio climático
3. Vacíos de colecta para conservación ex situ
4. Identificación material promisorio
5. Conservación in situ

3. Datos y especies considerados
Fuentes:
• bancos de germoplasma internacionales (CIAT,
USDA, CIMMYT, CIP; SINGER); scientific
publications
• Datos de herbarios:GBIF
• Aun no se tiene datos de los bancos
nacionales/locales de Mesoamerica
Diez acervos genéticos (géneros):
26 especies cultivadas (+ 8 subtaxa adicionales)
358 especies silvestres (+ 52 subtaxa adicionales)

4. Especies cultivadas
Zea Total 26 especies + 8 subtaxa
Tripsacum
Phaseolus
Persea numero de
Manihot especies
Ipomoea subtaxa
adicionales
Cucurbita
Carica
Capsicum
Amaranthus
0 2 4 6 8

5. Parientes silvestres
Zea Total 358 especies + 52 subtaxa
Tripsacum
Phaseolus
Persea
Manihot
Ipomoea
Cucurbita
numero de
Carica
especies
Capsicum
subtaxa
Amaranthus adicionales
0 50 100 150 200

6. Potencial parientes silvestres para mejoramiento
“Durante los ultimos 20 anos ha habido un incremento estable en
el ritmo del lanzamiento de cultivares que contienen genes de
parientes silvestres” (Hajjar and Hodgkin 2007)

7. Metodologia
• Análisis espacial con base en observaciones
de especies e información genética geo-
referenciada
• Modelación de idoneidad ambiental (con
modelo Maxent) para tener mejor idea de
distribución potencial:
• Identificar las preferencias ambientales de una
planta con base en observaciones

8. Modelacion de idoneidad ambiental
5000
4500 Manihot esculenta
4000
Precipitacion (mm)
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
16 18 20 22 24 26 28
Temperatura (° C)

9. Metodologia
• Análisis espacial con base en observaciones
de especies e información genética geo-
referenciada
• Modelación de idoneidad ambiental (con
modelo Maxent) para tener mejor idea de
distribución potencial:
• Identificar las preferencias ambientales de una
planta con base en observaciones
• Buscar otros lugares con características
ambientales parecidas para estimar potencial de
ocurrencia

10. Metodologia
Variables ambientales
- 19 variables bioclimaticos
- Suelo (FAO)
- Vegetación (WWF)
Modelos climáticos
- presente: Worldclim
- Futuro: 19 modelos escenario A2, ~2050
- Pasado: máximo de ultima glaciación
(~21.000 AP)
Todos los análisis por separado para especies
cultivadas y parientes silvestres

11. Objetivos
identificar patrones generales y vacíos mas
importantes en cuanto a:
1. Calidad de datos
2. Impacto de cambio climático
3. Vacíos de colecta para conservación ex situ
4. Identificación material promisorio
5. Conservación in situ

12. 1. Calidad de datos
118.751 observaciones
64.100 sin duplicados
32.769 con coordenadas y nombre
30.402 con coordenadas en tierra Mesoamericana
11.693 observaciones especies cultivadas 18.709 observaciones parientes silvestres
6.831 muestras de herbario 17.541 muestras de herbario
4.862 accesiones (21 especies + 5 1.168 accesiones (85 especies +10
subtaxa adicionales) subtaxa adicionales)

13. 1. Calidad de datos
• resultados de encuesta:
• Muchos datos sin digitalizar
• Muchos datos sin geo-referencias
• Necesidad para mejorar documentación
(digitalización, geo-referenciacion) y
estandarización (taxonómica, estatus
biológico…) de datos de pasaporte
• Disponibilidad: Incluir datos de los bancos
mesoamericanos en los análisis…

14. Objetivos
identificar patrones generales y vacíos mas
importantes en cuanto a:
1. Calidad de datos
2. Impacto de cambio climático
3. Vacíos de colecta para conservación ex situ
4. Identificación material promisorio
5. Conservación in situ

15. -
2. Impacto climático
-Especies cultivadas-

16. 2. Impacto climático – Especies cultivadas
Cambios en aptitud
ambiental para especies
cultivadas de ahora hasta
2050
+ 9 especies
0
- 14 especies

