Informație

12.2B: Diversitatea agricolă - Biologie


Menținerea biodiversității genetice a speciilor sălbatice din culturile noastre care sunt legate de speciile domesticite asigură aprovizionarea noastră continuă cu alimente.

obiective de invatare

  • Evaluează interacțiunile biodiversității cu diversitatea agricolă

Puncte cheie

  • Diversitatea agricolă este condusă de cerințele topografiei, de mișcarea limitată a oamenilor și de nevoile de rotație a culturilor de soiuri care se descurcă bine în diferite domenii.
  • Rezistența la boli este un beneficiu principal pentru menținerea biodiversității culturilor; lipsa diversității speciilor de culturi riscă ca o întreagă cultură să fie ștearsă de o boală la care este susceptibilă.
  • Capacitatea de a crea noi soiuri de culturi se bazează pe diversitatea soiurilor disponibile și accesibilitatea formelor sălbatice legate de planta de cultură care pot fi crescute cu soiurile existente.
  • Companiile de semințe trebuie să reproducă continuu noi soiuri pentru a ține pasul cu evoluția organismelor dăunătoare.

Termeni cheie

  • pacoste: oricare dintre numeroasele boli ale plantelor care cauzează deteriorarea sau moartea frunzelor, fructelor sau a altor părți

Diversitatea agricolă

De la începutul agriculturii umane în urmă cu mai bine de 10.000 de ani, grupurile umane au crescut și au selectat soiurile de cultură. Această diversitate a culturilor s-a potrivit cu diversitatea culturală a populațiilor umane foarte subdivizate. De exemplu, cartofii au fost domesticați începând cu aproximativ 7.000 de ani în urmă, în Anzii centrali din Peru și Bolivia. Cartofii cultivați în acea regiune aparțin a șapte specii, în timp ce numărul soiurilor este probabil de mii. Fiecare soi a fost crescut pentru a prospera la anumite altitudini și condiții de sol și climat. Diversitatea este condusă de cerințele topografiei, de mișcarea limitată a oamenilor și de cerințele create de rotația culturilor pentru diferite soiuri care se vor descurca bine în diferite domenii și microclimate.

Cartofii sunt doar un exemplu de diversitate generată de om. Fiecare plantă, animal și ciupercă care a fost cultivată de oameni a fost crescută din specii strămoșești sălbatice originale în diverse soiuri care provin din cerințele de valoare alimentară, adaptare la condițiile de creștere și rezistență la dăunători. Cartoful demonstrează un exemplu bine cunoscut al riscurilor unei diversități scăzute a culturilor. Foamea tragică, irlandeză de cartofi a avut loc atunci când soiul unic cultivat în Irlanda a devenit susceptibil la o bătăi de cartof, ștergând recolta. Pierderea recoltei a dus la foamete, moarte și emigrare în masă. Rezistența la boli este un beneficiu principal pentru menținerea biodiversității culturilor; lipsa diversității speciilor de culturi contemporane prezintă riscuri similare. Companiile de semințe, care sunt sursa majorității soiurilor de culturi din țările dezvoltate, trebuie să reproducă continuu noi soiuri pentru a ține pasul cu evoluția organismelor dăunătoare. Cu toate acestea, aceleași companii de semințe au participat la scăderea numărului de soiuri disponibile, deoarece se concentrează pe vânzarea mai puține soiuri în mai multe zone ale lumii.

Capacitatea de a crea noi soiuri de culturi se bazează pe diversitatea soiurilor disponibile și accesibilitatea formelor sălbatice legate de planta de cultură. Aceste forme sălbatice sunt adesea sursa de noi variante genetice care pot fi crescute cu soiuri existente pentru a crea soiuri cu noi atribute. Pierderea speciilor sălbatice legate de o cultură va însemna pierderea potențialului în îmbunătățirea culturilor. Menținerea diversității genetice a speciilor sălbatice legate de speciile domesticite asigură aprovizionarea noastră continuă cu alimente.

Începând cu anii 1920, departamentele guvernamentale pentru agricultură au menținut băncile de semințe ale soiurilor de culturi ca modalitate de a menține diversitatea culturilor. Uneori, însă, băncile de semințe se pierd din accidente; nu există nicio modalitate de a le înlocui. În 2008, Svalbard Global Seed Vault a început să stocheze semințe din întreaga lume ca sistem de rezervă pentru băncile regionale de semințe. Dacă o bancă regională de semințe stochează soiuri în Svalbard, pierderile pot fi înlocuite de cele stocate aici. Seiful de semințe este situat adânc în stânca unei insule arctice. Condițiile din interiorul bolții sunt menținute la temperatura și umiditatea ideale pentru supraviețuirea semințelor, dar amplasarea profundă subterană a boltei în zona arctică înseamnă că eșecul sistemelor boltei nu va compromite condițiile climatice din interiorul bolții.


Richard Lewontin

Richard Charles „Dick” Lewontin (născut la 29 martie 1929) este un biolog evoluționist american, matematician, genetician și comentator social. Un lider în dezvoltarea bazei matematice a geneticii populației și a teoriei evoluției, el a fost pionier în aplicarea tehnicilor din biologia moleculară, cum ar fi electroforeza pe gel, la întrebări de variație genetică și evoluție.

