28 октомври 2021
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Защо е важно да опазим застрашените диви роднини на културните растения?

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 11 август 2021 в 00:00 75480

С промяната в климата, ще се нуждаем от култури, които са по-приспособими към бързо изменящите се условия, а някои от досегашните сортове могат да изчезнат от трапезата ни

Дивите растения, които са предци на много от познатите ни културни видове притежават важни характеристики, които могат да се окажат решаващи за запазване на хранителната ни сигурност във времена на бързо променящ се климат и нарастващо световно население. Отглеждането на хранителни култури, използвайки характеристики на техните диви роднини чрез селектиран подбор, може да помогне на нашите култури да станат по-устойчиви на вредители, болести и на климатичните промени. Но много от „дивите роднини“ са застрашени в естествените си местообитания и имат спешна нужда от опазване.

Едно от изпитанията, пред които е изложено модерното селско стопанство, е изменението на климата. Според един от докладите на IPCC от 2013 г. се очаква средната глобална температура на атмосферата и Световния океан и на Земята да се повиши с 0,3 – 0,7 ° C между 2016 – 2035 г., причинявайки значителна промяна на регионалните и сезонни модели на валежите. Климатът действа и пряко върху растежа и възпроизводството на растителните видове (Andrello et al. 2012) чрез физиологични и фенологични смущения, така че промените в климата неизбежно ще повлияят на културните растения, от които зависи хранителната ни сигурност.

Диви роднини на културните растения

Всички модерни култивирани видове са еволюирали от своите диви предци при естествен и човешки подбор през определен исторически период (Wang et al., 1999). Най-общо казано, тези диви роднини – Crop Wild Relatives (CWR), могат да бъдат определени като диви растителни видове, които са повече или по-малко генетично свързани с културните растения, но за разлика от тях не са опитомени. С други думи, CWR са всички видове, които се срещат в природата и които до известна степен са генетично свързани с ядливи и фуражни култури, лечебни растения, подправки, декоративни и горски видове, използвани от човека. Повечето CWR растат като плевели в нарушени местообитания, като например пътища, полета, овощни градини и традиционно управлявани земеделски земи.

Тези „диви роднини“ са незаменими генетични ресурси, защото споделят близки еволюционни и генетични връзки със съответните култивирани видове. Пренасянето на гени от CWR видове към питомните им братовчеди е възможно чрез различни методи за размножаване като например хибридизация. Товае процес на кръстосване на два генетично различни индивида, за да се получи трети индивид с нов, често предпочитан набор от черти. Това би било от полза, защото дивите видове са по-устойчиви и по-приспособими на промените в климата.

По последни данни се съобщава, че в природата има между 50 000 и 60 000 такива диви роднини на културните растения (Maxted & Kell, 2009). Около 10 740 от тях са важни растителни генетични ресурси за селското стопанство, а 700 от тях, или 0,26% от световната флора, са от съществено значение по отношение на глобалната хранителна сигурност и изискват спешни мерки за опазването им.

Разпространението на дивите роднини е най-вече свързано с разнообразието на флората в дадена страна. Колкото по-голямо е разнообразието на растителните видове, толкова по-голям е броят на CWR, срещащи се в дадена държава. Много развиващи се страни, разположени в центрове на растително биоразнообразие, съдържат голям брой важни диви роднини на културните растения.

Бъдещето на селското стопанство

От една страна, селското стопанство изисква да се поддържа генетичното разнообразие, за да просъществува, но в същото време е и един от факторите то да намалява. Това се дължи на конвенционалните земеделски практики, които изискват еднородност на полевите площи, за да се развива земеделието в индустриален мащаб. Също така, намаляването на генетичното разнообразие е свързано и с малкия брой компании за семена, които доминират пазара. В същото време биоразнообразието дава възможност на земеделеца да се справя с вредители и болести. Така например ако имате едни и същи растения на полето, така наречените монокултури, е много по-лесно за вредителя да нападне този сорт и да унищожи цялата реколта. 

В днешно време изменението на климата принуждава селското стопанство да се променя по-бързо. Дори и най-студените средни температури сега са много по-високи от преди години. Като резултат, агрономите трябва да намерят сортове пшеница или царевица, които са по-толерантни към по-високи температури. Тези характеристики могат да бъдат намерени в „дивите роднини“. 

Дивите слънчогледи (Helianthus) например растат край пътя в Северна Америка. Те са видовете, от които произхождат нашите култивирани слънчогледи. Сега те се отглеждат в САЩ, Канада, Източна Европа, Средиземно море и Южна Америка, но първоначално са доместицирани от американските индианци. Докато хората опитомявали тези култури, те са ги селектирали по признаци като вкус и размер, но не са обръщали внимание на други характеристики. 

