در مطالعه‌ای طولانی‌مدت به وسیلۀ محققان دانشگاه بن، نشان داده شد که کشت جو به روش ارگانیک باعث تغییراتی در کد ژنتیکی گیاهان می‌شود.
به گزارش تکناک، این مطالعۀ طولانی مدت در دانشگاه بن نشان داده است، که امکان دارد گیاهان بتوانند از نظر ژنتیکی با شرایط خاص کشاورزی ارگانیک سازگار شوند. محققان در پژوهش خود «جو» را در دو مزرعۀ مجاور، یکی با استفاده از تکنیک‌های کشاورزی مرسوم و دیگری را با روش‌های ارگانیک کشت کردند.
در مدت بیش از 20 سال، جوی ارگانیک با مواد ژنتیکی خاص و متفاوتی غنی شد. نتایج تحقیقات آنها نشان داد که کشت گونه‌های مختلف برای کشاورزی ارگانیک، اهمیت بسیاری دارد. نتایج این مطالعه اکنون در مجلۀ Agronomy for Sustainable Development منتشر شده است.
در پایان دهۀ 1990، پروفسور ینس لئون آزمایشی را در دانشگاه بن آغاز کرد که می‌دانست برای مدت زمان طولانی قرار است اجرایی شود. گروه تحقیقاتی او به دنبال بررسی تأثیرات شرایط کشاورزی بر مواد ژنتیکی گیاهان بودند. به این منظور، آنها یک مطالعۀ طولانی مدت پیچیده را در دوره‌ای 23 ساله، در مؤسسۀ علوم و حفاظت از منابع گیاهی (INRES) انجام دادند. لئون در این زمینه گفت: ما ابتدا جوی پرمحصول را با شکل وحشی آن مخلوط کردیم تا تنوع ژنتیکی را افزایش دهیم. سپس آنها را در دو مزرعۀ مجاور کاشتیم تا جو در همان خاک و در شرایط آب و هوایی یکسان رشد کند.
تنها تفاوت آنها در روش کشاورزی بود. برای یک بخش از محصولات جو، روش کشاورزی متعارف مورد استفاده قرار گرفته است، که در آن محققان از آفت‌کش‌ها برای مبارزه با آفات و از عوامل شیمیایی برای نابودی علف‌های هرز بهره برده‌اند، همچنین از کودهای معدنی برای کمک به تأمین مواد مغذی مناسب استفاده کردند.
از آن سوی محققان برای بخش دیگر رویکرد اکولوژیکی‌تری را در پیش گرفتند، که در آن از آفت‌کش‌ها استفاده نشد، با روش‌های مکانیکی به مبارزه با علف‌های هرز پرداختند و از کود اصطبل برای بارور کردن خاک استفاده کردند. در پاییز هر سال برخی از دانه‌ها برای کاشت مزارع در بهار بعد مورد نگهداری قرار می‌گرفتند و از آن سوی در مزرعۀ آلی و جوی در شرایط معمول، دانه‌های آلی در مزرعۀ مقایسه‌ای رشد می‌کردند. دکتر مایکل اشنایدر، همکار لئون، در این باره تأکید کرد: ما دانه‌ها را بر اساس ویژگی‌های خاصی انتخاب نکردیم، امّا فقط بخش کوچکی از برداشت را به‌طور تصادفی انتخاب کردیم.
فهرست مطالب
تجزیه و تحلیل توسعۀ ژنوم در مرور زمان
محققان ژنوم، گیاهان مرسوم و ارگانیک را به صورت سالانه تجزیه و تحلیل کردند. هر ژن می‌تواند به اشکال مختلف به نام آلل وجود داشته باشد. به عنوان مثال، ژن انسانی مسئول رنگ چشم در آلل‌های قهوه‌ای و آبی وجود دارد. فرکانس ایجاد آلل‌های خاص در یک جمعیت می‌تواند در طول نسل‌ها تغییر کند. یکی از عوامل مهمی که در این فرآیند نقش دارد، شرایط محیطی است و آلل‌هایی که رشد گیاهان را در محیط فعلی خود تضمین می‌کنند، در اکثر مواقع بیشتر یافت می‌شوند.
محققان دو روند جالب را در آزمایش‌های ژنتیکی خود شناسایی کردند. در دوازده سال ابتدایی، فراوانی آلل در جو، در هر دو مزرعه به یک شکل تغییر کرد. دکتر آگیم بالورا که در این مطالعه نیز شرکت داشت، عنوان کرد: تفسیر ما این است که جمعیت‌های بسیار متنوع، از تلاقی با جوی وحشی با شرایط محلی سازگار شده‌اند.
با وجود این عواملی مانند: آب و هوا، خاک و به خصوص طول روز برای هر دو جمعیت یکسان بود، ولی فرکانس آللی هر دو کشت در سال‌های بعدی به‌طور فزاینده‌ای از هم جدا شد. به‌شکل خاص، محصول جویی که با استفاده از روش‌های کشاورزی ارگانیک رشد می‌کند، گونه‌های ژنی را توسعه می‌دهد و به نسبت در بخش کمبود مواد مغذی یا کمبود آب حساسیت کمتری دارند، یعنی آلل‌هایی که بر ساختار ریشه‌ها تأثیر می‌گذارند. لئون گفت: یکی از دلایل این موضوع به احتمال زیاد تغییرات شدید در دسترس بودن مواد مغذی در کشاورزی ارگانیک است.
ناهمگونی ژنتیکی فرآیند سازگاری را تسهیل می‌کند
محصول جوی پرورش یافته به صورت مرسوم نیز با گذشت زمان از نظر ژنتیکی یکنواخت‌تر شد، به این معنی که مواد ژنتیکی در گیاهان منفرد که در مزرعه رشد می‌کنند، سال به سال شبیه‌تر می‌شوند. با وجود این، جوی آلی ناهمگن‌تر باقی ماند. همچنین فراوانی آللی جوی ارگانیک در طول زمان به‌طور گسترده‌تری متفاوت بود. این باعث شد که بعضی از سال‌ها برای برخی از آلل‌ها بسیار مطلوب یا نامطلوب باشد.
این موضوع می‌تواند به این دلیل باشد که شرایط محیطی در کشاورزی ارگانیک بسیار بیشتر از روش‌های مرسوم نوسان دارد. برای مثال، اگر بیماری‌های گیاهی خاصی در یک سال رخ دهد، گیاهان بیشتر به آن آلل‌هایی متکی خواهند بود که از آنها محافظت می‌کنند. به نظر می‌رسد تغییرپذیری نیروهای محیطی بر روی گیاهان باعث ناهمگنی ژنتیکی بیشتر می‌شود. لئون در این باره بیان کرد: در نتیجه گیاهان بهتر می‌توانند با این نوع تغییرات سازگار شوند.
به‌طور کلی نتایج تحقیقات اهمیت کشت گونه‌های بهینه‌شده برای کشاورزی ارگانیک را نشان می‌دهد. از آنجایی که ترکیب ژنتیکی آنها با این شرایط سازگار شده است، پس قوی‌تر خواهند بود و محصول بیشتری را ارائه می‌دهند. لئون دربارۀ نتایج یافت شده توضیح داد: به نظر می‌رسد که هنگام کشت گیاهان، تلاقی و مخلوط کردن آنها با گونه‌های قدیمی‌تر یا حتی وحشی منطقی باشد، همچنین داده‌ها نشان می‌دهد که این مسئله حتی می‌تواند به نفع گونه‌های معمولی پرمحصول باشد.
