Castanha americana

A castanha americana ( Castanea dentata ) é uma grande árvore caducifólia monóica da família da faia nativa do leste da América do Norte. O castanheiro americano era uma das árvores florestais mais importantes de toda a sua extensão e era considerado o melhor castanheiro do mundo. No entanto, a espécie foi devastada pela crestamento da castanha, uma doença fúngica que veio da introdução dos castanheiros do Leste Asiático. Estima-se que entre 3 e 4 bilhões de castanheiros americanos foram destruídos na primeira metade do século 20 por praga após sua descoberta inicial em 1904. Muito poucos espécimes maduros da árvore existem dentro de sua área histórica, embora muitos pequenos brotos de antigas árvores vivas permanecem. Existem centenas de castanhas americanas grandes (2 a 5 pés de diâmetro) fora de sua área histórica, algumas em áreas onde cepas menos virulentas do patógeno são mais comuns, como as 600 a 800 árvores grandes no norte de Michigan. A espécie está listada como ameaçada de extinção nos Estados Unidos e Canadá. Verificou-se que os castanheiros chineses têm a maior resistência / imunidade à praga da castanha, portanto, existem atualmente programas para reviver a população de castanheiros americanos através do cruzamento da castanha chinesa resistente à praga com a castanheira americana, de modo que a praga. genes resistentes da castanha chinesa podem proteger e restaurar a população de castanhas americanas de volta ao seu status original como espécie dominante nas florestas americanas.

Conteúdo

• 1 Descrição
• 2 Praga da castanha
  • 2.1 População reduzida
• 3 Tentativas de revitalização
  • 3.1 Cruzamento de castanhas americanas sobreviventes
  • 3.2 Retrocruzamento
  • 3.3 Castanha americana resistente à ferrugem transgênica
  • 3.4 Hipovirulência
• 4 Espécimes sobreviventes
• 5 Usos
  • 5.1 Alimentos e remédios
  • 5.2 Móveis e outros produtos de madeira
• 6 Veja também
• 7 Referências
• 8 Links externos

• 2.1 Reduzir d população

• 3.1 Entrecruzamento de castanhas americanas sobreviventes
• 3.2 Retrocruzamento
• 3.3 Castanha americana resistente à ferrugem transgênica
• 3.4 Hipovirulência

• 5.1 Alimentos e remédios
• 5.2 Móveis e outros produtos de madeira

Descrição

Castanea dentata é uma árvore de madeira dura de crescimento rápido, historicamente atingindo até 30 metros (98 pés) de altura e 3 metros (9,8 pés) de diâmetro. Ela ia do Maine e do sul de Ontário ao Mississippi, e da costa do Atlântico às Montanhas Apalaches e ao Vale do Ohio. C. dentata já foi uma das árvores mais comuns no nordeste dos Estados Unidos. Só na Pensilvânia, estima-se que compreendeu 25-30% de todas as madeiras nobres. A enorme população da árvore deveu-se a uma combinação de crescimento rápido e uma grande safra anual de sementes em comparação com os carvalhos que não produzem com segurança um número considerável de bolotas todos os anos. A produção de castanhas começa quando C. dentata tem 7–8 anos.

Existem várias espécies de castanhas semelhantes, como a castanha doce europeia ( C. sativa ), a castanha chinesa ( C. mollissima ) e castanha japonesa ( C. crenata ). As espécies americanas podem ser distinguidas por alguns traços morfológicos, como formato da folha, comprimento do pecíolo e tamanho da noz. Por exemplo, ele tem dentes de serra maiores e mais espaçados nas bordas de suas folhas, conforme indicado pelo nome científico dentata , em latim "dentado". De acordo com um estudo de 1999 da American Society for Horticultural Science, o Ozark chinkapin, que é normalmente considerado uma espécie distinta ( C. ozarkensis ) ou uma subespécie de Allegheny chinkapin ( C. pumila subsp. ozarkensis ) pode ser ancestral da castanha americana e do chinkapin de Allegheny. Um híbrido natural de Castanea dentata e Castanea pumila foi denominado Castanea × neglecta .

