Evolutionær landbrugsforskning: Ego-planter giver lavere udbytte – Københavns Universitet

Videresend til en ven Resize Print Bookmark and Share

SCIENCE > Presse > Nyheder > 2017 > Evolutionær landbrugsf...

06. oktober 2017

Evolutionær landbrugsforskning: Ego-planter giver lavere udbytte

Evolution

Forsker vil gøre op med det mangeårige paradigme i landbruget, der bygger på ideen om, at den stærkeste plante giver det højeste udbytte. Nye resultater viser nemlig, at planters evne til at vokse og tage hensyn i en gruppe er afgørende for afgrødeproduktionen.

Vi skal muligvis til at tænke helt anderledes, når vi udvælger linjer af afgrøder i landbruget, viser Jacob Weiners nye forskning. (Foto: PLEN)



Den stærkeste overlever. Sådan lyder devisen fra Darwins selektionsteori - en devise, vi ofte forbinder med dyrs eller planters evne til at overleve frem for andre.

Ideen om survival of the fittest er også fundamentalt inden for planteavl. Her er hver linje af hvede, majs, rug og andre afgrøder, som de står på marken udvalgt meget nøje, fordi netop denne sort gav et højt udbytte er plante og var modstandsdygtig over for diverse miljømæssige påvirkninger.

Men de karakteristika og træk, der gør en plante til et konkurrencedygtigt individ – en stærk enkelt plante - er ikke nødvendigvis gavnligt for den samlede plantegruppe.

Jacob Weiner er professor i planteøkologi på Institut for Plante- og Miljøvidenskab og står bag den nye forskning inden for det forskningsområde, der hedder Evolutionær Agroøkologi eller Darwinistisk Landbrug.

I sin research plantede Jacob Weiner og forskerholdet 35 forskellige sorter af hvede ud på forsøgsmarker i både bestande bestående af kun en sort og blandingsbestande med alle sorter sammen. Her fandt forskerne, at man ved at dyrke planter, der individuelt er mindre effektive, kan få op mod 35 pct. mere i udbytte.

Han fortæller, at de ellers meget konkurrencedygtige hvedeplanter kun gav et middelmådigt udbytte, når de blev plantet i en gruppe af samme typer, ligesom det foregår i almindelig landbrug - til gengæld havde mindre konkurrencedygtige sorter et større udbytte.

Studiet er netop udgivet i det anerkendte amerikanske tidsskrift Ecology.

Gruppedynamik frem for individuel præstation

Jacob Weiner forklarer, at hans forskning antyder, at vi skal lægge et helt nyt perspektiv på planteavl. I stedet for at sigte efter "bedre" planter, som mange planteforskere og planteforædler gør, kan man med fordel bruge principperne for gruppeselektion i stedet for individuel selektion.


”Man kan sammenligne afgrøderne med et sportshold. Hvis hver spiller bliver belønnet for selv at score mål vil holdet ikke opnå ligeså mange mål, som det ville have gjort, hvis spillere samarbejdede. På samme måde kan man ikke øge udbyttet ved at udvælge de mest konkurrencedygtige individer at avle videre på,” siger Jacob Weiner.


Den videnskabelige hypotese bag forskningsprojektet baserer sig nemlig på, at ”egoistiske” planter – altså vinderplanterne - bruger så mange ressourcer på at konkurrere med hinanden, når de står tæt sammen, at de lægger færre kræfter i at producere et højt udbytte. Dermed bliver udbyttet lavere, end hvis man havde valgt nogle mindre konkurrencedygtige planter.

Et opgør inden for planteavl

Forskningsresultaterne bør ifølge Jacob Weiner betyde et opgør med den mangeårige tænkning inden for planteavl, der dominerer vores afgrødeproduktion i dag. Planteavlens principper skal altså vendes, så de tager udgangspunkt i principperne for gruppeselektion, som er sjældne i naturen.


Der er nogle egenskaber hos planterne, som naturen ikke selv vil optimere, det gælder bl.a. fx planters evne til at samarbejde og sænke deres konkurrence.  Fx er det naturlig selektion, der gør, at nogle planter formerer deres rødder, når de mærker andre rødder eller bliver meget høje, fordi de kæmper om lys med naboplanter. Forskningen viser, at udbyttet ville være højere, hvis ikke afgrøderne kæmpede for at vinde over de andre planter.

Gør hvad naturen ikke selv kan

Det er ikke fordi, at evolutionsteorien ikke holder stik, det er fordi, at landbruget fungerer på andre præmisser end naturen. Det er en erkendelse man løbende må gøre i landbruget, mener Jacob Weiner, der henviser til de første kornafgrøder, der blev domesticeret. Her udvalgte man planter, hvor kernerne blev siddende på akset i stedet for at blive spredt; et træk som bestemt ikke er favorabelt for en vild plante, som skal sprede frøene. Planteavl trodsede dermed den naturlige selektion og gjorde det muligt at høste flere kerner.


”Vores eksperiment viser, at egennyttighed i naturen kan hjælpe gruppen af individer til et vist punkt, men at aktiv konkurrence i sidste ende vil skade gruppens præstation. Det bekræfter en vigtig hypotese inden for evolutionsbiologi, nemlig at naturlig selektion ikke optimerer populationens ydeevne eller selv overlevelse, men kun individets,” siger professor Jacob Weiner.


Et revolutionerende princip

Forskningen inden for evolutionær agroøkologi passer kan bidrage til en af nutidens centrale udfordringer; hvordan vi får øget udbytte ud af de eksisterende landbrugsarealer. Her kan den nyfundne indsigt i fordelene ved at arbejde med gruppeselektion bringe os tættere på mere optimale afgrøder.


”Principperne er allerede kendte inden for dyreavl, hvor dyrene udvælges på baggrund af deres sociale egenskaber, for ingen husdyrhold vil have dyr, som slås med hinanden,” siger Jacob Weiner.