Biologische landbouw leidt tot aanpassingen in het genetisch materiaal van planten
Gewassen passen zich genetisch aan de speciale omstandigheden van biologische landbouw aan. Dat blijkt uit een langetermijnstudie van de Universiteit van Bonn. Het toont het belang aan van variëteiten voor de biologische landbouw.
De onderzoekers plantten gerstplanten op twee aangrenzende velden. Op het ene veld werden gangbare landbouwmethoden toegepast, zoals het gebruik van chemische pesticiden en kunstmeststoffen. Op het andere veld deed men aan mechanische onkruidbestrijding en gebruikte men dierlijke mest. Een deel van de granen werd elke herfst bewaard om de velden de volgende lente te zaaien - met behulp van de biologische granen op het biologische veld en de gerst die onder conventionele omstandigheden werd verbouwd op het vergelijkingsveld.
De onderzoekers analyseerden jaarlijks het genoom van de conventioneel en biologisch geteelde planten. Elk gen kan bestaan in verschillende vormen, allelen genaamd. Het menselijke gen dat verantwoordelijk is voor de kleur van de ogen, bestaat bijvoorbeeld in de allelen 'bruin' en 'blauw'. De frequentie waarmee bepaalde allelen in een populatie ontstaan, kan van generatie op generatie veranderen. Omgevingsomstandigheden zijn een factor die een rol speelt in dit proces: allelen die ervoor zorgen dat planten gedijen in hun huidige omgeving, worden doorgaans steeds vaker aangetroffen.
De onderzoekers ontdekten twee interessante trends in hun genetische testen: in de eerste twaalf jaar veranderde de allelfrequentie in de gerst op beide velden op dezelfde manier. "Onze interpretatie van deze bevinding is dat de zeer diverse populaties die ontstonden door een kruising met wilde gerst zich aanpasten aan de lokale omstandigheden", zegt Dr. Agim Ballvora, die ook aan het onderzoek deelnam. "Factoren zoals het klimaat, de bodem en vooral de daglengte waren immers voor beide populaties identiek." De allelfrequenties van beide culturen liepen echter in de daaropvolgende jaren steeds verder uiteen. Met name de gerst die met biologische landbouwmethoden werd geteeld, ontwikkelde genvarianten die minder gevoelig waren voor een tekort aan voedingsstoffen of gebrek aan water - dat wil zeggen, allelen die de structuur van de wortels beïnvloedden. "Een reden hiervoor zijn vermoedelijk de sterke variaties in de beschikbaarheid van voedingsstoffen in de biologische landbouw", zegt Léon.
Genetische heterogeniteit maakt aanpassen makkelijker
De gangbare gerst werd in de loop van de tijd ook genetisch uniformer,. De biologische gerst bleef echter heterogener. De allelfrequenties van de biologische cultuur varieerden ook sterker in de loop van de tijd. Dit resulteerde erin dat sommige jaren extreem gunstig of ongunstig waren voor sommige allelen. Dit zou kunnen komen doordat de omgevingsomstandigheden in de biologische landbouw veel meer fluctueren dan bij conventionele kadermethoden: als bepaalde plantenziekten bijvoorbeeld in één jaar de kop opsteken, zullen de planten het meest vertrouwen op die allelen die hen zullen beschermen. De variabiliteit van de omgevingskrachten die op de planten inwerken, lijkt te leiden tot een grotere genetische heterogeniteit. Als gevolg hiervan zijn de planten beter in staat zich aan dit soort veranderingen aan te passen, aldus de onderzoekers
Over het geheel genomen tonen de resultaten het belang aan van het kweken van rassen die geoptimaliseerd zijn voor biologische landbouw. Omdat hun genetische samenstelling zich heeft aangepast aan deze omstandigheden, zullen ze robuuster zijn en hogere opbrengsten opleveren. "Bovendien lijkt het zinvol om planten te kruisen met oudere of zelfs wilde rassen bij het kweken", legt Léon uit. "Onze gegevens geven ook aan dat dit zelfs gangbare rassen met een hoge opbrengst ten goede kan komen."
Bron: Universiteit Bonn
