1

EVALUAREA ŞI CONSERVAREA

RESURSELOR GENETICE VEGETALE

SUPORT CURS MASTERAT CBME – anul I

Titular: Conf. dr. Liviu FĂRTĂIŞ

2

I. BIODIVERSITATEA ŞI FACTORII CARE CONTRIBUIE LA

DIVERSIFICAREA GENETICĂ A PLANTELOR

1.1 Biodiversitatea, diversitatea genetică şi adaptabilitatea Variaţiile ereditare au o importanţă decisivă pentru procesul de evoluţie a organismelor vii. Cu cât numărul acestora într-o populaţie naturală este mai mare, cu atât lupta acelei populaţii împotriva factorilor nocivi (biotici şi abiotici) este mai eficientă, creându-se, în acelaşi timp, posibilităţi de ocupare a noi nişe ecologice. Cel mai mare număr de genotipuri se întâlneşte în cadrul populaţiilor de specii vegetale sălbatice şi primitive, care în perioade îndelungate de timp au fost sub influenţa multiplilor factori ai selecţiei naturale. Evoluţia societăţii umane, previziunile pesimiste legate de modificarea climei şi atingerea unui grad ridicat de poluare în unele zone ale Terrei, au impus adoptarea la nivel mondial a unor măsuri concrete şi riguroase privind investigarea variabilităţii genetice a diferitelor specii vegetale (inclusiv cele forestiere) şi prezervarea acestei biodiversităţi. 1.1.1 Noţiunea de biodiversitate şi diversitatea biologică forestieră Biodiversitatea este legată strict de lumea vie şi cuprinde cele mai diverse forme sub care se prezintă plantele, animalele şi microorganismele. Aceste componente esenţiale care intră în alcătuirea biosferei, în toată diversitatea lor, sunt incluse in multiple nivele de organizare, de la cele mai simple (molecular) până la cele mai complexe (ecosisteme). În toată această „ecuaţie” extrem de complexă privind relaţiile dintre diversitatea biologică şi procesele fundamentale ecofiziologice, specia constituie, fără îndoială, elementul „cheie”, caracterizat printr-un fond genetic propriu, cu sistem şi structură specifică. Acestea îi conferă speciei o serie de trăsături şi caracteristici distincte care includ diversitatea genetică intraspecifică, diversitate ce poate fi studiată şi ulterior conservată cu ajutorul unor metode perfecţionate şi moderne precum electroforeza, cromatografia sau, mai recent introduse, marquerii genetici şi moleculari (secvenţe ADN). Biodiversitatea reprezintă „...varietatea tuturor formelor de viaţă, rolul ecologic pe care îl îndeplinesc şi diversitatea genetică pe care o conţin. Diversitatea biologică există la nivelul genelor (molecular), nivelul individual, nivelul populaţiilor, la nivelul speciilor şi al ecosistemului...”. (FAO, citat de Enescu 1997). În cadrul Convenţiei asupra biodiversităţii (Rio de Janeiro, 1992), diversitatea biologică s-a definit ca fiind „...variabilitatea organismelor vii din toate nivelele, în care se includ, printre altele, ecosisteme şi complexe ecologice terestre, marine şi altele acvatice care constituie parte; acestea includ diversitatea din interiorul speciilor, dintre specii şi ecosisteme”. Relaţiile dintre diversitatea biologică la diferite nivele (molecular, individual, specie, ecosistem) şi procese complexe ecologice şi de evoluţie (de ex. circuitul apei, a substanţelor nutritive, fotosinteza etc.) constituie elemente fundamentale ale stabilităţii, echilibrului şi dinamicii biosferei. Aceste relaţii între diversitatea speciilor şi procesele eco-fiziologice nu se suprapun unor reguli generale fixe, ci sunt relaţii specifice şi crează condiţii de modificare constantă a unui ecosistem în sensul evoluţiei. Cu cât

3

biodiversitatea este mai mare, cu atât relaţiile între diferite nivele ale diversităţii biologice şi procesele eco-foziologice sunt mai complexe. Pe de altă parte, date fiind rolul în cadrul biosferei şi importanţa biodiversităţii pentru mediul înconjurător (şi mai ales pentru om), este absolut necesară efectuarea unei evaluări complete şi, în consecinţă, se impune realizarea unor măsuri concrete de conservare a diversităţii existente. Pădurile sunt, în mod cert, cei mai importanţi depozitari ai diversităţii biologice terestre. Majoritatea speciilor de arbori se caracterizează prin aceea că deţin un înalt grad de variabilitate, fenomen datorat unui foarte mare grad de heterozigoţie existent în cadrul arboretelor naturale. Acest înalt grad de variabilitate genetică este absolut necesar supravieţuirii, adaptării şi înmulţirii unor forme de viaţă lipsite de mobilitate, nevoite să trăiască în cele mai diverse nişe ecologice şi aflate mereu sub presiunea multor factori biotici şi abiotici potrivnici. Conservarea biodiversităţii forestiere constituie o problematică majoră şi prioritară la nivel naţional şi internaţional. Pădurile tropicale, temperate şi boreale oferă diverse seturi de habitate pentru multe specii de plante, animale şi microorganisme şi asigură totodată o sferă foarte largă de bunuri şi servicii. Arborii şi arbuştii joacă un rol vital în viaţa cotidiană a comunităţilor locale, în numeroase şi diverse domenii (prelucrare de cherestea, lemn de foc, hrană, uleiuri şi răşini esenţiale, cauciuc, produse farmaceutice etc.). Diversitatea biologică forestieră este extrem de necesară, permiţând speciilor să se adapteze continuu la schimbările permanente ale condiţiilor mediului înconjurător, să le menţină un ridicat potenţial de ameliorare şi să sprijine funcţiile ecosistemului. 1.1.2 Variabilitatea genetică şi adaptarea Diversitatea biologică, pe ansamblu, este constituită din trei niveluri fundamentale, şi anume:

- variabilitatea genetică

- diversitatea speciilor

- diversitatea ecosistemelor

Variabilitatea (diversitatea) genetică ocupă primul şi cel mai important nivel în cadrul general al biodiversităţii, deoarece celelalte două, în determinarea lor structurală, în dinamica lor sau în relaţiile dintre ele, au la bază un control genetic clar şi riguros (Reid şi Miller, 1989, citaţi de Enescu şi Ioniţă, 2000).

Adaptarea constituie însuşirea fundamentală a organismelor vii de a suferi modificări ale structurii genetice, morfologice şi a funcţiilor fiziologice, modificări ce permit organismelor să supravieţuiască şi să se reproducă normal chiar în cele mai deosebite condiţii de viaţă.

Procesul complex de adaptare se poate realiza fie prin formarea mai multor fenotipuri adaptive, pornind de la un singur genotip, fie prin formarea unui fenotip adaptiv, pornind de la mai multe genotipuri şi legat de condiţii ecologice diferite. Analizată din punct de vedere genetic, problema adaptării apare mult mai complexă şi nu se poate atribui unei singure gene (sau unui număr limitat de gene) responsabilitatea unor caractere adaptive. Astăzi se poate afirma cu certitudine că, de exemplu, adaptarea unor specii la diferite grade de fertilitate ale solului sau toleranţă la ioni toxici implică un număr mare de gene. De aceea, grupuri întregi de gene, afectând grupuri de caractere şi fenotipul la diverse niveluri şi în diferite moduri, contribuie la procesul de adaptare.

4

Pe de altă parte, se cunoaşte faptul că selecţia naturală şi driftul genetic acţionează în sensul eliminării a numeroase fenotipuri şi, din acest motiv, se consideră că nu orice grad de variabilitate genetică sporeşte adaptabilitatea. Cei doi factori menţionaţi mai sus, cu precădere selecţia naturală, reduc un număr considerabil de genotipuri dintr-o populaţie şi, în consecinţă populaţia în cauză tinde să devină tot mai uniformă. În natură există totuşi mecanisme care limitează acest nedorit fenomen, în sensul că selecţia naturală acţionează asupra fenotipurilor, fiind afectate acele genotipuri care se reflectă prin fenotipuri; restul genotipurilor nu sunt eliminate de acţiunea selecţiei naturale şi rămân în structura populaţiei, conferind acesteia un grad destul de mare de variabilitate genetică.

Vorbind de plante în general, variabilitatea genetică este cu mult mai mare la speciile sălbatice şi primitive decât variabilitatea genetică a plantelor cultivate, fenomen datorat bogăţiei bazei genetice a celor din prima categorie. De aceea, plantele din flora spontană au şi o capacitate de adaptare mult mai dezvoltată la condiţiile schimbătoare ale mediului de viaţă, comparativ cu speciile cultivate care au o bază genetică mult mai îngustă din cauza selecţiei puternice practicată în procesul de ameliorare. În cadrul populaţiilor naturale, variabilitatea genetică este de ordin cantitativ şi este determinată de un număr mare de gene. În consecinţă, aceste forme de plante posedă o structură genetică cu totul aparte, însă recombinările şi segregarea determină doar o mică deviere faţă de media populaţiei – aşa numita norma adaptivă.

În ceea ce priveşte arborii, aceştia constituie un obiect de studiu extrem de dificil de abordat, fiind plante perene, policarpice, de dimensiuni mari sau foarte mari, cu maturitate târzie şi cicluri foarte lungi de viaţă. Toate aceste trăsături specifice au la bază un echipament genetic extrem de complex şi deosebesc net speciile forestiere de celelalte plante superioare. După cum am mai menţionat, arborii au cele mai mari rezerve de variabilitate genetică din lumea plantelor superioare, fapt datorat existenţei unui mare grad de heterozigoţie în structura genetică a populaţiilor naturale. În cadrul populaţiilor mari şi foarte mari de arbori, panmixia este aproape totală, evoluţia speciilor forestiere desfăşurându-se în nişe ecologice dintre cele mai diverse.

Pe de altă parte, existenţa unor frecvente sisteme poligenice şi polialelice, dar mai ales a numeroaselor interacţiuni genice alelice şi nealelice, conferă arborilor o poziţie cu totul deosebită în ceea ce priveşte structura lor genetică. Teoria controlului monogenic sau oligogenic asupra caracterelor cantitative (producţia de biomasă sau capacitatea de înflorire şi fructificare) se verifică numai în cazul speciilor cultivate. Gradul înalt de heterozigoţie la populaţiile naturale de arbori se datorează şi interacţiunilor complexe dintre diferite gene alele şi nealele, acestea nepermiţând modificări bruşte ale structurii genetice proprii. Se poate vorbi, în acest caz, despre o homeostazie genetică deosebit de ridicată ce conferă o mare stabilitate şi capacitate de adaptare populaţiei naturale de arbori.

1.2 Factori implicaţi în diversificarea plantelor Marea diversitate a plantelor şi a vieţuitoarelor în general este efectul izolat sau

cumulat, concomitent sau succesiv al mai multor factori. Prin acţiunea lor coordonată asupra organismelor, aceşti factori au determinat o evoluţie şi o diversificare a

5

vieţuitoarelor, de la agregatele precelulare cele mai simple şi primitive şi până la organismele pluricelulare complexe şi integrate din prezent.

1.2.1 Recombinarea genetică Procesul unirii a două forme parentale cu constituţii genetice diferite în procesul

de fecundare, proces care se produce după legi probabilistice, conduce la producerea de descendenţi în care structurile genetice ale părţilor implicate (genitorii) sunt asociate într-o nouă combinaţie.

La populaţiile naturale de arbori, populaţii la care panmixia atinge cotele cele mai înalte, prin mecanismul procesului sexuat are loc un intens fenomen de recombinare genetică în care sunt implicate genele proprii, nemodificate şi gene noi apărute prin mutaţie sau prin imigraţia din alte populaţii.

Deosebirile genotipice între indivizii unei populaţii se realizează, în proporţia cea mai mare, prin recombinare genetică, fenomen prin care informaţia ereditară are capacitatea de „a circula” în cadrul acelei populaţii. La organismele eucariote, fenomenul de recombinare genetică se realizează în cadrul procesului sexuat pe trei căi: prin recombinare intercromozomială (disjuncţia independentă a perechilor de cromozomi), prin recombinare intracromozomială (procesul de crossing-over) şi prin recombinare genetică nereciprocă (conversie genetică).

1.2.1.1 Recombinarea intercromozomială Disjuncţia independentă a perechilor de cromozomi are loc în metafaza şi anafaza

primei diviziuni meiotice, când cromozomii omologi se asociază formând aşa numiţii bivalenţi, iar apoi se separă, fiecare pereche independent de celelalte. Cu cât numărul de perechi de cromozomi omologi este mai mare, cu atât rezultă mai multe combinaţii la formarea gameţilor. Separarea omologilor în anafaza meiozei I are loc pe bază de probabilitate („dansul cromozomilor”).

Prin aceste mecanisme caracteristice înmulţirii sexuate, organismele dobândesc o mare variabilitate genotipică la nivelul descendenţilor, prin procesul de recombinare, pe bază de probabilitate a cromozomilor, în timpul primei faze a diviziunii reducţionale. Se poate afirma că, în urma înmulţirii sexuate, rezultă o variabilitate genotipică extraordinară si, drept rezultat, fiecare individ va rămâne un exemplar unic.

Condiţiile mediului înconjurător sunt în permanentă schimbare şi au, în permanenţă, tendinţa de a modifica echilibrul (homeostazia genetică) în care se găsesc populaţiile în cadrul unui ecosistem. De aceea, faptul că aceste mecanisme asigură un înalt grad de variaţie genotipică este de o importanţă impresionantă pentru sporirea capacităţii de adaptare a diverselor forme de plante , supravieţuirea lor şi de menţinere a unui echilibru dinamic constant în cadrul populaţiei şi ecosistemului.

1.2.1.2 Recombinarea intracromozomială Schimbul reciproc de segmente între cromozomii pereche contribuie, de asemenea

şi într-o destul de mare măsură, la sporirea gradului de variabilitate genetică a indivizilor la nivelul unei populaţii. Acest tip de recombinare genetică se produce prin schimbul de gene alele între cromozomii pereche, existenţa fenomenului de crossing-over fiind descoperită de către Th. Morgan şi colaboratorii săi.

Se cunoaşte faptul că în profaza I a diviziunii reducţionale, cromozomii au particularităţi morfologice distincte şi parcurg etape în care suferă modificări foarte importante. La începutul profazei I (leptonem şi zigonem), cromozomii se spiralizează,

6

iar cei omologi încep să se ataşeze unul de celălalt prin fenomenul de conjugare (sinapsă). Ulterior, bivalenţii se contractă, se clivează longitudinal, formând aşa numitele tetrade cromatidice, iar în locurile de contact se formează chiasmele la nivelul cărora are loc schimbul reciproc de fragmente cromozomiale. Evident, mecanismele citogenetice şi moleculare ale acestui fenomen de importanţă covârşitoare au fost elucidate în mare măsură, însă considerăm că nu este locul ca, în contextul prezentei lucrări, să detaliem aceste aspecte.

Procesele genetice fundamentale, cu toate caracteristicile lor, contribuie în cea mai mare proporţie la manifestarea unui potenţial ridicat de variabililitate la arbori. Dintre aceste procese, recombinările ocupă locul cel mai important în ceea ce priveşte formarea de noi genotipuri în cadrul populaţiilor de arbori, cu o diversitate şi o viteză mult mai pronunţate decât în cazul mutaţiilor. În acest sens, la unele specii cu areale foarte largi, cu mii de exemplare într-o populaţie, cu panmixie la cote dintre cele mai ridicate, se poate produce un număr nelimitat de noi şi noi combinaţii, cu tot atâtea noi genotipuri.

1.2.2 Efectele neaditive ale interacţiunii alelelor situate pe loci diferiţi Marea majoritate a caracterelor unui organism sunt supuse controlului genetic şi influenţei factorilor de mediu şi, în unele cazuri, multe dintre aceste caractere sunt suficient de variabile într-o populaţie pentru ca ameliorarea genetică să fie eficientă. Factorii genetici care controlează manifestarea fenotipică a unuia sau a altuia dintre caractere (cantitative sau calitative) sunt de o foarte mare complexitate, astfel că mai multe gene plasate pe loci diferiţi pot interveni în expresia unui caracter (polialelie)

sau o anumită genă poate determina modificarea mai multor caractere (pleiotropie). Pornind de la aceste consideraţii, se poate afirma că prin cunoaşterea şi definirea controlului genetic al caracterelor, a variabilităţii şi a legăturilor care există între caractere, se pot desluşi destul de clar factorii genetici implicaţi şi gradul lor de eritabilitate. La speciile forestiere, trăsăturile calitative sunt controlate de un număr restrâns de gene sau chiar de o singură genă (gene majore sau oligogene) cu eritabilitate mare şi efect aditiv restrâns. Aceste gene sunt transmise prin toate sistemele de reproducere dar mai ales prin încrucişări pe bază de hazard. Manifestarea acestor caractere este foarte puţin (sau chiar deloc) influenţată de condiţiile mediului înconjurător

Caracterele cantitative la arbori sunt legate de activitatea mai multor gene plasate pe locuşi diferiţi (gene minore sau poligene). Aceste gene interacţionează sau au efect combinat şi îşi păstrează efectul specific numai în combinaţia iniţială. Prin multiplicare clonală sau prin anumite încrucişări dirijate, s-a reuşit, în unele cazuri, păstrarea unor astfel de combinaţii (blocuri) de gene care, foarte probabil, se transmit înlănţuit prin fenomenul de linkage. Interacţiunea dintre alelele situate în loci diferiţi, atât de frecventă şi complexă la multe specii de arbori, condiţionează în mod cert şi preponderent manifestarea acestor caractere cantitative foarte importante din punct de vedere economic (volumul arborelui, producţia de biomasă, capacitate de înflorire şi fructificare etc.). De asemenea, condiţiile mediului înconjurător au o puternică influenţă asupra întregului complex angrenat în exprimarea fenotipică a acestor trăsături. Efectele aditive (proprii) ale genelor deţin o pondere apreciabilă în manifestarea unor trăsături importante care au un impact deosebit asupra interesului economic urmărit

7

(creşterea în înălţime, densitatea lemnului sau forma trunchiului). Fenomenul de supradominanţă la nivelul genelor alele poate determina variaţii ereditare, în sensul că organismele heterozigote uneori nu prezintă un fenotip intermediar sau egal cu cel al genitorilor, ci îl depăşesc din punct de vedere fenotipic. În acest caz sunt implicate mai multe gene cu efect aditiv care interacţionează între ele şi acest fenomen prezintă o mare importanţă în apariţia heterozisului. Din aceste interacţiuni ale genelor implicate rezultă efectele neaditive şi se produc fenotipuri variate care au la bază o segregare diferită de tipul clasic descris de Gr. Mendel. La arbori, fenomenul complex al interacţiunii genelor situate pe loci diferiţi a atins o adevărată culme, astfel că toate caracterele cantitative depind de numărul mare de loci implicaţi şi de efectele interacţiunii genelor ocupante.

