Frasin pentru viitor:

Definirea populaţiilor europene de frasin în scopul conservării şi regenerării

Despre Proiect | Cunoştinţe generale despre frasini | Cât se poate extinde noţiunea de “autohton”?| Metode moleculare - detectivi ADN | Gen morfologic, gen funcţional | Lemn flexibil si rezistent

 

Despre Proiect

FRAXIGEN este titlul unui nou proiect finanţat de Uniunea Europeană, având ca obiectiv studiul resurselor genetice ale frasinului în Europa, în contextul plantării arborilor în scopuri legate de conservare si utilizare. Proiectul se desfăşoară pe o durată de trei ani (2002-2004), având iniţial ca parteneri Anglia, Grecia, Spania şi Suedia. În anul 2003, proiectul fraxigen a fost extins printr-un act adiţional către „noile state asociate” din Europa centrală şi de est, cu parteneri din România şi Slovacia.

În condiţiile actualelor modificări fără precedent ale mediului şi a presiunii asupra ecosistemelor naturale, este necesar un material de plantat viguros, bine adaptat şi divers din punct de vedere genetic, în special pentru reconstrucţia ecologică a zonelor forestiere degradate.

Pe plan mondial si implicit in Romania, refacerea si gospodarirea padurilor are in vedere, nu numai obiective economice ci si ecologice si peisagistice. Aceasta impune selecţia şi utilizarea corespunzătoare a surselor / provenienţelor de seminţe astfel ca materialul de plantat rezultat din acestea să supravietuiasca si sa fie competitiv în pădurile seminaturale de amestec, productiv şi adaptat la condiţiile climatice în schimbare.

Dacă se urmăreşte producţia de masă lemnoasă, selecţia are în vedere forma şi dimensiunile arborelui precum şi calitatea lemnului. În contrast cu aceasta, reconstrucţia ecologică reclamă material de împădurit care la maturitate să manifeste vigoare reproductivă, bună supravieţuire, capacitate de adaptare la condiţii de mediu extreme precum şi o bună aptitudine de a concura cu alte specii ce se dezvoltă în acelaşi habitat.

În prezent nu există o bază ştiinţifică reală pentru selecţia acestor calităţi necesare restaurării ecologice. Genotipurile autohtone sunt în general considerate bine adaptate la condiţiile locale, acesta fiind motivul indicaţiei din 1993 a Comunităţii Europene „speciile native şi provenienţele locale, dacă sunt corespunzătoare scopului, trebuie să fie preferate”. Standardele de certificare a pădurilor şi lemnului recomandă de asemenea conservarea diversităţii genetice şi utilizarea provenienţelor locale. Dincolo de acest principiu general, totuşi, nu există o bază reală pentru a decide căt de „locală” trebuie să fie sursa de seminţe, sau cu alte cuvinte, la ce scară geografică are loc adaptarea. Trebuie semănate seminţele din aceeaşi pădure? De pe acelaşi curs de apă? Din aceeaşi ţară? Aceasta este una dintre întrebările majore la care proiectul FRAXIGEN îşi propune să răspundă.

Oaltă chestiune de decizie extrem de importantă pentru silvicultura durabilă este diversitatea genetică a materialului de plantare. Strategiile de colectare a seminţelor cu diversitate genetică depind nu numai de înţelegerea „structurii genetice” (gradul şi configuraţia variabilităţii) a populaţiilor de frasin, ci şi de factorii care determină această structură. De exemplu, multe aspecte ale biologiei reproducţiei arborilor au un rol în determinarea structurii genetice a fiecărei generaţii. Aceasta include sistemul de polenizare (proporţia de seminţe provenite din autofecundare, care tind să reducă diversitatea), fluxul genetic (modul în care genele „se deplasează” în interiorul unei populaţii sau între populaţii, sub formă nori de polen sau sub formă de seminţe), precum şi variaţia anuală a producţiei de polen şi de seminţe.

Proiectul FRAXIGEN studiază toate aceste aspecte ale biologiei speciilor de frasin, în scopul de a furniza o bază ştiinţifică pentru selecţia surselor de seminţe adecvate silviculturii durabile.

Cunoştinţe generale despre frasini

FRASINII ÎN EUROPA

Specii europene de frasin

Frasinul (Fraxinus ssp.) este un membru al familiei Oleaceae. În Europa cresc trei specii principale autohtone: frasinul comun (Fraxinus excelsior), frasinul-de-câmp (Fraxinus angustifolia) şi mojdreanul (Fraxinus ornus). În cadrul proiectului FRAXIGEN, Anglia şi Suedia studiază Fr. excelsior, iar Grecia şi Spania, Fr. angustifolia şi Fr. ornus, originare din Europa de sud. Partenerii din Europa centrală şi de est vor lucra cu toate cele trei specii, pe populaţii din România, Slovacia şi din ţările învecinate neparticipante la proiect.

