22.10.2021 - International Center for Tropical Agriculture - CIAT

Pflanzenvielfalt wird heute für die Ernährungssicherheit und Ernährung von morgen benötigt

Eine neue Studie zeigt, dass die Wissenschaft dazu beitragen kann, den Verlust der genetischen Vielfalt einzudämmen, aufzuhalten und rückgängig zu machen, um Produktivität, Widerstandsfähigkeit und Anpassungsfähigkeit der Landwirtschaft zu verbessern

Obwohl Wissenschaftler seit mehr als 100 Jahren über den Rückgang der Kulturpflanzenvielfalt in der Landwirtschaft berichten, bleiben Fragen über das Ausmaß, die Ursachen und die Bedeutung dieses Verlustes unbeantwortet.

Ein Team von 15 Wissenschaftlern aus einem breiten Spektrum von Forschungszentren und Universitäten hat sich vor 18 Monaten auf den Weg gemacht, um diese Fragen zu beantworten. Das Ergebnis ist die umfangreichste jemals durchgeführte Untersuchung über die Veränderungen der Pflanzenvielfalt im Laufe der Zeit weltweit. Das Team untersuchte Hunderte von Primärliteraturquellen, die in den letzten 80 Jahren veröffentlicht wurden und sich mit dem potenziellen Verlust der Kulturpflanzenvielfalt, auch "genetische Erosion" genannt, befassen. Die globale Zusammenarbeit ergab, dass in 95 % aller Studien über Veränderungen der Vielfalt berichtet wurde, und in fast 80 % der Fälle wurde ein Verlust festgestellt.

Wirtschaftliche, landwirtschaftliche, technologische, klimatische und politische Veränderungen haben in den letzten 100 Jahren zu einem Rückgang oder Verschwinden der für die Landwirtschaft wichtigen Vielfalt geführt, und zwar sowohl auf den Feldern als auch in der freien Natur. Ein Großteil der verbliebenen Kulturpflanzenvielfalt ist weiterhin von Erosion oder gar Ausrottung bedroht, während sie gleichzeitig in den einzelnen Landschaften und auf der ganzen Welt immer homogener wird.

"Das globale Bild, das sich aus unserer Untersuchung ergibt, ist das eines enormen Verlustes der traditionellen landwirtschaftlichen Vielfalt in relativ kurzer Zeit, die in den letzten 10.000 Jahren von vielen Kulturen auf der ganzen Welt gepflegt wurde", sagte der Hauptautor Colin Khoury, Senior Director for Science and Conservation am San Diego Botanic Garden und Forscher bei der Allianz von Bioversity International und dem International Center for Tropical Agriculture (CIAT). "Das Bild gibt aber auch Anlass zur Hoffnung, denn es zeigt, dass eine beträchtliche Pflanzenvielfalt fortbesteht und dass die Landwirtschaft wieder diversifiziert werden kann."

Khoury arbeitete mit Wissenschaftlern internationaler und nationaler Agrarforschungszentren in den USA, Kolumbien, Deutschland, Italien, Mexiko und Peru sowie mit Universitäten wie dem El Colegio de la Frontera Sur (Chiapas, Mexiko), der Ohio State University, der Saint Louis University, der University of Arizona, der University of California in Davis, der University of Cambridge und der University of Illinois zusammen, um die Studie "Crop genetic erosion: understanding and responding to loss of crop diversity" durchzuführen, die in der renommierten Zeitschrift New Phytologist als Tansley Review veröffentlicht wurde. Diese Schriftenreihe wurde nach dem berühmten englischen Botaniker und Ökologen Arthur Tansley benannt, der 1935 den Begriff Ökosystem prägte.

Die Vielfalt der Kulturpflanzen ist eine äußerst wichtige Ressource für die Landwirtschaft und die menschliche Ernährung. Diese Vielfalt sorgt dafür, dass Nutzpflanzen produktiv bleiben, während sie Schädlingen und Krankheiten trotzen, sie bietet Widerstandskraft bei extremen Witterungsbedingungen und anderen Schocks, und sie bietet das Potenzial, sich an veränderte klimatische Bedingungen anzupassen und neue Marktanforderungen zu erfüllen. Indem sie zur Produktivität der Nutzpflanzen und zur Vielfalt der Ernährung beiträgt, untermauert sie die Nahrungsmittelsicherheit und die Ernährung.

