Biodiversità zootecnica e tracciabilità dei prodotti animali:

 
 
 
Biodiversità zootecnica e tracciabilità dei prodotti animali
di Denis Squizzato
 
Appunti relativi all'esame di biodiversità: definite le dimensioni della biodiversità
animale, i concetti di estinzione e di conservazione delle specie, con le tecniche
per effettuare la conservazione, basate sull'analisi genetica.
Descritte le modalità di tracciabilità dei prodotti animali e la legislazione in
materia, per garantire la possibilità di risalire la filiera.
 
Università: Università degli Studi di Padova
Facoltà: Agraria
Corso: Scienze e Tecnologie delle Produzioni Animali
Esame: Biodiversità zootecnica e tracciabilità dei prodotti
animali
Docente: Cassandro Martino1. Definizione di biodiversità animale
Alcune associazioni mondiali come il WWF, hanno definito la diversità biologica come la varietà in tutte le
sue forme (micro e macro), le sue forme e combinazioni (incroci). Secondo l’etologo Mainardi la
biodiversità significa coevoluzione (l’uomo fa infatti inciso poco sulla selezione selvatica ma non la natura);
queste specie si sono influenzate reciprocamente in un processo dove ciascuna ha fatto la parte della
selezione nei confronti degli altri. Nessun paese può astenersi dall’essere selezionatore. Dal 1972 si inizia a
parlare di biodiversità tramite la FAO. Le ragioni che motivano l’interesse per lo studio della Biodiversità
sono tre: il potenziale economico (oggi mi serve un animale che produce di più, domani che aiuta a fare
qualcosa all’uomo per esempio il zebù), l’utilizzo scientifico (avere un animale con il ciuffo come la
padovana oppure un bovino con la doppia coscia come la piemontese, rientrano gli aspetti biologici,
tolleranze climatiche, possono aiutare per l’identificazione di geni specifici coinvolti nelle malattie
ambientali, oppure utilizzati per la ricerca in altri animali), e l’interesse culturale (molte specie hanno
giocato un ruolo importante in specifici periodi storici come il bovino Texas Longhorn nella colonizzazione
degli USA, altri come i lama venivano utilizzati dagli inca peruviani per la fibra, altri invece sono importanti
come portatori di specifici caratteri estetici). Possiamo ampliare la lista prendendo in considerazione
l’utilizzazione di animali aventi riserve genetiche diverse atte all’attività sportiva od hobbistica; le razze
autoctone resistono maggiormente negli ambienti estremi quindi ci potremmo assicura contro futuri
cambiamenti nelle circostanze produttive, ambientali, salvaguardando inoltre i costi per la tutela
dell’ambiente; infine consideriamo anche il valore ecologico e quindi l’interazione tra razze locali, ambiente
e prodotti. Esistono tre forme di biodiversità: ecologica (n di differenti ecosistemi in un dato ambiente-
tempo), di specie (n differenti di specie in un dato ambiente-tempo) e genetica (entro specie). Aumentando
la media diminuisce la variabilità e parleremo di variabilità, mentre la conservazione sarà soddisfatta quando
le medie e le variabilità saranno pressoché uguali.  
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Biodiversità zootecnica e tracciabilità dei prodotti animali 2. Dimensione della biodiversità animale
L’agrobiodiversità è una componente della biodiversità globale; più del 75% dei prodotti agricoli ed
alimentari sono ottenuti da meno del 25 specie di piante ed animali domestici. Secondo una stima, nel
mondo abbiamo 2-100 milioni di specie viventi di organismi viventi (probabilmente sono 10 e in realtà ne
conosciamo circa 1,6 milioni), di questi 1,6 milioni  50000 sono mammiferi e uccelli e in realtà ne
conosciamo 14350.  
 