Ecologie şi distribuţie

Frasinul comun este larg răspândit în Europa. Este tolerant din punct de vedere climatic, dar evită solurile foarte sărace sau acide. Arealul frasinului de câmp şi cel al mojdreanului acoperă mai ales zona mediteraneană şi submediteraneană, dar în România se întâlnesc toate speciile. Se conturează două ecotipuri: unul de luncă, pe soluri profunde, şi altul de deal şi de munte (de calcar), pe soluri superficiale.

Regenerarea după tăiere rasă este abundentă. Puieţii sunt puţin pretenţioşi faţă de lumină, suportând o umbrire moderată. Lăstarii, de asemenea, cresc viguros după tăiere.

Descrierea speciilor de frasin în România

În România vegetează spontan toate cele trei specii native europene (Fraxinus excelsior, Fraxinus angustifolia şi Fraxinus ornus), totalizând o suprafaţă de cca 60 000 ha, împreună cu alte două specii mai rare (Fraxinus pallisae şi Fraxinus coriareifolia), care ocupă suprafeţe reduse în zona sud-estică. În mod obişnuit, frasinul comun (Fr. excelsior) participă în arborete ca specie de amestec şi formează rar mici arborete pure. Se întâlneşte în regiuni bogate în precipitaţii, de la câmpie şi luncă până în staţiunile montane de altitudine mijlocie. Frasinul-de-câmp (Fr. angustifolia) vegetează mai ales în lunci şi zăvoaie, iar mojdreanul cu predilecţie în zona de deal. Mojdreanul (Fr. ornus) nu are valoare forestieră, ci mai mult ecologică şi decorativă, prin inflorescenţele sale paniculate de culoare albă.

Frasinii tipici sunt arbori zvelţi şi înalţi de până la 30 m, cu ramuri subţiri, iar scoarţa de culoare cenuşie este netedă la exemplarele tinere, formând apoi fisuri intreţesute şi creste. Iarna, frasinul comun se identifică prin mugurii de culoare neagră, iar frasinul de câmp, prin mugurii de culoare brună.

La Fr. excelsior, florile (asepale şi apetale) se deschid în funcţie de vreme, în lunile martie-aprilie, înaintea înfrunzirii, şi pot fi masculine, feminine sau hermafrodite. Unii arbori sunt în întregime masculi, alţii femeli, iar alţii hermafrodiţi. Inflorescenţele (panicule) sunt purpurii. Polenizarea este anemofilă. Frunzele sunt mari, imparipenat-compuse formate din 7-11 foliole, şi apar la sfârşitul înfloririi, în aprilie.

Fr. angustifolia are portul asemănător frasinului comun de care se deosebeşte prin înflorirea mai timpurie şi printr-o sexualitate mai simplă: toţi arborii sunt funcţional hermafrodiţi, având inflorescenţele (raceme simple) formate din flori hermafrodite şi masculine.

Fr. ornus, este un arbore de mărimea treia răspândit în zona colinară. Florile unisexuate, cu caliciu şi corola de culoare albă, sunt grupate în panicule mari, cu poziţie apicală; înflorirea are loc în urma înfrunzirii. Frasinii fructifică abundent aproape în fiecare an, fructele (samare) fiind diseminate anemochor, în primăvara următoare.

Cât se poate extinde noţiunea de “autohton”?

ADAPTAREA PENTRU REGENERAREA NATURALĂ ŞI RESTAURAREA ECOLOGICĂ

Răspândirea speciilor autohtone de frasin pe teritoriul României

Fraxinus excelsior RomaniaFraxinus ornus Romania
Fraxinus angustifolia RomaniaFraxinus coriariefolia and palissae Romania

Adaptarea locală

Această parte a proiectului FRAXIGEN va facilita evaluarea importanţei adaptării locale care a avut loc de la colonizarea frasinului pe arealul actual după ultima perioadă glaciară, şi de asemenea, va furniza informaţii asupra distanţelor la care adaptarea locală devine importantă.