În concluzie, efectul general al genelor asupra manifestării unui anumit caracter cantitativ se poate sintetiza în relaţia:

G = A + D + I

în care A reprezintă suma efectelor aditive, D reprezintă suma efectelor de

dominanţă, iar I reprezintă suma efectelor de interacţiune dintre genele nealele, situate în loci diferiţi.

Prin utilizarea unor parametri specifici geneticii cantitative se poate deduce estimativ ponderea fiecărei componente a ecuaţiei de mai sus, cu menţiunea că D şi I sunt estimate împreună, ca efect global al influenţei neaditive a genelor implicate.

1.2.3 Mutaţia – sursă de variabilitate genetică O altă sursă importantă de producere a variabilităţii individuale o constituie

mutaţia. Conceptul de mutaţie a fost introdus de către Hugo de Vries, la începutul secolului XX.

Mutaţiile reprezintă „…fenomenul prin care se produc modificări ereditare în structura materialului genetic, modificări ce nu sunt provocate de recombinarea genetică sau de segregare” (Raicu, 1980).

Aceste modificări pot afecta materialul genetic la diferite nivele. Pe această bază, mutaţiile sunt: genice, cromozomiale şi genomice. În funcţie de linia celulară pe care o afectează (germinală sau somatică), mutaţiile, indiferent de nivelul structural genetic afectat, se transmit sau nu în descendenţă. În mod obligatoriu, mutaţiile care afectează linia germinală se transmit în descendenţă. În consecinţă, mesajul genetic este şi el modificat, ceea ce determină apariţia unuia sau mai multor noi trăsături (caractere).

Conform principiului dogmei centrale a geneticii, informaţia ereditară circulă în sens unic, pe traseul:

SURSA (ADN) → CANAL (ARN) → DESTINAŢIE (PROTEINE)

↑ FACTORI PERTURBATORI

Orice factor perturbator (mutagen) poate acţiona la nivelul fiecăreia dintre cele 3 componente ale relaţiei de mai sus. Modificările care se produc la nivelul ARN (canal) şi proteină (destinaţie) nu se transmit în descendenţă, ci dispar odată cu individul care le

8

„suportă”. Acest tip de modificări ale materialului genetic îl reprezintă modificaţiile. Mutaţiile propriu-zise rezultă atunci când factorii perturbatori acţionează numai asupra ADN-ului (sursa) şi ele se menţin în cadrul unei populaţii, prin transmiterea lor la descendenţi. 1.2.3.1 Mutaţiile genomice – mecanisme şi importanţa lor genetică După cum se cunoaşte, mutaţiile genomice constau într-o modificare (multiplicare) a numărului seturilor de bază (x) de cromozomi. Poliploidia reprezintă un fenomen cu o destul de mare incidenţă în natură (peste 45% dintre angiosperme faţă de numai 4,5% la gimnosperme). Sporirea dimensiunilor celulelor la plantele poliploide nu este neapărat în relaţie directă cu fenomenul de accentuare a creşterii numărului de cromozomi. În acest caz, contează foarte mult şi ritmul diviziunilor celulare şi, în acest sens, se disting 3 situaţii: - ritmul diviziunii celulare rămâne neschimbat, iar proporţional cu sporirea numărului de cromozomi, se înregistrează creşterea volumului celulelor şi mărirea corespunzătoare a creşterilor şi dimensiunilor; - ritmul diviziunilor celulare scade uşor şi poliploizii sunt comparabili cu diploizii în ceea ce priveşte intensitatea creşterilor şi volumul de biomasă; - ritmul diviziunii celulare este mult diminuat şi poliploizii rămân pitici (cazul gimnospermelor poliploide). La angiosperme, formele poliploide cresc mult mai viguros şi dau producţii mai mari de lemn (ex. genurile Populus, Alnus). La formele poliploide mai sunt prezente şi unele particularităţi citologice. De exemplu, la unii autopoliploizi (multiplicarea setului de bază al unei specii diploide) se observă diviziuni meiotice anormale care, în final, conduc la apariţia de celule sexuale nereduse (2x), iar după fecundarea acestora, la organisme tetraploide (4x). Acest fenomen conduce la o scădere drastică a fertilităţii şi apariţia de aneuploizi dominanţi. Totuşi, în natură, prin sistemul înmulţirii vegetative şi prin acţiunea selecţiei naturale, s-au eliminat treptat formele cu meioze anormale care au o fertilitate scăzută şi sunt mai puţin viguroase.

La unele familii de arbori (betulacee) sau pomi (rozacee), prin poliploidie, speciile s-au diversificat foarte mult, acest fenomen având multiple implicaţii pozitive asupra procesului de evoluţie a formelor respective. Dimpotrivă, la specii aparţinând cvercineelor sau fagaceelor, poliploidia a avut un rol scăzut în evoluţia lor. La alte genuri (mai ales specii de Populus), poliploidia deţine un rol foarte important în programe eficiente de ameliorare a producţiei de biomasă.

În multe cazuri, poliploizii se dovedesc a fi mai bine adaptaţi la condiţii aspre de mediu, numărul lor crescând în raport cu latitudinea şi altitudinea sau în condiţii de depreciere severă a unor habitate (soluri sărăturoase sau zone deşertificate). Aneuploizii sunt organisme ale căror celule somatice nu au un multiplu exact al setului de cromozomial de bază (x), ci unul sau mai mulţi cromozomi în minus sau în plus. În funcţie de numărul de cromozomi suplimentari sau în minus, ca şi de starea de omologie şi nonomologie dintre ei, sunt mai multe tipuri de aneuploidie: nulisomie (2x-2), monosomie (2x-1), trisomie (2x+1) şi tetrasomie (2x+2).

Referitor la modalitatea apariţiei acestor tipuri de organisme aneuploide, mecanismele citologice sunt în mare măsură elucidate. Unele tipuri de poliploizi, în timpul meiozei, prezintă asociaţii cromozomiale multiple (grade diferite de valenţe), ceea

9

ce, în final, conduce la apariţia unei distribuţii inegale a cromatidelor (cromozomilor) în gameţi. Acest fenomen poate avea cauze naturale, însă poate fi indus şi artificial ca o cale de obţinere a aneuploizilor.

De asemenea, aneuploizii pot apărea şi ca urmare a fenomenului de nondisjuncţie

cromozomială în timpul meiozei, rezultând gameţi şi celule diploide cu număr modificat de cromozomi.

Organismele aneuploide nu prezintă importanţa economică a poliploizilor, dar se pot dovedi extrem de utile în studii de analiză privind localizarea genelor şi cromozomilor, de stabilire a grupurilor de linkage, de identificare a cromozomilor implicaţi în restructurări cromozomiale ca deleţii, duplicaţii, inversii ş.a.

Pe de altă parte, aneuploidia prezintă o deosebită importanţă în ceea ce priveşte evoluţia cariotipică la plante şi animale.Existenţa a numeroase genuri care au un număr de bază (x) diferit, demonstrează clar faptul că şi fenomenul de aneuploidie a contribuit la diversificarea organismelor vii, respectiv la diversificarea speciilor.

1.2.4 Migraţia După cum se cunoaşte, marea majoritate a populaţiilor (inclusiv populaţiile

naturale de arbori), prin reproducerea sexuală ( o caracteristică de bază a populaţiilor panmictice), se realizează schimbul de informaţie genetică şi circulaţia acesteia în cadrul populaţiei. Acest fenomen se manifestă deosebit de pregnant la populaţiile alogame, populaţii alcătuite din indivizi heterozigoţi, diferiţi genotipic din cauza fenomenului de panmixie. În cadrul acestor populaţii are loc încrucişarea dintre indivizi heterozigoţi pentru un număr mare de gene. Descendenţii care rezultă sunt, la rândul lor, heterozigoţi pentru un număr şi mai mare de gene. Practic, fiecare individ dintr-o populaţie panmictică are o altă constituţie genetică, manifestându-se din plin polimorfismul genetic. La aceste tipuri de populaţii, legea Hardy-Weinberg (menţinerea constantă a frecvenţei genelor şi genotipurilor de-a lungul mai multor generaţii succesive) se verifică într-o foarte mare proporţie. În natură, existenţa şi acţiunea factorilor perturbatori externi şi interni tind şi adesea reuşesc să modifice această stare de echilibru. Cu timpul, se obţine un nou echilibru genetic, iar procesul se repetă ciclic, ceea ce determină evoluţia populaţiei respective.

Migraţia reprezintă unul dintre factorii importanţi perturbatori ai frecvenţei genice şi genotipice dintr-o populaţie, în urma schimbului de indivizi cu o altă populaţie, prin mişcarea genelor (grăunciori de polen) sau a genotipurilor (seminţe). Consecinţa importantă a migraţiei constă într-o îmbogăţire a structurii ereditare a populaţiei imigrante cu noi surse de gene şi o întârziere a procesului de evoluţie a populaţiilor datorată modificărilor genetice ce au loc în populaţia gazdă, prin intermediul genelor străine (Mayr, 1970). Populaţiile mai mici sau chiar grupuri izolate din cauza unor bariere de ordin geografic nu pot fi sisteme complet închise. Între acestea va exista întotdeauna un cât de mic transfer de gene, cu atât mai mult cu cât respectivele grupuri de indivizi sunt mai apropiate spaţial sau au un grad mai accentuat de înrudire genetică. Între populaţiile relativ mici şi izolate, migraţia (fluxul de gene), chiar în condiţiile producerii într-o mică proporţie sau foarte rar, are o puternică influenţă asupra frecvenţei genelor, tinzându-se, în final, spre o reducere a diferenţelor genetice între

10

respectivele populaţii. Populaţiile apropiate ca dimensiuni şi între care are loc procesul de migrare tind să obţină, în final, un acelaşi tip de echilibru genetic. În acest caz, schimbul de gene în ambele sensuri reprezintă o condiţie obligatorie. Migraţia genelor este de o mult mare anvergură decât cea a genotipurilor deoarece, după cum se cunoaşte, polenul străbate uşor distanţe mult mai mari decât seminţele. În această situaţie, foarte importante sunt tipul de plantă (din punct de vedre al împrăştierii polenului) şi vectorul de transport (Enescu, 1997). 1.2.5 Selecţia naturală

Deşi selecţia naturală, prin acţiunea specifică de înlăturare a indivizilor slab adaptaţi, este în opoziţie cu ceilalţi factori care contribuie la diversificarea organismelor (recombinarea genetică, mutaţia, migraţia), această opoziţie este numai în aparenţă şi se poate menţiona în categoria factorilor ce contribuie la diversificarea lumii vii. Indivizii cu capacitatea cea mai ridicată de reproducere sunt cei mai favorizaţi de selecţia naturală, astfel că acest proces este considerat ca proces de reproducere diferenţiată. După cum s-a mai menţionat, selecţia naturală acţionează numai la nivelul fenotipurilor. Genotipurile sunt afectate direct de selecţia naturală în măsura în care ele se exteriorizează fenotipic. După Budgaard şi Christiansen (citaţi de Enescu 2000), selecţia acţionează în diferite faze ale ciclurilor de viaţă ale organismelor: faza gametică, juvenilă şi adultă. Conform teoriei celor doi autori menţionaţi, cele 4 componente de bază ale selecţiei – zigotică, sexuală, gametică şi fecunditivă – alcătuiesc suma totală a selecţiei într-o anumită populaţie, fiecare cu exemplificarea corespunzătoare. Acţiunea selecţiei asupra diferitelor populaţii de organisme, sub forma de selecţie stabilizatoare, direcţională sau disruptivă, reflectă modul în care se acţionează asupra fenotipurilor din acea populaţie, precum şi modificarea ce se produce în cadrul structurii sale genetice.

1.3 Reducerea variabilităţii genetice şi stabilitatea

Şansele de adaptare şi evoluţie cele mai mari le au speciile cu costul cel mai mic

în ceea ce priveşte selecţia naturală. În acest context şi în condiţiile unui mediu relativ stabil în care selecţia are un foarte important rol stabilizator, un grad prea accentuat de variabilitate genetică nu numai că este de nedorit dar este chiar dăunător pentru o anumită specie. Nu în mod întâmplător, organismele eucariote pluricelulare şi-au „perfecţionat” mecanismele de reglare (ajustare) a gradului de variabilitate genetică prin modificarea frecvenţei recombinărilor intracromozomiale (crossing-over), a mutaţiilor sau a „potrivirii” cromozomilor în meioză.

O altă modalitate de reducere a gradului de variabilitate genetică o reprezintă ameliorarea genetică a unor specii vegetale, inclusiv a unor specii de arbori de pădure. În această situaţie, se pune destul de acut problema interrelaţiei dintre diversitatea genetică şi stabilitate. Reducerea variaţiei genetice se traduce în final printr-o uniformizare genetică, proces ce se bazează şi pe fenomenul eroziunii genetice.

În procesul de ameliorare genetică a arborilor, reducerea variabilităţii genetice are o semnificaţie mult mai profundă comparativ cu speciile cultivate (agricole) şi acest fapt se datorează ciclurilor extrem de lungi de viaţă ale arborilor, marcate cu faze de

11

juvenilitate întinse pe mai mulţi ani. De aceea, programele de ameliorare a majorităţii speciilor forestiere sunt extrem de complexe şi se întind pe perioade îndelungate de timp.

Pe de altă parte însă, ţinând cont de anumite aspecte (verigi) ale unui program de ameliorare genetică a unor specii forestiere, se pot scoate în evidenţă doar unele dintre acestea, în funcţie de scopul urmărit şi de ceea ce poate fi mai relevant. Prin verificări experimentale şi obţinerea unor date certe, s-a ajuns la concluzia că plantajele generaţia 1 şi generaţia 2, care provin din arbori plus selecţionaţi, prezintă o variabilitate genetică aproape tot atât de mare comparativ cu sursa de origine, acest fenomen manifestându-se mai puternic la conifere. Domesticirea gimnospermelor nu a redus variabilitatea genetică, media heterozigoţiei marcând o reducere aproape nesemnificativă. Acest fapt se explică prin aceea că în ecosistemele forestiere sunt diferite staţiuni iar factorii implicaţi suferă importante modificări iar speciile de conifere au o mare variabilitate genetică naturală (molid, duglas, tuia).

În condiţii de stabilitate relativă a mediului, stabilitatea interesează mai mult sub aspectul producţiei de biomasă, producţii cantitativ-calitative superioare fiind mai puţin influenţate de către factorii de mediu. O formă (varietate) este stabilă atunci când poate să-şi „modeleze” starea fenotipică şi să dea producţii mari indiferent de variaţia factorilor staţionali respectivi. După Libby (citat de Enescu 1997), cea mai bună metodă de a păstra un grad ridicat de heterozigoţie a unei populaţii de producţie (pădure cultivată) este aceea de a se utiliza material de reproducere multiplicat pe cale vegetativă (silvicultură clonală), material provenit de la descendenţi obţinuţi pe cale sexuată.

1.4 Biodiversitatea în populaţiile de arbori. Variabilitatea inter şi intrapopulaţională la unele specii lemnoase

În natură, populaţiile de arbori au o permanentă tendinţă de a se

adapta, de a se menţine şi de a evolua în timp şi spaţiu, de unde şi manifestarea evidentă a variabilităţii oraganismelor. În mod cert, biodiversitatea este prezentă practic la toate nivelele de organizare a lumii vii (de la nivel subindividual şi până la nivel de ecosistem). În cadrul populaţiilor biologice, inclusiv cele forestiere, procese genetice fundamentale caracteristice mecanismelor eredităţii constituie sursa de bază primordială a diversităţii biologice. Pe de altă parte, acţiunea permanentă a factorilor externi tinde şi adesea reuşeşte să modifice structura chimică intimă în numeroase zone informaţionale localizate la nivelul macromoleculei de ADN (suportul genetic de bază al eredităţii localizat în nucleu) şi, de aici, tendinţa continuă de variabilitate. Întorcându-ne la sursa de bază reprezentată de mecanismele fundamentale ale eredităţii, putem afirma că recombinările inter şi intracromozomiale constituie mecanismele ce stau la baza manifestării celor mai largi limite ale diversităţii genetice la arbori. Aceste mecanisme conduc la formarea în scurt timp a unui număr enorm de forme diversificate, comparativ cu mutageneza. La unele specii lemnoase, ale căror populaţii naturale ocupă areale foarte mari şi în care panmixia atinge cotele cele mai ridicate, rezultă un număr practic infinit de combinaţii şi, în consecinţă, tot atâtea noi genotipuri. În aceste caz, reproducerea sexuată joacă un rol hotărâtor, mai ales în cazul speciilor alogame. Chiar şi la unele specii autogame, prin mecanisme specifice precum protogamia, heterostilia sau autoincompatibilitate genetică polialelică, alogamia este prezentă dar în proporţie mult limitată.

12

La formele cu înmulţire vegetativă prin care fiecare exemplar se reproduce prin el însuşi (fără participarea altui organism), unica sursa de variabilitate o constituie mutaţia. În ceea ce priveşte variaţia intra şi interpopulaţională la unele dintre cele mai importante specii forestiere, prin utilizarea marcherilor enzimatici, s-au putut stabili câteva repere în ceea ce priveşte gradul, respectiv limitele variabilităţii genetice (Muler şi Stork, citaţi de Stănescu şi Şofletea, 1998). La brad, variabilitatea intrapopulaţională se încadrează în limite destul de largi şi prin prezenţa unui grad relativ ridicat de heterozigoţie în cadrul structurii genotipice a indivizilor populaţiilor. Totuşi, comparativ cu alte specii de răşinoase şi foioase, bradul prezintă fenomenul de polimorfism genetic destul de rar. Molidul, mai ales la noi în ţară, cu precădere în nordul Carpaţilor Orientali, ocupă cele mai vaste întinderi (areale), formând masive compacte, continue şi de aceea între populaţii nu există o diversitate genetică foarte pronunţată. În cadrul acestor păduri masive există o largă panmixie care generează un foarte amplu şi intens schimb de gene interpopulaţional. În ceea ce priveşte variabilitatea intrapopulaţională (individuală), tot datorită amplei panmixii, această se situează la cote relativ scăzute. Totuşi, prin arealul său extrem de vast pe care îl ocupă, molidul prezintă, pe ansamblu, o diversitate destul de ridicată. Chiar în cazul unor doborâturi de vânt devastatoare, pe termen lung există o influenţă benefică, în acest caz fiind favorizată o regenerare naturală favorabilă perpetuării şi conservării biodiversităţii acestei importante specii forestiere. În ceea ce priveşte zâmbrul, această interesantă specie de răşinoase, prin arealul său mult limitat în comparaţie cu molidul şi extrem de fragmentat, prezintă o diversitate interpopulaţională foarte pronunţată. În interiorul populaţiei însă, datorită asocierilor limitate ce se constituie, variabilitatea intrapopulaţională este mai scăzută decât în cazul molidului. La pinul silvestru, fenomenul cel mai interesant şi important îl constituie faptul că numărul de alele per locus atinge în destul de multe cazuri cote relativ mari şi, datorită unui areal întins şi foarte heterogen ecologic, această specie prezintă o varietate intrapopulaţională mult mai mare decât la molid sau zâmbru. În ceea ce priveşte variabilitatea interpopulaţională, aparent se situează la nivele relativ scăzute, deşi, datorită fenomului de izolare reproductivă sau unor mari diferenţieri ecologice, la nivelul centrelor naturale carpatice ar trebui să existe limite mult mai largi în această privinţă. La fag, variabilitatea intrapopulaţională se situează la cote mai înalte, ştiut fiind faptul că prin determinări biochimice s-a stabilit că gradul de heterozigoţie la această specie este aproape dublu comparativ cu molidul. Populaţiile naturale de fag, ca şi în cazul molidului, ocupă areale foarte întinse şi, de aceea, aceste populaţii au multiple valenţe în domeniul resurselor genetice forestiere. Gradul de variabilitate interpopulaţională se situează la nivel relativ scăzut, ca urmare a unei anumite omogenizări structurale chiar şi între diferite provenienţe învecinate. La cvercinee (gorun, stejar), datorită răspândirii anevoioase a ghindei, se remarcă o variabilitate interpopulaţională mult scăzută comparativ cu alte specii forestiere.

