**Våra förfäder överlevde tack vare odling av ettåriga matväxter. Men med dagens storskaliga jordbruk kan de i stället orsaka miljöproblem och till slut hota vår matförsörjning. Nu vill forskare förädla de fleråriga växter som de tidiga bönderna inte kunde utnyttja.**
Ungefär 95 procent av all mat vi äter har sitt ursprung i bördig matjord, enligt FN:s fackorgan för livsmedels- och jordbruksfrågor, FAO. Men det här tunna jordlagret försvinner nu snabbare än det hinner nybildas.
Det beror på att ungefär 10 procent av planetens landområden har omvandlats till åkermark, som plöjs upp varje år så att jordlagret under perioder ligger oskyddat för väder och vind.
**Det ger extra skjuts** åt de mekanismer som ständigt för bort jord och näringsämnen till haven. Och nybildningstakten på land är långsam. För att skapa ett jordlager på en centimeter kan det krävas 500 år av olika naturliga processer. Resultatet är att matjorden på många håll försvinner mer än 100 gånger snabbare än den hinner återskapas, enligt rapporten Climate Change and Land från IPCC.
Men så behöver det inte vara för att vi ska få något att äta, menar Timothy Crews, som är forskningsledare vid The Land Institute i USA.
– Problemet är att vår spannmålsproduktion fortfarande bygger på de ettåriga grässorter – vete, majs och ris – som våra tidiga förfäder steg för steg lärde sig att odla, säger han.
**Sådana ettåriga växter** är specialister på att snabbt slå rot i luckor där inga andra växter har hunnit etablera sig. Sedan lägger de energi på att bilda många och jämförelsevis stora frön, som kan växa upp på nya ställen efter vintern.
– Nackdelen är att vi år efter år måste plöja för att återskapa naken jord, där de här ettåriga grödorna klarar av att växa. Vår matproduktion är intressant på det sättet att den bygger på ett ekosystem som bevaras i ett tillstånd av ständig störning.
Timothy Crews och hans kollegor undersöker i stället möjligheten att ta fram fleråriga alternativ till dagens spannmål, som kan växa på samma plats och skördas flera år i rad. Att marken är täckt året om och dessutom genomkorsad av djupa rötter kan minska många av de miljöproblem som dagens jordbruk tampas med, menar han. Exempelvis jordförlust, utsläpp av klimatgaser, näringsläckage till vattendrag. Dessutom krävs mindre arbetsinsats och mindre bränsle till jordbruksmaskiner.
– Fleråriga grödor kan också trycka bort en stor del av den konkurrerande växtligheten genom att minska mängden tillgängligt vatten, näringsämnen och solljus som ogräs annars kan dra nytta av. På så vis kan behovet av bekämpningsmedel minska. Det finns inget som är mer välkomnande för ogräs än nakna åkrar.
**Men hur kom det sig** att våra förfäder valde att gå vidare med just de ettåriga växterna, i fall de fleråriga har sådana fördelar?
Enligt Timothy Crews är frågan felställd. Det var knappast ett val, utan snarare något som skedde med automatik på grund av de ettåriga växternas egenskaper.
När människor år efter år skördade mogna frön som fortfarande satt kvar på växterna – som var lättast att plocka – och sedan återplanterade en del av dem, så uppstod ett evolutionärt tryck som gynnade de växter som inte släppte sina frön. Det kallas för att växterna inte drösar, och är en mycket viktig så kallad domesticeringsegenskap vid växtförädling, eftersom det är en förutsättning för att kunna skörda.
Generation efter generation ökade andelen sådana plantor. På motsvarande sätt kan man tänka sig att det skedde urval av växter med stora frön och andra egenskaper som ökade avkastningen, förklarar Timothy Crews.
***Det är ett enormt energikrävande arbete***
**Denna omedvetna förädlingsprocess** kunde dock inte ske på samma sätt för fleråriga växter, eftersom de plantorna levde kvar år efter år och därför inte ersattes av nya generationer med nya genetiska egenskaper i samma takt.
