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Dic
23

Colecta optimizada de los recursos fitogenéticos II

Siguiendo con la metodología de colectas optimizadas, la información de partida será:

1. Datos de presencia (sitios de colecta) de la especie objetivo provenientes de la colección objetivo (si es una colección ya existente, lo explico más adelante)

2. Datos de presencia de la especie objetivo provenientes de fuentes de información externa a la colección objetivo (FE). Estas fuentes pueden ser herbarios o bases de datos botánicas/bibliográficas o también otros bancos de germoplasma. Datos de otros bancos de germoplasma deben tomarse con mucho cuidado, ya que nos podrían llevar a colectar donde otros curadores ya han colectado y ahora mismo están conservando ese material, lo cual se puede considerar un duplicado inter-institucional.

3. Información en forma de capas de sistemas de información geográfica (SIG) de diferente tipo como: bioclimática (temperaturas, precipitación), geofísica (relieve, pendiente, orientación, etc.) y edáfica (tipo de suelo, pH, contenido de carbono orgánico, etc.), antrópica (divisiones politico-administrativas, vías de comunicación,  áreas protegidas, uso de suelo, etc.).

Ahora vamos a enumerar las herramientas que necesitaremos en orden de aparición dentro de la metodología:

1. Análisis de faltantes (gap analysis),

2. Mapas de caracterización ecogeográfica del territorio (ELC maps) y

3. Modelos de distribución de especies (MDS) sólo aplicables cuando se trata de colectas multiespecie.

Representación de un SIG

Y como base de todas estas herramientas, los SIG, otra herramienta más de tipo informático, que permite aprovechar al máximo las propiedades espaciales de datos geo-referenciados (como lo son los sitios de colecta o la información ecogeográfica) para realizar múltiples análisis (incluidos los tres mencionados anteriormente). También se necesitará algún programa estadístico, algún programa de modelación y una hoja de cálculo. Para todas estas herramientas informáticas existen variantes gratuitas y de pago.

Con todas las herramientas previamente descritas estaremos en capacidad de:

1. Determinar los faltantes espaciales

2. Determinar faltantes ecogeográficos dentro de faltantes espaciales

3. Determinar sitios donde ocurren faltantes ecogeográficos y existe alta probabilidad de colecta múltiple de especies (cuando aplique).

Seguir estos pasos (especialmente el 1 y 2) nos permitirá detectar sitios donde colectar que cumplen tres condiciones de interés:

1. Son poblaciones que no están representadas en la colección objetivo pero que otras fuentes reportan su existencia. Estas «otras fuentes» son en nuestro análisis las «fuentes externas» o FE. De no existir errores taxonómicos o de geo-referenciación en los datos de FE, y si el entorno de la población no ha sido alterado, la probabilidad de encontrar el germoplasma es muy alta. Aquí se utilizarían los análisis de faltantes y se determinarían faltantes espaciales.

2. De colectarse allí, las nuevas accesiones no serán redundantes ecogeográficos y por tanto, en base a la relación genética funcional-ecogeografía, estaríamos aportando novedades genéticas a la colección sesgando la colecta hacia escenarios adaptativos poco representados. Estos escenarios poco representados podrían constituir ambientes límite para la especie (donde se suele hallar genes valiosísimos para el mejoramiento) si la representación de la distribución de la especie (datos de presencia conseguidos) que utilizamos para clasificar los escenarios (poco, medio o muy frecuentes) es aceptable. Aquí se utilizarían los faltantes espaciales detectados en el punto anterior como materia prima,

3. Si se plantea colectar varias especies a la vez, se podrían seleccionar aquellos sitios donde además de mejorar la representatividad ecogeográfica para una especie, exista la posibilidad de encontrar poblaciones para otras especies (obviamente poblaciones no representadas en la colección objetivo, en otras palabras, serían como mínimo faltantes espaciales). Sólo para esto se utilizan los modelos de distribución de especies en colectas optimizadas. Además se modela con datos de presencia de FE, siendo así más factible que alta probabilidad de ocurrencia del modelo coincida con faltante espacial.

Los modelos de distribución de especies son una herramienta muy útil en muchas áreas de la ecología. Sin embargo, cuando hablamos de colectar sin redundar, deben tomarse con bastante precaución. Cuando se parte de cero y voy a construir una colección nueva pueden ser útiles dado que cierta redundancia ecogeográfica (que producen los modelos, lo explico tres líneas abajo) es incluso hasta necesaria. Sin embargo sería un error grave usar modelos de distribución para determinar faltantes ecogeográficos en colecciones existentes por dos motivos. El primero es que los modelos tienden lógicamente a darme alta probabilidad donde el ambiente es más óptimo para la especie, y de ambientes óptimos (escenarios adaptativos de alta frecuencia) están llenos las colecciones de germoplasma. En otras palabras, se asegura éxito cuantitativo a costa de una menor calidad de lo colectado (aumento de la redundancia en la colección objetivo).  El segundo aspecto es que los modelos suelen dar lecciones dolorosas en el campo, por muy de moda que esté el algoritmo y por muy buenos que sean sus resultados en validaciones estadísticas o validaciones de experto desde un escritorio.  Los modelos se deberían validar definitivamente en campo, en nuestro caso colectando,  y no es práctico realizar una validación de modelo y al mismo tiempo hacer eficiente la labor de colecta: mucho tiempo colectando e incertidumbre de encontrar lo que se busca riñe con colectas eficientes. Por esto, una colecta optimizada se basará siempre que pueda en observaciones previas de las poblaciones antes que en probabilidades estadísticas.

Voy a entrar en los detalles de cada paso en entradas posteriores. Sin embargo, antes de continuar la descripción metodológica, es importante profundizar mínimamente en algo que ya he venido comentando: las colectas optimizadas funcionan de manera diferente dependiendo de si la colección objetivo es nueva o ya existe . Si se trata de una colección nueva (que es equivalente al caso de una colección existente que no tenga ningún representante para la especie(s) objetivo), partimos de una situación donde se debe representar todos los escenarios adaptativos, incluso los altamente frecuentes. Esta característica confiere cierto margen a la hora de colectar «redundancias». Como ya se ha comentado, la redundancia hasta cierto punto es necesaria para lograr la representatividad genética. Caso bien distinto es cuando nuestro objetivo es una colección ya existente. En este caso, la colecta optimizada funciona casi «quirúrgicamente», seleccionando sitios muy particulares donde colectar implique redundar mínimamente y ganar mucho en representatividad.

Colectando - la validación definitiva

Hasta ahora he probado las colectas optimizadas en especies silvestres, en formas silvestres de especies cultivadas y en el caso «especial» de frutales, tanto en colecciones nuevas como existentes, con buenos resultados. Es necesario avanzar hacia la aplicación de colectas optimizadas en formas cultivadas, en especial variedades locales, de especies cultivadas, donde la influencia del hombre en la distribución es mayor. Trabajar con factores antrópicos es todo un reto en el cual pretendo trabajar en un futuro muy cercano.

Seguiré en la siguiente entrada con los detalles de la detección de los faltantes espaciales.

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