GRUPPO      N. SPECIE          GRUPPO        N.  SPECIE          GRUPPO       N.  SPECIE 
Mammiferi      4600                 Molluschi               70000             Nematodi            12000 
Rettili              8000                 Artropodi              123150             Anellidi              12000 
Uccelli            9750                 Celenterati                9000             Protozoi              30800 
Anfibi             4950                 Echinodermi             6100             Piante                250000 
Pesci             25000                 Poriferi                     5000             Funghi                 72000 
Insetti         963000 (58%)      Platelminti              12200             Alghe                  26900 
 
Di questi 14000 abbiamo addomesticato 40 specie e di queste solo 14 contribuiscono per più del 90% della
produzione alimentare ed agricola mondiale; per 9 di queste 14 specie (bovin, bufalini, suini, cavalli, asini,
ovini, caprini, polli e anatre) ci sono circa 4000 razze nel mondo, pari al totale numero di specie di
mammiferi presenti nel mondo, e rappresentano quelle maggiormente utlizzate. L’enorme genetica è frutto
della selezione dell’ambiente naturale sN, della selezione antropica sA e della loro interazione. 
Dal 1961 al 2003 la consistenza di manzi e vitelli in Europa nel 2003 è diminuita mentre la produzione è
salita, lo stesso si può dire per il latte bovino, per il suino sono aumentate entrambe fino ad assumere eguali
valori, mentre per la carne avicola sono aumentati ma nel 1994 vediamo una maggior produzione di carne
con meno capi. Attualmente il 30% delle razze esistenti sono a rischio e si stima che ogni anno da 1500 a
10000 specie di animali e vegetali si estinguono, rischio che varia da zona a zona; per esempio in Rep. Ceca
e Ungheria non esistono i fondi per mantenere la biodiversità perciò il 45% di avicoli e mammiferi sono a
rischio. Ogni razza è frutto: della cultura della popolazione che l’ha selezionata, riassume una storia
millenaria e l’evoluzione culturale, rappresenta un patrimonio da conservare come le grandi opere d’arte
quali combinazioni uniche di geni irriproducibili.  In Italia la biodiversità è elevata perché ha un’elevata
varietà di ambienti (Alpi, Appennini, Pianure, Coste, Isole) utilizzata come zona rifugio dopo l’ultima
glaciazione e perché le appartiene una storia ricca di migrazioni di popolazioni umane ed animali. Altri
ambienti naturali che presentano un’elevata biodiversità sono la foresta amazzonica e le barriere coralline.
La maggior parte degli alimenti di origine animale, prodotta da pochissime specie, la sostituzione di
popolazioni locali con poche razze cosmopolite e l’elevata pressione selettiva spostano l’interesse verso
all’elevato rischio di erosione genetica.  Delle circa 3800 razze di bovini, ovi-caprini, suini, equini e asinini
che esistevano nel XX secolo il 16% è estinto ed il 15% è a rischio di estinzione, questo perché nelle razze
bovine altamente selezionate esistono poche linee di riproduttori usate intensamente, mentre nel settore
suinicolo e avicolo poche razze dominano la produzione mondiale. Il declino delle razze locali è spesso
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Biodiversità zootecnica e tracciabilità dei prodotti animali legato ad una scarsa competitività economica, pertanto: per la salvaguardia è indispensabile individuare e
migliorare geneticamente alcuni caratteri. La valorizzazione  economicamente le produzioni di queste razze
può contribuire ad aumentare la loro competitività per interrompere il loro declino. 
 
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Biodiversità zootecnica e tracciabilità dei prodotti animali 3. Classi di conservazione della biodiversità
La FAO ha definito 7 categorie di conservazione:  
    CLASSE                           F             M 
1    Estinta                             -               - 
2    Critica                        <=100         <=5 
3    Critica-Salvaguardia         
4    Pericolo                      100-1000    5-20 
5    Pericolo- Salvaguardia         
6    Non a Rischio              >1000         >20 
7    Sconosciuta                     ?                ? 
 
Lo stato di rischio di una popolazione si può stimare con la dimensione effettiva o Ne: 
 