Într-o pereche de lucrări seminale din 1966, co-autor alături de J.L. Hubby în jurnal Genetica, [3] [4] Lewontin a ajutat la stabilirea scenei pentru câmpul modern al evoluției moleculare. În 1979, el și Stephen Jay Gould au introdus termenul „spandrel” în teoria evoluției. Din 1973 până în 1998, a deținut o catedră de zoologie și biologie la Universitatea Harvard, iar din 2003 este profesor de cercetare acolo.


Diversitatea agricolă

De la începutul agriculturii umane în urmă cu mai bine de 10.000 de ani, grupurile umane au crescut și au selectat soiurile de cultură. Această diversitate a culturilor s-a potrivit cu diversitatea culturală a populațiilor umane extrem de subdivizate. De exemplu, cartofii au fost domesticați începând cu aproximativ 7.000 de ani în urmă, în Anzii centrali din Peru și Bolivia. Cartofii cultivați în acea regiune aparțin a șapte specii, iar numărul soiurilor este probabil de mii. Fiecare soi a fost crescut pentru a prospera la anumite altitudini și condiții de sol și climat. Diversitatea este condusă de diversele cerințe ale topografiei, de mișcarea limitată a oamenilor și de cerințele create de rotația culturilor pentru diferite soiuri care se vor descurca bine în diferite domenii.

Cartofii sunt doar un exemplu de diversitate generată de om. Fiecare plantă, animal și ciupercă care a fost cultivată de oameni a fost crescută din specii strămoșești sălbatice originale în diverse soiuri care provin din cerințele de valoare alimentară, adaptare la condițiile de creștere și rezistență la dăunători. Cartoful demonstrează un exemplu binecunoscut al riscurilor unei diversități scăzute a culturilor: foamea tragică irlandeză de cartofi, când soiul unic cultivat în Irlanda a devenit susceptibil la apariția unei cartofi, ștergând cultura. Pierderea recoltei a dus la foamete, moarte și emigrare în masă. Rezistența la boli este un beneficiu principal pentru menținerea biodiversității culturilor, iar lipsa diversității la speciile de culturi contemporane prezintă riscuri similare. Companiile de semințe, care sunt sursa majorității soiurilor de culturi din țările dezvoltate, trebuie să reproducă continuu noi soiuri pentru a ține pasul cu evoluția organismelor dăunătoare. Cu toate acestea, aceleași companii de semințe au participat la scăderea numărului de soiuri disponibile, deoarece se concentrează pe vânzarea mai puține soiuri în mai multe zone ale lumii.

Capacitatea de a crea noi soiuri de culturi se bazează pe diversitatea soiurilor disponibile și accesibilitatea formelor sălbatice legate de planta de cultură. Aceste forme sălbatice sunt adesea sursa de noi variante genetice care pot fi crescute cu soiuri existente pentru a crea soiuri cu noi atribute. Pierderea speciilor sălbatice legate de o cultură va însemna pierderea potențialului în îmbunătățirea culturilor. Menținerea diversității genetice a speciilor sălbatice legate de speciile domesticite asigură aprovizionarea noastră continuă cu alimente.

Începând cu anii 1920, departamentele guvernamentale pentru agricultură au menținut băncile de semințe ale soiurilor de culturi ca modalitate de a menține diversitatea culturilor. Acest sistem are defecte deoarece, în timp, băncile de semințe se pierd din accidente și nu există nicio modalitate de a le înlocui. În 2008, Svalbard Global Seed Vault (a se vedea figura de mai jos) a început să stocheze semințe din întreaga lume ca sistem de rezervă pentru băncile regionale de semințe. Dacă o bancă regională de semințe stochează soiuri în Svalbard, pierderile pot fi înlocuite de la Svalbard. Seiful de semințe este situat adânc în stânca unei insule arctice. Condițiile din interiorul bolții sunt menținute la temperatura și umiditatea ideale pentru supraviețuirea semințelor, dar amplasarea subterană profundă a boltei în arctică înseamnă că eșecul sistemelor boltei nu va compromite condițiile climatice din interiorul bolții.

Art Connection

Svalbard Global Seed Vault este o instalație de depozitare a semințelor din diversele culturi ale Pământului. (credit: Mari Tefre, Svalbard Global Seed Vault)

Svalbard Global Seed Vault este situat pe insula Spitsbergen din Norvegia, care are un climat arctic. De ce un climat arctic ar putea fi bun pentru depozitarea semințelor?

Succesul culturilor depinde în mare măsură de calitatea solului. Deși unele soluri agricole sunt sterile folosind cultivarea controversată și tratamente chimice, cele mai multe conțin o imensă diversitate de organisme care mențin ciclurile nutrienților - descompunând materia organică în compuși nutritivi de care culturile au nevoie pentru creștere. Aceste organisme mențin, de asemenea, textura solului care afectează dinamica apei și a oxigenului din sol, care sunt necesare pentru creșterea plantelor. Dacă fermierii ar trebui să întrețină solul arabil folosind mijloace alternative, costul alimentelor ar fi mult mai mare decât este acum. Aceste tipuri de procese se numesc servicii ecosistemice. Acestea apar în cadrul ecosistemelor, cum ar fi ecosistemele solului, ca urmare a diverselor activități metabolice ale organismelor care trăiesc acolo, dar oferă beneficii producției de alimente umane, disponibilității apei potabile și aerului respirabil.

