Διατήρηση της γενετικής ποικιλότητας σε...

Διατήρηση της γενετικής

ποικιλότητας σε διαχειριζόμενα δάση

Α.Χ. Παπαγεωργίου(1), T. Pukkala(2),

Δ. Κασιμιάδης(1), M. Palahi(3), Κ. Ποϊραζίδης(1)

(1) ΔΠΘ, Τμήμα Δασολογίας & Διαχείρισης Περιβάλλοντος & Φυσικών Πόρων, Ορεστιάδα

(2) Joensuu University, Forestry Faculty, Joensuu, Φινλανδία

(3) Centro Tecnologico Forestal de Cataluňa, Barcelona, Ισπανία

16/2/2013

Οικολογία & Διατήρηση της

Βιοποικιλότητας 2

Κάποιες απόψεις για τη γενετική

ποικιλότητα

...πρόκειται για μια σειρά μαθηματικών μεγεθών που δεν σημαίνουν τίποτε...

Perlman & Adelson 1997

…πρέπει να παραλείπεται κατά τον υπολογισμό της βιοποικιλότητας, καθώς η μέτρηση και καταγραφή της είναι εξαιρετικά δυσχερής...

Dobson 1995

16/2/2013



Δύο βασικές διευκρινίσεις

Η γενετική ανάλυση δεν είναι στόχος, αλλά μέσο της

προστασίας της βιοποικιλότητας

Δεν προστατεύουμε τα γονίδια που βλέπουμε στο εργαστήριο

Από τις αναλύσεις περιγράφουμε τα επίπεδα γενετικής

ποικιλότητας

Αίτια που τη διαμορφώνουν (εξελικτικοί παράγοντες)

Τρόποι διατήρησης / αύξησης της ποικιλότητας

Η γενετική απογραφή δεν μπορεί να είναι

προαπαιτούμενο στάδιο κάθε μέτρου προστασίας

Πρέπει να χρησιμοποιείται σαν δείκτης για ένα σύνολο

περιπτώσεων

16/2/2013



Σημασία γενετικής ποικιλότητας

Βασική προϋπόθεση της προσαρμογής σε νέα περιβάλλοντα Διατήρηση πληθυσμών και ειδών στο διηνεκές

Σταθερότητα κοινοτήτων και οικοσυστημάτων

Σταθερότητα παροχής αγαθών και υπηρεσιών

Βιολογική βάση πληροφορίας σε επίπεδο πληθυσμών Μεταφέρεται από γενιά σε γενιά

Επηρεάζεται από το μέγεθος του πληθυσμού

Μειώνεται όταν η αναπαραγωγή δεν είναι τυχαία

16/2/2013



Το γενετικό σύστημα

Η γενετική ποικιλότητα διατηρείται όταν το γενετικό σύστημα λειτουργεί!

16/2/2013



Προστασία γενετικής ποικιλότητας

Αναφέρεται σαν σημαντικό συστατικό της βιοποικιλότητας Απουσιάζει από μέτρα προστασίας και στρατηγικές

Περιορισμένες εφαρμογές Προστασία συγκεκριμένων ειδών

Προστασία συγκεκριμένων γονιδίων (γεωργία)

Προστασία σε συγκεκριμένες περιοχές (reserves)

Συνήθως ex situ μέτρα

Προϋποθέτουν γενετικές εργαστηριακές έρευνες

16/2/2013



Στόχος

Προστασία της λειτουργίας των δυναμικών

γενετικών συστημάτων

Σε ένα σύστημα πληθυσμών (π.χ. είδος)

Μέσα σε έναν πληθυσμό

Προστασία σε διαχειριζόμενα οικοσυστήματα

π.χ. δάση, λιβάδια...