As folhas, que têm 14–20 cm (5,5–8 pol.) De comprimento e 7–10 cm (3–4 pol.) De largura, também tendem a ser ligeiramente mais curtas e largas do que as da castanha. A castanha chinesa resistente à ferrugem é agora a espécie de castanha mais comumente plantada nos Estados Unidos, enquanto a castanha europeia é a fonte de castanhas comerciais nas últimas décadas. Distingue-se da castanha americana pelas pontas peludas dos ramos, que contrastam com os ramos sem pelos da castanha americana. As castanhas pertencem à família da faia, juntamente com a faia e o carvalho, mas não estão intimamente relacionadas com a castanha-da-índia, que pertence à família Sapindaceae.

A castanha é monóica, produzindo muitas flores masculinas pequenas, verdes claras (quase brancas) encontradas firmemente ocorrendo ao longo de amentilhos de 15 a 20 centímetros de comprimento. As partes femininas são encontradas perto da base dos amentilhos (perto do galho) e aparecem do final da primavera ao início do verão. Como todos os membros da família Fagaceae, a castanha americana é auto-incompatível e requer duas árvores para a polinização, que pode ser qualquer membro do gênero Castanea.

A castanha americana é um portador prolífico de nozes, geralmente com três nozes encerradas em cada rebarba verde e espinhosa e forradas de veludo bege. As nozes se desenvolvem no final do verão, com as rebarbas abrindo e caindo no chão perto da primeira geada do outono.

O castanheiro americano era uma árvore muito importante para a vida selvagem, fornecendo grande parte do mastro de outono para espécies como veado de cauda branca e peru selvagem e, anteriormente, o pombo-passageiro. Os ursos-negros também costumavam comer nozes para engordar para o inverno. A castanha americana também contém mais nitrogênio, fósforo, potássio e magnésio em suas folhas quando comparada a outras árvores que compartilham seu habitat. Isso significa que eles devolvem mais nutrientes ao solo, o que ajuda no crescimento de outras plantas, animais e microorganismos.

Peste da castanha

Outrora uma importante árvore de madeira dura, o castanheiro americano sofreu um colapso catastrófico da população devido à praga da castanha, uma doença causada por um fungo da casca da Ásia ( Cryphonectria parasitica , anteriormente Endothia parasitica ). Esta doença foi introduzida acidentalmente na América do Norte em castanheiros asiáticos importados. A praga da castanha foi observada pela primeira vez em castanheiros americanos no que era então o Parque Zoológico de Nova York, agora conhecido como Zoológico do Bronx, no bairro de The Bronx, na cidade de Nova York, em 1904, pelo guarda-florestal Hermann Merkel. Merkel estimou que em 1906 a praga havia infectado 98% dos castanheiros do bairro. Enquanto a castanha chinesa evoluiu com a praga e desenvolveu uma forte resistência, a castanha americana teve pouca resistência. O fungo da casca do ar se espalhou por 50 mi (80 km) por ano e em poucas décadas cercou e matou até três bilhões de castanheiros americanos. A extração madeireira de salvamento durante os primeiros anos da praga pode ter destruído, inadvertidamente, árvores que apresentavam altos níveis de resistência a esta doença, agravando assim a calamidade. Freqüentemente, novos brotos brotam das raízes quando o caule principal morre, de modo que a espécie ainda não se extinguiu. No entanto, os brotos do toco raramente atingem mais de 6 m (20 pés) de altura antes do retorno da infecção da praga, que, portanto, é classificada como funcionalmente extinta, uma vez que a praga da castanha mata apenas ativamente a porção acima do solo do castanheiro americano, deixando para trás o componentes subterrâneos, como os sistemas radiculares. Foi registrado nos anos 1900 que a praga da castanha comumente reinfectava qualquer novo caule que crescia dos tocos da castanheira americana e, portanto, mantinha um ciclo que impediria o restabelecimento da castanheira americana. Apesar da praga da castanha, alguns castanheiros americanos sobreviveram devido a terem uma pequena resistência natural à praga da castanha.

Antes de ocorrer a praga da castanha, uma epidemia de doença da tinta atingiu as castanhas americanas no início do século XIX. Este fungo patógeno, aparentemente introduzido da Europa, onde afeta C. sativa , mata as raízes e coleiras da árvore. Afetou principalmente castanhas no sudeste dos Estados Unidos e, no momento em que ocorreu a praga da castanha, a faixa de C. dentata pode já ter sido reduzida.