13

1.5 Importanţa studiului diversităţii biologice în perspectiva identificării,

conservării şi utilizării durabile a resurselor genetice forestiere

Fondul de gene (gene pool) reprezintă…”totalitatea genelor care există la un moment dat într-o populaţie şi care se găsesc într-un echilibru dinamic” (Dobjansky, 1951). În mod cert, în natură nu există populaţii aflate într-un echilibru perfect, aceasta datorându-se intervenţiei permanente a unei multitudini de factori (biotici şi abiotici) care tind să modifice continuu frecvenţa unor gene şi chiar pierderea lor. Acest fapt influenţează valoarea selectivă a celorlalte gene şi capacitatea adaptativă a întregii populaţii.

Genotipul reprezintă individul ca o unitate în care genele manifestă interacţiuni alelice şi nealelice, alelism multiplu, polialelie sau pleiotropie. Pe de altă parte, selecţia naturală, acţionând asupra fenotipurilor, tinde spre o stabilizare (homeostazie genetică), fenomen cunoscut şi sub denumirea de coadaptare a genelor. Prin urmare, genele nu acţionează izolat, iar fenotipurile sunt determinate în populaţie de constelaţia de gene existentă. Homeostazia genetică nu este altceva decât o problemă de coadaptare a genelor.

Variabilitatea genetică este însă opusul homeostaziei genetice. Având ca sursă primară mutaţiile ce se acumulează de-a lungul generaţiilor şi ca sursă secundară recombinarea genetică (redistribuirea alelelor mutante într-un număr enorm de combinaţii), variabilitatea genetică prezintă un număr foarte mare de programe genetice, diferite unul de celălalt. La organismele cu reproducere asexuată, sursa unica de variabilitate genetică o reprezintă mutaţia.

Fenomenul sexualităţii şi variabilitatea genetică au o importanţă cu totul excepţională, ele reprezentând o garanţie a adaptării organismelor la condiţiile mereu schimbătoare ale mediului înconjurător.

De aceea, studiul variabilităţii genetice are o importanţă covârşitoare în situaţia când se pune problema inventarierii şi mai ales a identificării unor categorii de arborete extrem de valoroase, respectiv clase sau categorii de resurse genetice forestiere de mare valoare (cu o mare capacitate de recombinare).

Pădurile reprezintă surse regenerabile extrem de valoroase, atât ca furnizori de materii prime (lemn dar şi produse nelemnoase) cât şi pentru o serie de servicii (protecţie a mediului ambiant, conservare a biodiversităţii, odihnă şi recreere).

Din păcate, în zilele noastre, tot mai întinse suprafeţe împădurite sunt supuse unor uriaşe presiuni şi ameninţări (defrişări, poluări, calamităţi naturale, atacuri masive de boli şi dăunători). De aceea, se impune cu tot mai intensă acuitate problema luării de măsuri cât mai grabnice şi hotărâte privind protejarea şi conservarea fondului forestier existent, de plantare a noi păduri cu soiuri de arbori mai productive şi mai rezistente, precum şi exploatarea ecologică şi judicioasă a pădurilor.

O problemă de foarte mare importanţă pentru noul mileniu, în care abia am intrat, o constituie aceea privind stabilirea şi punerea în aplicare a unei strategii optime comune dintre economie şi ecologie, în beneficiul societăţii umane. Degradarea accentuată a mediului înconjurător la nivel planetar a constituit un subiect foarte important de dezbatere în numeroase întruniri la nivel internaţional. Lumea modernă, caracterizată ca o societate de consum şi risipă, este totuşi sensibilizată de semnalele tot mai insistente venite mai ales din partea oamenilor de

14

ştiinţă, de educare a societăţii în sensul protejării mediului ambiental, a tot ceea ce natura a creat în decursul evoluţiei sale multimilenare. Fără îndoială, componenta cea mai importantă a naturii o reprezintă vegetaţia, de această componentă depinzând viaţa tuturor celorlalte vieţuitoare de pe pământ, inclusiv viaţa omului. Formele sălbatice şi primitive de plante, sub acţiunea permanentă a factorilor de mediu în foarte îndelungatul proces al evoluţiei, conţin în structura lor ereditară însuşiri de adaptare de mare importanţă pentru supravieţuire. Toată această biodiversitate vegetală conţine surse de gene extrem de valoroase, nu numai pentru supravieţuirea plantelor respective dar şi pentru însăşi existenţa omului. Pădurile au fost amenajate şi exploatate de secole pentru producerea de lemn dar şi pentru diverse alte scopuri. Pădurile furnizează lemn pentru foc, pentru construcţii şi devin, pe suprafeţe din ce în ce mai mari, locul de petrecere a timpului liber a unui număr tot mai mare de oameni. Ecosistemele forestiere trebuie să răspundă deci, la cerinţe din cele mai complexe, ele însele constituind ecosisteme foarte complexe care găzduiesc o floră şi o faună specifică.. Aceste ecosisteme deţin rolul absolut majoritar în ceea ce priveşte purificarea şi păstrarea calităţii aerului, apelor şi solului. Impreviziunile climatice care apar din ce în ce mai frecvent, coroborate cu efectele, uneori catastrofale, ale poluărilor de tot felul, impun elaborarea grabnică a unor strategii globale de menţinere a diversităţii genetice a diferitelor specii de plante (cea care a mai rămas!), cu precădere a ecosistemelor forestiere, dată fiind complexitatea şi importanţa lor multiplă. Pe baza acestor câteva considerente, se poate lesne deduce faptul că investigarea variabilităţii genetice a speciilor forestiere şi prezervarea pe termen lung a acestei biodiversităţi reprezintă, în prezent, o problemă de mare importanţă care se ridică în faţa silviculturii mondiale. 1.6 Starea actuală a patrimoniului genetic forestier din ţara noastră

Cele mai importante specii forestiere din ţara noastră prezintă populaţii mari de

arbori, cu o structură genotipică foarte complexă, relieful carpatic armonios permiţând transformări şi readaptări continue ale tuturor populaţiilor de arbori autohtoni. Prin urmare, aceste arborete sunt deosebit de dotate sub aspectul creşterilor şi bioacumulărilor, însuşirilor calitative ale tulpinilor, coroanelor şi lemnului, capacitate ridicată de regenerare şi adaptare la diverse condiţii ecologice.

Molidul în ţara noastră aparţine varietăţii montana şi, din multe puncte de vedere, se prezintă ca o grupă destul de unitară. În mod deosebit, formele din Carpaţii Orientali se remarcă printr-o vitalitate sporită, o mare capacitate de biosinteză, lemn cu calităţi deosebite şi un mare grad de variabilitate. Capacitatea de regenerare este maximă la molidişurile din Valea Bistriţei şi Depresiunea Ciucului.

Tot în Carpaţii Orientali (mai ales în Bucovina) îşi are exclusivitatea molidul de

rezonanţă, formă la care lemnul, cu inelele sale regulate şi creştere uniformă în direcţia longitudinală, posedă proprietăţi de ordin acustic excepţionale. Manifestarea acestor însuşiri ale lemnului de rezonanţă este sub control poligenic şi este puternic influenţată de anumite condiţii staţionale caracteristice acestei zone.

15

Comparativ cu formele de molid din nordul şi vestul Europei, molidul carpatic se caracterizează printr-o perioadă juvenilă cu creşteri mai intense, conţinut mai ridicat de celuloză şi se dovedeşte a fi mai rezistent la factorii biotici şi abiotici nefavorabili (uscăciune, îngheţuri timpurii, atacuri masive de boli sau dăunători).

Deşi este relativ unitar sub aspect morfologic, prezenţa anumitor obstacole ecologice a determinat totuşi şi la molidul carpatic apariţia mai multor forme şi ecotipuri de ordin climatic şi edafic, ca de exemplu molidul din zona munţilor Apuseni – rasă climatică specifică unei zone cu climă mai caldă şi umedă, molidul din zonele cu

discontinuităţi de areal din Văile Jiului şi Oltului (evoluţie de natură ecologică) sau molidul cu o oarecare izolare reproductivă din depresiunile intramontane din bazinele

superioare ale râurilor Mureş şi Olt, aceste regiuni fiind caracterizate de un climat rece, sărac în precipitaţii şi cu îngheţuri timpurii frecvente. De asemenea, în zona Carpaţilor

de Curbură molidul este cantonat în populaţii reprezentative aflate într-un climat bogat în precipitaţii şi cu ierni lungi.

Molidul carpatic prezintă şi o accentuată diversitate genetică interpopulaţională. În populaţiile Naturale, gama fenotipurilor este foarte diversă după forma coroanei, culoarea, mărimea şi forma solzilor scoarţei, caracteristicile înrădăcinării, intrarea în vegetaţie sau după rezistenţa împotriva dăunătorilor.

Molidul din ţara noastră, în comparaţie cu molidul din Europa Centrală şi de Vest, este considerat ca fiind mai tânăr şi reprezintă o grupă geografică foarte valoroasă, cu exprimare favorabilă în multe şi variate condiţii staţionale, ceea ce denotă un bun potenţial biologic al acestei forme. Toate aceste caracteristici fac ca arboretele naturale de molid carpatic să constituie surse deosebit de valoroase de germoplasmă care trebuie atent monitorizate în perspectiva conservării şi utilizării lor raţionale.

Bradul (Abies alba Mill.) avea în zona ţării noastre un areal mult mai întins în perioada interglaciară, retrăgându-se apoi treptat, astfel că în urma ultimei glaciaţiuni să rămână cantonat în regiuni ce câmpie sau cu mici şi izolate refugii carpatice (Moldova, Muntenia, Transilvania, Banat şi Oltenia). Se poate concluziona că au existat totuşi condiţii postglaciare favorabile evoluţiei acestei specii care au condus la geneza rasei carpatice de brad. De asemenea, diversitatea genetică intraspecifică se pare că este la un nivel destul de pronunţat, dar încă insuficient cunoscută. Din punct de vedere morfologic, comparativ cu molidul, bradul prezintă o variabilitate mult mai redusă deosebindu-se tipuri doar sub aspectul unor caractere distincte ale conurilor, scoarţei (cu sau fără ritidom) sau ale lemnului (brad cu lemn roşu sau alb)

O distincţie mai clară (variabilitate) s-a putut constata, prin culturi comparative de provenienţe, la forme diferite în ceea ce priveşte rezistenţa la factori abiotici nocivi (ger, îngheţuri) sau la atacul masiv de dăunători. Sub aspectul creşterilor active, coroane bine dezvoltate şi dimensiuni excepţionale, provenienţele de brad din Maramureş, Bucovina sunt cele mai reprezentative. Ca tipuri ecoclimatice, se remarcă provenienţele de brad din Munţii Apuseni şi din zona Banatului (forme relativ termofile), din bazinul superior al râului Mureş, din zona Carpaţilor de Curbură şi din vestul ţării.

Caracteristicile principale care pot crea un pronunţat polimorfism, extrem de util lucrărilor de conservare şi chiar de ameliorare a speciei, sunt reprezentate de forma coroanei la vârf, elagajul, culoarea şi grosimea scoarţei, mărimea şi desimea pungilor de răşină (la lemn), rezistenţa la atacurile unor dăunători, precocitate în vegetaţie etc.

16

Un caz aparte în problematica identificării şi conservării surselor de germoplasmă la răşinoase îl ocupă zâmbrul (Pinus cembra), specie forestieră caracteristică limitei superioare (subalpin) a etajului forestier. Astăzi, această specie ocupă în ţara noastră zone foarte restrânse şi constituie un relict al glaciaţiunii cuaternare. Practic, îl găsim în mici grupuri (populaţii reduse şi izolate) în Munţii Călimani şi Rodnei din Carpaţii Orientali dar şi în masive din Carpaţii Meridionali (Bucegi, Retezat, Parâng, Făgăraş). Gradul destul de accentuat de consangvinizare în cadrul acestor grupuri mici şi izolate de zâmbru, se caracterizează prin apariţia unui mare număr de seminţe nefertile şi o redusă putere de adaptare la introducerea în culturi în zone mai extinse. Sub acest ultim aspect, mai viguroase se prezintă numai formele de zâmbru cantonate în zona munţilor Călimani, Rodnei şi Retezat, unde specia supravieţuieşte pe arii mai extinse.

Înfiinţarea, în ultimii ani, de noi zone (arii) cu statut de rezervaţii (chiar parcuri naţionale, cum este cazul în munţii Călimani) va crea posibilitatea ca unele dintre populaţiile de zâmbru din zonă să devină surse extrem de valoroase de germoplasmă, utile şi nesesare refacerii zonei de limită superioară a pădurilor din arcul carpatic.

Fagul (Fagus sylvatica) reprezintă una dintre cele mai importante specii forestiere de la noi din ţară, ocupând unul din cele mai întinse arealuri (aproape egal cu cel al molidului). În sistem de rezervaţii de seminţe, această specie cuprinde peste 3.300 de astfel de arborete (conform datelor cartării seminologice 1976-1978) în care este prioritar sistemul de regenerare naturală. Acest tip de regenerare naturală “in situ” a condus la păstrarea unui fond genetic foarte puţin (chiar deloc) alterat, la acesta contribuind şi lipsa unor culturi artificiale cu surse străine de germoplasmă.

În regim de rezervaţii sunt conservate numai câteva populaţii (arborete) cu un înalt grad de reprezentativitate (cca. 5% din fondul forestier la fag) şi care trebuie exceptate de la tăieri. Dintre aceste tipuri, se detaşează în mod deosebit făgetele din zona de nord a Dobrogei, grupuri restrânse şi izolate de arbori ce trebuie să constituie obiectul unor măsuri stricte de conservare.

În condiţiile în care regenerarea naturală reprezintă sursa majoră de menţinere a unui înalt grad de diversitate geografică şi implicit de realizare a unei conservări “in situ“ eficiente, cerinţa cea mai stringentă este aceea de a se proteja acest uriaş fond genetic al speciei. Acest deziderat ar putea fi lesne obţinut, în primul rând, prin menţinerea echilibrului natural în cadrul ecosistemelor făgetelor şi apoi prin extinderea tratamentelor cu perioadă cât mai lungă de regenerare.

Stejarul pedunculat (Querqus robur) deţine la nivelul întregii ţări cca. 3800 ha arborete surse de seminţe, aceasta ca urmare a diminuării puternice a suprafeţelor arboretelor de stejar din ultimii 40-50 de ani. În aceste condiţii, arboretele rămase ar trebui încadrate de urgenţă în categoria pădurilor de protecţie. Principalele rezervaţii forestiere de stejar în ţara noastră se găsesc în judeţele Mureş (Mociar), Braşov (Prejmer), Neamţ (Vânători), Buzău (Frasin), Tulcea (Letea). Masivele de stejar pedunculat încă existente în Muntenia (Comana-Piteşti-Alexandria), partea de nord a Moldovei sau în centrul Transilvaniei, impun luarea imediată a unor măsuri stricte în sensul prelungirii vârstei pentru tăieri spre limita exploatabilităţii fizice, coroborat cu instituirea unui sistem eficient de regenerare.

Gorunul (Querqus petraea), în momentul actual, în ţara noastră, se întâlneşte pe arii ceva mai extinse comparativ cu stejarul pedunculat, fiind catalogate peste 13.500 ha arborete surse de seminţe.

17

Există arborete surse de seminţe de categoria A (cu o mare precocitate), cu preponderenţă în regiunile de deal şi coline ale ţării noastre. Cele cu caracter marginal sunt reprezentate de populaţiile de gorun din zone silvostepice (Moldova de Nord) şi populaţii de altitudine (Harghita, Postăvarul, Perşani sau Munţii Dobrogei).

În cadrul activităţii de conservare a resurselor genetice de gorun, cea mai importantă măsură ar fi aceea de excludere de la tăiere a arboretelor cele mai reprezentative (păduri cu funcţii speciale de protecţie) şi asigurarea unei îngrijiri adecvate până la vârste înaintate (aproape 200 de ani).

II CONSERVAREA RESURSELOR GENETICE FORESTIERE

2.1 Definiţie, generalităţi şi grupe de resurse genetice la principalele specii de

arbori

Resursele genetice vegetale cuprind aproape toate formele de plante superioare

(de la cele sălbatice sau primitive până la cele ameliorate), care pot aduce cea mai mare contribuţie la sporirea adaptabilităţii şi a rezistenţei la agresiunea mereu crescândă a factorilor biotici şi abiotici. Toate aceste forme de plante asigură amelioratorilor (creatori de noi soiuri, hibrizi şi varietăţi) materialul “de plecare“ necesar derulării şi realizării cu succes a unor programe complexe şi eficiente de ameliorare. Şansele realizării acestor programe cresc cu cât acest material biologic este mai diversificat, mai bine evaluat şi, cel mai important, mai bine conservat. Resursele genetice forestiere (RGF) sunt reprezentate de acele fonduri de gene (germoplasmă forestieră) care pot exprima la nivelul unei populaţii (unitate de bază în genetica populaţiilor) o diversitate genetică intraspecifică largă, însuşiri cantitative (auxologice - specifice bioacumulărilor) şi calitative deosebite şi, nu în ultimul rând, o mare capacitate de adaptare şi rezistenţă sporită la factorii abiotici şi biotici. Acest concept cuprinde asociaţii de arbori – arborete naturale şi unele artificiale, cu specii autohtone sau exotice, pe suprafeţe mai mari sau mai mici, toate reprezentând culturi forestiere de mare interes ştiinţific, economic şi practic pentru prezent, dar mai ales pentru viitor. Valoarea strategică (de perspectivă) a acestor comunităţi de arbori, ce conţin fonduri de gene deosebit de valoroase, nu exclude, de multe ori, valoarea practică imediată sau economică. Este cazul unor arborete din care, cu anumite limite, se recoltează periodic anumite cantităţi de seminţe.