17. 2. Impacto climático – Especies cultivadas
cucurbitas (5 spp) 57 106 ha
chile (5 spp) 23 106 ha
amaranto (2 spp) 12 106 ha
Tripsacum (2 spp) -22 106 ha
frijol (5 spp) -32 106 ha
papaya (1 sp) -33 106 ha
camote (1 sp) -33 106 ha
yuca (1 sp) -34 106 ha
aguacate (2 spp) -42 106 ha
maiz (1 sp) -44 106 ha
Mesoamerica (25 spp) -3 106 ha

18. Cambios netos en Porcentaje de
Especies millones de hectáreas superficie actual
Cucurbita maxima 57 106 ha 73
Capsicum chinense 56 106 ha 197
Cucurbita argyrosperma 41 106 ha 95
Capsicum pubescens 34 106 ha 902
Phaseolus acutifolius 28 106 ha 42
Capsicum baccatum 22 106 ha 74
Amaranthus cruentus 17 106 ha 96
Tripsacum dactyloides 1 106 ha 4
Cucurbita moschata -1 106 ha -2
Amaranthus hypochondriacus -3 106 ha -19
Persea schiedeana -4 106 ha -41
Phaseolus coccineus -4 106 ha -8
Cucurbita ficifolia -4 106 ha -19
Phaseolus dumosus -12 106 ha -62
Tripsacum andersonii -24 106 ha -80
Phaseolus lunatus -28 106 ha -38
Carica papaya -33 106 ha -57
Ipomoea batatas -33 106 ha -62
Manihot esculenta -34 106 ha -60
Cucurbita pepo -35 106 ha -64
Capsicum frutescens -38 106 ha -75
Phaseolus vulgaris -37 106 ha -37
Persea americana -40 106 ha -58
Zea mays -45 106 ha -37
Capsicum annuum -51 106 ha -55

19. Para algunas especies las condiciones de
crecimiento podrían mejorar

20. 2. Impacto climático – Especies cultivadas
Capsicum chinense
Áreas estables
Áreas nuevas
Áreas que se podrían perder

21. Para algunas especies podrían haber
grandes desplazamientos

22. 2. Impacto climático – Especies cultivadas
Cucurbita moschata
Áreas estables
Áreas nuevas
Áreas que se podrían perder

23. Para algunas especies las condiciones de
crecimiento podrían empeorar

24. 2. Impacto climatico – Especies cultivadas
Zea mays subsp. mays
Áreas estables
Áreas nuevas
Áreas que se podrían perder

25. 2. Impacto climático – Especies cultivadas
• Para mayoría de cultivos reducciones netas de áreas
aptas (esp. especies mas importantes para
alimentación humana)
• Tendencia de desplazamientos y movimiento hacia
-
arriba (altitudinal)
• Probablemente se podrá reducir las perdidas
substancialmente por un mejor uso de germoplasma
(mejoramiento, intercambio, )

26. -
2. Impacto climático
-Parientes silvestres-

27. 2. Impacto climático – Especies cultivadas
Cambios en aptitud
ambiental para especies
cultivadas de ahora hasta
2050
+ 9 especies
0
- 14 especies

28. 2. Impacto climático – Parientes silvestres
Cambios en aptitud
ambiental para parientes
silvestres de ahora hasta
2050
+ 69 especies
0
- 29 especies

29. 2. Impacto climático – Parientes silvestres
Persea (16 spp) 202 106 ha
Manihot (13 spp) 241 106 ha
Ipomoea (102 spp) 205 106 ha
Phaseolus (33 spp) 172 106 ha
Cucurbita (10 spp) 146 106 ha
Zea (5 spp) 67 106 ha
Tripsacum (9 spp) 60 106 ha
Amaranthus (12 spp) 44 106 ha
Carica (2 sp) -12 106 ha
Capsicum (3 spp) -7 106 ha
Mesoamerica (205 spp) 231 106 ha

30. 2. Impacto climático – Parientes silvestres
• Parientes silvestres de mayoría de acervos
-
podrían expandir su área de distribución, bajo
condiciones de migración optima
• El hecho que casi todos los parientes podrían
‘beneficiarse’ de cambio climático indica que
podrían tener genes que permiten eso 
potencial para especies cultivadas
• Pocas especies de parientes silvestres pueden
necesitar estrategias especificas (Carica,
Capsicum)
• Para la mayoría promover la conectividad
ecológica y el potencial migratorio, + Necesidad
para monitoreo