Alte servicii cheie ale ecosistemului legate de producția de alimente sunt polenizarea plantelor și combaterea dăunătorilor culturilor. Peste 150 de culturi din Statele Unite necesită polenizare pentru a produce. O estimare a beneficiului polenizării albinelor în Statele Unite este de 1,6 miliarde de dolari pe an, alți polenizatori contribuind cu până la 6,7 ​​miliarde de dolari în plus.

Multe populații de albine sunt gestionate de apicultori care își închiriază serviciile stupilor către fermieri. Populațiile de albine din America de Nord au suferit pierderi mari cauzate de un sindrom cunoscut sub numele de tulburare de colaps al coloniilor, a cărui cauză este neclară. Alți polenizatori includ o gamă variată de alte specii de albine și diverse insecte și păsări. Pierderea acestor specii ar face imposibilă creșterea culturilor care necesită polenizare, crescând dependența de alte culturi.

În cele din urmă, oamenii concurează pentru hrana lor cu dăunători ai culturilor, dintre care majoritatea sunt insecte. Pesticidele controlează acești concurenți, însă pesticidele sunt costisitoare și își pierd eficacitatea în timp, pe măsură ce populațiile de dăunători se adaptează. Acestea conduc, de asemenea, la daune colaterale prin uciderea speciilor non-dăunătoare și riscând sănătatea consumatorilor și a lucrătorilor agricoli. Ecologiștii consideră că cea mai mare parte a muncii în îndepărtarea dăunătorilor este de fapt efectuată de prădători și paraziți ai acestor dăunători, dar impactul nu a fost bine studiat. O revizuire a constatat că, în 74 la sută din studii care au căutat un efect al complexității peisajului asupra dușmanilor naturali ai dăunătorilor, cu cât este mai mare complexitatea, cu atât este mai mare efectul organismelor care suprimă dăunătorii. Un studiu experimental a constatat că introducerea mai multor dușmani ai afidelor de mazăre (un dăunător important de lucernă) a crescut semnificativ randamentul de lucernă. Acest studiu arată importanța diversității peisajului prin întrebarea dacă diversitatea dăunătorilor este mai eficientă la control decât un singur dăunător, rezultatele au arătat că este cazul. Pierderea diversității inamicilor dăunători va face inevitabil mai dificilă și mai costisitoare cultivarea alimentelor.


Prăbușirea recentă a centurilor de culturi și diversitatea în scădere a agriculturii americane începând cu 1840

Michael S. Crossley, 120 Cedar St., 413 Biological Sciences Bldg., Atena, GA 30602, SUA.

Institutul Nelson pentru Studii de Mediu, Universitatea din Wisconsin-Madison, Madison, WI, SUA

Departamentul de entomologie, Universitatea din Wisconsin-Madison, Madison, WI, SUA

Laboratorul SILVIS, Departamentul de Ecologie a Pădurilor și Faunei Sălbatice, Universitatea din Wisconsin-Madison, Madison, WI, SUA

Departamentul de entomologie, Universitatea din Georgia, Atena, GA, SUA

Michael S. Crossley, 120 Cedar St., 413 Biological Sciences Bldg., Atena, GA 30602, SUA.

Institutul Nelson pentru Studii de Mediu, Universitatea din Wisconsin-Madison, Madison, WI, SUA

Departamentul de entomologie, Universitatea din Wisconsin-Madison, Madison, WI, SUA

Laboratorul SILVIS, Departamentul de Ecologie a Pădurilor și Faunei Sălbatice, Universitatea din Wisconsin-Madison, Madison, WI, SUA

Abstract

În secolul trecut, agricultura SUA s-a intensificat foarte mult și s-a industrializat, crescând intrările și randamentele în timp ce scădea în suprafața totală a terenurilor de cultură. În sectorul industrial, efectele aglomerării spațiale sunt tipice, dar astfel de schimbări în tiparele de cultură și diversitate ar avea implicații majore pentru rezistența sistemelor alimentare la schimbările globale. Aici, investigăm măsura în care industrializarea agricolă din Statele Unite a fost însoțită de aglomerarea tipurilor de culturi, nu doar a suprafeței globale a terenurilor de cultură, precum și a scăderii diversității culturilor. Pe baza analizelor la nivel de județ ale suprafeței de acoperire a terenurilor de cultură individuale în Statele Unite în 1840 până în 2017, am constatat o concentrație spațială puternică și bruscă a majorității tipurilor de culturi în ultimii ani. Pentru 13 din cele 18 culturi majore, centurile răspândite care au caracterizat agricultura americană de la începutul secolului al XX-lea s-au prăbușit, concentrația spațială a crescut de 15 ori după 2002. Numărul județelor care produc fiecare cultură a scăzut din 1940 până în 2017 cu până la 97% și suprafața lor totală a scăzut cu până la 98%, în ciuda creșterii producției totale. Concomitent, diversitatea tipurilor de culturi din județe a scăzut: în 1940, 88% din județe au crescut culturi & gt10, dar doar 2% au făcut-o în 2017 și se pierd combinații de tipuri de culturi care odată caracterizau regiuni agricole întregi. Foarte important, scăderea diversității culturilor odată cu creșterea suprafeței de teren este un fenomen recent, sugerând că efectele corespunzătoare asupra mediului în județele dominate de agricultură s-au schimbat fundamental. De exemplu, concentrația spațială a agriculturii are consecințe importante asupra răspândirii dăunătorilor culturilor, utilizării agrochimice și schimbărilor climatice. În cele din urmă, prăbușirea recentă a majorității centurilor agricole și pierderea diversității culturilor sugerează o vulnerabilitate mai mare a sistemelor alimentare americane la schimbările de mediu și economice, dar concentrarea spațială a agriculturii poate oferi și beneficii de mediu în zonele care nu mai sunt cultivate.