População reduzida

O número total de castanheiros no leste da América do Norte foi estimado em mais de três bilhões e 25% das árvores nas montanhas Apalaches havia castanhas americanas. O número de grandes árvores sobreviventes com mais de 60 cm (24 pol.) De diâmetro dentro de sua faixa anterior é provavelmente menos de 100. As castanhas americanas também eram uma parte comum da copa da floresta no sudeste de Michigan.

Embora árvores grandes são atualmente raras a leste do rio Mississippi, existem em bolsões no oeste livre de pragas, onde o habitat era agradável para o plantio: os colonos levaram sementes para a castanha americana com eles no século XIX. Enormes castanheiras plantadas podem ser encontradas em Sherwood, Oregon, já que o clima mediterrâneo da Costa Oeste desencoraja o fungo, que depende do clima quente e úmido do verão. A castanha americana também prospera no extremo norte de Revelstoke, na Colúmbia Britânica.

Atualmente, acredita-se que a sobrevivência de C. dentata por mais de uma década em sua distribuição nativa é quase impossível. O fungo usa vários carvalhos como hospedeiros e, embora o carvalho em si não seja afetado, as castanhas americanas próximas sucumbirão à praga em aproximadamente um ano ou mais. Além disso, as centenas de tocos de castanheiros e "fezes vivas" que pontilham as florestas orientais ainda podem conter patógenos ativos.

A população reduzida de castanhas americanas impactou diretamente muitas espécies de insetos que dependiam das espécies arbóreas para sua sobrevivência. De aproximadamente 60 espécies que se alimentam da castanha americana, 7 dependem inteiramente da castanha americana como fonte de alimento. Algumas dessas espécies, incluindo a mariposa da castanha americana, estão agora extintas.

Tentativas de revitalização

Várias organizações estão tentando criar castanheiros resistentes à praga. A American Chestnut Cooperators Foundation cria castanhas americanas sobreviventes, que mostraram alguma resistência nativa à praga, e o Canadian Chestnut Council está tentando reintroduzir as árvores no Canadá, principalmente em Ontário. Uma técnica chamada retrocruzamento está sendo usada pela The American Chestnut Foundation na tentativa de restaurar a castanha americana ao seu habitat original. Em uma nota mais ampla, esta iniciativa global mediada pela Internet para cultivar castanhas comestíveis envolve o plantio em massa de castanheiros geneticamente diversos para repovoar biomas temperados em busca de um sistema alimentar mais resiliente e sustentável.

Cruzando castanhas americanas sobreviventes

A American Chestnut Cooperators Foundation (ACCF) não está usando cruzamentos com espécies asiáticas para resistência à praga, mas cruzando castanhas americanas selecionadas para resistência nativa à praga, um estratégia de melhoramento descrita pela ACCF como "All-American Intercrosses". John Rush Elkins, pesquisador químico e professor emérito de química na Concord University, e Gary Griffin, professor de fitopatologia da Virginia Tech, acham que pode haver várias características diferentes que favorecem a resistência à ferrugem. Tanto Elkins quanto Griffin escreveram extensivamente sobre a castanha americana. Eles acreditam que fazendo cruzamentos entre castanhas americanas resistentes de muitos locais, eles continuarão a melhorar os níveis de resistência à praga para fazer uma castanha americana que pode competir na floresta. Griffin, que há muitos anos está envolvido com a restauração da castanha americana, desenvolveu uma escala para avaliar os níveis de resistência à ferrugem, que possibilitou fazer seleções cientificamente. Ele inoculou castanhas de cinco anos com uma cepa letal padrão do fungo da praga e mediu o crescimento dos cânceres. As castanhas sem resistência à ferrugem produzem cânceres afundados de crescimento rápido, que são profundos e matam os tecidos até a madeira. As castanhas resistentes produzem cânceres inchados e de crescimento lento, que são superficiais: o tecido vivo pode ser recuperado sob esses cânceres. O nível de resistência à ferrugem é avaliado por medições periódicas de cancro. Enxertos de grandes sobreviventes da epidemia de praga foram avaliados após inoculações e cruzamentos controlados entre castanheiros americanos resistentes foram feitos no início de 1980. Os primeiros "cruzamentos All-American" foram plantados em Martin American Chestnut Planting de Virginia Tech em Giles County, Virginia, e em Beckley, West Virginia. Eles foram inoculados em 1990 e avaliados em 1991 e 1992. Nove das árvores apresentaram resistência igual à de seus pais, e quatro dessas apresentaram resistência comparável a híbridos no mesmo teste. Muitas castanhas ACCF expressaram resistência à praga igual ou maior do que um sobrevivente da praga original, mas até agora, apenas um punhado demonstrou controle superior e durável da praga. O tempo dirá se a progênie dessas melhores castanhas apresenta resistência durável à praga em diferentes ambientes de estresse.