Cele mai importante specii forestiere din ţara noastră prezintă populaţii mari de arbori, cu o structură genotipică foarte complexă, relieful carpatic armonios permiţând transformări şi readaptări continue ale tuturor populaţiilor de arbori autohtoni. Prin urmare, aceste arborete sunt deosebit de dotate sub aspectul creşterilor şi bioacumulărilor, însuşirilor calitative ale tulpinilor, coroanelor şi lemnului, capacitate ridicată de regenerare şi adaptare la diverse condiţii ecologice.

Molidul în ţara noastră aparţine varietăţii montana şi, din multe puncte de vedere, se prezintă ca o grupă destul de unitară. În mod deosebit, formele din Carpaţii Orientali se remarcă printr-o vitalitate sporită, o mare capacitate de biosinteză, lemn cu calităţi

18

deosebite şi un mare grad de variabilitate. Capacitatea de regenerare este maximă la molidişurile din Valea Bistriţei şi Depresiunea Ciucului.

Tot în Carpaţii Orientali (mai ales în Bucovina) îşi are exclusivitatea molidul de

rezonanţă, formă la care lemnul, cu inelele sale regulate şi creştere uniformă în direcţia longitudinală, posedă proprietăţi de ordin acustic excepţionale. Manifestarea acestor însuşiri ale lemnului de rezonanţă este sub control poligenic şi este puternic influenţată de anumite condiţii staţionale caracteristice acestei zone.

Comparativ cu formele de molid din nordul şi vestul Europei, molidul carpatic se caracterizează printr-o perioadă juvenilă cu creşteri mai intense, conţinut mai ridicat de celuloză şi se dovedeşte a fi mai rezistent la factorii biotici şi abiotici nefavorabili (uscăciune, îngheţuri timpurii, atacuri masive de boli sau dăunători).

Deşi este relativ unitar sub aspect morfologic, prezenţa anumitor obstacole ecologice a determinat totuşi şi la molidul carpatic apariţia mai multor forme şi ecotipuri de ordin climatic şi edafic, ca de exemplu molidul din zona munţilor Apuseni – rasă climatică specifică unei zone cu climă mai caldă şi umedă, molidul din zonele cu

discontinuităţi de areal din Văile Jiului şi Oltului (evoluţie de natură ecologică) sau molidul cu o oarecare izolare reproductivă din depresiunile intramontane din bazinele

superioare ale râurilor Mureş şi Olt, aceste regiuni fiind caracterizate de un climat rece, sărac în precipitaţii şi cu îngheţuri timpurii frecvente. De asemenea, în zona Carpaţilor

de Curbură molidul este cantonat în populaţii reprezentative aflate într-un climat bogat în precipitaţii şi cu ierni lungi.

Molidul carpatic prezintă şi o accentuată diversitate genetică interpopulaţională. În populaţiile Naturale, gama fenotipurilor este foarte diversă după forma coroanei, culoarea, mărimea şi forma solzilor scoarţei, caracteristicile înrădăcinării, intrarea în vegetaţie sau după rezistenţa împotriva dăunătorilor.

Molidul din ţara noastră, în comparaţie cu molidul din Europa Centrală şi de Vest, este considerat ca fiind mai tânăr şi reprezintă o grupă geografică foarte valoroasă, cu exprimare favorabilă în multe şi variate condiţii staţionale, ceea ce denotă un bun potenţial biologic al acestei forme. Toate aceste caracteristici fac ca arboretele naturale de molid carpatic să constituie surse deosebit de valoroase de germoplasmă care trebuie atent monitorizate în perspectiva conservării şi utilizării lor raţionale.

Bradul (Abies alba Mill.) avea în zona ţării noastre un areal mult mai întins în perioada interglaciară, retrăgându-se apoi treptat, astfel că în urma ultimei glaciaţiuni să rămână cantonat în regiuni ce câmpie sau cu mici şi izolate refugii carpatice (Moldova, Muntenia, Transilvania, Banat şi Oltenia). Se poate concluziona că au existat totuşi condiţii postglaciare favorabile evoluţiei acestei specii care au condus la geneza rasei carpatice de brad. De asemenea, diversitatea genetică intraspecifică se pare că este la un nivel destul de pronunţat, dar încă insuficient cunoscută. Din punct de vedere morfologic, comparativ cu molidul, bradul prezintă o variabilitate mult mai redusă deosebindu-se tipuri doar sub aspectul unor caractere distincte ale conurilor, scoarţei (cu sau fără ritidom) sau ale lemnului (brad cu lemn roşu sau alb)

O distincţie mai clară (variabilitate) s-a putut constata, prin culturi comparative de provenienţe, la forme diferite în ceea ce priveşte rezistenţa la factori abiotici nocivi (ger, îngheţuri) sau la atacul masiv de dăunători. Sub aspectul creşterilor active, coroane bine dezvoltate şi dimensiuni excepţionale, provenienţele de brad din Maramureş, Bucovina sunt cele mai reprezentative. Ca tipuri ecoclimatice, se remarcă provenienţele de brad din

19

Munţii Apuseni şi din zona Banatului (forme relativ termofile), din bazinul superior al râului Mureş, din zona Carpaţilor de Curbură şi din vestul ţării.

Caracteristicile principale care pot crea un pronunţat polimorfism, extrem de util lucrărilor de conservare şi chiar de ameliorare a speciei, sunt reprezentate de forma coroanei la vârf, elagajul, culoarea şi grosimea scoarţei, mărimea şi desimea pungilor de răşină (la lemn), rezistenţa la atacurile unor dăunători, precocitate în vegetaţie etc.

Un caz aparte în problematica identificării şi conservării surselor de germoplasmă la răşinoase îl ocupă zâmbrul (Pinus cembra), specie forestieră caracteristică limitei superioare (subalpin) a etajului forestier. Astăzi, această specie ocupă în ţara noastră zone foarte restrânse şi constituie un relict al glaciaţiunii cuaternare. Practic, îl găsim în mici grupuri (populaţii reduse şi izolate) în Munţii Călimani şi Rodnei din Carpaţii Orientali dar şi în masive din Carpaţii Meridionali (Bucegi, Retezat, Parâng, Făgăraş). Gradul destul de accentuat de consangvinizare în cadrul acestor grupuri mici şi izolate de zâmbru, se caracterizează prin apariţia unui mare număr de seminţe nefertile şi o redusă putere de adaptare la introducerea în culturi în zone mai extinse. Sub acest ultim aspect, mai viguroase se prezintă numai formele de zâmbru cantonate în zona munţilor Călimani, Rodnei şi Retezat, unde specia supravieţuieşte pe arii mai extinse.

Înfiinţarea, în ultimii ani, de noi zone (arii) cu statut de rezervaţii (chiar parcuri naţionale, cum este cazul în munţii Călimani) va crea posibilitatea ca unele dintre populaţiile de zâmbru din zonă să devină surse extrem de valoroase de germoplasmă, utile şi nesesare refacerii zonei de limită superioară a pădurilor din arcul carpatic.

Fagul (Fagus sylvatica) reprezintă una dintre cele mai importante specii forestiere de la noi din ţară, ocupând unul din cele mai întinse arealuri (aproape egal cu cel al molidului). În sistem de rezervaţii de seminţe, această specie cuprinde peste 3.300 de astfel de arborete (conform datelor cartării seminologice 1976-1978) în care este prioritar sistemul de regenerare naturală. Acest tip de regenerare naturală “in situ” a condus la păstrarea unui fond genetic foarte puţin (chiar deloc) alterat, la acesta contribuind şi lipsa unor culturi artificiale cu surse străine de germoplasmă.

În regim de rezervaţii sunt conservate numai câteva populaţii (arborete) cu un înalt grad de reprezentativitate (cca. 5% din fondul forestier la fag) şi care trebuie exceptate de la tăieri. Dintre aceste tipuri, se detaşează în mod deosebit făgetele din zona de nord a Dobrogei, grupuri restrânse şi izolate de arbori ce trebuie să constituie obiectul unor măsuri stricte de conservare.

În condiţiile în care regenerarea naturală reprezintă sursa majoră de menţinere a unui înalt grad de diversitate geografică şi implicit de realizare a unei conservări “in situ“ eficiente, cerinţa cea mai stringentă este aceea de a se proteja acest uriaş fond genetic al speciei. Acest deziderat ar putea fi lesne obţinut, în primul rând, prin menţinerea echilibrului natural în cadrul ecosistemelor făgetelor şi apoi prin extinderea tratamentelor cu perioadă cât mai lungă de regenerare.

Stejarul pedunculat (Querqus robur) deţine la nivelul întregii ţări cca. 3800 ha arborete surse de seminţe, aceasta ca urmare a diminuării puternice a suprafeţelor arboretelor de stejar din ultimii 40-50 de ani. În aceste condiţii, arboretele rămase ar trebui încadrate de urgenţă în categoria pădurilor de protecţie. Principalele rezervaţii forestiere de stejar în ţara noastră se găsesc în judeţele Mureş (Mociar), Braşov (Prejmer), Neamţ (Vânători), Buzău (Frasin), Tulcea (Letea). Masivele de stejar pedunculat încă existente în Muntenia (Comana-Piteşti-Alexandria), partea de nord a Moldovei sau în

20

centrul Transilvaniei, impun luarea imediată a unor măsuri stricte în sensul prelungirii vârstei pentru tăieri spre limita exploatabilităţii fizice, coroborat cu instituirea unui sistem eficient de regenerare.

Gorunul (Querqus petraea), în momentul actual, în ţara noastră, se întâlneşte pe arii ceva mai extinse comparativ cu stejarul pedunculat, fiind catalogate peste 13.500 ha arborete surse de seminţe.

Există arborete surse de seminţe de categoria A (cu o mare precocitate), cu preponderenţă în regiunile de deal şi coline ale ţării noastre. Cele cu caracter marginal sunt reprezentate de populaţiile de gorun din zone silvostepice (Moldova de Nord) şi populaţii de altitudine (Harghita, Postăvarul, Perşani sau Munţii Dobrogei).

În cadrul activităţii de conservare a resurselor genetice de gorun, cea mai importantă măsură ar fi aceea de excludere de la tăiere a arboretelor cele mai reprezentative (păduri cu funcţii speciale de protecţie) şi asigurarea unei îngrijiri adecvate până la vârste înaintate (aproape 200 de ani).

2.2 Principii genetice în gospodărirea resurselor genetice forestiere

O gospodărire raţională, modernă şi responsabilă a fondului forestier pe ansamblu

nu poate fi îndeplinită fără a fi luate în seamă unele dintre cele mai importante principii genetice ce ţin de particularităţi biologice reprezentative ale creşterii arborilor şi producţiei de biomasă.

2.2.1 Principiul provenienţei locale Noţiunea de provenienţă nu se poate încadra în limite foarte precise deoarece,

după cum bine se cunoaşte, arealul natural la majoritatea speciilor forestiere este foarte larg, iar numărul de provenienţe din aceste areale este adesea enorm, ceea ce impune efectuarea unor eşantionaje ale provenienţelor. Prin calcul teoretic, rata de eşantionaj este, de regulă, foarte mare şi greu de specificat şi, în consecinţă, se recomandă reţinerea unei provenienţe dintr-o regiune. De asemenea, se impune efectuarea unor comparaţii climatice şi pedologice între staţiunea de origine şi cea de introducere.

Dublul sens al noţiunii menţionate mai sus este motivat prin aceea că provenienţa la arbori poate fi reprezentată printr-o populaţie locală sau introdusă în cultură, de origine cunoscută sau necunoscută, dar mai poate fi constituită şi dintr-un lot de seminţe cu origine geografică determinată (Stănescu şi Şofletea, 1998).

Desemnarea unei provenienţe apte de reîmpădurire şi, indirect, gestionarea şi conservarea unor importante resurse genetice forestiere, se face în funcţie de cel mai important criteriu, care este cel al adaptării. În acest context, adaptarea poate fi estimată după rata de supravieţuire, rezistenţa la acţiunea unor factori abiotici nocivi sau rezistenţa la atacuri masive de boli şi dăunători.

Pe fondul existenţei unor intense interacţiuni cu locul de experimentat, un rol determinant în alegerea celor mai potrivite provenienţe îl are plasticitatea materialului biologic. Caracterele morfologice ale arborilor pot fi foarte diferite în funcţie de condiţiile climatice în care se dezvoltă. Pe această linie, se recomandă selectarea provenienţelor care dovedesc o mai mică interactivitate şi sunt în mai mică măsură dependente de specificul noii staţiuni, având rezultate foarte apropiate în locuri diferite.

21

Adesea, caractere genetice fundamentale ale arborilor sunt mascate de influenţele mediului în care trăiesc, identificarea acestora necesitând decade când se pot manifesta doar la atingerea maturităţii reproductive a speciilor de arbori. Progresele spectaculoase înregistrate în punerea la punct a unor metode din ce în ce mai perfecţionate (marqueri izoenzimatici sau ADN) privind identificarea precisă a populaţiilor pentru stabilirea clară a provenienţelor au scurtat semnificativ aceste perioade lungi, facilitând enorm cercetarea în acest domeniu.

Problema identificării şi delimitării provenienţelor, comună majorităţii speciilor de arbori, are trăsături diferite la speciile cu regenerare preponderent naturală faţă de cele cu regenerare artificială.

Astfel, la fag, regenerarea prin sămânţă a provenienţelor locale a contribuit de mai mult timp la perpetuarea şi menţinerea în prezent a pădurilor masive, acest fapt explicând în mare măsură extraordinara sa capacitate adaptivă, puternica sa rezistenţă la acţiunea nocivă a factorilor abiotici şi la atacurile masive de boli şi dăunători.

Bradul, în ciuda unei plasticităţi ecologice mult mai reduse, fenomen datorat unui echipament genetic şi enzimatic mult mai limitat, se poate încadra în această categorie prin aceea că provenienţele sale s-au menţinut şi dezvoltat în habitatele de origine în urma influenţei benefice a acţiunii selecţiei naturale.

La specii ca pinul silvestru, molidul sau laricele, la care regenerarea este preponderent artificială (semănături sau plantaţii), în identificarea şi delimitarea provenienţelor locale trebuie avut în vedere ca sursele de seminţe sau material vegetativ să provină din centre de origine şi de conservare a unor combinaţii alelice utile scopului urmărit. Acest fapt este deplin justificat, în măsura în care se doreşte evitarea unor eşecuri sau chiar compromiterea de mari suprafeţe semănate sau plantate.

2.2.2 Principiul diversităţii genetice Diversitatea biologică la speciile de arbori, cu toate caracteristicile şi însuşirile

ei (vigoare, adaptare sau rezistenţă sporită la acţiunea nocivă a unor factori abiotici şi atacuri masive de boli şi dăunători), constituie factorul cheie în asigurarea perenităţii ecosistemelor forestiere într-un echilibru dinamic permanent. Gradul extrem de ridicat al alogamiei şi, implicit, al heterozigoţiei conferă diferitelor specii de arbori, probabil cel mai accentuat polimorfism şi o amploare a diversităţii genetice greu de egalat în raport cu alte nivele de organizare a materiei vii, excepţie făcând poate doar animalele din subregnul nevertebratelor.

Menţinerea diversităţii genetice la nivele foarte ridicate atât în cadrul populaţiilor naturale de arbori, cât şi între diferite populaţii, este asigurată, în completare am putea spune, prin cantitatea foarte mare de polen şi inflorescenţe femele fecundate, prolificitatea atingând la speciile forestiere cote dintre cele mai mari.

Pe de altă parte, se cunoaşte faptul că arborii sunt extrem de sensibili şi au o mare susceptibilitate la diferitele influenţe ale factorilor de mediu. Reacţia promptă la diferitele constrângeri ale mediului dovedeşte existenţa unei foarte eficiente capacităţi de adaptare a populaţiilor de arbori şi, în aceste condiţii, interacţiunea dintre genotip şi mediu capătă noi şi profunde valenţe în contextul activităţii de ameliorare genetică a unor specii de arbori dar şi de conservare a fondurilor valoroase de germoplasmă.

Evident că în îndelungata lor viaţă, arborii se confruntă adesea cu multiple şi diverse încercări, iar existenţa lor este grevată şi de existenţa multor riscuri mai mult sau

22

mai puţin cunoscute şi care tind, în permanenţă, să destabilizeze echilibrul dinamic al pădurii.

Sunt deja de notorietate şi recunoscute multe avantaje pe care le oferă practicarea silviculturii clonale. Acest sistem are la bază utilizarea unui material de reproducere vegetativ provenit din reproducerea sexuată şi care, la unele specii de arbori, prin selecţii şi teste multistaţionale pe diferite termene, se înregistrează câştiguri genetice mari (de exemplu producţii mai mari de lemn decât în silvicultura bazată pe înmulţire sexuată). Totuşi, utilizarea exagerată a unor clone, fără anumite precauţii indispensabile, respectiv trasarea, impunerea şi respectarea unor linii clare de conduită în aplicarea diferitelor tehnici ale silviculturii clonale, prezintă mari riscuri legate în special de un răspuns uniform la eventuale atacuri masive de boli şi dăunători sau acţiunea nocivă a factorilor abiotici, prin reducerea, uneori drastică, a bazei genetice. Riscurile cele mai mari, pe linia productivităţii sau a dispariţiei din cauza unor epidemii, le au culturile (parcelele) monoclonale care prezintă maximum de fragilitate.

Pornind de la aceste considerente, părerea unanimă a specialiştilor este aceea că populaţiile naturale de arbori, prin complexitatea şi bogăţia de genotipuri heterozigote, constituie cea mai bună garanţie de stabilitate şi adaptare în faţa diverselor agresiuni, pe când silvicultura clonală, în ciuda faptului că apare ca o promisiune economică importantă, prezintă încă riscuri mari.

Alături de vătămările mecanice (doborâturi şi rupturi provocate de vânt sau zăpadă), atacurile masive de boli şi dăunători pot fi extrem de nocive practicii şi producţiei forestiere. Consolidarea pădurilor de versant ar trebui să ţină cont de principiul diversităţii genetice structurale, principiu care ar acţiona şi în sensul creşterii eficienţei lor multifuncţionale, inclusiv în conservarea fondului genetic propriu.