В дивата природа съществува целият този генетичен материал, който сега считаме за полезен. 

Дивите слънчогледи могат да се адаптират към много по-студени или горещи условия от полските си братовчеди, но в същото време те са достатъчно близки генетично, за да могат да се кръстосат. Този процес не изисква генно инженерство или скъпа технология за прехвърляне на признаци от един вид на друг. 

Един любопитен факт е, че има места, където взаимодействията между култивираните растения и дивите им роднини продължават естествено. В някои части на Мексико, например, расте дива царевица, което се насърчава от традиционните фермери, защото те знаят, че това „смесване“ в малък мащаб помага реколтата им да е по-устойчива. Това е идеята за завръщане към дивата природа и генетичното разнообразие.

Стратегии за опазване на биоразнообразието

В момента биоразнообразието на дивите роднини е застрашено от лошо управление и мениджмънт на екосистемите и социално-политически натиск. Намаляването на биоразнообразието им също до голяма степен се дължи на фактори като:

  • широкото възприемане на няколко високодоходни сортове култури, отглеждани в голям мащаб; 
  • разширяването на земеделските площи, обезлесяването, урбанизацията, индустриализацията и честите смущения в естествени местообитания от човешки дейности.

Например, въз основа на публикувани данни от Международния институт за изследване на ориза, регистрираните сортове ориз през миналия век са били повече от 150 000 (Bellon et al., 1998), но този брой сега е драстично по-малък. В Китай е имало повече от 45 000 сорта ориз, култивирани през 40-те години, но само около 1000 сорта ориз са останали за отглеждане през 90-те години (Liu & Dong, 2003). Същата е ситуацията и при сортовете пшеница. Според архива на Китайската национална генна банка, през 60-те години на ХХ век е имало над 13 000 сорта пшеница, но през 90-те години вече са регистрирани само 152 сорта (Liu & Dong, 2003). В региони на Азия, където индустрията и урбанизацията се развиват със скоростни темпове, много популации от диви видове са изчезнали или са под сериозна заплаха. Естествените им местообитания са загубени или сериозно влошени от разширяването на земеделските райони или транспортни системи като например магистрално и железопътно строителство.

Въпреки всичко, опазването на тези ресурси остава до голяма степен пренебрегвано от природозащитни и земеделски организации. Разнообразието на CWR може да бъде запазено, като се използват редица методики, прилагани на местно, национално, регионално и глобално административно ниво.

Опазването на дивите видове се осигурява чрез генетични резервати и генетични банки 

Опазване in situ или на място: включва мениджмънт и наблюдение на популациите с цел опазване на определен вид в естественото му местообитание или там, където е развил своите отличителни характеристики. За диви популации, in situ опазването включва създаването на генетични резервати. На практика това означава управление и наблюдение на генетичното разнообразие на определено място. 

Този тип консервация на място е определена като основна стратегия за опазване, а ex situ се използва като резервна стратегия. Това е така, защото, за разлика от консервацията ex situ, консервацията in situ насърчава естествения обмен на гени и продължаващата еволюция на популациите на CWR. Към днешна дата има много малко примери за активно запазване на CWR in situ. „Дивите роднини“ се намират в съществуващи защитени зони, но там не се извършва активен мониторинг и адекватно управление на екосистемата с цел опазване на биоразнообразието. В България за момента не е обособен такъв тип генетичен резерват, най-близкият такъв се намира в съседна Турция, където в Национален парк Olympos  Beydaglari (34 425 хa) расте редкият ендемичен роднина на баклата (Vicia eristalioides). В национален парк Kaz Daĝ пък са обособени десет генетични резервата за дива слива (Prunus divaricata), кестен (Castanea sativa) и някои иглолистни видове като Pinus brutia, P. nigra и Abies equi-trojani.

Фигура 1: Държавен резерват Erebuni (Армения), генетичен резерват, посветен на опазването на дивата пшеница, включително Triticum urartu Tumannian ex Gandilyan, T. boeoticum Boiss., T. araraticum Jakubz и Aegilops spp. (Снимка: René Hauptvogel)

Опазване ex situ: включва опазване на компоненти на биологичното разнообразие извън естествените им местообитания. Прилагането на тази стратегия предполага вземане на проби от целевите видове, трансфер и съхранението им далеч от тяхното естествено местообитание. 