Selecţia surselor de seminţe

Majoritatea loturilor experimentale conventionale sunt plantate în condiţii forestiere cu puieţi obişnuiţi crescuţi în pepinieră. Cu alte cuvinte, materialul respectiv nu este selectat pentru vigoarea reproductiva, rapiditatea de creştere sau rezistenta la anumiţi factori de stress (ger, secetă, poluare, salinitate, etc.), criterii foarte importante pentru reconstrucţia ecologică. Rezulta deci, că atunci cand se pune problema refacerii unor arborete degradate din diferite cauze, se impune ca sursa de seminţe sau material de plantat sa corespunda mediului in care vor fi plantate. Provenienţele selectate pentru plantare pot, deci, să nu fie genetic sau ecologic corespunzatoare condiţiilor de mediu in care se crează noul arboret.

Reţeaua RTE (Reciprocal Transplant Experiments) va fi utilă pentru evidenţierea variaţiilor însuşirilor genetice şi ecologice. Alte componente ale proiectului FRAXIGEN se referă la patternurile diversităţii genetice la nivel molecular, precum şi la forţele care le definesc. Împreună, aceste studii vor asigura fundamentarea recomandărilor pentru selecţia surselor de seminţe, bazată pe zonele de provenienţă ştiinţific determinate.

Metode moleculare - detectivi ADN

DIVERSITATEA GENETICĂ ŞI FLUXUL GENIC

Variaţia genetică

Conservarea eficientă a resurselor genetice la frasin depinde de o bună cunoaştere a ponderii variaţiei genetice existente în interiorul populaţiei, precum şi a structurii acestei variaţii, în termenii patternurilor şi interconexiunilor între arbori individuali. Nivelul de diversitate interpopulaţional trebuie de asemenea cunoscut. Aceste probleme pot fi rezolvate cu ajutorul „markerilor moleculari”. Markerii moleculari sunt porţiuni din genomul arborilor, care se transmit de la o generaţie la alta, oferind informaţii asupra gradului de înrudire al arborilor individuali. Tipul de marker utilizat în FRAXIGEN este denumit „microsatelit”.

Migratia genelor

Microsateliţii pot fi utilizaţi pentru a evalua gradul de diversitate genetică a fiecărei populaţii, şi acest lucru va fi făcut în aceleaşi 8 populaţii în care au fost instalate experimentele de trasnsplantare reciprocă, utilizând ADN extras din frunze de la 20 de arbori din fiecare populaţie. Prin compararea frecvenţei alelelor în fiecare populaţie se poate afla cât de departe au putut „călători” genele (sub formă de polen sau de seminţe): o altă soluţie la întrebarea asupra semnificaţiei termenului „autohton”.

Analize de paternitate

În elaborarea strategiei de recoltare a seminţelor este important de ştiut cum este structurată înrudirea dintre arbori. FRAXIGEN va aborda această problemă prin amprentarea genetică a unui număr de arbori de vârstă reproducătoare dintr-o anumită pădure. Vor fi de asemenea amprentate seminţe de la 20 de arbori „materni” şi se vor face analize de paternitate, pentru a descoperi până la ce distanţă ar putea fi localizaţi arborii „paterni”. Acestea vor constitui informaţii detaliate asupra fluxului genic - cum se deplasează genele în interiorul populaţiei şi ce proporţie din polen poate proveni din afara polulaţiei. Înregistrând sursele de polen de la arbori masculi sau hermafrodiţi, se va vedea de asemenea care dintre aceste surse de polen este mai eficientă în fecundare.

Despre ADN şi microsateliţi

Limbajul genetic al fiinţelor vii este scris într-un alfabet de patru litere: A, T, C şi G. Acestea sunt iniţialele bazelor azotate care definesc nucleotidele, subunităţi chimice care formează lanţurile macromoleculei de ADN.

Macromolecula de ADN conţine secvenţe de nucleotide care codează molecule proteice esenţiale vieţii: aceste regiuni se numesc gene. Există însă şi secvenţe care nu reperzintă gene. Acestea sunt formate din secvenţe scurte de nucleotide, care se repetă de un număr de ori variabil (ex. „AT.AT.AT.AT.AT”, adică secvenţa „AT” repetată de 5 ori). Asemenea regiuni ale ADN poartă numele de microsateliţi.

Spre deosebire de gene, aceste secvenţe nu controlează procese vitale, în consecinţă, modificarea numărului de repetiţii nu are efect: câteva nucleotide în plus sau în minus nu afectează performanţa organismului care le poartă. De aceea, lungimea regiunii repetitive poate varia de al un arbore la altul. Combinaţia diverşilor microsateliţi constituie amprenta genetică a fiecărui arbore.

Fiecare arbore individual moşteneşte o variantă, sau o alelă, din fiecare microsatelit pe linie maternă şi o alelă identică sau diferită pe linie paternă. Dacă un arbore a fost autopolenizat, în generaţia următoare cel mai probabil cele două alele vor fi identice (homozigot), iar dacă polenul provine de la alt individ, generaţia următoare va conţine alele diferite (heterozigot).