– Vi vet att våra förfäder skördade frön även från fleråriga växter. Men för att åstadkomma en genetisk förändring hade de varit tvungna att rycka upp växterna och döda dem, för att ge plats åt nya generationer med andra egenskaper som i sin tur kunde fortsätta att förädlas, säger Timothy Crews.
– Det är ett enormt energikrävande arbete, och det här skedde ju långt innan man hade någon kunskap om växtgenetik och evolution eller tillgång till andra energikällor än den mat man samlat in. Så det hade varit galenskap för en tidig jordbrukare att lägga energi på att döda fleråriga växter på ett fält och plantera fleråriga frön där på nytt, utan att ha en aning om varför. Och sedan dessutom upprepa detta år efter år.
**Det är anledningen** till att vi i dag har ettåriga grödor som överlag ger mycket större avkastning än motsvarande fleråriga. De har förädlats i tusentals år.
Men nu finns kunskapen, jordbruksredskapen och dessutom mängder av genetiska och molekylärbiologiska verktyg som gör det möjligt att förstå vilka gener som styr olika växtegenskaper.
Så nu börjar det hända saker även med fleråriga grödor.
I slutet av förra året publicerade Timothy Crews tillsammans med en grupp kinesiska forskarkolleger en studie i tidskriften Nature, där de visade hur en rissort som korsats till att bli flerårig kunnat skördas åtta gånger i rad och i genomsnitt gett lika stora skördar som konventionellt, ettårigt ris. Arbetsbördan minskade dramatiskt och jordbrukarnas kostnader halverades.
Studien lyftes fram av den konkurrerande tidskriften Science som ett av årets största vetenskapliga genombrott.
**På en experimentåker** lite nordost om Upplands Väsby nickar Anna Westerbergh uppskattande då studien kommer på tal.
Hon är docent i genetik och växtförädling vid Sveriges lantbruksuniversitet i Uppsala, och har en del samarbete med Timothy Crews kring fleråriga grödor. Bland annat förädlar och utvecklar hennes forskargrupp ett flerårigt vete som tagits fram i USA. Målet är en större fröskörd i våra odlingsförhållanden.
***Studien lyftes fram av den konkurrerande tidskriften Science som ett av årets största vetenskapliga genombrott***
– En invändning som vi fortfarande hör från kritiska kollegor är att det skulle vara biologiskt omöjligt att ta fram fleråriga plantor som ger god avkastning. Men den här studien på det fleråriga riset och försöken med flerårigt vete visar tydligt att det inte stämmer, säger hon.
Hennes forskargrupp domesticerar även en vild, flerårig släkting till korn som heter knylkorn. En utmaning är att få knylkornet att överge sitt naturliga beteende att sluta drösa och i stället låta småaxen sitta kvar på plantan.
**Nyligen inledde** forskargruppen ett samarbete med danska forskare, som ska hjälpa till att spåra de gener som styr drösningen för att snabbare kunna hitta plantor med rätt egenskaper som kan korsas vidare i växtförädlingsarbetet. På motsvarande sätt går det att leta efter andra egenskaper, som ökad fröstorlek och samtidig blomning.
– De ettåriga grödorna har förädlats i många tusen år. Nu ska vi göra samma sak med de fleråriga släktingarna, fast med vetenskapliga metoder och mycket snabbare. Men det kommer ändå att ta tid, så vi måste ha tålamod.
– Det är enormt spännande att få jobba med något som kan minska jordbrukets negativa effekt på miljön och klimatet, och hjälpa till att säkra en hållbar matförsörjning för framtidens generationer.
***Fakta.Tänkbara fördelar med fleråriga grödor***
*● Kan skördas flera år i rad utan behov av plöjning, vilket bland annat minskar jorderosion, koldioxidläckage och arbetsinsatser.*
*● Djupare rötter gör växterna tåligare mot både torra och blöta perioder, ökar näringsupptaget, binder mer kol i marken och främjar nybildning av jord.*
*● Kan utnyttja solljuset under längre del av året då de redan finns på plats när våren kommer.*
*● Kan minska behov av bekämpningsmedel, då de har stor konkurrenskraft mot speciellt ettåriga ogräs och är mer resistenta mot sjukdomar tack vare större genetisk variation.*
1 comment
**Våra förfäder överlevde tack vare odling av ettåriga matväxter. Men med dagens storskaliga jordbruk kan de i stället orsaka miljöproblem och till slut hota vår matförsörjning. Nu vill forskare förädla de fleråriga växter som de tidiga bönderna inte kunde utnyttja.**
Ungefär 95 procent av all mat vi äter har sitt ursprung i bördig matjord, enligt FN:s fackorgan för livsmedels- och jordbruksfrågor, FAO. Men det här tunna jordlagret försvinner nu snabbare än det hinner nybildas.