Фигура 2: Ex situ консервация по проект „Адаптиране на селското стопанство към изменението на климата: събиране, защита и подготовка на генетичен материал на диви роднини на културни растения“, ръководен от Глобалния фонд за разнообразие на културите и Кралската ботаническа градина, Kew, Великобритания в Семенната банка на Националния Природонаучен музей в Лисабон, Португалия. (Снимка: Sara Lobo Dias)

Едно възможно решение за опазване на “дивите роднини” е сътрудничество с ботанически градини, които имат свои собствени консервационни системи, професионалисти и връзки с хоби ботаници или студенти и ученици, които да помогнат с мониторинга на популациите им.

По отношение на запазването на местообитанията, би могъл да се осъществи контакт с големи земевладелци, държавни горски стопанства и др. Опазването на растенията получава много малко финансиране, така че дори в обществени земи като националните паркове, управителите трябва да са наясно, че дивите роднини се нуждаят от защита. Те трябва да създадат планове за управление, защото в противен случай тази конкретна консервационна стратегия няма да е сред приоритетите им.

В национален план опазването на CWR разгръща нови предизвикателства пред природозащитния сектор. 

Опазването на CWR е споделена отговорност на множество заинтересовани страни и сега е широко признато, че целите не могат да бъдат постигнати изолирано. Консервационното земеделие (биоземеделски организации и съюзи), природозащитници и държавни институции  трябва да се стремят към по-тясно сътрудничество и да интегрират и растениевъдите. В крайна сметка, въпреки че биоземеделците могат да бъдат отговорни за установяването на приоритети за опазване на CWR, действителното генетично разнообразие на CWR ще се запази предимно in situ в защитени зони, под надзора на природозащитници. Следователно съществува непрекъсната необходимост от сътрудничество между заинтересованите страни при планирането и ефективното прилагане на стратегиите за опазване и използване.

Не на последно място, всеки един човек може да се заеме с отглеждането и култивирането на някои позабравени култури. В Северна Америка има растения, които са били на път да бъдат култивирани и да присъстват неотлъчно на трапезата, но когато европейците са пристигнали, се е случило нещо друго и те са изчезнали. Един такъв пример е картофеният боб. Вероятно той е бил част от първия Ден на благодарността, но е спрял да бъде култивиран, когато са се появили пшеница и други култури. Въпреки това, той все още се отглежда в Северна Америка.

Друг пример за култура, която обаче за разлика от картофения боб изживява своя бум, е киноата. Преди 40 години тя не е била известна като храна извън Андите, а сега се отглежда в над 100 страни. Успехът на киноата идва отчасти от хората, които говорят и предизвикват тази “мода”, но същевременно се дължи и на факта, че агрономите са измислили как да я отглеждат в различни местообитания. 

В Европа и в България използването на подложки от диви (американски) видове грозде се оказва спасяваща стратегия след опустошаването на десетки милиони декари европейски лозя от дребния вредител филоксера през 60-те години на 19 век. Филоксерата е малко насекомо, открито за първи път в Северна Америка през 1854 г. Оттам вредителят е пренесен в Европа чрез вкоренени лози и само за около 30-тина години унищожава почти напълно насажденията на културната (европейската) лоза. В България филоксерата е открита за първи път в Северозападна България през 1894 г. Скоро започва да се разпространява с бързи темпове и унищожава всички стари лози с изключение на засадените в дълбоки песъчливи почви. Основен начин за борба с лозова филоксера при европейската лоза се оказва присаждането ѝ върху американски подложки, които са устойчиви на кореновата форма на филоксерата. Така дивите роднини на културната лоза успяват да спрат тази истинска катастрофа в европейското лозарство.

Фигура 3: Планински лимон. Източник

Днес в България хоби градинарите и овощарите са хората, които активно се занимават с разпространението на култури, издържащи на предизвикателствата на времето (в пряк и преносен смисъл). Един такъв човек е Веселин Орешков, който интродуцира планинския лимон (Chaenomeles maulei) в края на 60-те години на ХХ век от ботаническата градина с най-висока надморска височина в света (4000 м.н.в.) – гр. Хорог в Памир. Родината на този дървесен вид е Япония, където расте по склоновете на Фуджияма. Планинският лимон не се напада от болести и вредители и е изключително устойчив на засушаване и студ; издържа на голямо засенчване; не се нуждае от резитби и е дълговечен. Така например при поредната ивентаризация на Кралската ботаническа градина Кю в Лондон през 2009 г. се установило, че само две растения са запазени от създаването на градината и едното от тях е планинският лимон – всички останали са периодично подсаждани. 