31. Objetivos
identificar patrones generales y vacíos mas
importantes en cuanto a:
1. Calidad de datos
2. Impacto de cambio climático
3. Vacíos de colecta para conservación ex situ
4. Identificación material promisorio
5. Conservación in situ

32. 3. Análisis de vacíos
• Resultados de encuesta muestran que la
mitad de los respondientes no tienen idea
claro sobre áreas prioritarios/vacíos de
colecta
• Potencial de usar alguna herramienta geo-
espacial para identificar y limitar vacíos
existentes

33. Vacíos Especies cultivadas

34. 3. Análisis de vacíos – Especies Cultivadas
Numeros de especies observadas
(colecta de herbario) pero aun no
conservado en banco de
germoplasma
15 especies
1 especies

35. 3. Vacíos geográficos por especie
(porcentaje de distribución observada + modelada en bancos)
Especie % Especie %
Zea mays 77 Cucurbita moschata 7
Phaseolus vulgaris 44 Cucurbita argyrosperma 7
Ipomoea batatas 36 Capsicum frutescens 4
Manihot esculenta 28 Capsicum chinense 4
Phaseolus coccineus 28 Persea schiedeana 3
Phaseolus dumosus 19 Tripsacum dactyloides 1
Phaseolus lunatus 19 Persea americana 1
Phaseolus acutifolius 13 Tripsacum andersonii 1
Cucurbita ficifolia 13 Cucurbita pepo 0
Amaranthus cruentus 12 Cucurbita maxima 0
Capsicum annuum 8 Carica papaya 0
Capsicum pubescens 8 Capsicum baccatum 0
Amaranthus hypochondriacus 8 Amaranthus caudatus 0

36. 3. Vacíos geográficos por especie
Phaseolus vulgaris
Áreas de distribución modelada
Áreas de distribución observada
Áreas representadas en Bancos de Germoplasma

37. 3. Vacíos geográficos por especie
(porcentaje de distribución observada + modelada en bancos)
Especie % Especie %
Zea mays 77 Cucurbita moschata 7
Phaseolus vulgaris 44 Cucurbita argyrosperma 7
Ipomoea batatas 36 Capsicum frutescens 4
Manihot esculenta 28 Capsicum chinense 4
Phaseolus coccineus 28 Persea schiedeana 3
Phaseolus dumosus 19 Tripsacum dactyloides 1
Phaseolus lunatus 19 Persea americana 1
Phaseolus acutifolius 13 Tripsacum andersonii 1
Cucurbita ficifolia 13 Cucurbita pepo 0
Amaranthus cruentus 12 Cucurbita maxima 0
Capsicum annuum 8 Carica papaya 0
Capsicum pubescens 8 Capsicum baccatum 0
Amaranthus hypochondriacus 8 Amaranthus caudatus 0

38. 3. Vacíos geográficos por especie
• Quedan vacíos geográficos substanciales para la
mayoría de las especies
• Es preciso priorizar áreas dentro de estos vacíos
geográficas
• Con base en datos climáticos
• Con base en datos genéticos

39. 3. Vacíos geográficos por especie
• Quedan vacíos geográficos substanciales para la
mayoría de las especies
• Es preciso priorizar áreas dentro de estos vacíos
geográficas
• Con base en datos climáticos
• Con base en datos genéticos

40. 3. . Vacíos geográficos por especie
Phaseolus vulgaris
Áreas de distribución modelada
Áreas de distribución observada
Áreas representadas en Bancos de Germoplasma

41. 3. . Vacíos geográficos por especie
Phaseolus vulgaris
Áreas de distribución modelada
Áreas de distribución observada

42. 3. Vacíos geográficos en lugares calientes
Phaseolus vulgaris
Áreas de distribución modelada
Áreas de distribución observada

43. 3. Vacíos geográficos en lugares secos
Phaseolus vulgaris
Áreas de distribución modelada
Áreas de distribución observada

44. 3. Vacíos geográficos en lugares calientes y secos
Phaseolus vulgaris
Áreas de distribución modelada
Áreas de distribución observada

