本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
来自哈佛的新闻表明,气候变化不仅会影响粮食的种植方式,还会降低所种植作物的营养水平,特别是小麦、玉米和水稻。虽然这可能是一个主要的担忧,但科学家们知道,有可能培育出这些主要作物的新品种,以更好地耐受更高水平的二氧化碳或其他气候挑战。但如果没有充足的植物品种供其在育种工作中使用,他们就无法做到这一点。
关于适应性育种如何运作的完美例子发生在 1990 年代初的泰国。木薯(一种块茎,也称为丝兰或木薯,对粮食安全和农民收入至关重要)因在高海拔地区侵蚀和退化土壤而闻名。经济学家担心,泰国农民过去获得的大丰收即将结束。
快进到今天:泰国现在是该作物世界最大的出口国,占据了 70% 的干木薯市场和 90% 的木薯淀粉市场。泰国的问题通过来自世界另一端的答案得到了解决。
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来自哥伦比亚的国际热带农业中心(CIAT,其西班牙语缩写)的科学家与泰国农业大学合作,将该国最受欢迎的木薯品种与 1967 年在委内瑞拉采集的样本进行杂交。新的木薯能够更好地适应更广泛的生长条件,对土壤质量的影响较小,并提供更高的淀粉含量,从而提高了每株植物的生产力。结果提高了作物产量,泰国农民现在从木薯中获得的收入高于任何其他国家的农民。
当科学家收集委内瑞拉木薯时,他们并没有对其确切用途进行设想,但他们理解尽可能多地收集一个物种的品种的重要性。收集的品种越多,我们就有更多的性状——承受极端温度的能力以及对疾病、害虫和干旱的抵抗力——用于使我们的作物适应新的和不可预见的挑战。
CIAT 拥有广泛的重要植物收藏,维护着全球 1,700 多个基因库之一,这些基因库保护着数千种种子、根和其他植物部分。这里的关键是长期保护。CIAT 照顾木薯样本——确保它们保持活性并能够复制——超过 20 年,然后才向泰国研究人员提供样本使用。
受命确保这种长期保护的全球作物多样性信托基金cgi 与 CIAT 和其他十个相关的农业研究机构(均为CGIAR 联合体的一部分)合作,在其基因库中保存近 80 万份粮食作物的样本,以便在泰国木薯田见证的成功能够一次又一次地复制。
此外,作物信托基金还共同管理着位于北极圈偏远岛屿上的斯瓦尔巴全球种子库,提供故障安全备份,确保植物资源永远不会因冲突、灾难或预算削减而导致研究存储设施被搁置而丢失。
作物信托基金、CIAT 和 CGIAR 联合体都接受 CGIAR 基金理事会的资助,该理事会由国际捐助者和世界银行资助。在我担任世界银行副行长兼气候变化特使以及 CGIAR 基金理事会主席期间,我负责监督与这些组织的资金相关的决策。世界银行在 40 年前帮助启动了 CGIAR 研究联合体。但随着全球变暖调整世界各地的生长条件,对适应性研究的需求激增。
例如,小麦提供了全球饮食中近四分之一的热量。基因库中已收集了超过 120,000 种传统类型的小麦和 20 种密切相关的野生品种,其中包括许多来自炎热干燥气候的品种,这些气候预示着未来的发展趋势。由于保存和提供了如此多的类型,科学家可以找到能够抵抗混乱气候并产生更高产量和营养的小麦品种。
不幸的是,随着气候变化和其他人为环境退化改变我们的世界,我们正在失去支撑我们粮食供应的生物多样性。例如,气候科学家预测,全球变暖将导致安第斯山脉许多地区的气温升高和降雨量减少,这不仅会降低农业生产力,还会改变一直是如此多创新的来源的植物生命。
面对气候变化、病虫害问题的关键在于维护这种多样性。我们知道生物多样性丧失遍及全球,并且在某些方面在农场中最为明显。例如,西班牙在 1970 年有 400 个甜瓜品种;今天只有 12 个。自 1900 年以来,印度失去了 90% 的水稻品种,美国失去了 90% 的水果和蔬菜品种。虽然传统植物品种消失的总数尚不清楚,但许多品种只能在过去五十年建立的种子库中找到。
在未来几年,我们将需要这些收藏品。虽然预计气温升高会降低作物产量和营养,但激增的全球人口将需要越来越多的食物。
作物多样性是农业适应气候变化的最大资源,是未来养活世界人口努力的基础。当我们走向不确定的、天气主导的未来时,作物研究人员需要不断回答新的问题,例如目前在东南亚木薯田中出现的女巫扫帚病。
收集和保存我们全球粮食供应的生物组成从未像现在这样紧迫:我们需要在这些救命植物灭绝之前找到它们。作物多样性保护是支撑我们未来农业应对气候变化的所有努力的基础。
我们需要一项大规模的全球植物育种工作,公共和私营部门都要参与其中,以显着加速高产和适应性作物的开发。必须大幅增加收集和保存作物及其野生近缘种的国际努力,以支持这项工作。每一次气候驱动的作物产量下降都与人类生命的代价息息相关。