Λήψη μέτρων χωρίς να προηγηθούν γενετικές

απογραφές

16/2/2013



Διαχειριζόμενα δασικά

οικοσυστήματα

Βορειοευρωπαϊκή αντίληψη δασοπονίας – έμφαση στην παραγωγή –

δεν περιλαμβάνει μη παραγωγικά δάση

16/2/2013





Η δασική διαχείριση ως μέσο προστασίας της βιοποικιλότητας – δεν

μπορεί να εφαρμοστεί σε μεγάλη κλίμακα

16/2/2013





Η βιοποικιλότητα ως προϋπόθεση – και όχι μόνο στόχος – της

διαχείρισης δασών

16/2/2013



Πρόκληση

Η διατήρηση επαρκούς γενετικής ποικιλότητας σε δασικά (και άλλα) είδη Εξασφαλίζεται η προσαρμοστικότητα των

πληθυσμών

Δημιουργία διαχειριστικών πρακτικών που θα αποτρέπουν διαταραχές σε σημαντικές δυναμικές διαδικασίες Γενετικό σύστημα

Εντός πληθυσμών

Μεταξύ πληθυσμών

16/2/2013



Διαχειριστικοί κανόνες

Προστασία της γενετικής ποικιλότητας μέσω

σχεδιασμού και διαχείρισης

Γενικές διαχειριστικές αρχές ορθής πρακτικής

Χωρίς τη διεξαγωγή γενετικών ερευνών

Γενετικές αναλύσεις

Προσδιορισμός κανόνων σε χαρακτηριστικές

περιπτώσεις

Παρακολούθηση επιπτώσεων στην ποικιλότητα

Έλεγχος ορθής εφαρμογής και διορθώσεις

16/2/2013



Το αναπαραγωγικό σύστημα των

φυτών

Κλειδί για τη διατήρηση της γενετικής ποικιλότητας σε έναν πληθυσμό είναι το αναπαραγωγικό σύστημα Η τυχαιότητα της αναπαραγωγής

Στα φυτά η ευρεία κίνηση της γύρης εξασφαλίζει τη διατήρηση της γενετικής ποικιλότητας Περιορίζεται από

Εμπόδια στην κίνηση / εμβέλεια γύρης

Αυτογονιμοποίηση / ομομειξία

Χρονική διαφοροποίηση άνθησης

16/2/2013



Κίνηση της γύρης

Απομονωμένη συστάδα δρυός 56% της γύρης από άλλη πηγή

53% από τη γύρη εντός της συστάδας προέρχονταν από ένα μόνο γονέα

Χηνοπούλου 2005

Απομονωμένη συστάδα ίταμου 28% της γύρης από άλλη πηγή

Όλα τα φυτά γονιμοποιούνταν σχεδόν αποκλειστικά από τα διπλανά τους

Leinemann & Hattemer 2006

16/2/2013




Το μεγαλύτερο ποσοστό της γύρης δεν

φτάνει σε μεγάλη απόσταση (30 - 40m)

Το μικρό ποσοστό που απομένει ταξιδεύει

πολύ μακριά

Καμπύλη γύρης

Π.χ. Pinus silvestris

Robledo-Arnuncio et al.2004

16/2/2013



Προσομοίωση κίνησης γύρης

Μοντέλο καταγραφής γενετικής ποικιλότητας με βάση το αναπαραγωγικό σύστημα

Υπολογισμός λειτουργικού αριθμού αρσενικών γονέων

Συσχέτιση αριθμού αρσενικών γονέων με τη γενετική ποικιλότητα των γαμετών στη γύρη

Σύνδεση της γενετικής ποικιλότητας της γύρης με τους απογόνους της επόμενης γενιάς