45. 3. Vacíos geográficos por especie
• Quedan vacíos geográficos substanciales para la
mayoría de las especies
• Es preciso priorizar áreas dentro de estos vacíos
geográficas
• Con base en datos climáticos
• Con base en datos genéticos

46. 3. Vacíos geográficos – diversidad genética
Diversidad genética
(Riqueza alélica)
alto
Phaseolus vulgaris
bajo

47. 3. Vacíos geográficos – diversidad genética
Phaseolus vulgaris
Áreas de distribución modelada
Áreas de distribución observada

48. 3. Vacíos geográficos – diversidad genética
Diversidad genética
(Riqueza alélica)
alto
Phaseolus vulgaris
Áreas de distribución modelada bajo
Áreas de distribución observada

49. Vacíos Parientes silvestres

50. Análisis de vacíos – Parientes silvestres
Numeros de especies observadas
(colecta de herbario) pero aun no
conservado en banco de
germoplasma
73 especies
1 especies

51. Análisis de vacíos – Parientes silvestres
• Quedan vacíos geográficos significativos
• Algunas especies con pocos parientes (Carica 2),
otras muchos (Ipomoea 169); no todas
necesariamente tienen utilidad/potencial directo
para mejoramiento
• Necesidad de limitar/priorizar
– Parientes con mayor potencial para mejoramiento
de especies cultivadas
– Áreas geográficas de colecta por ejemplo con base
en características climáticas (áreas secas y
calientes)

52. Objetivos
identificar patrones generales y vacíos mas
importantes en cuanto a:
1. Calidad de datos
2. Impacto de cambio climático
3. Vacíos de colecta para conservación ex situ
4. Identificación de material promisorio
5. Conservación in situ

53. Material promisorio
-Especies cultivadas-

54. Material promisorio
adaptado a ambientes secos y calientes
5000
4500 Manihot esculenta
4000
Precipitacion (mm)
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
16 18 20 22 24 26 28
Temperatura (° C)

55. Material promisorio
adaptado a ambientes secos y calientes
5000
4500 Manihot esculenta
4000
Precipitacion (mm)
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
16 18 20 22 24 26 28
Temperatura (° C)

56. Objetivos
identificar patrones generales y vacíos mas
importantes en cuanto a:
1. Calidad de datos
2. Impacto de cambio climático
3. Vacíos de colecta para conservación ex situ
4. Identificación material promisorio
5. Conservación in situ

57. Conservación in situ
• especies cultivadas: en finca
• parientes silvestres: áreas naturales
• Importancia:
• Permite selección continua por parte de
agricultores de variedades adaptadas a
cambio climático y con características de
interés humano
• Permite adaptación continua de
parientes silvestres a condiciones
ambientales cambiantes

58. Conservación in situ
-Especies cultivadas-
Áreas prioritarias = Áreas que contienen la
mayor diversidad en especies cultivadas ahora, y
donde las condiciones van a seguir siendo aptas
en el futuro (~2050)

59. Areas prioritarias
con mayor riqueza en especies cultivadas
Áreas de mayor diversidad
de especies cultivadas

60. Priorización
basada en diversidad genética
Diversidad genética
(Riqueza alélica)
alto
Zea mays subsp. mays
bajo

61. Priorización
basada en diversidad genética
Diversidad genética
(Riqueza alélica)
Zea mays subsp. mays
alto
bajo
Áreas de mayor diversidad
de especies cultivadas

62. Priorización
basada en diversidad genética
Diversidad genética
(Riqueza alélica)
Phaseolus vulgaris
alto
bajo
Áreas de mayor diversidad
de especies cultivadas

63. Priorización
basado en diversidad genética
Diversidad genética
(Riqueza alélica)
Phaseolus vulgaris
alto
bajo
Áreas de mayor diversidad
de especies cultivadas

64. Priorización
basada en grupos étnicos/lingüísticos
• Pueblos indígenas son los creadores de las
especies cultivadas, variedades y razas
consideradas aquí
• Son los guardianes de la biodiversidad de los
ambientes que habitan, particularmente la
agrobiodiversidad
• Una estrategia mas inclusiva para conservación in
situ debe enfocarse no solamente en diversidad
en recursos fitogenéticos, pero también en
diversidad cultural (grupos étnicos)