Gen morfologic, gen funcţional

BIOLOGIA REPRODUCERII

Trei tipuri de sexualitate ale arborilor

Biologia reproducerii la Fraxinus excelsior a fost catalogată drept „confuzie sexuală totală”. Arborii pot fi feminini (produc seminţe, dar nu şi polen), masculini (produc polen, dar nu fructifică) sau hermafrodiţi (produc şi polen, şi seminţe), în cazul hermafrodiţilor autopolenizarea fiind posibilă (a se revedea „descrierea speciilor”). Unii arbori hermafrodiţi au funcţie predominant masculină sau feminină: conţin organele florale ale ambelor sexe, dar numai unul este funcţional.

Autopolenizare şi încrucişare

Proporţia fiecărui tip sexual într-o populaţie şi ponderea autopolenizării au implicaţii importante în conservarea biodiversităţii. Autopolenizarea, precum şi încrucişarea între indivizi foarte apropriaţi, conduc la consangvinizare (creştera nivelului homozigoţiei), cu efecte negative asupra viabilităţii, vigorii şi sănătăţii arborilor. Pe de altă parte, încrucişarea între indivizi care nu sunt strâns înrudiţi generează diversitate genetică (nivel ridicat al heterozigoţiei), care constituie o premiză a adaptabilităţii la schimbările de mediu.

Studiul sistemului reproducător

FRAXIGEN studiază sistemul reproducător al frasinului, relativ la ponderea posibilă a autofecundării într-o populaţie. Vor fi studiaţi factorii care ar putea afecta nivelul autofecundării. Unul dintre aceştia este timpul înfloririi, dacă acesta diferă la arborii masculi, femeli şi hermafrodiţi. Se va studia de asemenea amănunţit polenizarea, pentru a identifica posibile bariere naturale de autofecundare (mecanisme de autoincompatibilitate) Într-un alt studiu, cu ajutorul experienţelor în seră, va fi cercetat impactul consangvinizării şi pierderii diversităţii genetice asupra creşterii, comparând plantulele din seminţe autofecundate şi încrucişate, produse prin polenizări controlate.

Strategii de colectare a seminţelor

Aceste experimente ne vor ajuta în dezvoltarea strategiilor practice de colectare a seminţelor. De exemplu, în cazul în care se constată că arborii hermafrodiţi se pot autopoleniza natural, conducând la producerea de seminţe cu performanţe inferioare, se va recomanda colectarea seminţelor pentru programele de ameliorare şi pepiniere numai de la arborii femeli.

Pentru ce studiem biologia reproducerii?

Procesele şi patternurile reproducătoare dintr-o populaţie sunt importante în determinarea structurii genetice a fiecărei generaţii: informaţiile asupra sistemului reproducător, a repartizării sexuale şi variaţiei în producerea de polen şi seminţe au un rol major în planificarea şi managementul programelor de conservarea diversităţii genetice, inclusiv colectarea seminţelor şi plantarea.

Lemn flexibil

Întrebuinţări tradiţionale şi moderne

Lemnul de frasin este important pentru culoarea, durabilitatea şi elasticitatea sa, calităţi datorită cărora are multiple întrebuinţări. Culoarea dechisă îl face apt pentru fabricarea mobilei, lambriurilor, duşu-melei, scărilor interioare.

Datorită rezistenţei şi elasticităţii sale lemnul de frasin mai se între-buinţează la confecţionarea uneltelor agricole şi a cozilor de scule. Întrucât este lipsit de gust şi miros, lemnul se mai foloseşte la confecţionarea lăzilor pentru alimente şi fructe. În unele ţări se utilizează şi frunzele ca hrană pentru animale, fiind întâlniţi arbori ciolpăniţi pentru producţia de masă verde.

Lemn de impact

Întrebuinţări pentru echipament sportiv

Lemnul de frasin este ideal pentru fabricarea obiectelor de echipament sportiv, în special a acelora care necesită rezistenţă, flexibilitate şi elasticitate. În trecut era folosit la skiuri şi rachete de tenis, iar în prezent, la vâsle, bâte de baseball, crose de hockey, tacuri de biliard, arcuri şi săgeţi, sănii pentru curse cu câini şi multe alte asemenea întrebuinţări, în care lemnul de frasin este sinonim cu calitatea, îndemânarea şi tradiţia.


You are here: HOME > RESULTS > BROCHURE ROMANIAN > TEXT VERSION
You are here: HOME > RESULTS > BROCHURE ROMANIAN > TEXT VERSION