C. P. Gillette Museum of Arthropod Diversity

Muzeul diversității artropode C. P. Gillette găzduiește mai mult de trei milioane și jumătate de exemplare și are o reprezentare excelentă a majorității ordinelor de insecte, în special cu o acoperire puternică a speciilor de munte stâncos, dar și a speciilor sud-vestice. Colecția găzduiește exploatații de importanță națională în ordinele insectelor acvatice, Lepidoptera (fluturi și molii), Diptera (muște, muschi și țânțari) și Himenoptera (furnici, albine, viespi și rude. Colecția găzduiește 83 de tipuri primare și peste 2.000 de tipuri secundare (Baker, Evans, Gillette, James, Fisher, Kondratieff, Opler, Palmer și altele). Biblioteca de familie Bruner asociată conține literatură sistematică importantă. activități conexe.

Dr. Clarence P. Gillette, un entomolog de reputație internațională, a înființat o colecție de insecte la sfârșitul anilor 1800 pentru a asista Colegiul de Științe Agricole în îndeplinirea misiunilor sale de predare, cercetare și extindere. De - a lungul istoriei sale, C. P. Gillette Museum of Arthropod Diversity (CSUC) a fost disponibil pentru cercetare și bursă cu restricții minime pentru studenți, facultate, oameni de știință care vizitează (inclusiv cercetători internaționali), publicul larg și alte persoane interesate. Gillette a extins și a organizat CSUC din 1891 până în 1930. De atunci, entomologii recunoscuți la nivel internațional, George List, TO Thatcher, Howard E. Evans, Paul A. Opler, Don Bright și Don Givens au continuat să îmbunătățească și să extindă colecția. . B. C. Kondratieff a fost director al CSUC din 1986. În prezent, CSUC include mai mult de trei milioane și jumătate de exemplare și este considerată a paisprezecea cea mai mare colecție instituțională de insecte din Statele Unite. Colecția aparține Departamentului de Biologie Agricolă, Universitatea de Stat din Colorado. Departamentul (Dr. Amy Charkowski, șef) este administrat prin Colegiul de Științe Agricole și Colorado.

CSUC include mai mult de trei milioane și jumătate de exemplare, cu o acoperire extinsă a regiunii sudice a Munților Stâncoși, pe lângă reprezentarea excelentă a multor taxoni nord-americani (Tabelul 1). Aproximativ 5% din CSUC include material colectat din afara Americii de Nord, în principal din Mexic și anumite țări din America Centrală și de Sud. În prezent, este considerată a fi a paisprezecea cea mai mare colecție de insecte afiliată la o universitate din S.U.A. din SUA. O mare parte din material a fost identificată de specialiști la nivel de gen sau specie, făcându-l foarte valoros din punct de vedere al calității materialului.

În prezent găzduit în CSUC este o bibliotecă extinsă de cercetare taxonomică de cărți și publicații esențiale (Biblioteca familiei Bruner). Biblioteca include aproximativ 1.200 de cărți și 12.000 de buletine, reeditări și alte articole din literatură care se ocupă de sistematica artropodelor. Literatura primară și cataloagele sunt disponibile pentru majoritatea grupurilor de insecte nord-americane, care dețin un material special din literatura mondială despre afide. CSUC produce o serie de publicații științifice: „Contribuții ale Muzeului diversității artropode C. P. Gillette”. Titlurile sunt disponibile pe site-ul CSU al Departamentului de Biologie Agricolă. Majoritatea titlurilor sunt disponibile online ca acces deschis de către biblioteca digitală CSU a Morgan Library.

CSUC este acum situat la 600 Hughes Way. (Vechiul centru de sănătate Hartshorn).