Conservarea diversităţii biologice la nivel de ecosistem forestier presupune prezervarea echilibrului între toate componentele sistemului şi să nu uităm că insectele au un rol bine definit (adesea necunoscut în toate detaliile sale) în cadrul acestui complex ansamblu. O evoluţie pozitivă a diversităţii genetice la multe specii se bazează pe polenizarea entomofilă şi reproducerea acestor arbori nu ar fi posibilă fără aportul substanţial al insectelor. Pe de altă parte, nu de puţine ori, se înregistrează situaţii când insectele produc pagube însemnate în cadrul multor populaţii la diferite specii de arbori. Pornind de la principiul prin care utilizarea insecticidelor în pădure nu este

recomandabilă, trebuie abordate şi introduse în practica silvică metode preventive care să respecte mediul, metode care să nu pună nici un moment în cauză problema restrângerii diversităţii şi nici a perturbării echilibrului funcţional al întregului ecosistem. Diversitatea genetică însăşi nu reduce riscul asupra unui genotip sau altul, dar pe ansamblul populaţiei repartizează acest risc între mai mulţi indivizi şi astfel se reduce mult pericolul global prin încetinirea difuzării bolilor sau a intensităţii atacurilor.

2.2.3 Principiul menţinerii panmixiei Organismele vegetale şi animale care se înmulţesc pe cale asexuată, apogamă,

autofecundare sau partenogeneză, nu alcătuiesc comunităţi genetice, deoarece în cadrul acestor comunităţi nu are loc circulaţia informaţiei genetice între indivizi. Aceste comunităţi sunt o însumare de linii distincte cu o ascendenţă comună şi care evoluează paralel.

23

Marea majoritate a arborilor sunt specii unisexuate (monoice sau dioice), organisme alogame, la care condiţia de bază a existenţei populaţiilor este reproducerea sexuată, modalitate care asigură circulaţia permanentă a informaţiei genetice.

Populaţiile aparţinând speciilor alogame sunt alcătuite din genotipuri heterozigote pentru un număr foarte mare de gene şi, prin recombinarea genetică, în fiecare generaţie rezultă descendenţi heterozigoţi pentru un număr şi mai mare de gene. Este evident că, în acest context, fiecare individ al populaţiilor panmictice prezintă o structură genetică diferită, aceste populaţii fiind caracterizate prin existenţa unui foarte pronunţat polimorfism genetic. Practic, existenţa acestor surse inepuizabile şi permanente de variabilitate şi mişcarea permanentă a genelor (prin libera circulaţie a polenului) asigură vigurozitatea, adaptarea şi perenitatea masivelor forestiere pe mari întinderi.

În urma defrişării masive a unor întinse populaţii naturale de arbori (de ex. pădurile masive de stejar din Muntenia în sec. XVIII-XIX) s-a diminuat dramatic continuitatea acestor masive forestiere, fapt ce a condus la reducerea puternică a panmixiei. În pâlcurile rămase, fenomenul de izolare reproductivă a perpetuat polenizarea cu polen provenit de la un număr extrem de redus de genitori paterni. Evident că, după decenii, diminuarea constantă a gradului de heterozigoţie a condus la reducerea vitalităţii arborilor, a gradului lor de adaptare şi rărirea accentuată a fructificaţiei, cu producţii din ce în ce mai mici şi o calitate tot mai slabă a fructelor şi seminţelor.

2.2.4 Principiul homeostaziei genetice Pornind de la definiţia modernă a populaţiei mendeliene (Dobzhansky, 1951) s-a

formulat ipoteza homeostaziei genetice, respectiv proprietatea unei populaţii de a-şi

echilibra compoziţia genetică şi de a rezista astfel la schimbările bruşte ale fondului de

gene ( Lerner, citat de Raicu, 1980). Homeostazia genetică stă la baza menţinerii unui echilibru dinamic al fondului

genetic al populaţiilor, a heterogenităţii acesteia, a adaptării rapide la schimbările de mediu, asigurând stabilitatea sistemului şi prezervarea potenţialului său genetic.

Dacă la populaţiile mici homeostazia genetică se poate cu greu realiza sau adesea nici nu se poate realiza ( fond genetic mult mai sărac), la populaţiile mari, datorită interacţiunii dintre valoarea selectivă a genelor şi mutaţii, pentru fiecare genă se realizează o frecvenţă de echilibru, manifestându-se evident fenomenul de autoreglare permanentă.

La populaţiile de arbori, homeostazia genetică se manifestă cu o intensitate deosebită, fenomen datorat în primul rând unei foarte mari frecvenţe a sistemelor poligenice şi polialelice, precum şi interacţiunile genice şi alelice extrem de complexe, acestea conferind arborilor o poziţie deosebită pe plan genetic şi ecologic. Aceste mecanisme complexe stau la baza manifestării intense a homeostaziei genetice chiar şi în interiorul unor colectivităţi de arbori relativ restrânse (ex. cele de fag din nordul Dobrogei), mecanisme prin care stabilitatea structurii genetice, rezistenţa la schimbările structurale profunde sunt cu mult mai puternice şi prevalează efectele consangvinizării sau ale derivei genetice.

Pe de altă parte, din raţiuni preponderent economice, reducerea polimorfismului genetic şi ecologic al unor populaţii prin specializarea acestora numai în condiţii optime conduce treptat la o limitare a arealului natural al acestor populaţii, la o îngustare treptată a bazei lor genetice şi, implicit, la o scădere inevitabilă a rezistenţei la schimbările bruşte

24

ale mediului şi ale fondului de gene. De aici se poate uşor ajunge la reducerea accentuată a capacităţii de adaptare, fiind ameninţată însăşi stabilitatea şi perenitatea comunităţilor forestiere respective.

2.3 Conservarea germoplasmei forestiere

Conservarea resurselor genetice forestiere constituie mijlocul cel mai eficient de a

garanta disponibilitatea acestora pentru generaţiile prezente şi, mai ales, viitoare. Oamenii de ştiinţă, cu precădere fitogeneticienii, fac apel la materialul genetic (germoplasmă) pentru a spori rezistenţa unui arbore la atacul unor noi boli, de a ameliora calitatea produselor sale sau o mai bună exploatare în regim agroforestier. În acest context, resursele genetice forestiere pot fi păstrate pentru a proteja mediul înconjurător, pentru a reintroduce în circuitul agroforestier terenurile degradate şi pentru creşterea bunăstării colectivităţilor locale.

Resursele genetice forestiere sunt răspândite pe tot întinsul teritoriu al ţărilor şi continentelor şi, în consecinţă, toate activităţile şi politicile în domeniul forestier dintr-o anumită zonă pot influenţa direct pădurile şi germoplasma forestieră din numeroase alte zone. Valoarea resurselor genetice forestiere ale unei ţări trece cu mult peste graniţele sale, iar pierderea acestor fonduri valoroase de gene poate afecta direct toate celelalte ţări. Această interdependenţă conferă o nouă dimensiune mondială asupra întregului spectru privind activităţile specifice de conservare şi gestiune a resurselor genetice forestiere.

Organizaţia Naţiunilor Unite pentru alimentaţie şi agricultură (FAO), prin grupul său de experţi şi în colaborare cu institutele naţionale, coordonează activităţi specifice precum prospectarea, conservarea şi exploatarea resurselor genetice forestiere.

Alte organizaţii internaţionale, precum Organizaţia Internaţională a Pădurilor Tropicale (ITTO), Uniunea Internaţională a Institutelor de Cercetare Forestieră (IUFRO) sau Institutul Internaţional de Resurse Genetice Vegetale prin Programul Euforgen, aduc importante contribuţii pe linia cercetării, formării şi promovării activităţii specifice în domeniul forestier.

Numeroase organizaţii naţionale din ţările dezvoltate sau în curs de dezvoltare joacă un rol semnificativ în coordonarea internaţională şi difuzarea informaţiilor ştiinţifice şi a materialului genetic legat de diferite specii forestiere şi agroforestiere.

Preocupările privind viitorul resurselor genetice pe plan mondial şi necesitatea cooperării internaţionale au fost clar evidenţiate în cadrul Conferinţei Naţiunilor Unite asupra mediului înconjurător şi dezvoltării (UNCED) din 1992. Concluziile stabilite în cadrul acestei conferinţe demonstrează atingerea unui consens la nivel mondial privind gestiunea, conservarea şi dezvoltarea tuturor tipurilor de pădure. De asemenea, în conformitate cu obiectivele Convenţiei asupra biodiversităţii (1991) şi propunerile stipulate în Agenda 21 (rezultat important al UNCED), ţările semnatare ale documentelor elaborate se angajează în elaborarea şi îndeplinirea unor programe specifice privind protejarea şi conservarea resurselor genetice forestiere, vizând, în primul rând, reducerea drastică a despăduririlor, de creştere a productivităţii arborilor şi pădurilor.

Conservarea resurselor genetice forestiere include un mare număr de activităţi specializate cum ar fi prospectarea, colectarea, gestiunea şi schimbul de germoplasmă. În situaţia în care nimeni nu poate prevedea necesităţile viitoare privind mediul înconjurător

25

şi ale omului, este foarte important de a se conserva o cât mai largă variabilitate genetică în cadrul fiecărei specii. Cu cât este conservată mai multă variabilitate, cu atât există şanse mai mari de a se găsi, de către utilizatori, caracterele (trăsăturile) necesare dezvoltării unor programe eficiente de ameliorare genetică.

La noi în ţară, principalele specii de răşinoase şi foioase conţin populaţii extrem de complexe sub aspectul structurii genotipice, exemplarele de arbori fiind foarte dotate în ceea ce priveşte trăsăturile cantitative (creşteri şi productivitate) dar şi cele calitative (forma tulpinii şi a coroanei, rezistenţa la factori nocivi biotici şi abiotici sau adaptabilitatea la diverse condiţii ecologice). Cadrul foarte favorabil oferit de teritoriul carpatic pentru refugii glaciare ale speciilor de climă temperată a făcut ca pe parcursul mileniilor să apară noi structuri genotipice (prin mutaţii sau migraţii), structuri cu mare variabilitate intraspecifică ce au dovedit o deosebită plasticitate şi capacitate de adaptare. De aceea, conservarea acestui valoros patrimoniu genetic forestier trebuie să constituie unul din obiectivele prioritare ale silviculturii din ţara noastră, aceasta necesitând instituirea urgentă a unui regim special de protecţie a populaţiilor naturale.

Resursele genetice forestiere se pot conserva în cadrul habitatului lor natural – conservare in situ – sau în afara acestuia – conservare ex situ. Ambele metode de conservare au avantaje dar şi inconveniente. De aceea, pentru o sporire a eficienţei activităţii de conservare a resurselor genetice forestiere este necesar de a se asocia metode in situ cu alte metode ex situ.

2.3.1 Conservarea “in situ” a resurselor genetice forestiere Modalităţile de conservare in situ implică menţinerea arborilor şi plantelor, în

general, în habitatul original sau în sisteme agricole tradiţionale. Conservarea in situ este metoda preferată în cazul mai multor esenţe forestiere, cu deosebire a celor din zona tropicală. Comparativ cu speciile agricole care cresc în medii destul de bine controlate, majoritatea arborilor se dezvoltă în medii “sălbatice” şi au cicluri lungi de viaţă. În consecinţă, arborii trebuie conservaţi ca parte integrantă a ecosistemului stabilit, medii în care se pot adapta şi evolua. La noi în ţară, prin acest tip de conservare se au în vedere numeroase ecosisteme forestiere naturale, de la cele cu funcţii de interes ştiinţific şi până la cele cu rol de protecţie deosebit (a apelor, a factorilor biotici) sau de recreare.

Inconvenientul major în ceea ce priveşte conservarea in situ este acela că materialul vegetal nu este întotdeauna şi imediat disponibil studierii, utilizării sau distribuirii ; pe de altă parte, adesea este foarte vulnerabil la condiţiile meteorologice extreme sau la atacuri devastatoare ale bolilor şi dăunătorilor.

În ciuda acestor neajunsuri, conservarea in situ prezintă şi o serie de avantaje certe, în primul rând, prin aceea că face posibilă păstrarea marii diversităţi genetice la nivelul unui întreg ecosistem în care arborii sunt parte importantă, activ angrenaţi în sistemul complex al relaţiilor de interdependenţă la nivel biocenotic natural. Pe de altă parte, conservarea in situ reprezintă un tip de conservare cu un caracter profund dinamic prin faptul că factorii care contribuie la menţinerea unui grad înalt de variabilitate genetică acţionează liber iar populaţiile naturale de arbori evoluează firesc, păstrându-şi un permanent echilibru în ceea ce priveşte frecvenţa genelor şi genotipurilor.

Speciile vegetale sunt conservate in situ în rezervaţii naturale, în parcuri naţionale şi în alte zone protejate stabilite. Aceste zone pot conţine o gamă întreagă de specii sau chiar un ecosistem întreg. Se practică, de asemenea, conservarea in situ şi în sisteme

26

agroforestiere, în cadrul exploataţiilor şi în păduri amenajate, sisteme care permit o producţie durabilă de bunuri care să satisfacă nevoile în materie de alimente, furaje şi medicamente sau ca lemn pentru construcţii şi ca lemn de foc.

În situaţia în care colectivităţile locale depind de resursele pădurii, este important în a le determina să participe plenar la planificarea şi la realizarea unor programe eficiente de conservare in situ. Aceste colectivităţi pot juca un rol important în cadrul activităţii de gestiune, de producţie, de protecţie, de cunoaştere a speciilor şi a condiţiilor locale şi, în consecinţă, la stabilirea unor strategii eficace de conservare. Pe această linie trebuie adoptate şi îndeplinite unele măsuri extrem de importante, unele chiar cu caracter de urgenţă, măsuri menite să sporească eficienţa în domeniul protejării şi conservării fondului valoros de germoplasmă forestieră.

2.3.1.1. Crearea de parcuri şi rezervaţii naturale Această modalitate de conservare in situ reprezintă, în mod cert, acţiunea de cea

mai mare responsabilitate civică pe linia păstrării patrimoniului genetic al unor populaţii naturale deosebit de valoroase, acţiune care solicită eforturi economice şi administrative mari şi un imens volum de muncă privind documentarea, cercetarea şi evaluarea fondului de germoplasmă existent în cadrul acestor arii protejate.

În articolele 111 şi 112 ale Legii protecţiei mediului, adoptată în 1996, sunt stipulate măsuri prin care „ conservarea biodiversităţii şi a peisajului forestier se asigură, în principal, prin constituirea de parcuri naţionale şi alte arii protejate în fondul forestier şi în vegetaţia forestieră din afara acestuia, după caz”, respectiv „constituirea, administrarea şi gospodărirea parcurilor naţionale şi a celorlalte arii protejate din fondul forestier se fac de către Regia Naţională a Pădurilor”. De asemenea, adoptarea Legii nr. 462/2001 privind regimul ariilor protejate, conservarea habitatelor naturale şi a speciilor de faună şi floră sălbatică, precum şi Hotărârea de Guvern nr. 230/2003 privind delimitarea rezervaţiilor biosferei, parcurilor naţionale şi naturale şi constituirea administraţiilor acestora, constituie pârghii dintre cele mai importante ce vin să completeze cadrul legislativ menit a păstra valorile diversităţii biologice din ţara noastră.

La noi în ţară, Parcul Naţional Retezat, Parcul Naţional Munţii Rodnei, Parcul Naţional Călimani şi, mai recent, Parcul Naţional Ceahlău sunt câteva dintre cele mai reprezentative arii protejate, cu caracter predominant forestier şi o anumită specificitate eco-geografică. Prin specificul şi unicitatea lor, aceste zone constituie arii deosebit de valoroase, primele două fiind incluse, încă din anul 1992, în dosarele MAB/UNESCO ca rezerve ale Biosferei.

A. Parcul Naţional Retezat, în actuala configuraţie organizatorică, are o suprafaţă de peste 38000 ha, din care suprafaţa aflată sub protecţie absolută deţine 9503 ha, restul fiind considerată zonă tampon.

Înfiinţat în anul 1935, în urma constituirii Comisiei pentru protecţia monumentelor naturii, sub patronajul Academiei Române şi pe baza Legii privind protecţia Naturii din România, Parcul Naţional Retezat se întindea iniţial pe o suprafaţă de 13.700 ha, extinderea considerabilă fiind efectuată în ultimele două decenii prin încorporarea unei vaste zone împădurite. Aceste păduri deţin ponderea majoritară în cele trei rezervaţii ale parcului, respectiv Zlata, Piatra Iorgovanului şi Gugu – Piatra Mâţului, toate însumând peste 9000 ha.

Vegetaţia, prin distribuţia şi structurarea unităţilor taxonomice, prezintă mari variaţii în special pe orizontală, reflectând din plin marea varietate topică a zonei (rocă,

27

expoziţie şi forme de relief). Pădurile acoperă aproape jumătate din suprafaţa parcului (48.5%), în timp ce alte formaţii sunt mai puţin reprezentative (jnepenişuri – 16,9%, pajişti alpine şi stâncării – 21,4%). Parcul, în general, are aspect de pădure întinsă, iar o schematizare pe verticală a zonei se poate prezenta în linii mari astfel:

- făgete pure 700 – 1250 m altitudine; - făgete de amestec cu răşinoase (brad, molid) 1250 – 1450 m altitudine; - molidişuri climax 1450 – 1650 m altitudine; - molidişuri de limită pre şi subalpine 1500 – 1780 m altitudine; - jnepenişuri 1780 – 2200 m altitudine; - vegetaţie ierboasă şi tufărişuri boreale 2150 – 2400 m altitudine. Sub limita de 700 m, în amestec cu făgetele, sunt prezente şi amestecuri de pin cu

gorun. Pădurile parcului au fost identificate ca făcând parte din următoarele formaţii

vegetale: 15 făgete, 15 molidişuri, 13 amestecuri de fag cu răşinoase şi 3 păduri extrazonale (montane şi de lunci înalte), majoritatea aparţinând clasei de productivitate mijlocii.

Din nefericire, factorul antropic coroborat cu acţiunea devastatoare a unor catastrofe ecologice au schimbat într-o proporţie însemnată starea naturală a multor păduri, acestea având, în prezent, o structură modificată („deviată”) în proporţie de peste 40%, în aceste zone fiind necesară introducerea unor măsuri urgente de “restaurare şi redresare ecologică”.

B. Parcul Naţional Munţii Rodnei, cu cele peste 46.000 de hectare cuprinse în suprafaţă, reprezintă una dintre cele mai mari arii protejate din ţară. Mai mult de 3.300 ha sunt declarate ca rezervaţie a biosferei, iar parcul, pe ansamblul său, adăposteşte multe specii endemice din faună şi floră, unele adevărate relicte glaciare.

Din punct de vedere teritorial-administrativ, această arie protejată se situează pe teritorii aparţinând judeţelor Maramureş, Bistriţa-Năsăud şi Suceava, în grupa de nord a Carpaţilor Orientali, din care Munţii Rodnei au cele mari cele mai mari altitudini (Vf. Pietrosul cu peste 2.300 m) şi care păstrează foarte bine urmele gheţarilor din cuaternar (circuri glaciare precum Pietrosu, Buhăescu Mare, Negoescu). Climatul în această zonă prezintă influenţe baltice şi, datorită marilor altitudini, este destul de aspru, temperatura medie anuală la peste 2.000 m fiind sub limita de îngheţ (-1,5oC).