Retrocruzamento

O retrocruzamento como tratamento para a praga foi proposto pela primeira vez por Charles R. Burnham, da Universidade de Minnesota, na década de 1970. Burnham, um professor emérito de agronomia e genética de plantas considerado um dos pioneiros da genética do milho, percebeu que experimentos conduzidos pelo USDA para cruzar castanhas americanas com castanhas europeias e asiáticas presumiram erroneamente que um grande número de genes eram responsáveis ​​por resistência à ferrugem, embora atualmente se acredite que o número de genes responsáveis ​​seja baixo. O USDA abandonou seu programa de cruzamentos e destruiu plantações locais por volta de 1960, após não conseguir produzir um híbrido resistente à ferrugem. O reconhecimento de Burnham do erro do USDA o levou a se juntar a outros para criar a The American Chestnut Foundation em 1983, com o único propósito de criar uma castanha americana resistente à praga. A American Chestnut Foundation está retrocruzando castanhas chinesas resistentes à ferrugem em castanheiros americanos, para recuperar as características de crescimento e composição genética americanas e, finalmente, cruzar as gerações avançadas de retrocruzamento para eliminar genes de suscetibilidade à praga. O primeiro castanheiro americano retrocruzado, denominado "Clapper", sobreviveu à praga por 25 anos, e os enxertos da árvore têm sido usados ​​pela The American Chestnut Foundation desde 1983. O capítulo da Pensilvânia da American Chestnut Foundation, que visa restaurar a castanha americana nas florestas dos estados do Meio-Atlântico, plantou mais de 22.000 árvores.

A Lei de Controle e Recuperação de Mineração de Superfície de 1977 exige que os proprietários de minas de carvão abandonadas cubram pelo menos 80% de suas terras com vegetação. Enquanto muitas empresas plantavam gramíneas invasoras, outras começaram a financiar pesquisas sobre o plantio de árvores, porque elas podem ser mais econômicas e produzir melhores resultados. Keith Gilland começou a plantar castanheiros americanos em antigas minas em 2008 como um estudante na Universidade de Miami e até hoje já plantou mais de 5.000 árvores. Em 2005, uma árvore híbrida com genes principalmente americanos foi plantada no gramado da Casa Branca. Uma árvore plantada em 2005 na biblioteca de árvores fora do prédio do USDA ainda era muito saudável sete anos depois; contém 98% de DNA de castanha americana e 2% de DNA de castanha chinesa. Esta árvore contém DNA de castanha chinesa suficiente que codifica genes de resistência sistêmica para resistir à praga. Isso é essencial para restaurar os castanheiros americanos no Nordeste. A Northern Nut Growers Association (NNGA) também tem estado ativa na busca de híbridos viáveis. De 1962 a 1990, Alfred Szego e outros membros do NNGA desenvolveram híbridos com variedades chinesas que mostraram resistência limitada. Inicialmente o método de retrocruzamento cruzaria um híbrido de uma castanha americana e uma castanha chinesa, o híbrido seria então cruzado com uma castanha americana normal, a reprodução subsequente envolveria um híbrido e uma castanha americana ou dois híbridos, o que aumentaria a composição genética dos híbridos, principalmente castanha americana, mas ainda mantêm a resistência à praga da castanha chinesa.

Castanha americana resistente à praga transgênica

Pesquisadores da Universidade Estadual de Nova York College of Environmental Science e Silvicultura (SUNY ESF), desenvolveu castanhas americanas transgênicas parcialmente resistentes à ferrugem que são capazes de sobreviver à infecção por Cryphonectria parasitica . Isso foi feito inserindo um gene específico do trigo, oxalato oxidase, no genoma da castanha americana. A enzima oxalato oxidase é uma defesa fúngica extremamente comum em plantas e é encontrada em morangos, bananas, aveia, cevada e outros cereais. A oxalato oxidase decompõe o ácido oxálico que o fungo secreta no câmbio para baixar o pH e, subsequentemente, matar os tecidos vegetais. Os castanheiros que contêm este gene de resistência podem ser infectados pela praga da castanha, mas a árvore não é circundada pelo cancro resultante e cicatriza à volta da ferida. Isso permite que o fungo cumpra seu ciclo de vida normal sem a morte da árvore. O gene de resistência à praga é transmitido aos descendentes da árvore para fornecer às gerações subsequentes resistência parcial à praga. Em 2015, os pesquisadores estão trabalhando para solicitar permissão do governo para disponibilizar essas árvores ao público nos próximos cinco anos. Uma petição de desregulamentação para a variante Darling 58 foi enviada em janeiro de 2020, com um período de comentários públicos terminando em 19 de outubro de 2020. Essas árvores podem ser as primeiras árvores florestais geneticamente modificadas liberadas na natureza nos Estados Unidos.