Importanța diversității genetice în agricultură

World Vegetable Center găzduiește cea mai mare colecție publică de germoplasmă de legume din lume. Germoplasma sunt resurse genetice vii, cum ar fi semințe sau țesuturi, care sunt întreținute pentru utilizarea lor în reproducerea plantelor. Colecția protejează diversitatea genetică a culturilor vegetale care poate fi utilă în viitor. Jack Harlan, un agronom și botanist, a spus odată, referitor la biodiversitatea din speciile de culturi (diversitatea genetică), „stă între noi și foametea catastrofală pe o scară pe care nu ne putem imagina”. Potrivit Organizației Națiunilor Unite pentru Alimentație și Agricultură, 75% din întreaga diversitate genetică a culturilor s-a pierdut din secolul precedent, în primul rând din cauza schimbărilor din sistemul alimentar agricol care apreciază uniformitatea. Din restul de 25%, se preconizează că o treime va dispărea până în 2050. Diversitatea genetică este numărul total de caracteristici genetice din genomul unei specii. Curatorii diversității genetice a culturilor includ bănci de semințe, bănci de gene și instituții de cercetare agricolă care găzduiesc colecții de semințe și materiale propagative. Aceste colecții găzduiesc instrumentele lumii pentru a face față noilor provocări din cadrul sistemului nostru alimentar. Diversitatea genetică agricolă este imperativă pentru a oferi un sistem robust de securitate alimentară capabil să se adapteze la factorii de stres ai dăunătorilor și ai mediului. Diversitatea genetică permite crescătorilor de plante și animale agricole să se adapteze variabilelor în schimbare.

Potrivit Centrului internațional de cercetare pentru dezvoltare, aprovizionarea globală cu alimente „depinde de aproximativ 150 de specii de plante. Dintre aceștia, doar 12 furnizează trei sferturi din alimentele lumii. Mai mult de jumătate din energia alimentară mondială provine dintr-un număr limitat de soiuri de trei „megaculturi”: orez, grâu și porumb ”. Aprovizionarea globală cu alimente este din ce în ce mai amenințată de schimbările climatice, creșterea populației mondiale și introducerea sau extinderea bolii și insectelor. Diversitatea genetică este necesară pentru a proteja trăsăturile potențial vitale care ar putea fi folosite pentru a combate un viitor dăunător neașteptat sau pentru a se adapta nevoilor de aprovizionare cu alimente din lume. Crescătorii de plante utilizează diversitatea genetică pentru a crea soiuri de culturi îmbunătățite cu trăsături precum randamentul, rezistența la dăunători și stresul mediului.

Pentru a stoca în mod adecvat diversitatea genetică, este important ca colecțiile de germoplasmă să fie bine întreținute, iar colecțiile de rezervă sunt create pentru a asigura supraviețuirea acesteia în caz de dezastru natural sau tulburări politice. Semințele și țesuturile plantelor sunt depozitate in situ, adică depozitate într-un mediu controlat, cum ar fi depozitarea la rece sau instalația de cultură a țesuturilor. Depozitarea in situ necesită un spațiu relativ mic pentru a găzdui o cantitate mare de material. În timp ce materialul de propagare din plante, cum ar fi copacii, arbuștii și culturile înmulțite clonal sunt stocate ex-situ, ceea ce înseamnă că culturile sunt conservate într-un mediu exterior. Depozitarea ex-situ necesită mult spațiu și este vulnerabilă la dăunători, dezastre naturale și natura umană. Aceste culturi sunt cele mai expuse riscului de dispariție și majoritatea colecțiilor rămân în mare parte ne studiate.

Există parteneriate cu instituții private și guvernamentale ale băncilor de semințe pentru a conserva culturile care pot fi stocate in situ pentru perioade lungi de timp sub formă de semințe la Banca globală de semințe Svalbard situată la nord de cercul polar polar. Svalbard Global Seed Bank acționează ca o cutie de siguranță care permite instituțiilor să depună în siguranță și să retragă colecțiile de semințe de rezervă în cazul în care colecția lor principală este pierdută sau grav deteriorată. Există unele parteneriate regionale și naționale în ceea ce privește culturile ex-situ în Statele Unite și în străinătate, dar parteneriatele internaționale sunt dificil de realizat din cauza restricțiilor de carantină a plantelor și a posibilului import de dăunători. Până când nu sunt concepute noi metode eficiente pentru a limita transferul de dăunători, este nevoie de finanțare sporită și eforturi pentru a crea mai multe site-uri de colectare de rezervă răspândite în întreaga lume. Este important ca diversitatea genetică a culturilor rămase necolectate de la rudele sălbatice ale culturilor, populațiile unice de plante cu reprezentare scăzută în băncile genetice și culturile minore situate în regiunile îndepărtate ale lumii, să fie colectate și conservate înainte de dispariție. Rudele culturilor sălbatice sunt strămoșii culturilor noastre domesticite. Acestea pot conține trăsături genetice importante, care ar fi putut fi pierdute în timpul procesului de domesticire. Trăsături precum seceta sau rezistența la dăunători vor fi cruciale în adaptarea la schimbările climatice. Multe specii de culturi sălbatice sunt expuse riscului de dispariție din cauza distrugerii habitatului sau a încălcării răspândirii urbane. Populațiile unice de plante care sunt în prezent subreprezentate în băncile genetice trebuie colectate din cauza materialului actual limitat la câțiva indivizi, care nu reprezintă în mod adecvat toată diversitatea genetică din acea populație. Aceste populații sunt situate în buzunare mici, care sunt extrem de vulnerabile la dispariție din cauza dăunătorilor sau a activității umane.

