「選」「護」同行!築造農作物基因的諾亞方舟

光明網 發佈 2024-05-09T20:04:03.784986+00:00

編者按:黨的二十大報告中強調,「全方位夯實糧食安全根基」、「實施生物多樣性保護重大工程」。建設農業強國與農業生物多樣性有怎樣的內在聯繫?糧食安全和農業可持續發展之間如何平衡?我國農業生物多樣性現狀如何?如何保護農業生物多樣性?

編者按:

黨的二十大報告中強調,「全方位夯實糧食安全根基」、「實施生物多樣性保護重大工程」。建設農業強國與農業生物多樣性有怎樣的內在聯繫?糧食安全和農業可持續發展之間如何平衡?我國農業生物多樣性現狀如何?如何保護農業生物多樣性?「五穀六畜」、「一飯一蔬」都是我們關心的話題,科普中國智惠農民推出系列科普文章,歡迎關注。

基因多樣性的重要意義

農業生產依賴於相對較少的動植物物種的多樣性。就已經鑑定的大約25萬個植物物種中,有7000種可以作為食物。但全世界大規模種植只有150種作物,特別是只有3種作物提供了人類飲食中近60%的蛋白質和熱量,知道是哪3種嗎?玉米、小麥和水稻。香蕉則是繼水稻、小麥和玉米之後的第四大重要作物。如果把全世界每年種植的所有香蕉首尾相接擺放在一起,可以繞地球1400圈。

水稻 圖片來自網絡

這裡請大家注意,生物多樣性不只是指物種的多樣性,而且包括的是同一物種的多樣性。比如說,人類,在生物多樣性中,也只是其中一個物種。大家別不相信,儘管人類有不同種族,長相看起來多種多樣,但實際上人類的基因非常相似。

科學研究表明,這種同一物種的多樣性可以是相當大的。比如說一塊玉米田的多樣性比整個人類的多樣性數量還要多!你能想像玉米發展成許多不同品種的潛力嗎?再比如說,在幾千年中的種植歷史上,農民培育了成千上萬種的不同品種的水稻。在菲律賓國際水稻研究所的冷庫中就保存了大約11萬份不同的水稻品種的樣本。

玉米的多樣性 圖片來自聯合國糧食與農業組織

番茄:同一物種,但形狀、顏色、氣味,特別 是味道各不相同 ©Reuben Sessa

鑑於人類對上述少數食物物種的嚴重依賴,人類依靠這些物種中的多樣性生存。

守護基因多樣性迫在眉睫

但是,任何事情都有它的兩面性。近幾十年來各國都在大力推廣高產雜交品種,玉米的品種總數雖然在逐年上升,但是地方品種數量卻在急劇減少。玉米這只是農作物種質資源總體現狀的一個縮影。在一些國家的農作物種質資源普查與收集結果顯示:一方面,糧食作物培育品種在迅速增加,但另一方面,同期農家品種的數量卻減少和流失率。

我們知道,農作物品種在植株高度、產量、種子大小或顏色、營養物質或風味方面可能有所不同。它們對寒冷、炎熱或乾旱的反應也可能不同。一些品種具有抵禦病蟲害的能力,而這些病蟲害對其他品種來說是致命的。在野外,生物多樣性是自然選擇的結果:動物和植物為應對環境的挑戰而進化。而在田地中,農業的生物多樣性通過農民、植物育種者和研究人員對有用性狀的精心選擇而創造出來的。

如今,現代生物技術正在改變農業生產的方式。生物多樣性的利用是農業生產的關鍵。農民不斷需要新的植物品種,以便在不使用大量化肥和其他農用化學品的情況下,在不同的環境條件下獲得高產。作物多樣性為農民和專業植物育種者提供了選擇,通過選擇和育種,開發出營養豐富、抗病蟲害的新型高產作物。適合當地條件的傳統品種比外來品種更能在乾旱和困難時期生存下來,以此,為貧困農民提供更好的保護,使其免受飢餓。

小麥 圖片來自網絡

隨著現代農業的出現,數不清的適應當地的作物品種被基因一致、高產的現代品種所取代。例如,印度農民曾經種植了3 萬種水稻品種,今天,印度75%的水稻作物僅來自10個品種。1930年,在墨西哥已知的玉米品種中,現在只有20%可以在那裡找到。

過度放牧、氣候變化和土地利用的變化也對農作物和其他野生物種的野生近緣種的多樣性造成損害。雖然滅絕是一個自然發展過程,但一般物種的出現、繁衍和消亡要經歷了漫長的歲月。令人震驚的是,主要由於人類的活動,今天的物種滅絕速度比新物種出現的速度大了數千倍,嚴重威脅著我們星球的生命維持系統。

氣候變化的影響伴隨著世界人口的增加,環境問題正在加劇。氣候變化可能導致世界生態系統的急劇變化,並有可能破壞天氣模式的穩定,導致嚴重風暴和乾旱的發生率增加。

目前有些信息表明,那些擁有和使用生物多樣性較多的農場,將能更好地抵禦氣候變化的衝擊和不可預測性。因此,農業生物多樣性是我們應對氣候變化給農業帶來威脅的最大希望。利用農業生物多樣性來開發能夠承受高溫或耐旱的作物品種,可以幫助農民應對氣候變化的影響,使他們能夠在條件越來越惡劣的情況下種植作物。

但是氣候變化將影響到我們種植的作物和我們種植的區域。最近有科學研究發現,到2055年,他們所研究的43種作物中有一半以上將失去適合其種植的土地。而作物的野生近緣種——多樣性的重要來源,也面臨著風險。2007年,科學家們利用計算機模型預測了氣候變化對主食作物野生近緣種的影響。發現在未來50年內,他們所分析的51個野生花生種中61%的品種和108個野生馬鈴薯物種中12%的品種可能因氣候變化而滅絕。

在2023年中央一號文件中,全面推進鄉村振興重點工作的第一項就是抓緊抓好糧食和重要農產品穩產保供,糧食作物的多樣性是穩產的基礎,而野生近緣種的保護是防範風險的保障。我國野生生物種質資源保護工作任重道遠,大家需要共同努力,促進農業生物多樣性保護和發展,建設一個美麗的生態文明中國。

出品:科普中國智惠農民

監製:光明網科普事業部

作者:劉雅丹研究員 全國首席科學傳播專家、中國水產學會原秘書長助理、中國農村專業技術協會秘書長助理

審核專家:潘曉賦 中國科學院昆明動物研究所 正高級工程師

策劃:武玥彤 姜楠

來源: 光明網-科普中國

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