În ceea ce priveşte vegetaţia forestieră, în Parcul Naţional Munţii Rodnei se pot delimita câteva formaţiuni reprezentative, ţinând cont de structura şi tectonica munţilor precum şi de evoluţia climatică specifică urmărilor glaciaţiunilor cuaternare cu platformele de eroziune ce domină relieful actual.

În partea superioară a versanţilor predomină molidişuri pure iar pe pantele inferioare sunt evidente amestecurile cu fagul, bradul, paltinul de munte, aninul alb şi verde şi chiar mesteacăn. La limita superioară (cca. 1800 m), destul de frecvent întâlnim jnepenii (Pinus mugo) în asociaţie cu ienuperii (Juniperus sibirica) şi mai rar exemplare de zâmbru (Pinus cembra) ca diseminaţii dar care au atins vârste apreciabile (peste 300 ani) şi înălţimi de peste 30 m.

Grupurile mai mult sau mai puţin compacte de jnepeni şi ienuperi au rol extrem de important în menţinerea unui echilibru natural relativ stabil în zonă, prin limitarea unor eroziuni excesive ale solului şi de atenuare a daunelor provocate de numeroasele avalanşe produse în zonă.

28

C. Parcul Naţional Călimani. Masivul Călimani, cel mai extins masiv vulcanic din România, se situează în partea nord vestică a grupei centrale a Carpaţilor Orientali şi este foarte bine conturat ca individualitate geologică prin frecvenţa deosebit de mare a rocilor eruptive şi prezenţa craterelor vechilor vulcani.

Parcul Naţional Călimani, cu cele peste 24.000 ha, ocupă aproape întreaga suprafaţă a masivului muntos Călimani, acest masiv conferindu-i şi forma actuală. Din punct de vedere teritorial administrativ, această arie protejată se situează pe teritoriul a 4 judeţe, respectiv Suceava, Harghita, Mureş şi Bistriţa-Năsăud.

În cadrul zonei, cele mai reprezentative şi mai importante tipuri de pădure (arborete naturale) sunt cele de amestec de răşinoase cu fag (cu floră de mull) şi de molidişuri (cu Vaccinium myrtilis şi Oxalis acetosella).

O notă aparte şi foarte caracteristică în această arie protejată o reprezintă vegetaţia lemnoasă de limită de altitudine, la peste 1700 m, constituită din arborete naturale de zâmbru (Pinus cembra) sau din amestecuri de molid, jneapăn şi zâmbru. Unele dintre aceste suprafeţe conţin ecosisteme forestiere ameninţate sau periclitate, cum ar fi complexe de rarişti cu zâmbru sau tufărişuri subalpine de jneapăn şi tufărişuri de smârdar (Rhododendron kotschyi). Pornind de la acest considerent, aceste zone bine identificate şi delimitate, în viitorul apropiat trebuie să constituie perimetre clare de efectuare a unor studii complexe privind monitorizarea şi conservarea surselor de germoplasmă la speciile forestiere menţionate.

2.3.1.2. Rezervaţiile de seminţe Interesul constant manifestat de către specialiştii din silvicultură în obţinerea unor

cantităţi însemnate de seminţe ameliorate (capacitate de germinaţie de peste 60%), necesită luarea unor măsuri de protejare şi conservare a arborilor remarcabili, dincolo de vârsta de exploatabilitate economică, până la vârsta de exploatabilitate fizică, stadiu apropiat de deperisarea fizică a arborilor. Conservarea acestor arbori deosebit de valoroşi se face în cadrul rezervaţiilor de seminţe – populaţii superioare a căror conservare în generaţia următoare se poate face prin regenerare naturală sau chiar prin crearea de plantaţii conservatoare in situ.

Rezervaţiile de seminţe sunt arborete pure sau de amestec, preponderent naturale şi care, în cadrul aceleaşi regiuni de provenienţă, se deosebesc distinct de celelalte arborete cu aceeaşi compoziţie specifică. Lucrările de bază desfăşurate în aceste populaţii sunt cele de igienizare şi de curăţire, lucrări specifice selecţiei negative al criteriului valorii relative a arborilor, prin care sunt eliminaţi arborii mai slab dotaţi, cei mai buni fiind păstraţi şi îngrijiţi pentru a produce cantităţi cât mari de seminţe de calitate superioară.

Selecţia şi delimitarea principalelor arborete ca rezervaţii de seminţe la noi în ţară s-a efectuat pe baza unui sistem original de cartare seminologică de către specialişti din cadrul ICAS, în perioada 1965-1996. Desfăşurarea acestei acţiuni de mare importanţă şi de o anvergură fără precedent în ţara noastră s-a bazat pe respectarea câtorva principii clare, spre exemplu cel privind evitarea de la reproducere a arboretelor slabe ca productivitate şi cu seminţe de calitate inferioară, acordarea unei priorităţi absolute provenienţelor locale în iniţierea de experimente cu limitarea drastică a transferărilor de material biologic de reproducere şi, nu în ultimul rând, prezervarea arboretelor deosebit de valoroase până la limita longevităţii fiziologice. În urma efectuării acestei acţiuni, la noi în ţară au fost delimitate peste 2300 rezervaţii de seminţe care acoperă peste 70.000

29

ha (peste 32.000 ha răşinoase şi peste 37.000 ha foioase) şi care includ toate speciile principale forestiere.

Toate aceste arborete constituie cele mai valoroase fonduri de germoplasmă forestieră de la noi din ţară, cu bază ereditară intactă şi caracter permanent şi care sunt excluse de la tăieri. Îndepărtarea exemplarelor de slabă calitate, prin efectuarea de răriri adecvate, conduce la realizarea unei consistenţe optime a rezervaţiei (obişnuit 0,7-0.6), consistenţă care se atinge treptat prin mai multe cicluri de selecţie. Aceste populaţii de arbori reprezintă baza populaţiilor de ameliorare, ca arbori seminceri alegându-se exemplarele din categoria arborilor “plus”, exemplare situate întotdeauna în plafonul dominant şi considerate drept adevărate „centre de gene” ale speciilor lemnoase.

2.3.1.3. Interzicerea accesului şi a exploatării preferenţiale a arborilor

valoroşi Aceste măsuri constituie măsuri clasice ce trebuie luate urgent şi aplicate imediat,

pot avea caracter temporar sau permanent şi se aplică în vederea opririi pierderilor genetice, precum şi a evitării perturbării unor lucrări extrem de importante cum ar fi, de exemplu, răriturile sau tăierile de regenerare (Lucău, 1998). De asemenea, eficacitatea selecţiei este mult mărită prin aplicarea acestor măsuri şi, drept urmare, are loc o reinstalare progresivă a unui patrimoniu genetic valoros, perturbat iniţial prin extrageri masive, necontrolate, de arbori valoroşi. Tot pe această linie, este recomandabil a se cunoaşte, pe cât posibil, limitele eritabilităţii celor mai importante caractere (calitative şi cantitative) şi expresia câştigului genetic pe fondul lucrărilor legate de ciclurile de selecţie.

Important de reţinut este faptul că, spre deosebire de măsurile menţionate anterior, această metodă este mult mai uşor de aplicat, are un caracter imediat, este mult mai puţin costisitoare comparativ cu cele specificate până acum şi contribuie din plin la salvarea integrală a fondului de germoplasmă deţinut de rezervaţia respectivă.

2.3.2 Conservarea “ex situ” a resurselor genetice vegetale În cadrul acestui concept sunt reunite modalităţile de conservare a fondurilor

valoroase de germoplasmă forestieră în afara locului de unde provin, respectiv în afara arealului lor natural. Prin aplicarea acestei metode, de multe ori se încearcă şi se reuşeşte reproducerea la o scară redusă a unor populaţii originale ce conţin o largă variabilitate genetică intraspecifică datorată unei ample panmixii. Acest fapt are efecte extrem de pozitive şi prezintă o deosebită utilitate practică în cazul unor specii exotice de interes, a căror testare în practică s-a dovedit reuşită, cum ar fi cazul stejarului roşu american, pinului strob, duglasului ş.a.

În cadrul acestor plantaţii grupate, producerea controlată de sămânţă este relativ uşor de realizat, aceasta facilitând producerea de puieţi în masă. Această modalitate s-au dovedit extrem de utilă şi la unele plantaţii de molid în afara arealului natural, exemplarele din aceste culturi dovedindu-şi din plin valoarea genetică şi adaptativă. Tot în categoria de resurse genetice forestiere valoroase conservate ex situ se includ şi unele culturi comparative de provenienţe, hibrizi sau clone cu certă semnificaţie biologică, ştiinţifică şi practică.

Spre deosebire de conservarea resurselor genetice forestiere in situ, conservarea ex situ preconizează abordarea mult mai multor modalităţi privind prezervarea celor mai

30

valoroase fonduri de germoplasmă forestieră, pornind de la crearea de arboretum-uri, parcuri dendrologice, colecţii de clone sau grădini botanice şi terminând cu băncile de gene ce includ colecţii de seminţe, polen, culturi in vitro şi chiar secvenţe ADN. Majoritatea acestor activităţi constituie şi obiectul a tot mai numeroase şi complexe programe de ameliorare genetică forestieră, iar faptul că unele se bazează pe durata lungă a vieţii arborilor (arboretum-urile sau parcuri dendrologice), aceasta nu face decât să permită şi o conservare eficientă a resurselor existente, unele provenind de la populaţii naturale (aşa numitele populaţii de plecare) cu o foarte largă bază genetică.

2.3.2.1. Arboretum-urile şi parcurile dendrologice Acestea reprezintă plantaţii grupate care cuprind anumite specii, iar fiecare specie

este reprezentată de un număr limitat de indivizi. De regulă, provin dintr-o singură sursă geografică şi constituie mijlocul de bază prin care se face selecţia unor specii privind capacitatea acestora de a se adapta şi de a creşte în condiţii noi. Este foarte important ca fiecare specie să aibă la bază din cel puţin două provenienţe, cu origine cunoscută şi structură ereditară aproape intactă, iar instalarea unei reţele de subarboretum-uri mai mici, perfect adaptate ecologic în nişele respective, ar fi mult mai utilă ca în cazul creării de plantaţii mari. Aceste subansambluri forestiere, în care o genă rară şi valoroasă poate avea o frecvenţă mai mare decât la specie, pe ansamblu, constituie, de fapt, puncte de plecare ale celei mai eficiente metode de selecţie în cadrul ameliorării arborilor, respectiv varianta selecţiei reciproce recurente. Aceasta face posibilă valorificarea efectelor combinaţiilor de gene legate de manifestarea diferitelor caractere (creşterea câştigului genetic), precum şi gruparea acestor combinaţii de gene şi asociaţii de caractere într-un genotip (individ) selecţionat.

Pe de altă parte, după cum menţionam anterior, longevitatea vieţii exemplarelor din aceste plantaţii permite şi o conservare genetică eficientă a zestrei genetice dobândite şi totul ia alura unui proces dinamic, specific ameliorării pe termen lung, dar care, din păcate, necesită şi costuri ridicate. Cu toate acestea, arboretum-urile şi parcurile dendrologice constituie o formă extrem de eficientă şi utilă în cadrul activităţii de conservare ex situ a fondurilor valoroase de germoplasmă forestieră, iar interesul ştiinţific, didactic, cultural şi chiar estetic din partea specialiştilor şi a publicului larg, în această privinţă, se manifestă tot mai intens.

2.3.2.2. Culturile comparative de provenienţe şi hibrizi Aceste culturi au un caracter deosebit şi o semnificaţie biologică şi ştiinţifică

multilaterală şi se înfiinţează în scopul estimării influenţei geografice asupra capacităţii de creştere, asupra calităţii lemnului şi asupra rezistenţei la acţiunea nocivă a factorilor biotici şi abiotici. Pe de altă parte, aceste plantaţii permit testarea diferitelor combinaţii hibride intra şi interspecifice, comparativ cu genitorii.

Pornind de la aceste considerente, cât şi pentru faptul că sunt înfiinţate pentru un timp relativ îndelungat, aceste culturi permit conservarea unui material genetic foarte diversificat, creând totodată condiţii de conservare şi a unor provenienţe rare, pe cale de dispariţie sau chiar unicat.

2.3.2.3. Parcurile de clone Parcurile de clone sunt cultivare ce conţin genotipuri valoroase provenite din

material vegetativ, cel mai adesea butaşi (plop, salcie) sau prin altoire (răşinoase şi

31

foioase). În cadrul acestor colecţii s-au creat numeroase varietăţi multiclonale, de mare productivitate şi cu o mare viteză de creştere.

Capacitatea celulei vegetale de a “reconstitui” o nouă plantă, copie fidelă din punct de vedere genetic cu planta mamă (totipotenţa celulei vegetale) a făcut posibilă includerea în cadrul acestor colecţii şi de exemplare multiplicate in vitro, printr-un proces de micropropagare intensivă (cireş sălbatic).

Sursa principală de material biologic vegetativ o constituie arborii plus, exemplare din etajul dominant care se deosebesc de vecinii lor prin creşteri excepţionale, vigoare deosebită şi, nu în ultimul rând, prin fructificaţie abundentă şi seminţe cu capacitate de germinaţie superioară.

În ceea ce priveşte conservarea genetică, plantajele de clone deţin un fond valoros de germoplasmă prin exemplarele care le alcătuiesc şi care sunt copii vegetative, sistemul clonal păstrând intactă zestrea ereditară iniţială a populaţiei de origine.

2.3.2.4. Livezile de seminţe Livezile de seminţe (plantaţii de seminţe sau plantaje) sunt plantaţii speciale de

arbori (clone sau descendenţe selecţionate), cât mai bine izolate pentru reducerea la minimum a polenizărilor exogene nedorite, create în scopul producerii frecvente a unor cantităţi mari de seminţe de calitate superioară şi uşor de recoltat la vârste cât mai mici.

Exemplarele din aceste culturi sunt de provenienţă cunoscută, fiind identificaţi prin descendenţa lor sau prin clona de care aparţin. Chiar dacă aceşti arbori nu ating vârstele exemplarelor din cadrul arboretum-urilor sau parcurilor dendrologice, aceste formaţiuni forestiere pot îndeplini şi funcţia de conservare a unor fonduri valoroase de germoplasmă prin păstrarea unor genotipuri şi clone performante şi bine adaptate.

2.3.2.5. Băncile de gene După cum am arătat în capitolul de debut al prezentei lucrări, mulţi factori

acţionează asupra organismelor determinând o sporire semnificativă a diversităţii biologice, în general, şi a variabilităţii genetice, în special. Trebuie adăugat însă că alţi factori, din păcate dependenţi în mare măsură şi de factorul antropic, au efect contrar, respectiv de diminuare a variabilităţii genetice. În toată această „ecuaţie”, eroziunea

genetică capătă un sens mult mai larg, extinzându-se în toate cazurile când se constată practic pierderea de material genetic. Toate categoriile de resurse genetice vegetale (de la formele sălbatice sau primitive şi până la formele evoluate-cultivate) sunt cele mai afectate şi, în prezent, multe dintre ele sunt deja dispărute şi foarte multe sunt în pericolul iminent al dispariţiei.

În ultimii 25-30 ani, activitatea de identificare, colectare şi conservare a resurselor genetice vegetale, inclusiv a celor forestiere, a cunoscut o tot mai accentuată preocupare. Din ce în ce mai multe state, organisme guvernamentale şi nonguvernamentale, instituţii şi personalităţi ştiinţifice de prestigiu, etc., se implică tot mai activ în această activitate pentru a se evita sau limita pierderile irecuperabile de material genetic extrem de valoros, pierderi catalogate de către biologul J.R. Harlan ca „genetica dezastrului”.

Crearea unei reţele de bănci de gene la nivel mondial, sub coordonarea Institutului Internaţional de Resurse Genetice Vegetale (I.P.G.R.I.) şi a Comisiei de Resurse Genetice F.A.O., constituie un uriaş succes în ceea ce priveşte asigurarea unei protecţii sigure a surselor de germoplasmă împotriva eroziunii genetice. Aceste instituţii, dotate cu echipament modern de conservare şi bază completă de date, au fost înfiinţate în scopul prospectării, colectării, evaluării şi conservării celor mai valoroase dar şi a celor mai

32

ameninţate categorii de resurse genetice vegetale. Inaugurarea Băncii de Resurse Genetice Vegetale din Suceava, în anul 1991, se înscrie perfect pe coordonatele imperativului major de salvare şi ocrotire a ceea ce a mai rămas valoros din fondul existent de germoplasmă vegetală de la noi din ţară, prioritate de top având formele rare sau ameninţate cu dispariţia (fig.1).

Fig. 1 Banca de Resurse Genetice Vegetale - Suceava

Metoda cea mai utilizată de conservare a germoplasmei vegetale într-o bancă de gene este cea de prezervare a materialului biologic sub formă de „eşantioane”, mostre de material viu, respectiv probe de seminţe cu conţinut redus de umiditate (max.6%), stocate la temperaturi scăzute (+4, -20oC).

Consideraţii privind comportarea seminţelor în condiţii de depozitare Obiectivul prioritar ai unei bănci de gene este acela al menţinerii viabilităţii

seminţelor unui număr mare de specii de plante (inclusiv specii forestiere), pe perioade nedefinite, pornind de la termene limitate scurte (3-5 ani) şi până la termene lungi şi foarte lungi de timp (între 10 şi 100 ani, uneori şi mai mult). Acest lucru este mult mai greu de realizat deoarece sunt necesare atât condiţii deosebite, cât şi colectarea de informaţii suficiente pentru a evita pierderea resurselor genetice conservate ex situ.

Longevitatea seminţelor diferă mult de la o specie la alta şi pot apărea diferenţe, uneori apreciabile, în cadrul aceleaşi specii datorită diferenţelor de genotip şi de provenienţă. Asupra celei din urmă îşi pune amprenta efectul cumulativ al mediului pe durata maturizării seminţelor, al recoltării şi al uscării în perioada de pre-depozitare.

Roberts (1973) definea două categorii de comportament al seminţelor în condiţii de depozitare: normal (ortodox) şi recalcitrant.

În prezent, sunt recunoscute trei mari categorii de seminţe sub aspectul comportamentului la stocare (fiecare poate fi la rândul său subdivizată): la primele două

33

stabilite este adăugată o a treia, respectiv categoria intermediară între cea normală şi cea recalcitrantă.

După Bonner (1990), seminţele aparţinând diferitelor specii forestiere, sub aspectul comportamentului fiziologic pe timpul stocării, au fost clasificate în patru grupe, şi anume:

- ortodoxe, ce cuprinde specii ale căror seminţe se pot păstra şi până la 50 ani (brad, molid, pin, larice, platan, frasin, mesteacăn, etc.);

- subortodoxe, la specii cu seminţe bogate în grăsimi (nuc) sau de mici dimensiuni (populacee, salicacee);

- recalcitrante la specii din zona temperată care manifestă o evidentă sensibilitate la uscare (arţar, stejar, castan) şi care se pot păstra, pe termen scurt (1-2 ani), la temperaturi ce oscilează în jurul valorii de 0o C;

- recalcitrante la specii din zonele tropicale ale unor specii caracteristice pădurilor cu exces de umiditate, unele fiind specii cultivate (arborele de cauciuc, arborele de cacao, arborele de cafea, etc.).