Sistemul de germoplasmă vegetală din Statele Unite găzduiește în prezent aproape 580.000 de accesorii de material recoltat. În ultimii 8 ani a câștigat cu aproape 60.000 de aderări suplimentare. O aderare este un soi individual sau o varietate a unei culturi. În aceeași perioadă, bugetul a rămas relativ stagnat. Odată cu o creștere atât de mare a cantității de aderări curate, resursele alocate unor programe importante precum expediții de plante, infrastructură, regenerare și dezvoltarea unor practici îmbunătățite de conservare sunt tensionate. Diversitatea genetică este o resursă importantă care trebuie colectată și conservată corespunzător pentru generațiile viitoare.

Diversitatea genetică va juca un rol crucial în dezvoltarea culturilor adaptate schimbărilor climatice și producția de alimente pentru populația mondială în creștere. Pentru a se asigura că aceste resurse sunt disponibile crescătorilor de plante în viitor, este nevoie de mai multe finanțări publice în băncile de semințe și în instituțiile agricole. Publicul trebuie să fie informat despre importanța resurselor noastre genetice pentru a îmbunătăți sistemul alimentar global.


Știri și evenimente de la Colegiul Penn State de Științe Agricole

Patru sunt onorați pentru angajamentul față de diversitate la Colegiul de Științe Agricole

Patru persoane au primit premiul Dr. William Henson pentru realizarea diversității în 2021 de la Colegiul de Științe Agricole din Penn State, o onoare care recunoaște predarea distinctă și remarcabilă, cercetarea, extinderea sau munca creativă care avansează diversitatea în colegiu.

Un studiu nou analizează tranzacționarea creditelor cu azot pentru a stimula creșterea tampoanelor riverane

Tranzacționarea creditelor nutritive la nivelul întregului bazin hidrografic a fost sugerată ca un mecanism de reducere a poluării care intră în Golful Chesapeake, dar un nou studiu realizat de cercetătorii Penn State sugerează că costul ridicat al producerii de credite de azot prin stabilirea de tampoane riverane pe terenurile agricole din Pennsylvania nu oferă în prezent un stimulent pentru stabilirea tamponului.


Efectul utilizării pe scară largă a produselor chimice agricole asupra diversității fluturilor în provinciile turcești

Institute for Conservation Research, San Diego Zoo Global, 15600 San Pasqual Valley Road, Escondido, CA, 92027 S.U.A.

Institute for Conservation Research, San Diego Zoo Global, 15600 San Pasqual Valley Road, Escondido, CA, 92027 S.U.A.

Abstract

Deși se crede că intensificarea agriculturii reprezintă o amenințare semnificativă pentru specii, se știe puțin despre rolul său în stimularea pierderii biodiversității la scară regională. Am evaluat efectele unei componente majore a intensificării agricole, a utilizării produselor chimice agricole și a variabilelor climatice și de acoperire a terenului asupra diversității fluturilor din 81 de provincii din Turcia, unde agricultura este practicată pe scară largă, dar cu grade diferite de intensitate. Am determinat prezența speciilor de fluturi în fiecare provincie din datele privind distribuțiile cunoscute de fluturi și am calculat utilizarea chimică agricolă ca proporție a gospodăriilor agricole care folosesc îngrășăminte chimice și pesticide. Am folosit analize de corespondență constrânse și inferență multimodelă bazată pe regresie pentru a determina efectul variabilelor de mediu asupra compoziției și, respectiv, a bogăției speciilor. Variația compoziției speciilor de fluturi între provincii a fost explicată în mare măsură (78%) prin combinația utilizării produselor chimice agricole, în special a pesticidelor, și a variabilelor climatice și de acoperire a solului. Deși bogăția generală a fluturilor a fost explicată în primul rând de variabilele climatice și de acoperire a solului, cum ar fi aria de acoperire a vegetației naturale, bogăția fluturilor amenințată și numărul relativ de specii de fluturi amenințate a scăzut substanțial odată cu creșterea proporției gospodăriilor agricole care folosesc pesticide. Aceste descoperiri sugerează că utilizarea pe scară largă a substanțelor chimice agricole sau a altor componente ale intensificării agricole care pot fi coliniare cu utilizarea pesticidelor reprezintă o amenințare iminentă pentru biodiversitatea Turciei. În consecință, politicile care atenuează intensificarea agriculturii și promovează practicile agricole cu consum redus sunt cruciale pentru protejarea speciilor amenințate de dispariție în națiunile care se industrializează rapid, precum Turcia.

Efectos del Uso Extensivo de Agroquímicos sobre la Diversidad de Mariposas en Provincias Turcas

