Селекція зробила європейську пшеницю кліматично нестійкою

Багаторічна робота селекціонерів, які прагнуть вивести найбільш врожайні сорти, призвела до зниження генетичної різноманітності пшениці та її стійкості до кліматичних змін, пишуть європейські вчені в статті, опублікованій в журналі

Продовольча безпека багато в чому визначається врожайністю основних сільгоспкультур. Зміна клімату веде до змін погоди, і, як наслідок, непостійству врожаю і цін на продукти, а значить, і їх доступності. Невпевненість у тому, що продукти харчування будуть по кишені, викликає хвилі міграції і політичну нестабільність. На сьогоднішній день методи селекції дозволяють забезпечити достатній рівень врожайності пшениці в поточних кліматичних умовах, але клімат змінюється і багато популярних сорти можуть стати недостатньо врожайними.

Європа вирощує одну п'ятнадцяту частину світових обсягів пшениці. Кліматичні зміни пояснюють 31-51 відсоток відхилень від середнього значення врожайності пшениці в Західній Європі і 23-66 відсотків у Східній. У південній частині Європи кліматичні зміни відповідають за 15-45 відсотків коливань врожайності в Італії та Греції, а в південній Іспанії - понад 75 відсотків. Однак стійкість цих культур до кліматичних змін у Європі вивчили тільки зараз.

Хелена Кахілуото (Helena Kahiluoto) з Технологічного університету Лаппеенранта з колегами з інших європейських університетів проаналізували дані про врожайність пшениці в дев'яти країнах - Фінляндії, Данії, Німеччині, Бельгії, Чехії, Франції, Словаччині, Італії та Іспанії. Повний набір даних складався з майже 11 тисяч чисел - кількості зібраної з гектара пшениці, яким були зіставлені дані про температуру, вологість, час та інші параметри. Вчені використовували дані про 991 сорт озимої і ярої пшениці, пшениці твердих сортів, які були вирощені в період з 1991 по 2014 роки, в 636 місцевостях дев'яти країн, а також дані про погоду в областях їх вирощування у восьми країнах. На першому етапі дослідження вчені вибрали фактори зміни клімату, які мають найбільший вплив на урожай (вологість, мінімальні температури в різні пори року, перепади температур). Потім вони кількісно оцінили вплив кліматичних факторів на врожайність.

Вчені виявили, що стійкість пшениці до змін погоди почала погіршуватися на початку 2000-х років, причому найсильніше цей ефект був виражений в Чехії, де він стає помітний з 2002 року. У Німеччині спад почався 2003 року, в Іспанії - 2005-го або навіть раніше (даних до цього року немає), у Словаччині - 2006 року, а Данії - 2009-го. Фінляндія виявилася єдиною країною, де стійкість пшениці до кліматичних змін зростала, хоча різноманітність культур у цій країні була найменшим. Особливо різкою виявилася негативна відповідна реакція всіх культур у всіх країнах на підвищення вологості. Пшениця дуже чутлива до високої вологості, яка сприятлива для поширення хвороб.

Причиною поганої пристосованості рослин до кліматичних змін, на думку вчених, є зниження генетичної різноманітності. Селекція на користь декількох потрібних характеристик культури збіднює генофонд за рахунок зникнення відсіяних алелей. Генне розмаїття пшениці почало знижуватися після 1990-х років. Дослідники пов'язують цей спад зі збільшенням кількості дрібних виробників пшениці. Зростання конкуренції змусило вкоротити виробничий цикл, не витрачаючи час на технологічні поліпшення. Вчені виявили «пустелі» генного розмаїття в Чехії, Німеччині, Італії та Іспанії.

Автори дослідження стверджують, що сучасні методи селекції варто переглянути, оскільки вони не підходять для все менш передбачуваних змін клімату. Тому, на думку вчених, урядам необхідно зробити більш гнучким регулювання роботи селекціонерів і організувати постійний обмін даними про врожайність сільгоспкультур та їх стійкості до кліматичних змін. Виробникам, вважають автори статті, варто приділяти більше уваги вибору культур, які вони вирощують. Тим не менш, для розуміння генетичних основ врожайності і стійкості до погодних умов потрібні подальші дослідження.

Вчені вже повідомляли про подібні випадки зменшення біорізноманіття через штучний відбір. Наприклад, селекціонери кукурудзи в Північній Америці вивели культуру з високою врожайністю, але поганою пристосованістю до змін умов середовища.