65. Priorización
basada en grupos lingüísticos
Grupos lingüísticos

66. Priorización
basada en grupos lingüísticos
Grupos lingüísticos
Áreas de mayor diversidad
de especies cultivadas

67. Priorización
basada en grupos lingüísticos
Grupos lingüísticos
Áreas de mayor diversidad
de especies cultivadas

68. Conservación in situ
-Parientes silvestres-
Áreas prioritarias = Áreas que han contenido la
mayor diversidad en especies silvestres a lo largo
de la historia, y donde las condiciones van a
seguir siendo aptas en el futuro (~2050)

69. Conservación in situ de parientes silvestres
• Riqueza de especies: con base en
observaciones
• Diversidad genética: refugios del
Pleistoceno (último glaciar) como indicación

70. Áreas prioritarias
con mayor riqueza en parientes silvestres
Áreas de mayor diversidad
de parientes silvestres

71. Áreas prioritarias
con mayor riqueza en parientes silvestres
Áreas protegidas
Áreas de mayor diversidad
de parientes silvestres

72. Áreas prioritarias
con mayor riqueza en parientes silvestres
Superficie Superficie en
%
total areas protegidas
Amaranthus 1.81E+06 1.49E+05 8.22
Capsicum 2.04E+04 4.20E+03 20.44
Carica 0.00E+00 0.00E+00 0
Cucurbita 1.00E+04 2.00E+03 20.23
Ipomoea 8.80E+06 7.39E+05 8.4
Manihot 1.38E+06 8.30E+03 0.6
Persea 2.83E+06 6.60E+05 23.3
Phaseolus 6.53E+06 4.13E+05 6.31
Tripsacum 4.51E+06 7.92E+04 1.76
Zea 4.06E+05 1.22E+04 2.99
Mesoamerica 1.12E+07 6.82E+05 6.12

73. Conservación in situ parientes silvestres
• Areas protegidas coinciden muy poco con áreas
de mayor diversidad en especies e
intraespecífica en parientes silvestres
• Areas protegidas solo conservan 61% de todas
las especies
• Como lograr una mejor protección de parientes
silvestres?

74. Priorización
basada en grupos lingüísticos
65 % de especies
Grupos lingüísticos

75. Priorización basada en grupos
lingüísticos + áreas protegidas
todas las especies cultivadas
+ 77 % de los parientes silvestres
Grupos lingüísticos
Áreas protegidas

76. Todos los datos serán publicados en nuestra
pagina web:
http://climatechange-
bioversityinternational.org/
Projects
Strategic Action Plan Mesoamerica
Resultados PAE

80. Prioridades futuras
1. Calidad de datos
• Necesidad para mejorar documentación
(digitalización, geo-referenciación) y
estandarización (taxonómica, estatus biológico…)de
datos de pasaporte
• Capacidad humana: Crear oportunidades para
formar gente de la region

81. Prioridades futuras
2. Impacto Cambio climático
• Necesidad para sistemas coherentes mas flexibles
para facilitar mejoramiento en diferentes niveles
(de agricultor a biotecnología)
• Necesidad para sistemas coherentes mas flexibles
para facilitar intercambio dentro y entre países
• Necesidad para monitoreo in situ (cultivados y
parientes)
• Necesidad de promover conectividad ecológica y
potencial migratorio de parientes silvestres

82. Prioridades futuras
3. Vacío de colecta para conservación ex situ
• Necesidad de rellenar vacíos de colecta para las
especies cultivadas y parientes silvestres con mas
potencial, usando una estrategia de priorización
• Necesidad de mejorar la conservación de
parientes y promover su uso en mejoramiento de
cultivados

83. Prioridades futuras
4. Identificación de material promisorio
• Es prioritario de promover el intercambio y
mejoramiento, especialmente para material
promisorio seleccionado usando una estrategia
de priorización

84. Prioridades futuras
5. Conservación in situ
• Conservación in situ es un componente clave en
adaptación de los recursos fitogenéticas al cambio
climático
• Una estrategia mas inclusiva para conservación in
situ debe enfocarse no solamente en diversidad en
recursos fitogenéticos, pero también en diversidad
cultural (grupos étnicos)