Resumen

Aunque se piensa que la intensificación agrícola representa una amenaza significativa para las especies, se știe puțin pe rolul său în pérdida biodiversității în scări regionale. Evaluate the effects of a component principal of the intensification agrícola, the use de agroquímicos, la cobertura de suelo y variables climáticas sobre diversity de mariposas en 81 provincias de Turquía, unde agricultura se practică extensiv dar cu diferite niveluri de intensitate. Determinat prezența speciilor de maripose în fiecare provincie a plecat de date de la distribuțiile cunoscute și mediul el de agroquímicos ca proporția agricultorilor care utilizează fertilizanți și pesticide chimice. Utilizat analize de corespondență constreñida și inferență cu multimodeli bazate în regresii pentru a determina efectul variabilelor ambientale asupra compoziției și riqueza de specii, respectiv. La variație în compoziția de specii de maripose în provincii a fost explicată în principal (86%) pentru combinația de utilizare a agroquimicilor, în special pesticide, și a variabilelor climatice și de cobertura de suelo. Aunque la riqueza total de mariposas a fost explicată primar prin variabile climatice și de cobertura de suelo, ca suprafață de acoperită vegetală naturală, la riqueza de mariposas amenazate și numărul relativ al speciilor de mariposas amenazate a scăzut în mod sustenabil la măsură care a crescut proporția de agricultori care utilizează pesticide. Aceste rezultate sugerează că utilizarea extensivă a produselor agroquimice, și alte componente ale intensificării agricole care pot fi utilizate cu pesticide, reprezintă o amenajare pentru biodiversitatea Turciei. În consecință, politicile care mitigează intensificarea agricolei și promuevenelor practici agrícole de jos insumate sonale pentru protecția speciilor amenajate în țări cu industrializarea accelerată ca Turquía.


Importanța terenurilor agricole pentru păsările din Himalaya în timpul iernii

Școala Woodrow Wilson, Universitatea Princeton, Princeton, NJ, 08544 S.U.A.

Departamentul de Ecologie și Biologie Evolutivă, Universitatea Princeton, Princeton, NJ 08544 S.U.A.

Adresa curentă: Departamentul de Științe ale Mediului, Politici și Management, Universitatea din California, Berkeley, Berkeley, CA 94720, S.U.A., e-mail [email protected]

Himal Prakriti, Village Sarmoli, Munsiari, Pithoragarh, Uttarakhand, 262554 India

Wildlife Institute of India, Dehradun, Uttarakhand, 248001 India

Departamentul de Ecologie și Biologie Evolutivă, Universitatea Princeton, Princeton, NJ 08544 S.U.A.

Școala Woodrow Wilson, Universitatea Princeton, Princeton, NJ, 08544 S.U.A.

Departamentul de Ecologie și Biologie Evolutivă, Universitatea Princeton, Princeton, NJ 08544 S.U.A.

Adresa curentă: Departamentul de Științe ale Mediului, Politici și Management, Universitatea din California, Berkeley, Berkeley, CA 94720, S.U.A., e-mail [email protected]

Himal Prakriti, Village Sarmoli, Munsiari, Pithoragarh, Uttarakhand, 262554 India

Wildlife Institute of India, Dehradun, Uttarakhand, 248001 India

Departamentul de Ecologie și Biologie Evolutivă, Universitatea Princeton, Princeton, NJ 08544 S.U.A.

Abstract

Impactul schimbării utilizării terenurilor asupra biodiversității în Himalaya este slab cunoscut, în ciuda defrișărilor pe scară largă și a intensificării agriculturii în această regiune extrem de biodiversă. Deși pădurile primare intacte adăpostesc multe păsări din Himalaya în timpul reproducerii, un număr mare de specii de păsări folosesc terenuri agricole în timpul iernii. Am evaluat modul în care bogăția, abundența și compoziția speciilor de păsări din Himalaya în timpul iernii sunt afectate de pierderea pădurilor care rezultă din agricultură și pășunat. Bird surveys along 12 elevational transects within primary forest, low-intensity agriculture, mixed subsistence agriculture, and intensively grazed pastures in winter revealed that bird species richness and abundance were greatest in low-intensity and mixed agriculture, intermediate in grazed pastures, and lowest in primary forest at both local and landscape scales over twice as many species and individuals were recorded in low-intensity agriculture than in primary forest. Bird communities in primary forests were distinct from those in all other land-use classes, but only 4 species were unique to primary forests. Low-, medium-, and high-intensity agriculture harbored 32 unique species. Of the species observed in primary forest, 80% had equal or greater abundance in low-intensity agricultural lands, underscoring the value of these lands in retaining diverse community assemblages at high densities in winter. Among disturbed landscapes, bird species richness and abundance declined as land-use intensity increased, especially in high-intensity pastures. Our results suggest that agricultural landscapes are important for most Himalayan bird species in winter. But agricultural intensification—especially increased grazing—will likely result in biodiversity losses. Given that forest reserves alone may inadequately conserve Himalayan birds in winter, comprehensive conservation strategies in the region must go beyond protecting intact primary forests and ensure that low-intensity agricultural lands are not extensively converted to high-intensity pastures.

