Il tempo stringe per scoprire nuove colture resistenti al clima

Secondo un recente studio, gli scienziati stanno finendo il tempo per espandere la gamma di colture alimentari resistenti al clima che gli esseri umani possono utilizzare per adattarsi alle temperature estreme poste dai cambiamenti climatici.

Il mondo possiede un’ampia gamma di “colture sottoutilizzate” – piante tradizionali, coltivate localmente e selvatiche che sono poco consumate al di fuori della loro regione – i cui genomi contengono potenti strumenti per adattarsi a condizioni difficili come la siccità e lo stress climatico, e la cui coltivazione più ampia potrebbe aiutare Alleviare la fame nel mondo, secondo uno studio pubblicato mercoledì sulla rivista di botanica New Phytologist.

Secondo la NASA, l’incombente carenza di grano in seguito all’invasione russa dell’Ucraina evidenzia la dipendenza critica e potenzialmente paralizzante del mondo da pochi raccolti di cereali – grano, riso, soia, mais – che devono affrontare riduzioni significative della resa e della gamma a causa del cambiamento climatico, secondo la NASA .

Ma queste colture sono solo un minuscolo frammento della ricchezza di specie che gli esseri umani hanno addomesticato, ma che non hanno raggiunto i mercati globali, e che rappresentano sia interessanti possibilità per la sicurezza alimentare che depositi di tratti genetici che migliorano la resilienza.

Per un chiaro esempio, basti pensare alla quinoa e ai ceci, un tempo colture marginali che, negli ultimi 20 anni, hanno ottenuto l’accettazione mainstream ben oltre le loro regioni d’origine.

Quella popolarità commerciale si è costruita su se stessa, poiché ha accelerato la disponibilità di finanziamenti scientifici, portando a “un notevole aumento della ricerca e del riconoscimento”, osservano gli scienziati.

Ci sono molte altre colture che potrebbero ricevere un trattamento simile: ampiamente coltivate in regioni specifiche, ma quasi sconosciute al di fuori di esse. Alcuni dei più noti includono il miglio di coda di volpe, una varietà di cereali coltivata nelle regioni aride dell’Asia; il teff, grano antico originario del Corno d’Africa; e l’amaranto, uno “pseudocereale” resistente al calore e ricco di proteine ​​originario dell’America centrale.

E anche queste sono la punta dell’iceberg. La Terra ha circa 50.000 specie di piante commestibili, ma la popolazione mondiale riceve il 60 percento delle sue calorie da grano, riso e mais,

Parte di ciò che ha trattenuto molti di questi raccolti è la stessa relazione tra la domanda limitata del mercato e la disponibilità limitata di dollari per la ricerca per la ricerca e la modificazione genetica.

Molti hanno gusti strani o forti; difficoltà con la coltivazione; la presenza di “antinutrienti” che devono essere eliminati, come le saponine chimiche simili al sapone nella quinoa o i composti del cianuro nella manioca, tutte qualità che potrebbero essere potenzialmente modificate con ricerche e finanziamenti sufficienti.

Ma un motivo altrettanto importante è spesso l’abbandono: poche varietà locali possono competere in un mercato dominato dai tre cereali principali versati dai grandi cesti del pane come le Great Plains statunitensi, colture che hanno anche beneficiato di decenni di intensi studi genetici e modificazioni volte ad aumentare i loro raccolti.

Un classico esempio, che aiuta a mostrare ciò che i ricercatori immaginano per colture come l’amaranto o il miglio di coda di volpe, è il tentativo in corso di trasformare gli attuali prodotti di base del frumento e del riso dalla fotosintesi C3 alla fotosintesi C4.

Questa distinzione descrive il numero di atomi di carbonio, tre o quattro, che vengono prodotti quando la pianta lega la luce solare agli zuccheri.

Poiché legano il carbonio a tassi più elevati, le piante C4 – che la ricerca genetica suggerisce che il grano e il riso erano una volta, e forse potrebbero essere riconvertiti – producono raccolti più elevati con una migliore crescita delle radici e una minore necessità di azoto, secondo la Carleton University.

Poi ci sono le mele. Uno studio pubblicato mercoledì dalla Public Library of Science ha scoperto che le mele moderne sono più grandi, meno acide e si conservano e spediscono meglio dei loro antenati selvatici, il che probabilmente contribuisce al motivo per cui loro, e non un diverso raccolto di frutta, hanno un posto d’onore in corridoi di prodotti del supermercato.

Questa è l’attenzione che gli scienziati vogliono vedere riservata alle colture sottoutilizzate. Gli scienziati genetici che tentano di adattare queste specie a un uso più ampio sono ostacolati dalla mancanza di ampie indagini genetiche che consentirebbero loro di collegare in modo affidabile tratti preziosi, come la siccità o la tolleranza al calore, a geni specifici.

Per la maggior parte di queste specie, gli scienziati hanno, nella migliore delle ipotesi, un singolo “riferimento del genoma” da un singolo campione, secondo lo studio.

Sebbene sia un inizio prezioso, questo è come cercare di affrontare le malattie genetiche negli esseri umani, dalla fibrosi cistica all’anemia falciforme, sulla base dei risultati di 23andMe di una singola persona.

“Sta diventando chiaro che progressi significativi nell’ibridazione di varietà migliorate sono possibili solo quando vengono identificate le varianti genomiche”, il che richiede una gamma molto più ampia di test tra le specie.

Ma i ricercatori dicono che il tempo è essenziale per iniziare questo lavoro. La capacità umana di utilizzare molte di queste specie – e persino di identificarle per ulteriori test – è a rischio significativo, sia dal cambiamento climatico stesso che dal rischio più insidioso della perdita di conoscenze indigene e locali su come trovare, prendersi cura di , cucinarli e coltivarli, soprattutto perché la globalizzazione accelera lo spostamento delle popolazioni rurali verso le città.

Nell’ampia gamma di specie sottoutilizzate, i ricercatori propongono che “si dovrebbero compiere sforzi non solo per generare un riferimento al genoma, ma anche per eseguire il sequenziamento a livello di popolazione”.

In tal modo, scrivono, i ricercatori dovrebbero rendere i loro dati “liberi da usare” e concentrarsi sulle “collaborazioni tra istituti di tutto il mondo” per evitare duplicazioni di lavoro e produrre risultati rapidamente.

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