Între viabilitatea seminţelor şi factorii genetici există o strânsă legătură. Cu cât creşte perioada de depozitare, cu atât creşte şi se acumulează numărul de aberaţii cromozomiale în celule embrionilor, cercetările în acest sens fiind aprofundate de către Roberts (1967), Roberts şi Abdalla (1968). De aceea, în majoritatea cazurilor legate de condiţiile de depozitare, viabilitatea seminţelor, exprimată procentual, reprezintă un important indice al volumului deteriorărilor cromozomiale atins la seminţele supravieţuitoare, indiferent de viteza de pierdere a viabilităţii materialului biologic.

Seminţele speciilor care prezintă un comportament normal la depozitare (ortodoxe) pot fi păstrate într-o largă diversitate de medii, deşi longevitatea lor va diferi substanţial de la un mediu la altul. Totuşi, condiţiile de preferat pentru stocarea seminţelor cu comportament normal sunt de -18oC sau mai puţin, cu 5±1% conţinut de umiditate.

În mod normal, fructele sau seminţele trebuie recoltate, atunci când ele sunt gata să se disperseze în mod natural. Criteriul maturităţii seminţelor la arbori prezintă o mare problemă legată de maturaţia sexuală a plantelor care este atinsă la vârste mari, iar regenerarea şi obţinerea de noi stocuri de seminţe, având aceeaşi origine şi de la acelaşi genotip, este practic imposibilă. Este însă posibilă conservarea unor loturi de seminţe de la aceste specii normale, pe o perioadă aproximativ egală celei unui ciclu de producţie. Urmărirea conţinutului de umiditate şi greutatea uscată a seminţelor, pe durata dezvoltării, ar fi utilă în ceea ce priveşte stabilirea perioadei optime de recoltare. În cazul arborilor şi arbuştilor, seminţele ar trebui, în mod ideal, să fie recoltate de la o singură plantă. Dacă exemplarul ales nu poate oferi suficiente eşantioane, atunci se colectează seminţele aflate în acelaşi stadiu de la exemplarele vecine, de aceeaşi vârstă. Seminţele cu maturitate diferită sau provenite din locuri diverse, în nici un caz nu trebuie amestecate, ci trebuie tratate ca intrări diferite.

Seminţele trebuie uscate imediat după recoltare sau după extragerea din fructe. Uscarea la conţinuturi scăzute de umiditate ar trebui să fie relativ rapidă şi la o temperatură scăzută, pentru a reduce la minimum deteriorarea seminţelor pe parcursul desfăşurării operaţiunii. În acest sens, atmosfera de uscare trebuie să fie lipsită de umiditate (ideal ar fi sub 10% umiditate relativă), acest fapt permiţând deshidratarea până la cca. 3% conţinut de umiditate pentru seminţele uleioase şi până la aproximativ 4-6%

34

pentru cele rigide. O temperatură mai ridicată (cca. 15oC) este indicată în cazul seminţelor majorităţii speciilor tropicale, chiar dacă deshidratarea în aceste condiţii produce şi pagube. Întârzierea la uscare sau o uscare prea lentă, coroborate cu o temperatură mai ridicată (peste 20oC), produc o reducere rapidă a viabilităţii seminţelor normale, cu precădere la cele uleioase.

Efectuarea testelor de germinaţie atât pe parcursul desfăşurării procedurilor specifice desicării materialului biologic, cât şi în perioada de stocare propriu-zisă a seminţelor, este absolut obligatorie şi, în acest sens, se preferă abordarea tehnicilor cu caracter nedistructiv. Cea mai recomandabilă este metoda fiziologică de testare a capacităţii de germinaţie a seminţelor normale.

În cazul seminţelor dure sau cu o lungă perioadă de latenţă ale arborilor din regiunile temperate, studiile de întrerupere a latenţei sau de îndepărtare a învelişului dur trebuie realizate înainte de a se începe cercetarea asupra stocării materialului biologic, deoarece pre-tratamentele specifice (scarificare cu acid sulfuric sau manuală, înmuiere cu apă distilată sau pre-răcire) pot duce la scăderea toleranţei la deshidratare.

Biologia anhidră a apărut ca un domeniu important în cadrul ştiinţelor biologice. Toleranţa la deshidratare permite multor organisme vii să-şi diminueze mult, sau chiar să-şi întrerupă, activitatea metabolică pe durata unor perioade mai scurte sau mai lungi de stres. Această caracteristică conferă longevitate, uneori considerabilă, organismelor vii în stare pasivă, în particular, a seminţelor. În acest sens, sunt cunoscute cazuri de supravieţuire a seminţelor uscate ale unor specii de plante timp de secole, acest fapt constituind un valoros potenţial privind conservarea ex situ a resurselor genetice vegetale. În perioada creşterii timpurii, seminţele sunt practic intolerante la deshidratare, însă pe măsura dezvoltării şi maturizării, ele îşi dezvoltă capacitatea de supravieţuire la conţinuturi tot mai reduse de umiditate, maximul de toleranţă la deshidratare atins variind mult de o specie la alta.

Depozitarea umedă la rece (stratificarea) s-a utilizat frecvent ca metodă de conservare pe termen scurt a seminţelor foarte latente ale unor arbori şi arbuşti (Fraxinus,

Fagus, Magnolia, Prunus), avantajul fiind acela că, după depozitare, seminţele

germinează imediat. Pe de altă parte, seminţele de fag pre-umezite sunt mai puţin tolerante la o desicare ulterioară, comparativ cu cele care nu au fost pre-umezite.

În concluzie, în urma observaţiilor şi experimentelor efectuate, se recomandă ca pentru conservarea pe termen lung a seminţelor, având un conţinut scăzut de umiditate şi la temperaturi scăzute, să nu se aplice tratamente de întrerupere a latenţei sau de amorsare, chiar dacă acestea, în multe cazuri, nu s-au dovedit a fi dăunătoare toleranţei la deshidratare.

Crioconservarea materialului biologic în băncile de gene Stocarea materialului viu în azot lichid (până la -196oC) poate asigura conservarea

pe termen practic nelimitat a unor structuri de diferite grade de complexitate şi de o mare valoare genetică. Acest tip de conservare, graţie perfecţionării extrem de rapide a tehnicilor şi metodelor în domeniu, devine tot mai atractiv şi cu mai mari şanse de reuşită în cadrul laboratoarelor şi instituţiilor de specialitate.

Seminţele mici, cu comportament normal (ortodox), de la multe specii de arbori (foioase-ulm şi răşinoase-tuia, pin, brad, molid) pot fi relativ uşor păstrate la cca. -100oC, pe durate lungi de timp, fără a fi afectată semnificativ viabilitatea. Condiţiile obligatorii care trebuie respectate sunt cele privind scăderea conţinutului de umiditate la mai puţin

35

de 6% şi tratarea prealabilă a materialului biologic cu un amestec crioprotector (manitol, glicerol sau DMSO) care să faciliteze ieşirea apei din celule prin mărirea permeabilităţii membranelor. Astfel, se produce o micşorare accentuată a dimensiunilor celulelor, iar formarea gheţii intracelulare, care produce daunele cele mai severe structurilor vitale de la nivelul organitelor, este minimă.

Seminţele recalcitrante ale mai multor specii de arbori atât din regiunile tropicale, cât şi din cele temperate, prezintă o intoleranţă evidentă la deshidratare şi la frigul profund. În această situaţie, o alternativă la reuşita crioconservării o reprezintă stocarea embrionilor extirpaţi din seminţele cu comportament recalcitrant, cu condiţia ca aceştia să supravieţuiască deshidratării sub pragul de îngheţare a conţinutului de umiditate (Hor et

all., 1990). Astfel, axele embrionice de Aesculus hippocastanum supravieţuiesc la o deshidratare de 12% conţinut de umiditate şi, ulterior, păstrării în azot lichid (Pence, 1992). Rezultate încurajatoare pe linia crioconservării embrionilor extirpaţi şi a axelor embrionice s-au obţinut şi la alte specii cum ar fi: Castanea sativa, Coffea iberica, Hevea

brasiliensis, Quercus ssp., etc. Ca şi în cazul seminţelor, este absolut obligatoriu a se efectua, în prealabil, tratarea materialului biologic cu substanţele crioprotectoare.

Conservarea prin culturi de ţesuturi În pofida faptului că încă necesită costuri destul de ridicate, conservarea

germoplasmei forestiere, prin culturi in vitro, este o modalitate modernă de conservare, aflată în plină expansiune datorită aplicabilităţii acesteia la un număr tot mai mare de specii şi forme de arbori şi arbuşti cum ar fi unele varietăţi hibride performante dar care se reproduc foarte greu în condiţii normale, cele cu înmulţire exclusiv vegetativă sau la specii cu seminţe recalcitrante (tropicale şi temperate). La cireşul sălbatic, spre exemplu, datorită aptitudinii sale deosebite de regenerare şi micropropagare (minibutăşire in vitro), s-au elaborat şi sunt în derulare, în Franţa, programe interesante de silvicultură clonală.

Trebuie remarcată, în primul rând, eficienţa deosebită a acestei metode, concretizată prin faptul că dintr-un singur meristem apical caulinar (material biologic iniţial) se pot obţine, în mai puţin de 1 an, câteva milioane de copii identice din punct de vedere genetic cu planta mamă donatoare. Pe de altă parte, în lucru este introdus un ţesut aproape perfect sănătos (liber de viruşi), acest fapt oferind certe garanţii asupra calităţii materialului biologic utilizat şi multiplicat prin micropropagare.

În situaţia utilizării exagerate a unui ţesut nediferenţiat gen calus, ca etapă intermediară, există posibilitatea apariţiei de variaţii somaclonale, acest fapt creând dificultăţi în ceea ce priveşte prezervarea germoplasmei cu zestrea genetică iniţială intactă.

În prezent, băncile de gene moderne, pe lângă seminţe sau fragmente de plante, conţin şi colecţii de inoculi cultivaţi in vitro. Iniţial se stochează material biologic în activitate, în cadrul colecţiilor active (IVAG), după care se preconizează crearea şi funcţionarea colecţiei de bază (IVBG).

Principiul de bază în crearea şi menţinerea unei colecţii in vitro active (IVAG) este acela că tot materialul biologic (plantule) rezultă dintr-un proces ciclic, ce are la bază multiplicarea culturilor, iar menţinerea întregii colecţii se face prin operarea de subculturi. Procesele vitale, în acest caz, sunt mult diminuate prin asigurarea unor condiţii de creştere lentă (temperaturi pozitive scăzute, iluminat cu intensitate redusă, reducerea la jumătate a concentraţiei componentei minerale în mediul de conservare şi

36

adaos de inhibitori osmotici şi de creştere). Tot materialul obţinut şi conservat este testat şi controlat periodic (fig. 2).

BANCĂ DE GENE

Fig. 2 Importanţa creării şi funcţionării sectorului de conservare prin culturi in vitro

Fig. 3 Plantule de nuc in vitro conservate în condiţii de creştere lentă

37

Conservarea in vitro, prin menţinerea plantulelor în condiţii de creştere lentă şi

operarea de subculturi la intervale cât mai lungi de timp, constituie o tehnică aplicată pe scară largă şi la unele specii de arbori şi arbuşti (fig. 3).

Unele specii au o rată scăzută de creştere intrinsecă şi, în consecinţă, inoculii respectivi nu necesită tratamente speciale pentru o mărire a perioadei de transfer şi subcultură, furnizând astfel o colecţie activă adecvată scopului conservării. Totuşi, în cazul celor mai multe specii vegetale (inclusiv arbori şi arbuşti) este necesară o combinaţie de 2 - 3 factori limitativi, fiecare aplicat la un nivel moderat. Asupra acestui aspect trebuie aprofundate cercetările şi, mai ales, în explorarea toleranţei culturilor la posibile efecte aditive ale inhibitorilor utilizaţi în mediul de conservare. Stocarea surselor valoroase de germoplasmă prin imersarea materialului biologic (seminţe, vârfuri de creştere) în azot lichid, la –196oC, are ca rezultat stoparea completă a creşterii culturilor şi conservarea acestora pe perioade lungi şi foarte lungi de timp (zeci şi peste 100 ani) sau chiar pe termen nelimitat. Foarte puţine culturi ale anumitor specii vegetale au o rezistenţă naturală la îngheţ şi, de aceea, pentru majoritatea speciilor este absolut necesar a se lua măsuri pentru pregătirea materialului biologic pentru îngheţ, prin tratare prealabilă cu amestecuri eficiente de substanţe crioprotectoare. În acest mod sunt reduse la minimum daunele provocate de frigul profund şi sunt create, totodată, condiţii favorabile pentru dezgheţ şi reluarea vegetaţiei normale. Criostocarea pe termene foarte lungi de timp (peste 100 ani) se poate efectua numai într-un refrigerator cu azot lichid, în care recipientele de cultură, confecţionate din material criorezistent (polipropilenă), sunt amplasate grupat în sertare. Conservarea propriu-zisă se face la o temperatură de -196oC, prin imersarea (plonjarea) culturilor în azot lichid sau la – 150oC în faza de vapori ai azotului lichid.

Diferitele variante (scheme) de îngheţare şi criostocare a culturilor in vitro pot fi redate schematic prin 4 categorii de metode, şi anume:

- tip I – îngheţare graduală, în care scăderea temperaturii se face treptat (1C!!!/minut). La atingerea limitei de -35-40oC, materialul vegetal se menţine cca. 40 minute, după care este trecut rapid în azot lichid;

- tip II – îngheţare uscată, în care materialul biologic este mai întâi deshidratat, după care se trece prin etapele menţionate la tipul I;

- tip III – îngheţare rapidă, în care materialul de conservat este introdus direct în azot lichid;

- tip IV – îngheţare ultrarapidă, prin care materialul biologic, plasat pe un suport (ac sau baghetă), este plonjat în azot lichid.

De menţionat faptul că, indiferent de metoda aplicată, se va proceda la pretratarea obligatorie a oricărui tip de material biologic cu amestec crioprotector.

După trecerea perioadei de stocare a germoplasmei în azot lichid, dezgheţarea se face rapid, excepţie făcându-se la tipul II, unde este benefică o dezgheţare treptată.

Culturile de protoplaşti, celule sau calus se pot conserva prin metoda de la tipul I, culturile de embrioni somatici prin metoda de la tipul II, iar vârfurile de muguri prin tehnicile tipurilor III şi IV.

În cadrul colecţiei de bază in vitro (IVBG), micropropagarea materialului biologic se face doar în faza de pregătire a culturilor pentru conservare, respectiv de la intrarea în bancă şi până la intrarea în conservarea propriu-zisă. Controlul viabilităţii materialului

38

stocat se face la perioade strict limitate de timp şi numai în cadrul stocului duplicat (de rezervă) crioconservat.

Fără îndoială, există încă numeroase dificultăţi, cu precădere cele legate de pregătirea materialului vegetal destinat criostocării sau cele legate de revenirea culturilor stocate la condiţii normale şi reluarea proceselor active ale vegetaţiei, dar rezultatele mai mult decât încurajatoare obţinute ne oferă deja certitudinea deţinerii “cheii” succesului în conservarea celor mai valoroase surse de germoplasmă vegetală.

Conservarea germoplasmei forestiere prin obţinerea de embrioni somatici (proces analog embriogenezei zigotice) are la bază procesul de inducere şi diferenţiere a unei singure celule sau a unui grup restrâns de celule vegetative (axe hipocotile, cotiledoane, părţi ale inflorescenţei, ţesuturi tinere din punctele de creştere) şi formarea aşa numitelor seminţe artificiale (fig. 4). Astăzi este cunoscut faptul că regenerarea prin embriogeneză somatică s-a putut realiza la peste 50 de specii lemnoase, din care 20 angiosperme (ex. la stejar) şi cel puţin 30 de gimnosperme (specii ale genurilor Picea, Abies, Pinus, Larix,

Pseudotsuga şi Sequoia).

Fig. 4 Embrioni somatici la stejar

Potenţialul cel mai ridicat privind rata multiplicărilor îl deţin suspensiile celulare (cca. 100 embrioni la 1 ml de suspensie, cu dublare a numărului la 48 de ore) cum este în cazul unor specii de Picea. Mai scăzută este, în schimb, rata de conversie şi transformare în plantule a embrionilor somatici – cea mai ridicată de 4% înregistrându-se tot la molid. În general, elaborarea, derularea şi finalizarea unui proiect de cercetare în acest domeniu poate asigura obţinerea şi stocarea pe perioade limitate (maximum medii) de timp a acestui tip de material biologic.

Unii factori importanţi pot influenţa (uneori decisiv) desfăşurarea procesului de embriogeneză somatică, cum ar fi:

39

a) Alegerea tipului de explant sau de inocul se face numai după o temeinică documentare şi efectuare a unor teste, acestea în vederea realizării ulterioare a unor culturi cu o mare şi permanentă capacitate embriogenă. În acest sens, trebuie ţinut cont de specie (de genotip), de organ, de vârsta plantei mamă, de faza de vegetaţie, de condiţiile de creştere a plantei mamă etc. La monocotiledonate, capacitatea de regenerare a calusului se pierde uşor (doar după câteva subculturi). La arbori, ţesuturile tinere prelevate (inclusiv meristeme apicale) dovedesc o înaltă şi constantă capacitate calogenetică şi embriogenetică. Pe parcursul subculturilor, este absolut necesară urmărirea unei continue proliferări şi selectarea exclusivă a celulelor embriogene, în vederea menţinerii caracterului proliferativ al inoculilor. Există diferenţe clare de reacţie de la un genotip la altul dar, prin selecţie, se poate reuşi obţinerea de calus embriogen. Aceste diferenţe se datorează nu atât genotipului în sine, ci stării fiziologice şi de dezvoltare a explantului extras de pe genotipul respectiv. Explantele pot fi prelevate din rădăcini, tulpini, peţiol, frunze, ovule, pericarp, nucelă, axe hipocotile etc. b) Mediul de cultură. În general, reuşita tehnicilor bazate pe micropropagare depinde de compoziţia mediului de cultură, iar în ceea ce priveşte embriogeneza somatică trebuie ţinut cont de câteva aspecte importante: 1. Conţinutul în azot, sursa şi forma sub care se administrează acest element; combinaţia între KNO3 şi NH4Cl (azot sub formă redusă) este benefică pentru capacitatea embriogenetică a calusului. Se mai poate utiliza, de asemenea, un amestec de aminoacizi sau chiar un singur aminoacid (glutamina sau alanina). 2. Regimul de creştere are o implicaţie deosebită în cadrul procesului de embriogeneză somatică prin prezenţa auxinei, mai ales în faza de iniţiere a embrionilor. Maturarea acestora va fi favorizată de o reducere treptată a concentraţiei auxinei până la suprimarea totală a acesteia din mediul de cultură.. Citochininele sunt şi ele utilizate atât în fazele primare ale procesului de diferenţiere a embrionilor somatici, dar şi în faza de formare a cotiledoanelor. c) Condiţiile de cultură. Temperatura se încadrează în limitele parametrilor optimi explantelor cultivate „in vitro”(22-25oC). La unele specii, pentru demararea embriogenezei somatice este favorabil un tratament prealabil la frig (4-6oC) (prerefrigerare), timp de 1-2 săptămâni.