La consanguineità di una popolazione è una misura della diversità genetica e della classe di rischio. La
biodiversità promuove l’eterosi: se una razza ha un più elevato grado di omozigosi, bisognerà dare la
precedenza a questa per conservarla; tutti i maschi devono essere geneticamente diversi l’uno dall’altro per
poter applicare la formula soprascritta, ci devono essere accoppiamenti casuali e tutti devono avere la stessa
probabilità di avere prole femminile e maschile. 
La Ne è tanto più bassa quanto più sbilanciati sono gli individui dei due sesse, se hanno lo stesso numero di
F e M allora la Ne sarà uguale a quella totale dei capi. Nella Frisona, in questo caso aumenta la
consanguineità dello 0,04% per generazione (quindi ci vorranno 120 generazioni per arrivare al 5% quindi
generazione x soglia = anni); chi supera l’1% a generazione è a rischio scomparsa mentre chi supera il 5% in
50 anni è a rischio. Maggiore è il cambio generazionale di una specie e maggiore sarà il coeff. Di
consanguineità. In questo caso 600/120= 5 ci vorranno 5 anni per il cambio generazionale. Aumentando la
popolazione , rallento il tasso di consanguineità; quando abbiamo variabilità zero abbiamo perso variabilità
entro razza quindi aumentano gli omozigoti (diminuisce la deviazione standard). La Frisona Italiana
aumenta del 2% in consanguineità e diminuisce del 5% la sua variabilità in un anno. Generalmente il MG è
legato alle grandi popolazioni mentre la conservazione genetica è legata alle piccole popolazioni; la
biodiversità si può misurare a livello fenotipico (caratteri morfologici e produttivi), e a livello
genotipico(utilizzando marcatori biochimici come i gruppi sanguigni, proteine del latte o marcatori
molecolari).
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Biodiversità zootecnica e tracciabilità dei prodotti animali 4. Cambiamenti nei sistemi d’allevamento e conservazione in
Europa
La direzione è verso un’agricoltura industriale. Le evoluzioni economiche e demografiche hanno causato
cambiamenti nei sistemi di produzione animale molto intensi e sensibili. Queste evoluzioni hanno favorito
l’intensificazione dei sistemi produttivi. Nonostante il regolamento 2078/92 (introduzione degli incentivi
finanziari per l’estensificazione dei sistemi produttivi animali), l’evoluzione dei sistemi produttivi animali è
stato indirizzato verso l’incremento dell’intensività produttiva. Un indicatore di tale evoluzione può essere
quantificato comparando l’annuale tasso di crescita del numero di animali sulla quantità prodotta. Per bovini
da carne è aumentato 3 volte il numero di animali mentre l’output di latte è aumentato di 2 volte il numero
degli animali.  La domanda  per un aumento della produzione alimentare è stata realizzata con MG e
gestionale-ambientale e maggior terreno coltivabile. In futuro gli input possono aumentare ancora come pure
il terreno coltivabile, tuttavia, si dovranno recuperare aree marginali per produzioni a low-input, con razze a
low-output, localmente adatte e sviluppate.  Il trand di popolazione vede un aumento della popolazione fino
a 7,7 mld; la richiesta calorica giornaliera di un uomo è di 2200 Kcal/d e 30 paesi sono al disotto di questo
parametro.  Negli anni 50 sono iniziate le prime conservazioni di materiale genetico animale, negli anni 60
iniziò l’abbandono delle razze a basso low-output in favore di quelle cosmopolite portando negli anni 70 alla
prima riunione contro l’inquinamento a Stoccolma. Negli 80 la FAO avvia le prime attività per la gestione
delle risorse per poi negli 90 creare il primo database di risorse genetiche animali.
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Biodiversità zootecnica e tracciabilità dei prodotti animali 5. Variabilità genetica nelle produzioni zootecniche
Le produzioni zootecniche sono tutte dei caratteri quantitativi e come tali presentano una variabilità
fenotipica che è determinata dagli effetti dell’insieme di tutti i geni relativi al carattere in questione
(variabilità genetica), dagli effetti ambientali che condizionano la manifestazione fenotipica del carattere
quantitativo (variabilità ambientale) e dall’effetto interazione tra il patrimonio ereditario e l’ambiente di
allevamento. La variabilità di una popolazione avente distribuzione normale può essere misurata dalla
devianza, dalla varianza e dalla deviazione standard. 
 
Moda valore massimo nella curva 
Mediana  divide in due la popolazione 
Media  somma di tutti i valori diviso la somma degli individui 
Devianza  Dev= (Xi – Xmedio)2  
Varianza  Dev/(N-1) 
d.s.  Var 
 