Ao contrário de Castanea dentata , Castanea crenata exibe resistência a Phytophthora cinnamomi , o fungo patógeno que causa a doença da tinta. O mecanismo de resistência de Castanea crenata a Phytophthora cinnamomi pode derivar de sua expressão do gene Cast_Gnk2-like. A modificação transgênica de Castanea dentata com o gene Cast_Gnk2-like pode fornecer um mecanismo para o desenvolvimento de árvores Castanea dentata resistentes a Phytophthora cinnamomi . O empilhamento do gene Cast_Gnk2-like e do gene da oxalato oxidase pode fornecer um meio de desenvolver árvores Castanea dentata geneticamente modificadas resistentes à praga da castanha e à doença da tinta.

Hipovirulência

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Vários castanheiros ainda vivos e com nozes em Wind River Arboretum, estado de Washington.

Usos

Alimentos e medicamentos

As nozes já foram um alimento importante recurso econômico na América do Norte, sendo vendidos nas ruas de vilas e cidades, como às vezes ainda são durante a temporada de Natal (geralmente chamado de "assando em uma fogueira" porque seu cheiro é facilmente identificável a muitos quarteirões de distância). As castanhas são comestíveis cruas ou torradas, embora normalmente sejam torradas de preferência. Em vez disso, as castanhas doces europeias são vendidas em muitas lojas. É preciso descascar a casca marrom para acessar a porção comestível branco-amarelada. As sementes de castanha da Índia não relacionadas são venenosas sem preparação extensiva. Os nativos americanos usavam várias partes da castanha americana para tratar doenças como tosse convulsa, problemas cardíacos e irritações na pele. As nozes eram comumente alimentadas por vários tipos de vida selvagem e também eram tão abundantes que eram comumente usadas para alimentar o gado pelos fazendeiros, permitindo que o gado vagasse livremente nas florestas que estavam predominantemente cheias de castanheiros americanos. O castanheiro americano também era importante para os nativos americanos, pois agia como fonte de alimento tanto para os nativos americanos quanto para os animais selvagens.

Móveis e outros produtos de madeira

A edição de janeiro de 1888 da Orchard and Garden menciona a castanha americana como sendo "superior em qualidade a qualquer encontrada na Europa". A madeira é de veios retos, forte e fácil de serrar e dividir, e não tem a veia radial encontrada na maioria das outras madeiras nobres. A árvore era particularmente valiosa comercialmente, pois crescia mais rápido do que os carvalhos. Por ser rica em taninos, a madeira era altamente resistente à decomposição e, portanto, usada para uma variedade de fins, incluindo móveis, cercas, telhas, construção de casas, pisos, pilares, compensados, polpa de papel e postes de telefone. Os taninos também eram extraídos da casca para o curtimento de couro. Embora árvores maiores não estejam mais disponíveis para moagem, grande parte da madeira de castanheiro foi recuperada de celeiros históricos para ser transformada em móveis e outros itens.

A castanha "minhoca" refere-se a um tipo de madeira defeituoso que foi danificado por insetos , tendo sido serrado de árvores mortas há muito tempo, mortas pela praga. Desde então, essa madeira "vermifugada" se tornou moda por seu caráter rústico.

O castanheiro americano não é considerado uma árvore de sombra de pátio particularmente boa porque seus excrementos são prolíficos e um incômodo considerável. Amentilhos na primavera, vagens de nozes espinhosas no outono e folhas no início do inverno podem ser um problema. Estas características são mais ou menos comuns a todas as árvores de sombra, mas talvez não no mesmo grau que no castanheiro. As vagens de sementes espinhosas são um incômodo especial quando espalhadas por uma área frequentada por pessoas.