Det beror på att ungefär 10 procent av planetens landområden har omvandlats till åkermark, som plöjs upp varje år så att jordlagret under perioder ligger oskyddat för väder och vind.
**Det ger extra skjuts** åt de mekanismer som ständigt för bort jord och näringsämnen till haven. Och nybildningstakten på land är långsam. För att skapa ett jordlager på en centimeter kan det krävas 500 år av olika naturliga processer. Resultatet är att matjorden på många håll försvinner mer än 100 gånger snabbare än den hinner återskapas, enligt rapporten Climate Change and Land från IPCC.
Men så behöver det inte vara för att vi ska få något att äta, menar Timothy Crews, som är forskningsledare vid The Land Institute i USA.
– Problemet är att vår spannmålsproduktion fortfarande bygger på de ettåriga grässorter – vete, majs och ris – som våra tidiga förfäder steg för steg lärde sig att odla, säger han.
**Sådana ettåriga växter** är specialister på att snabbt slå rot i luckor där inga andra växter har hunnit etablera sig. Sedan lägger de energi på att bilda många och jämförelsevis stora frön, som kan växa upp på nya ställen efter vintern.
– Nackdelen är att vi år efter år måste plöja för att återskapa naken jord, där de här ettåriga grödorna klarar av att växa. Vår matproduktion är intressant på det sättet att den bygger på ett ekosystem som bevaras i ett tillstånd av ständig störning.
Timothy Crews och hans kollegor undersöker i stället möjligheten att ta fram fleråriga alternativ till dagens spannmål, som kan växa på samma plats och skördas flera år i rad. Att marken är täckt året om och dessutom genomkorsad av djupa rötter kan minska många av de miljöproblem som dagens jordbruk tampas med, menar han. Exempelvis jordförlust, utsläpp av klimatgaser, näringsläckage till vattendrag. Dessutom krävs mindre arbetsinsats och mindre bränsle till jordbruksmaskiner.
– Fleråriga grödor kan också trycka bort en stor del av den konkurrerande växtligheten genom att minska mängden tillgängligt vatten, näringsämnen och solljus som ogräs annars kan dra nytta av. På så vis kan behovet av bekämpningsmedel minska. Det finns inget som är mer välkomnande för ogräs än nakna åkrar.
**Men hur kom det sig** att våra förfäder valde att gå vidare med just de ettåriga växterna, i fall de fleråriga har sådana fördelar?
Enligt Timothy Crews är frågan felställd. Det var knappast ett val, utan snarare något som skedde med automatik på grund av de ettåriga växternas egenskaper.
När människor år efter år skördade mogna frön som fortfarande satt kvar på växterna – som var lättast att plocka – och sedan återplanterade en del av dem, så uppstod ett evolutionärt tryck som gynnade de växter som inte släppte sina frön. Det kallas för att växterna inte drösar, och är en mycket viktig så kallad domesticeringsegenskap vid växtförädling, eftersom det är en förutsättning för att kunna skörda.
Generation efter generation ökade andelen sådana plantor. På motsvarande sätt kan man tänka sig att det skedde urval av växter med stora frön och andra egenskaper som ökade avkastningen, förklarar Timothy Crews.
***Det är ett enormt energikrävande arbete***
**Denna omedvetna förädlingsprocess** kunde dock inte ske på samma sätt för fleråriga växter, eftersom de plantorna levde kvar år efter år och därför inte ersattes av nya generationer med nya genetiska egenskaper i samma takt.