Succesul acestei iniţiative în silvicultură, în ciuda costurilor ridicate, este garantat în cazul utilizării acestor metode la unele varietăţi hibride cu genotip greu de reprodus prin metode clasice, deosebit de performante şi foarte greu de obţinut pe cale naturală. Aceste genotipuri, de multe ori, se dovedesc extrem de rezistente la factorii nocivi biotici şi abiotici sau prezintă o toleranţă crescută la produşii chimici acumulaţi în sol.

Pe de altă parte, la anumite conifere (pin, molid, larice) embriogeneza somatică constituie mijlocul de bază de răspândire în masă a materialului performant rezultat din diferite programe de ameliorare genetică forestieră.

Intrarea în producţie a livezilor de seminţe a condus la introducerea treptată şi a polenizării artificiale în masă în cadrul acestor plantaţii, iniţial ca o completare la polenizarea naturală şi, ulterior, după caz, chiar la înlocuirea acesteia. Aceasta ar permite participarea la polenizare a unui număr maxim de genitori şi ar reduce considerabil riscul

40

polenizărilor alogame nedorite. În acest scop este foarte necesară colectarea unor cantităţi sporite de polen (provenit de la unele clone cu mare valoare genetică) şi luarea unor măsuri corespunzătoare imediate de păstrare a acestui tip de germoplasmă.

Băncile de gene moderne sunt dotate cu astfel de echipamente specifice, necesare conservării polenului pe perioade mai scurte sau mai lungi de timp.

Conservarea polenului pe o durată limitată de timp (câteva săptămâni) nu implică luarea unor măsuri speciale de păstrare, ci important este ca să se asigure păstrarea integrităţii structurii membranare, formaţiuni care adăpostesc majoritatea sistemelor enzimatice cu rol important în declanşarea şi evoluţia ulterioară a procesului germinativ. Se recomandă ca, după recoltare, polenul se fie zvântat uşor, după ce, în prealabil, s-a efectuat o separare, prin filtrare uscată, de impurităţile strecurate la recoltare.

În păstrarea pe termen lung a polenului (ani şi chiar zeci de ani) intervin şi alţi factori, dintre care cei mai importanţi sunt conţinutul de apă şi temperatura la care se face conservarea. Toleranţa cea mai scăzută de uscare diferă destul de mult cu specia sau de conţinutul de apă aflat imediat după recoltare. Se recomandă totuşi o scădere a conţinutului de umiditate sub 10%, după care polenul este introdus în recipiente etanşe, parţial vidate şi stocate la frig. Un polen mai fragil (ex. la pin sau molid) este menţinut la +4oC, de la 6 luni la maximum 2 ani, iar polenul mai rezistent se poate păstra la -20oC, timp de până la 10 ani. Polenul cel mai rezistent poate fi supus criostocării (în azot lichid şi tratare cu crioprotectori) pe o perioada lungă şi foarte lungă de timp (zeci de ani). În acest din urmă caz, trebuie avute în vedere şi aplicate unele măsuri pe linia decongelării şi rehidratării materialului biologic, deoarece fiecare tip de polen (bicelular sau tricelular) comportă anumite reacţii fiziologice în acest sens.

Testarea capacităţii de germinaţie a polenului, după trecerea perioadei de conservare, este absolut obligatorie şi cea mai utilizată metodă este aceea a testului de germinaţie in vitro, respectiv testare pe medii simple (apă şi zaharoză) sau pe medii cu săruri minerale. Utilizarea unor tehnici rapide de testare a viabilităţii polenului, precum testul tetrazolium, teste fluorocromatice sau măsurarea conductivităţii unui extract de polen, oferă doar indicii de estimare a integrităţii structurii membranelor şi funcţionarea enzimelor din polen.

Păstrarea fondurilor de germoplasmă vegetală (inclusiv cea forestieră) prin stocarea ADN sau a secvenţelor de ADN (gene responsabile ale manifestării unor caractere extrem de utile în procesul de ameliorare), constituie modalitatea cea mai modernă şi, totodată, cea mai performantă în cadrul activităţii de conservare a resurselor genetice vegetale. Progresul rapid şi spectaculos înregistrat în ultimii ani, pe linia perfecţionării şi utilizării unor tehnici tot mai performante şi sofisticate ale biotehnologiei vegetale, este o realitate evidentă în prezent, dar cu un imens potenţial pentru viitor.

Tehnicile de secvenţionalizare a ADN (principalul deţinător al informaţiei genetice), bazate pe funcţionarea unor analizoare de mare fineţe şi extrem de performante precum marquerii genetici ADN (“amprente” genetice) utilizaţi în cuantificarea variabilităţii intra şi interpopulaţionale pentru conservare, reprezintă doar unele dintre cele mai importante tehnologii specifice celor mai moderne bănci de gene.

Caracterizarea la nivel subcelular (molecular) reprezintă o alternativă ultramodernă la evaluarea morfologică şi a caracterelor cantitative, suscitând un interes deosebit al specialiştilor prin faptul că aceşti indici, pe lângă relevanţa şi precizia privind

41

exprimarea şi interpretarea rezultatelor investigării, sunt foarte puţin influenţaţi de factorii de mediu sau de stadiul de dezvoltare al indivizilor.

Strauss, Bousquet et all. (1992) au stabilit 2 categorii importante de marcheri moleculari: marcheri biochimici, reprezentaţi de produşii direcţi ai activităţii genelor cum sunt izoenzimele, terpenele ş.a. şi marcheri genetici moleculari ca derivaţi proprii din analiza secvenţelor polimorfice de ADN.

Marcherii biochimici Izoenzimele, definind la modul general, reprezintă acele enzime care diferă ca

structură dar catalizează aceeaşi reacţie metabolică. Aceste deosebiri de structură în cazul izoenzimelor sunt rezultatul unui polimorfism alelic. Existenţa a cel puţin două alele la nivelul locusului specific unei aloenzime, situaţie întâlnită la indivizii heterozigoţi, creează premizele apariţiei mai multor tipuri de lanţuri polipeptidice, identice însă din punct de vedere funcţional. În acest caz, aloenzimele reprezintă marcheri codominanţi.

Tehnica electroforetică în cercetarea forestieră a început să fie aplicată, pe scară largă, la sfârşitul anilor ’70, în Germania (Gőtingen), Suedia şi Statele Unite ale Americii.

Apariţia mutaţiilor la nivelul cromozomilor complică situaţia în sensul că, în cadrul sistemelor enzimatice, apar benzi duble, triple şi în cazul homozigoţilor, rezultând aşa numitele enzime hibride interloci. Prin această tehnică nu se pot evidenţia genele nule sau cele „silenţioase” din genomul multor specii forestiere, fapt ce denaturează calculul statistic privind frecvenţa genică şi proporţia exactă a heterozigoţilor într-o populaţie de arbori.

Cu toate acestea, metoda electroforetică privind studiul izoenzimelor prezintă o deosebită importanţă pentru genetica populaţională, pentru analiza structurii genotipice dar şi pentru evaluarea gradului de heterozigoţie existent intr-o populaţie naturală de arbori. De asemenea, se poate face o estimare a ratei autofecundării şi, implicit, a fluxului de gene în cadrul unei populaţii forestiere artificiale.

Terpenele. Studii privind compoziţia răşinii la conifere în monoterpene (α şi β-pinenul, mircenul, β-felandrenul,etc.), produşi cu determinism monogenic şi caracter dominant, s-au efectuat în special pe specii ale genului Pinus, în Franţa şi în Statele Unite ale Americii. Pe baza studiilor privind concentraţia de monoterpene în scoarţa de Pinus

elliotti, s-a putut face o diferenţiere a provenienţelor pe axa nord-sud (clinal) şi s-a elucidat modalitatea de răspândire postglaciară a speciei Pinus caribaea var. bahamensis în Florida şi introgresiunea genetică parţială cu Pinus elliotti.

Efectuarea unor astfel de analize pe diferite ecotipuri naturale de Pinus pinaster a făcut posibilă reconstituirea principalelor căi de recolonizare postglaciară a acestei specii în sud-estul Europei. Tot pe baza studiului monoterpenelor, s-a putut estima gradul de contaminare alopolenică în unele livezi de seminţe şi, de aici, posibilitatea evaluării consecinţelor acestui fenomen asupra câştigului genetic.

Marcheri genetici moleculari După 1990, la concurenţă cu analizele electroforetice ale marcherilor biochimici,

s-au dezvoltat impetuos tehnicile de utilizare a marcherilor genetici moleculari ce pătrund în intimitatea structurii macromoleculei de ADN, secvenţele fiind legate de un locus anume al materialului genetic (locus marcher).

42

Reacţia de polimerizare în lanţ (PCR - Polymerase Chain Reaction) reprezintă tehnica de multiplicare enzimatică in vitro a unei secvenţe din macromolecula de ADN alcătuită din câteva perechi de nucleotide (oligonucleotide specifice – primeri – cu max. 20 de perechi de baze azotate). Enzima specifică acestei reacţii este ADN-polimeraza, enzimă termostabilă (+95oC) şi denumită Taq polimerază.

Reacţia implică parcurgerea câtorva etape importante: denaturarea ADN-ului, fixarea iniţiatorului (de la nivelul enzimei) şi elongaţia catenelor. Cele 2 fragmente sunt apoi replicate de foarte multe ori (milioane de copii), pe parcursul mai multor cicluri, fiecare de câte 20-50 de ori. De fiecare dată se dublează numărul copiilor de fragmente, analiza acestora urmând să fie făcută electroforetic.

Această metodă (reacţie) stă la baza tuturor celorlalte tehnici mai performante privind marcherii genetici moleculari.

Polimorfismul lungimii lanţurilor de restricţie (RFLPs – Restriction Fragment

Length Polymorphism) este o tehnică extrem de performantă şi de vârf în genetica moleculară, bazată pe hidroliza (digestia) ADN cu ajutorul unei enzime specifice acestei reacţii (endonuclează de restricţie). Polimorfismul este relevat după o „hibridare” a fragmentului de ADN, deja separat electroforetic, cu o „sondă” marcată cu izotopi radioactivi şi transferarea ulterioară pe membrană (tehnica Southern).

Endonucleaza de restricţie taie fragmentul din macromolecula ADN până la o secvenţă de bază de recunoaştere (4-8 perechi de baze azotate). Sunt deja identificate câteva sute de endonucleaze, fiecare cu specificitate proprie legată de recunoaşterea secvenţei de bază. Numărul şi lungimea fragmentelor rezultate depind de numărul şi distribuţia siturilor de recunoaştere.

Comparativ cu izoenzimele, marcherii RFLP sunt cu mult mai numeroşi şi, prin aceasta, metoda deschide o arie de investigaţie mult mai largă în ceea ce priveşte analiza variabilităţii genetice în cadrul populaţiilor naturale, chiar dacă această tehnică este mai laborioasă şi mai costisitoare.

Amplificarea nedirijată de ADN polimorfic (RAPD – Random Amplified

Polymorphic DNA) este o tehnică ce implică utilizarea unui iniţiator (primer – oligonucleotid scurt ce include maximum 10 perechi de baze) ce poate începe amplificarea ca şi în cazul tehnicii PCR. Amplificarea fragmentelor se face la întâmplare în cadrul unui genom, în urma procesului rezultând cel puţin 10 astfel de fragmente de iniţiere (aşa-numitele amprente), după care are loc separarea electroforetică pe gel de agaroză sau poliacrilamidă. În final, secvenţele rezultate în urma amplificării sunt colorate cu bromură de etidium şi pot fi analizate în câmp de radiaţii UV.

Pe baza acestei tehnici se poate estima gradul de polimorfism existent într-o populaţie, analiza populaţiei şi chiar identificarea indivizilor.

Ca şi în cazul RFLP, marcherii RAPD sunt marcheri dominanţi şi, în principiu, pot rezulta în număr nelimitat. În acest caz, însă, avantajul constă în faptul că nu se utilizează izotopi radioactivi şi nu sunt necesari iniţiatori (primeri) pentru fiecare specie. Din aceste motive, metoda utilizării marcherilor RADP este mai simplă, mai rapidă şi mai puţin costisitoare ca cea a marcherilor RFLP.

43

Ca dezavantaj menţionăm că această tehnică permite numai detectarea genelor dominante, nepermiţând determinarea structurii genotipice a unei populaţii, pe ansamblu (AA, Aa, aa), mai ales în ceea ce priveşte proporţia heterozigoţilor.

Microsateliţii sunt secvenţe ale macromoleculei de ADN rezultaţi în urma repetiţiei în tandem a unei secvenţe simple din întregul genom. Sunt formaţi doar din două nucleotide, sunt foarte comuni şi, totodată, polimorfici. Segmentul care încorporează microsatelitul poate fi replicat, iar lungimea acestuia se va determina electroforetic.

Microsateliţii sunt microformaţiuni de natură multialelică şi codominantă, sunt foarte numeroşi şi bine repartizaţi în genom şi au un înalt grad de polimorfism. Analiza lor poate fi uşor automatizabilă, nefiind necesară o mare cantitate de material şi nici prezenţa de izotopi radioactivi. Ca dezavantaj ar fi doar faptul că la separarea electroforetică este necesară utilizarea unui gel cu un grad mare de rezoluţie (din cauza separării unor fragmente foarte mici), ceea ce implică o mai mare atenţie în pregătirea substratului şi un cost mai ridicat al operaţiunii.

Trebuie remarcat faptul că, prin analiza microsateliţilor, s-au putut descifra genomurile şi stabili majoritatea hărţilor genetice, aceste microformaţiuni constituind marcherii predilecţi ai geneticii animale şi umane. De asemenea, pe baza analizelor microsateliţilor, s-a putut efectua studiul complet al introgresiunii genetice între 2 specii forestiere foarte importante, respectiv stejarul şi gorunul.

Principalele domenii de utilizare a marcherilor moleculari în ameliorare şi conservare genetică sunt:

a) Cuantificarea diversităţii genetice Utilizarea marcherilor biochimici şi moleculari (izoenzime, produşi de metabolism sau marcheri ADN) pentru determinarea gradului de variabilitate genetică în interiorul unei populaţii sau între populaţiile de arbori constituie astăzi, în multe ţări, o prioritate în activităţile complexe de evaluare şi conservare a resurselor genetice forestiere. De menţionat, totuşi, că rezultatele acestor studii bazate pe utilizarea de marcheri genetici moleculari trebuie luate în calcul şi interpretate cu prudenţă deoarece, nu de puţine ori, s-a constatat un nivel scăzut privind corelaţia cu variabilitatea unor caractere legate de adaptabilitate, trăsături foarte importante în practica forestieră. b) Verificarea genotipurilor

Marcherii moleculari sunt foarte mult utilizaţi în identificarea genotipurilor, în diferite studii taxonomice şi biologice (care includ şi tehnica „amprentelor” genetice). Este cert faptul că derularea cu succes a diferitelor programe de ameliorare şi conservare forestieră presupune existenţa unei taxonomii clare. De asemenea, prin utilizarea marcherilor biochimici (studiul terpenelor), s-au înregistrat progrese remarcabile în ceea ce priveşte studiul de dispersie a seminţelor sau de împrăştiere a polenului, aceasta pentru dezvoltarea şi perfecţionarea metodelor de polenizare dirijată (controlată). Rezultatele diferitelor studii ce utilizează marcheri moleculari au o deosebită însemnătate practică în ceea ce priveşte reuşita unor programe de ameliorare, cu precădere în practica amenajării şi gestionării diferitelor populaţii de arbori sau livezi de seminţe (constituite din clone sau răsaduri provenite de la arbori valoroşi selecţionaţi),

44

cultivate pentru producţii rapide şi abundente de seminţe de calitate superioară pentru reîmpăduriri. c) Hărţi genetice şi selecţia asistată de marcheri moleculari Hărţile genetice de linkage se pot folosi pentru a localiza gene răspunzătoare de manifestarea unor caractere cantitative (QTL) cu un deosebit impact economic, precum producţia de masă lemnoasă sau cantitatea de pastă. Detectarea QTL din genomul diferitelor specii forestiere presupune constituirea unor hărţi genetice bazate pe consegregarea marcherilor (zone identificate prin marcare moleculară ADN) în încrucişări controlate (în generaţia a doua prin retroîncrucişare).

Studiul de perspectivă al selecţiei asistate de marcheri moleculari la speciile forestiere presupune, în principal, construirea unei reţele de marcheri polimorfici, repartizaţi relativ uniform în cromozomi, care să se constituie în hărţi genetice.

45

PRINCIPALE REFERINŢE BIBLIOGRAFICE

CACHIŢĂ DORINA-COZMA, 1987 – Metode in vitro la plantele de cultură. Edit.Ceres, Bucureşti, 14-158. ENESCU, V. şi colab., 1997 – Conservarea biodiversităţii şi a resurselor genetice

forestiere. S.C. Agris, Red. Rev. Agric., Bucureşti, 25-40, 253-285. FĂRTĂIŞ, L., 2000 - Genetica. Aplicaţii în silvicultură. Edit.Univ."Ştefan cel Mare" Suceava, 102-111. FĂRTĂIŞ, L., 2002 – Genetică şi ameliorarea speciilor forestiere Edit.Univ.Şt.cel Mare-Suceava, 44-61. FĂRTĂIŞ, L., 2007 – Conservarea şi utilizarea durabilă a resurselor genetice forestiere. Edit.”Univ.Şt.cel Mare”- Suceava, ISBN 978-973-666-235-5. TUROK, J. et al., 1995 – Conservation of FGR in Europe. IPGRI-EUFORGEN, Rome. U.E. 2000 – Directive 1999/105/ CE du Conseil du 22 Decembre 1999 concernant la

comercialisation des materiels forestiers de reproduction. J. Off. CE/15.01.2000, 17-39. X X X, 2003 – Parcuri Naţionle, Naturale şi Rezervaţii ale Biosferei din România. M.M.G.A Edit. Expert, Bucureşti, 16-20, 36,40, 54-58. X X X, 2004, - Pădurile României. Parcuri naţionale şi parcuri naturale. RNP, Bucureşti, 183-187.