Abstract

La Importancia de las Tierras Agrícolas para las Aves del Himalaya en el Invierno

Resumen

Los impactos del cambio de uso de suelo sobre la biodiversidad en el Himalaya son poco conocidos, a pesar de la deforestación extendida y la intensificación agrícola en esta región altamente biodiversa. Aunque los bosques primarios intactos albergan a muchas aves del Himalaya durante la época reproductiva, un gran número de especies de aves utilizan las tierras agrícolas durante el invierno. Valoramos cómo la riqueza, abundancia y composición de especies de aves del Himalaya durante el invierno son afectadas por la pérdida del bosque a partir de la agricultura y el pastoreo. Los censos de aves a lo largo de doce transectos de altitud dentro del bosque primario, de la agricultura de baja intensidad, de la agricultura de subsistencia mixta y de las zonas de pastoreo intensivo en invierno revelaron que la riqueza de especies de aves y la abundancia fueron mayores en la agricultura de baja intensidad y en la mixta, intermedias en las zonas de pastoreo, y más bajas en el bosque primario tanto en la escala local como la de paisaje más del doble de especies y de individuos se registraron en la agricultura de baja intensidad que en el bosque primario. Las comunidades de aves en el bosque primario fueron distintas de aquellas en todos los demás tipos de uso de suelo, pero sólo cuatro especies fueron únicas de los bosques primarios. La agricultura de intensidad baja, media y alta albergó 32 especies únicas. De las especies observadas en el bosque primario, el 80 % tuvo una abundancia igual o mayor en los suelos de baja intensidad agrícola, enfatizando el valor de estos suelos en la retención de ensamblajes diversos de comunidades a densidades altas durante el invierno. Entre los paisajes perturbados, la riqueza de especies y la abundancia declinaron conforme incrementó la intensidad del uso de suelo, especialmente en las pasturas de alta intensidad. Nuestros resultados sugieren que los paisajes agrícolas son importantes para la mayoría de las especies de aves del Himalaya durante el inverno aunque la intensificación agrícola – especialmente el pastoreo incrementado – probablemente resultará en la pérdida de la biodiversidad. Dado que las reservas de bosques por sí solas pueden conservar inadecuadamente a las aves del Himalaya en inverno, las estrategias integrales de conservación en la región deben ir más allá de proteger los bosques primarios intactos y asegurar que los suelos de uso agrícola de baja intensidad no sean convertidos extensivamente a zonas de pastoreo de alta intensidad.


Lack of crop diversity and increasing dependence on pollinators may threaten food security

Honey bee worker and a male Andrena sp on apple blossom. Credit: Martin Husemann

A multinational team of researchers has identified countries where agriculture's increasing dependence on pollination, coupled with a lack of crop diversity, may threaten food security and economic stability. The study, which was published in the journal Biologia schimbării globale on July 11, 2019, is the first global assessment of the relationship between trends in crop diversity and agricultural dependence on pollinators.

Using annual data from the U.N. Food and Agriculture Organization from 1961 to 2016, the study showed that the global area cultivated in crops that require pollination by bees and other insects expanded by 137%, while crop diversity increased by just 20.5%. This imbalance is a problem, according to the researchers, because agriculture dominated by just one or two types of crops only provides nutrition for pollinators during a limited window when the crops are blooming. Maintaining agricultural diversity by cultivating a variety of crops that bloom at different times provides a more stable source of food and habitat for pollinators.

"This work should sound an alarm for policymakers who need to think about how they are going to protect and foster pollinator populations that can support the growing need for the services they provide to crops that require pollination," said David Inouye, professor emeritus of biology at the University of Maryland and a co-author of the research paper.

Globally, a large portion of the total agricultural expansion and increase in pollinator dependence between 1961 and 2016 resulted from increases in large-scale farming of soybean, canola and palm crops for oil. The researchers expressed concern over the increase in these crops because it indicates a rapid expansion of industrial farming, which is associated with environmentally damaging practices such as large monocultures and pesticide use that threaten pollinators and can undermine productivity.

Bumble bee on a thistle flower. Credit: David Inouye/University of Maryland

Particularly vulnerable to potential agricultural instability are Brazil, Argentina, Paraguay and Bolivia, where expansion of pollinator-dependent soybean farms has driven deforestation and replaced rich biodiversity that supports healthy populations of pollinators with large-scale single-crop agriculture (monoculture). Malaysia and Indonesia face a similar scenario from the expansion of oil palm farming.

"Farmers are growing more crops that require pollination, such as fruits, nuts and oil seeds, because there's an increasing demand for them and they have a higher market value," Inouye said. "This study points out that these current trends are not great for pollinators, and countries that diversify their agricultural crops are going to benefit more than those that expand with only a limited subset of crops."

Although the study found that countries replacing forests and diverse, heterogeneous agricultural landscapes with extensive with pollinator-dependent monoculture are most vulnerable, other countries also face risks from growing dependence on pollinators.

In Europe, farmland is contracting as development replaces agriculture, but pollinator-dependent crops are replacing non-pollinator-dependent crops such as rice and wheat (which are wind pollinated). According to the study, increasing need for pollination services without parallel increases in diversity puts agricultural stability at risk in places like Australia, the United Kingdom, Germany, France, Austria, Denmark and Finland.

Leaf cutter bee on lupine. Credit: David Inouye / University of Maryland

In the U.S., agricultural diversity has not kept pace with expansion of industrial-scale soybean farming.

"This work shows that you really need to look at this issue country by country and region by region to see what's happening because there are different underlying risks," Inouye said. "The bottom line is that if you're increasing pollinator crops, you also need to diversify crops and implement pollinator-friendly management."

Inouye said the researchers are hoping this work will spur policymakers and resource managers to reevaluate current trends and practices to introduce more pollinator-friendly management such as reducing insecticide use, planting edge rows and flower strips to provide nest sites and food for pollinators, and restoring seminatural and natural areas adjacent to crops.