"Das Ausmaß des Verlustes an Nutzpflanzenvielfalt, das wir in einigen Regionen der Welt beobachten, unterstreicht die Bedeutung des Erhalts dieser Vielfalt sowohl außerhalb als auch innerhalb dieser Ökosysteme", sagte Luigi Guarino, wissenschaftlicher Direktor des Crop Trust und einer der Autoren der Studie. "Sammlungen von Kulturpflanzenvielfalt wie die in landwirtschaftlichen Genbanken und botanischen Gärten können lokale und regionale Verluste abmildern, die Wiederherstellung der Vielfalt in landwirtschaftlichen Betrieben ermöglichen und die Verfügbarkeit von Kulturpflanzen für die zukünftige Nutzung durch alle bewahren. Wir müssen diese Lagerstätten stärken und einzigartige Sammlungen an anderen Orten duplizieren, um uns gegen das Verlustrisiko abzusichern", sagte er.

Weltweit gibt es etwa 1.750 Genbanken, die über sieben Millionen Proben der Pflanzenvielfalt aufbewahren. Botanische Gärten, Universitäten, gemeinnützige Organisationen, kommunale Saatgutbanken und lokale Erhaltungsnetzwerke leisten einen weiteren Beitrag zur Ex-situ-Erhaltung. Es muss jedoch noch mehr getan werden, um die gesamte Vielfalt zu erhalten, die von den Feldern der Landwirte zu verschwinden droht, und - im Falle der wilden Verwandten der Kulturpflanzen - die wilden Vorfahren und Cousins der Kulturpflanzen aus Grasland, Wäldern und anderen natürlichen Lebensräumen.

Im Rahmen der Studie wurde die Veränderung der Vielfalt traditioneller, in landwirtschaftlichen Betrieben angebauter Pflanzensorten oder Landrassen, moderner Kulturpflanzen in der Landwirtschaft, wilder Verwandter von Kulturpflanzen in ihren natürlichen Lebensräumen und genetischer Ressourcen von Kulturpflanzen, die in Ex-situ-Lagerstätten aufbewahrt werden, untersucht. Das Ausmaß der Veränderungen im Laufe der Zeit in diesen Bereichen ist zwar beträchtlich, variiert aber je nach Kulturpflanze, Standort und analytischem Ansatz.

"Die gute Nachricht ist, dass wir zwar in jedem der untersuchten Lebensräume Beweise für einen enormen Verlust an Vielfalt in den letzten Jahrzehnten gefunden haben, dass diese Vielfalt aber in einigen Fällen auch erhalten blieb und in bestimmten Fällen sogar deutlich zunahm", so Stephen Brush, zweiter Autor der Studie und emeritierter Professor für Humanökologie und ehemaliger Hauptberater für internationale landwirtschaftliche Entwicklung an der UC Davis.

Die Vielfalt traditioneller Kulturpflanzen ist in landwirtschaftlichen Betrieben und Gärten, in denen Landrassen wegen ihrer einzigartigen landwirtschaftlichen und gesellschaftlichen Verwendung geschätzt werden, nach wie vor groß. Ein Drittel der 139 Studien über Veränderungen bei traditionellen Pflanzensorten berichtet, dass diese Vielfalt im Laufe der Zeit erhalten blieb, und fast ein Viertel fand Hinweise auf das Auftreten einer neuen Vielfalt. Auch die Pflanzenzüchter haben in den letzten Jahrzehnten erhebliche Fortschritte bei der Diversifizierung moderner Pflanzensorten gemacht.

"Damit sich die Pflanzenvielfalt neben Schädlingen und Krankheiten und als Reaktion auf den Klimawandel weiter entwickeln und die Nachfrage nach verbesserten Kulturpflanzen, die sowohl wirtschaftliche Produkte als auch ökologische Leistungen erbringen, befriedigt werden kann, müssen wir die Unterstützung für Erhaltungsmaßnahmen in situ, d. h. auf dem Feld, sowie ex situ verdoppeln", sagte Mitautorin Allison Miller, Mitglied und leitende Forscherin am Danforth Plant Science Center und Professorin für Biologie an der Saint Louis University.

"Bei der Betrachtung des globalen Wandels der Kulturpflanzenvielfalt, die die Grundlage für die Ernährungssicherheit und die Ernährung aller Menschen bildet, ist es offensichtlich, dass es große Verluste gegeben hat, aber auch, dass die Instrumente, Methoden und das Wissen vorhanden sind, um die weitere Erosion zu stoppen", sagte Khoury. "Es ist eine Frage der Prioritäten und Ressourcen. Einen großen Schritt weiter zu gehen und den Trend zur Vielfalt umzukehren, ist jedoch eine viel größere Aufgabe. Sie erfordert nicht weniger als die Umgestaltung unserer Lebensmittelsysteme und sogar der Gesellschaften, die sie ernähren, in Prozesse, die die Vielfalt fördern.

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