La varianza è una misura della variabilità di un fenomeno quantificabile come la somma degli scarti al
quadrato diviso i gradi di libertà, in generale il 50% della variabilità genetica totale entro una specie è
dovuta alla variabilità tra razze. Pertanto, la perdita di razze provoca una perdita della variabilità genetica
totale di una specie. La variabilità genetica può essere definita come varianza tra ed entro razze.  La
variabilità può essere calcolata calcolando la varianza degli indici genetici, stimando le componenti di
varianza di una serie di dati mediante l’uso di informazioni fenotipiche e di parentela oppure nel caso in cui
non siano disponibili informazioni fenotipiche , parentale e indici genetici è quello di stimarla a partire da
analisi del DNA, mediante marcatori molecolari. Lo sviluppo di tecniche di biologia molecolare ha
consentito di stimare la variabilità genetica a livello dei marcatori del DNA. E’ possibile stimare la
variabilità genetica senza ricorrere a misure fenotipiche depurate da effetti ambientali. L’eterozigosità
osservata può essere assunta come una stima di variabilità genetica per mezzo di marcatori molecolari.   
 
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Biodiversità zootecnica e tracciabilità dei prodotti animali 6. Esempio di calcolo della varianza entro e fra razza
Calcolare la media e la varianza totale con le 3 razze e successivamente togliendo la razza autoctona. 
 
                        n-1    Dev    Var    Dev/Dev tot 
Totale                 5    376      75,2    - 
Fra razze            2    349    174,5    93% 
Entro razze         3      27        9        7% 
 
 
n-1 fra razze = 3 razze – 1= 2 
n-1 entro razze = per ogni razza ci sono due individui quindi 2-1=1 
                               = le razze sono 3 quindi saranno 1 x 3=3 
 
media = 23 kg/d 
Utilizzando la media totale quindi 23, trovo gli scarti totali, calcolo poi la devianza (somma degli scarti al
quadrato) che è 376 e dividendo per i gradi di libertà che sono 5 otteniamo 75,2 kg2/d2 la quale risulta
essere molto elevata. Facciamo lo stesso per calcolare la varianza fra ed entro, calcolando inoltre il rapporto
tra la loro devianza e il totale (nell’entro razze è molto basso perché ho solo 2 individui), osservando che la
varianza entro razze è decisamente inferiore rispetto a quella fra razze. L’ideale sarebbe 50% fra razze e
50% entro razze. 
 
Caso 1 teniamo solo la Frisona  
Media= 31,5 
Var= (32-31,5)2(31-31,5)2/1 = 0.25+0,25= 0,50 kg2/d2 
La varianza diminuisce, tuttavia abbiamo perso 2 razze 
 
Caso 2 scartiamo la Burlina 
 
                 n-1    Dev    Var      Dev/Dev tot 
Totale          3     74     24,67        - 
Fra razze     1      49    24,5        66% 
Entro razze  2     25    12,5         34% 
 
C’è maggiore equilibrio tra fra razze e entro razze, ma abbiamo perso varianza (circa 1/3), è meglio
massimizzare la varianza totale. 
L’obiettivo è quello di massimizzare la varianza totale e a parità di varianza seguire l’equazione : Var
(entro)=Var (fra) 
In una gaussiana la Burlina è a sinistra, la Bruna al centro e la Frisona a sinistra, mantenendo la Frisona e la
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Biodiversità zootecnica e tracciabilità dei prodotti animali Burlina per il latte, quindi gli estremi, possiamo riottenere gli intermedi quindi la Bruna. Più bassa è la
variazione marginale e migliore è, lo scenario è cambiato di poco. Per la selezione , naturalmente scarteremo
la Burlina. La Devianza marginale rappresenta la perdita quindi sarà data dalla Devianza totale – quella della
razza; se i fattori ambientali sono gli stessi per tutti gli animali allora ok, altrimenti si guarderanno gli indici
genetici (se ci sono), i componenti di varianza utilizzando informazioni fenotipiche e parentali, oppure il
DNA. La varianza non può essere sommata quindi non viene osservata. 
La conservazione della Variabilità Genetica Ambientale VGA consente quindi di soddisfare le richieste
future in funzione alle variazioni di mercato,  utilizzare razze più autoctone quindi più resistenti agli
ambienti estremi, riducendo in questo modo i costi di tutela ambientali, conservando le peculiarità delle
razze, il valore ecologico esistente tra razza, ambiente e territorio,  seguendo alcune ragioni storico-cultorali.
 
Per conservare il VGA, bisogna : minimizzare la consanguineità (minimizzare F %= ½ Ne), fare attenzione
al numero di fondatori e alle loro parentele, utilizzare schemi di conservazione con una Ne adeguata
definendo in oltre la conservazione in situ, ex situ e ex situ live.
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