“作物多样性支撑粮食安全”:科学家指出了“巨大的”多样性损失

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作物多样性的丧失是对粮食安全的威胁
作物多样性的丧失是对粮食安全的威胁

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一个由科学家组成的国际团队完成了一项他们称之为“有史以来规模最大的农业作物多样性审查”。结果是:我们看到了“巨大的”多样性损失,这对未来的粮食安全产生了影响。

100多年来,科学家们一直在发出关于农作物多样性下降的警告。世界自然基金会最近的一份报告发现人类消费的食物中,75%来自12种植物来源和5种动物来源在美国,三种作物占了整个人类饮食中植物性卡路里的60%。

自1900年以来,粮农组织的数据表明,农业中75%的遗传植物多样性已经丧失。例如,在泰国,曾经种植的16000种水稻品种已降至37种。

作物多样性是农业和人类营养的重要资源。这种多样性使作物在面临病虫害时保持高产,在极端天气和其他冲击时提供复原力,并提供适应变化的气候和满足新的市场需求的潜力。

在同一块土地上反复收获同一种作物会耗尽土壤中的养分,通常需要更多的化肥和杀虫剂,从而破坏环境。

但是这种基因缺失的程度、原因和重要性仍然存在疑问。

18个月前,来自不同国际研究中心和大学的15名科学家出发,寻找这些长期存在的问题的答案。他们一起完成了“有史以来规模最大的”全球作物多样性变化证据审查。

该团队研究了过去80年来发表的数百篇主要文献,以评估作物多样性损失或“基因侵蚀”。全球合作发现,95%的研究报告了多样性变化,近80%的研究报告了多样性丧失的证据。

为什么我们看到农业中的基因侵蚀?

这篇评论发表在期刊上新植物学家研究人员发现,过去100年的经济、技术、气候和政治变化共同导致了遗传多样性的下降和消失,而遗传多样性对农业很重要。研究人员指出,这种下降在耕地和野生栖息地都可以看到。

研究强调,值得注意的是,剩余的全球作物多样性继续面临侵蚀或灭绝的威胁,全球各地的作物遗传多样性变得“更加同质”。

“从我们的回顾中得出的全球图景是,传统农业多样性在相对较短的时间内遭受了巨大损失,而在过去一万年中,世界各地的许多文化培育了传统农业多样性,”圣地亚哥植物园科学与保护高级主任、国际生物多样性联盟和国际热带农业中心(CIAT)的研究科学家Colin Khoury说。“然而,这幅图也提供了希望,因为相当大的作物多样性仍然存在,而且因为它表明农业可以再多样化。”

“再分散投资”的机会

koury与美国、哥伦比亚、德国、意大利、墨西哥和秘鲁的国际和国家农业研究中心的科学家以及包括El Colegio de la Frontera Sur(恰帕斯,墨西哥)、俄亥俄州立大学、圣路易斯大学、亚利桑那大学、加州大学戴维斯分校、剑桥大学和伊利诺伊大学进行了这项研究,”作物基因侵蚀:了解和应对作物多样性的损失”。

“我们在世界上一些地区看到的作物多样性损失的严重程度,强调了在这些生态系统之外以及生态系统内部保护这种多样性的重要性。”该研究的作者之一、作物信托基金会科学主任Luigi Guarino说。

“农业基因库和植物园收集的作物多样性可以减轻当地和区域的损失,使未来农场恢复多样性成为可能,并保护作物的可用性,供所有人未来使用。”我们需要加强这些仓库,并在其他地方复制独特的藏品,以防止损失风险。”他说。

全世界大约有1750个基因库,保存着超过700万个作物多样性样本,植物园、大学、非营利组织、社区种子银行和地方保护网络也在进一步作出贡献让其它保护。

然而,研究人员认为,还需要做更多的工作来保护所有的多样性,这些多样性有可能从农民的农田中消失,在作物的野生亲缘植物中,野生祖先和栽培植物的表亲,从草原、森林和其他自然栖息地中消失。

在重视品种的地方,多样性仍然很高

该研究分析了农场种植的传统作物品种、农业中的现代作物品种、自然生境中的作物野生近缘物种以及农业中的作物遗传资源多样性的变化非原位保护存储库。在这些环境中,随着时间的推移,变化的程度是相当大的,但因作物、地点和分析方法而不同。研究人员也注意到,某些环境更支持基因多样性。

“好消息是,虽然我们在过去几十年里发现了我们研究的每种环境中大量的多样性损失的证据,但我们也看到了在某些环境中多样性的显著维持,甚至在特定情况下显著增加。”该研究的第二作者、人类生态学名誉教授、加州大学戴维斯分校国际农业发展前硕士顾问Stephen Brush说。

在农场和花园中,传统作物的多样性仍然很高,它们因其“独特的农业和社会用途”而受到重视。139项关于传统作物品种变化的研究中,有三分之一的研究报告称,随着时间的推移,多样性得以维持,近四分之一的研究发现了新的多样性出现的证据。

此外,该报告指出,近几十年来,作物育种家在实现现代作物品种多样化方面取得了“重大进展”。

“为了让作物多样性与病虫害一起继续进化,以应对气候变化,并满足对既能提供经济产品又能提供生态服务的改良作物的需求,我们需要加倍支持就地或实地以及迁地的保护工作,”合著者、Danforth植物科学中心成员兼首席研究员、圣路易斯大学生物学教授Allison Miller建议。

“回顾支撑每个人的粮食安全和营养的作物多样性的全球变化,很明显已经出现了重大损失,但也存在阻止其进一步侵蚀的工具、方法和知识,”结论科。“这是一个优先事项和资源的问题。然而,要更进一步,开始扭转多样性的趋势,是一项更大的任务。这需要作为支持多样性的过程,重新构建我们的粮食系统,甚至是粮食系统所滋养的社会。”

来源

作物基因侵蚀:了解和应对作物多样性的损失

新植物学家

DOI:https://doi.org/10.1111/nph.17733

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