– Vi vet att våra förfäder skördade frön även från fleråriga växter. Men för att åstadkomma en genetisk förändring hade de varit tvungna att rycka upp växterna och döda dem, för att ge plats åt nya generationer med andra egenskaper som i sin tur kunde fortsätta att förädlas, säger Timothy Crews.
– Det är ett enormt energikrävande arbete, och det här skedde ju långt innan man hade någon kunskap om växtgenetik och evolution eller tillgång till andra energikällor än den mat man samlat in. Så det hade varit galenskap för en tidig jordbrukare att lägga energi på att döda fleråriga växter på ett fält och plantera fleråriga frön där på nytt, utan att ha en aning om varför. Och sedan dessutom upprepa detta år efter år.
**Det är anledningen** till att vi i dag har ettåriga grödor som överlag ger mycket större avkastning än motsvarande fleråriga. De har förädlats i tusentals år.
Men nu finns kunskapen, jordbruksredskapen och dessutom mängder av genetiska och molekylärbiologiska verktyg som gör det möjligt att förstå vilka gener som styr olika växtegenskaper.
Så nu börjar det hända saker även med fleråriga grödor.
I slutet av förra året publicerade Timothy Crews tillsammans med en grupp kinesiska forskarkolleger en studie i tidskriften Nature, där de visade hur en rissort som korsats till att bli flerårig kunnat skördas åtta gånger i rad och i genomsnitt gett lika stora skördar som konventionellt, ettårigt ris. Arbetsbördan minskade dramatiskt och jordbrukarnas kostnader halverades.
Studien lyftes fram av den konkurrerande tidskriften Science som ett av årets största vetenskapliga genombrott.
**På en experimentåker** lite nordost om Upplands Väsby nickar Anna Westerbergh uppskattande då studien kommer på tal.
Hon är docent i genetik och växtförädling vid Sveriges lantbruksuniversitet i Uppsala, och har en del samarbete med Timothy Crews kring fleråriga grödor. Bland annat förädlar och utvecklar hennes forskargrupp ett flerårigt vete som tagits fram i USA. Målet är en större fröskörd i våra odlingsförhållanden.
***Studien lyftes fram av den konkurrerande tidskriften Science som ett av årets största vetenskapliga genombrott***
– En invändning som vi fortfarande hör från kritiska kollegor är att det skulle vara biologiskt omöjligt att ta fram fleråriga plantor som ger god avkastning. Men den här studien på det fleråriga riset och försöken med flerårigt vete visar tydligt att det inte stämmer, säger hon.
Hennes forskargrupp domesticerar även en vild, flerårig släkting till korn som heter knylkorn. En utmaning är att få knylkornet att överge sitt naturliga beteende att sluta drösa och i stället låta småaxen sitta kvar på plantan.
**Nyligen inledde** forskargruppen ett samarbete med danska forskare, som ska hjälpa till att spåra de gener som styr drösningen för att snabbare kunna hitta plantor med rätt egenskaper som kan korsas vidare i växtförädlingsarbetet. På motsvarande sätt går det att leta efter andra egenskaper, som ökad fröstorlek och samtidig blomning.
– De ettåriga grödorna har förädlats i många tusen år. Nu ska vi göra samma sak med de fleråriga släktingarna, fast med vetenskapliga metoder och mycket snabbare. Men det kommer ändå att ta tid, så vi måste ha tålamod.
– Det är enormt spännande att få jobba med något som kan minska jordbrukets negativa effekt på miljön och klimatet, och hjälpa till att säkra en hållbar matförsörjning för framtidens generationer.
***Fakta.Tänkbara fördelar med fleråriga grödor***
*● Kan skördas flera år i rad utan behov av plöjning, vilket bland annat minskar jorderosion, koldioxidläckage och arbetsinsatser.*
*● Djupare rötter gör växterna tåligare mot både torra och blöta perioder, ökar näringsupptaget, binder mer kol i marken och främjar nybildning av jord.*
*● Kan utnyttja solljuset under längre del av året då de redan finns på plats när våren kommer.*
*● Kan minska behov av bekämpningsmedel, då de har stor konkurrenskraft mot speciellt ettåriga ogräs och är mer resistenta mot sjukdomar tack vare större genetisk variation.*
*Källa: SLU*