16/2/2013



Λειτουργικός αριθμός αρσενικών

γονέων

Με βάση τις καμπύλες γύρης στη

βιβλιογραφία σχεδιάζουμε την εμβέλεια

της γύρης σε ομόκεντρους κύκλους

Ποσοστό γύρης ανάλογα με την απόσταση

Από τη θέση του κάθε φυτού στους

κύκλους υπολογίζουμε τη σύνθεση του

νέφους γύρης που φτάνει στο κάθε φυτό

16/2/2013



Κάτοψη δάσους

R15: 0,60

R30: 0,30

R45: 0,10

0% 20% 40% 60% 80% 100%

1

2

3

4

p1

p2

p3

p4

p1 p2 p3 p4

1 0,00 0,50 0,00 0,50

2 0,14 0,00 0,43 0,43

3 0,00 0,33 0,00 0,67

4 0,10 0,30 0,60 0,00

16/2/2013



Λειτουργικός αριθμός αρσενικών

γονέων

Ο αριθμός των γονέων γύρης που

συμβάλλουν σημαντικά στη διαμόρφωση

του νέφους γύρης ενός δέντρου

n

i

i

e

p

Nm

1

2

1Nm Nme

1 2 2,00

2 3 2,58

3 2 1,80

4 3 2,17

Μ.Ο. 2,5 2,14

Αρ.Μ.Ο. 2,10

16/2/2013



Δείκτης Nme

Ο δείκτης Nme (μέσος λειτουργικός αριθμός αρσενικών γονέων) είναι συνδεδεμένος με τη γενετική ποικιλότητα των απογόνων μιας συστάδας Ανάλογα με τη γενετική διαφοροποίηση ανάμεσα

στους γονείς (γενετική ποικιλότητα εντός πληθυσμού)

Δείκτης καλής κυκλοφορίας της γύρης

Η αύξησή του μπορεί να γίνει διαχειριστικός στόχος Συνδέει δασοκομικά / βιομετρικά χαρακτηριστικά με

το αναπαραγωγικό σύστημα

16/2/2013



Δασική απογραφή στο δάσος Δαδιάς

~100 επιφάνειες

Πλήρης απογραφή

ατόμων δρυός και

πεύκου

Μέτρηση ύψους,

διαμέτρου, ύψους

κώμης, ...

Δημιουργία

κατόψεων και

υπολογισμός Nme

με λογισμικό

16/2/2013



Αναπαραγωγικό σύστημα και

διαχείριση

Υπολογισμός Nme για όλες τις επιφάνειες

Σύνδεση δείκτη με παραμέτρους, όπως η πυκνότητα, μείξη, κ.α.

Αξιολόγηση κατάστασης ως προς το δείκτη και διαμόρφωση διαχειριστικών στόχων Αυξητικά μοντέλα

Επιλογή διαχειριστικών σεναρίων

Τακτικός έλεγχος και επαλήθευση με γενετικές έρευνες

16/2/2013



Βελτίωση μοντέλου κίνησης της

γύρης

Μέτρηση παραμέτρων κώμης

Ύψος, διάμετρος

Υπολογισμός κατακόρυφης δομής

Εκτίμηση εμποδίων

Άτομα άλλων ειδών, βράχια, κ.α.

Μετρήσεις φαινολογίας άνθησης σε διάφορες

χρονιές

Υπολογισμός τυχόν σταθερών αέριων ρευμάτων

16/2/2013




Επίδραση σταθερού

ανέμου στην κίνηση της

γύρης

Robledo-Arnuncio et al.2004

16/2/2013



Γενετική και διαχείριση

Η καλή λειτουργία των γενετικών

συστημάτων εξασφαλίζει επαρκή γενετική

ποικιλότητα για την προσαρμογή των

πληθυσμών

Παράμετροι των γενετικών συστημάτων

πρέπει να ενταχτούν σε στρατηγικές

προστασίας και διαχείρισης

16/2/2013



Ερευνητικό πλαίσιο

ΕΠΕΑΕΚ ΙΙ – ΠΥΘΑΓΟΡΑΣ ΙΙ – ΚΕ 1329-1

Mediterranean Forest Externalities

16/2/2013



Ευχαριστώ πολύ!

Διατήρηση της γενετικής ποικιλότητας σε...

Documents

Transcript of Διατήρηση της γενετικής ποικιλότητας σε...