50年来最大的干旱严重破坏了美国“玉米带”的大部分地区，并威胁着明尼苏达州2012年玉米作物的生存能力。尽管这是一个极端情况，但今年夏天的情况提醒人们，农业面临着一个更大的挑战——以有效和可持续的方式利用水等有限资源。

R.明尼苏达大学兼职教授福特·丹尼森(Ford Denison)在他的新书《达尔文农业:理解进化如何改善农业》中，试图通过科学和自然的双重棱镜来应对这些挑战。

“提高产量的需求不断增长，然而自然资源却越来越稀缺，”丹尼森说。“改善作物遗传学——并避免过程中代价高昂的死胡同——对农业的长期可持续性至关重要。这需要一种全面的方法，一种在应用现代科学时融入自然教训的方法。”

丹尼森很自然地将进化与农业联系起来，他在该大学的生物科学学院研究进化生物学，并帮助食品、农业和自然资源科学学院规划长期实地研究。他讨论了生物技术和传统植物育种如何能够——也应该——从考虑过去的进化改进中受益，例如干旱为进一步的遗传改良确定有希望的途径时的耐受性。

丹尼森在《达尔文农业》中分析了进化权衡的含义，认为生物技术和育种努力有时应该逆转过去进化与当前目标不一致的结果。例如，早晨湿度较高时，植物的光合作用与水分利用的比率较大；因此，如果工厂在下午就关闭，有时会对作物产量更有利。那么，丹尼森问道，为什么植物没有自然进化成这样呢？他指出，答案是植物之间的竞争:如果一个植物牺牲了一个下午的水分摄入，邻近的植物将使用前一个植物节省的水。结果，过去的自然选择以牺牲植物群落为代价来支持个体生长。

丹尼森说:“当需要度过一周无雨的日子时，抗旱能力非常强。”。“然而，在农业领域，仅仅生存是不够的——一种作物实际上需要产出一种谷物或水果。我们需要的是一种能够在给定水量下生产更多的植物。这要困难得多，但这也意味着我们可能有更多的机会在自然进化的基础上进行改进。”

丹尼森提出的达尔文农业的三个原则中的第一个:“长期的自然选择很少错过简单的、无权衡的改进，”预测简单地增加抗旱性可能会有负面的权衡。他的第二个原则指出，“竞争性测试比仅仅通过坚持来测试更严格。”因此，“自然的智慧”可能更多地存在于个别的树木中(它们的祖先相互竞争),而不是古老的森林中。最后一个原则是呼吁行动:“我们应该用更多种类的作物和想法来对冲我们的赌注！”

在一篇评论中，内布拉斯加大学农学教授肯尼斯·g·卡斯曼(Kenneth G. Cassman)指出:“达尔文农业对我们理解自然和农业之间的联系以及我们人类的未来做出了非常重要的贡献。丹尼森用大量关于植物、动物、物理、化学、生物和生态的洞察力和知识来支持他的论点。

达尔文主义的农业由普林斯顿大学出版社出版，现已上市。

作为该州唯一的公立研究型大学，明尼苏达大学以其持续的学习、发现和参与公共利益的赠地使命为指导。丹尼森的工作只是一个例子，说明密歇根大学的研究人员是如何被驱使去寻找解决明尼苏达州、国家和世界所面临的真实而重大的挑战的方法的。

引用: 'Darwinian Agriculture' explains how evolution can improve agriculture (2012, July 25) retrieved 20 December 2024 from https://phys.org/news/2012-07-darwinian-agriculture-evolution.html

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