Органичното земеделие води до адаптации в генетичния материал на растенията

Растенията се адаптират генетично с времето към специалните условия на органичното земеделие. Това установява проучване, проведено в университета в Бон.

Изследователите са провели дългосрочен експеримент, по времето на който са засадили ечемични растения на две съседни полета. При едното растение са използвали конвенционални методи на земеделие, а при другото – органични. След повече от 20 години органичният ечемик се оказва обогатен със специфичен генетичен материал, който се различава от сравнителната култура.

Пълните резултати са публикувани в онлайн списанието „Agronomy for Sustainable Development“.

Проучването започва в края на 90-те години под ръководството на д-р Йенс Леон. Неговата изследователска група има за цел да проучи ефектите, които условията на отглеждане имат върху генетичния материал на растенията.

„Първо кръстосахме ечемик с висок добив с дива форма, за да увеличим генетичната вариация“, казва Леон. „След това засадихме тези популации на две съседни полета, така че ечемикът да расте в същата почва и при същите климатични условия.“

Единствената разлика, разказва той, е методът на отглеждане. Конвенционалното земеделие е приложено в едно от полетата, където изследователите са използвали пестициди за борба с вредителите, химически агенти за премахване на плевели и минерални торове, за да осигурят добро снабдяване с хранителни вещества.

Изследователите възприемат по-екологичен подход при второто поле – без пестициди, борба с плевелите с помощта на механични методи и наторяване на почвата с тор от конюшните.

Изследователите анализират геномите на конвенционално и органично отглежданите растения на годишна база. Всеки един ген може да съществува в множество различни форми, наречени алели. Честотата, с която определени алели възникват в популация, може да се промени през поколенията. Условията на околната среда са един фактор, който играе роля в този процес.

Учените идентифицират две интересни тенденции в своите генетични тестове: през първите 12 години честотата на алелите в ечемика се променя по същия начин и в двете полета. Въпреки това, честотите на алелите на двете култури се различават все повече през следващите години. По-специално, ечемикът, отглеждан с помощта на методи на органично земеделие, развива генни варианти, които са по-малко чувствителни към дефицит на хранителни вещества или липса на вода - т.е. алели, които влияят върху структурата на корените.

„Една от причините за това вероятно са силните вариации в наличността на хранителни вещества в органичното земеделие“, казва Леон.

Конвенционално отглежданият ечемик става по-генетично еднообразен с течение на времето, което означава, че генетичният материал в отделните растения, отглеждани на полето, става все по-сходен от година на година. Органичният ечемик обаче остава по-хетерогенен.

Променливостта на силите на околната среда, действащи върху растенията, изглежда води до по-голяма генетична хетерогенност. „В резултат на това растенията са по-способни да се адаптират към тези видове промени“, казва Леон.

Като цяло резултатите показват важността на култивирането на сортове, оптимизирани за биологично земеделие. Тъй като техният генетичен състав се е адаптирал към тези условия, те ще бъдат по-здрави и ще дават по-високи добиви.