Друга древна култура, която е използвана още от времето на траките и фараоните и която изживява своя ренесанс в България и Европа, е лимецът. Той е известен като прародител на пшеницата и не е взискателен към топлина, силно засушаване или застудяване, което го прави изключително подходящ за отглеждане при променящите се климатични условия. Интересен факт е, че дори при наличието на плевели в посева, когато растенията станат високи около 130–140 см, те ги засенчват и не позволяват да порастнат. Дивата пшеница също така не страда от болести и не се нуждае от фунгициди, тъй като не се напада от главня, мана или ръжда – често срещани заболявания по полетата. У нас няма селектирани сортове лимец, а само форми, произлизащи и размножени от първоначалните семена. Всеки фермер сам си произвежда семената, като един от тях – Тодор Моралийски от Добруджанския край планира да експериментира и с малки количества черен лимец – уникална дива пшеница, която не съдържа глутен. Семената на черния лимец са събирани на ръка и се срещат у нас в дива форма.

Последствията от изменението на климата – засушавания и по-широко разпространение на вредители и болести по културите, изправя модерното земеделие пред едно от най-големите изпитания на века и поставя хранителната ни система под заплаха. Дивите роднини на културните растения са обаче една от възможностите за гарантиране на добивите и подпомагане устойчивостта на модерното земеделие чрез по-голямата си адаптивност към тези изменения поради по-разнообразния си генофонд. Те обаче страдат от урбанизацията и интензификацията на селското стопанство, които са унищожили популациите на много растителни видове, като същевременно са ограничили местообитанията им. Затова, опазването им е от съществено значение и трябва да бъде един от приоритетите, както в природозащитния, така и в аграрния сектор.

В публикацията са използвани материали от:

  1. Andrello M, Bizoux JP, Barbet-Massin M, Gaudeul M, Nicolè F and Till-Bottraud I (2012) Effects of management regimes and extreme climatic events on plant population viability in Eryngium alpinum. Biological Conservation 147: 99–106.
  2. Bellon MR, Brar DS, Lu B-R, Pham JL. 1998. Rice genetic resources. In: NG Dwoling, SM Greenfield, KS Fischer eds. Sustainability of rice in the global food system. Davis: Pacific Basin Study Center; Manila: International Rice Research Institute. 251– 283.
  3. IPCC (2013) “Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I.” In: Stocker TF, Qin D, Plattner G-K, Tignor M, Allen SK, Boschung J, Nauels A, Xia Y, Bex V and Midgley PM (eds) Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.
  4. Liu X, Dong YS. 2003. Biological diversity of agricultural crops and sustainable development of agricultural production in China. In: ZH Xu, KP Ma eds. Biodiversity conservation in 21st century, Collected articles from 3rd National Conference on Sustainable Use and Conservation of Biodiversity. Beijing: Chinese Forest Press. 121– 127. (in Chinese)
  5. LU, B.-R. (2013), Introgression of transgenic crop alleles: Its evolutionary impacts on conserving genetic diversity of crop wild relatives. Jnl of Sytematics Evolution, 51: 245-262. https://doi.org/10.1111/jse.12011 
  6. Maxted, Nigel & Kell, Shelagh & Toledo, Álvaro & Dulloo, Mohammad & Heywood, Vernon & Hodgkin, Toby & Hunter, Danny & Guarino, Luigi & Jarvis, Andy & Ford-Lloyd, Brian. (2010). A global approach to crop wild relative conservation: Securing the gene pool for food and agriculture. Kew Bulletin. 65. 561-576. 10.1007/s12225-011-9253-4. https://www.researchgate.net/publication/226091569_A_global_approach_to_crop_wild_relative_conservation_Securing_the_gene_pool_for_food_and_agriculture 
  7. Wang RL, Stec A, Hey J, Lukens L, Doebley J. 1999. The limits of selection during maize domestication. Nature 398: 236– 239.
  8. https://civileats.com/2021/01/25/our-future-food-supply-depends-on-endangered-wild-crops/
  9. INTERACTIVE TOOLKIT FOR CROP WILD RELATIVE CONSERVATION PLANNING version 1.0 
  10. https://agri.bg/agrosaveti/rastitelna-zashtita/lozova-filoksera-2
  11. http://www.cropwildrelatives.org/cwr/
  12. https://veselinoreshkov.com
  13. https://zemedeleca.bg

Източник: Защо е важно да опазим застрашените диви роднини на културните растения?, Климатека

Авторът Радина Калдамукова е магистър по геоекология от университета в град Тюбинген, Германия. Участник в програмата за експерти в областта на климатичните промени „Pioneers into practice“, организирана от най-голямото публично-частно партньорство в Европа в сферата на климата – Climate-KIC. Има интереси в областта на агроекологията и иновациите в земеделието, аквапониката, устойчивото използване на природните ресурси, почвознанието, палеоклиматологията и запазването на видовото разнообразие. Ентусиаст-градинар и привърженик на биоземеделието.


Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.