علف‌های هرز در چشم‌انداز ۲۰۲۶: از تکامل زیستی تا آینده مدیریت در نظام‌های تولید غذا

به گزارش روابط عمومی و اطلاع‌رسانی فرهنگستان علوم، دکتر اسکندر زند، همکار مدعو شاخه زراعت و اصلاح نباتات گروه علوم کشاورزی و منابع طبیعی فرهنگستان علوم و استاد مؤسسه تحقیقات گیاه‌پزشکی کشور، در یادداشتی با عنوان «علف‌های هرز در چشم‌انداز ۲۰۲۶: از تکامل زیستی تا آینده مدیریت در نظام‌های تولید غذا»، به بررسی مقاله «Agricultural Weeds» نوشته Damilola A. Raiyemo و Ana L. Caicedo پرداخت که در سال ۲۰۲۶ در مجله Current Biology منتشر شده است.

وی با اشاره به محتوای این مقاله نوشت که نویسندگان، علف‌های هرز را سامانه‌ای پویا و تکاملی معرفی کرده‌اند که همواره تحت فشار انتخابی ناشی از کشاورزی مدرن در حال تغییر هستند و از این رو شناخت فرایندهای تکاملی آن‌ها برای مدیریت مؤثر و پایدار ضروری است.

مشروح این یادداشت به شرح زیر است:

علف‌های هرز گیاهانی هستند که در مزارع استقرار یافته و با رقابت بر سر نور، آب و مواد غذایی باعث کاهش عملکرد و کیفیت محصول می‌شوند. تنها حدود 200 تا 250 گونه از میان هزاران گونه گزارش‌شده، به‌عنوان علف‌های هرز مهم جهانی شناخته می‌شوند. این گونه‌ها معمولاً دارای ویژگی‌هایی مانند رشد سریع، تولید بذر زیاد، بانک بذر پایدار و قدرت رقابتی بالا هستند.

علف‌های هرز یکی از مهم‌ترین عوامل کاهش تولید جهانی غذا هستند و در صورت عدم کنترل می‌توانند تا حدود 34 درصد از تولید جهانی محصولات را کاهش دهند. در محصولات اصلی مانند ذرت و سویا کاهش عملکرد تا حدود 50 درصد گزارش شده است. در برنج آسیا و غلات آفریقا نیز خسارت‌ها گاهی به 70 تا 80 درصد می‌رسد. این داده‌ها نشان می‌دهد علف‌های هرز تهدیدی مستقیم برای امنیت غذایی جهانی هستند.

سه مسیر اصلی برای پیدایش علف‌های هرز مطرح است:

۱. ورود و سازگاری گونه‌های وحشی در محیط‌های کشاورزی

۲. دورگ‌گیری میان گونه‌های زراعی و وحشی

۳. اهلی‌زدایی و بازگشت گیاهان زراعی به حالت وحشی

شواهد نشان می‌دهد علف‌های هرز از آغاز کشاورزی همراه انسان شکل گرفته‌اند و محصول فشارهای انتخابی طولانی‌مدت هستند.

علف‌های هرز همچنان در حال تکامل هستند. بانک بذر پایدار، خواب بذر، تنوع فنوتیپی و جریان ژنی از مهم‌ترین عوامل بقای آن‌هاست. تغییرات اقلیمی نیز شرایط را به نفع بسیاری از گونه‌های هرز تغییر می‌دهد. مهم‌تر از همه، استفاده گسترده از علف‌کش‌ها موجب تکامل سریع مقاومت شده است؛ به‌طوری‌که بیش از 270 گونه در جهان مقاومت گزارش کرده‌اند.

فناوری‌های ژنومیک نشان داده‌اند که علف‌های هرز اغلب منشأهای چندگانه دارند و بسیاری از صفات کلیدی مانند ریزش بذر، خواب بذر و زمان‌بندی رشد توسط ژن‌های مشخص کنترل می‌شوند. در برخی گونه‌ها مانند تاج‌خروس، مقاومت به علف‌کش‌ها ناشی از تکثیر ژن EPSPS است. این یافته‌ها پیچیدگی ژنتیکی بالای علف‌های هرز را آشکار کرده‌اند.

کنترل کامل علف‌های هرز به دلیل توان سازگاری بالا تقریباً غیرممکن است. بنابراین رویکرد مدیریت تلفیقی (IWM) به‌عنوان راهبرد اصلی پیشنهاد می‌شود. این رویکرد شامل تناوب زراعی، گیاهان پوششی، روش‌های مکانیکی و فیزیکی، فناوری‌های نوین و استفاده هدفمند از علف‌کش‌ها است. هدف اصلی، کاهش فشار انتخابی و کند کردن روند تکامل مقاومت است.

در مجموع مقاله نشان می‌دهد علف‌های هرز موجوداتی پویا و تکاملی هستند که دائماً در حال سازگاری با محیط و مدیریت انسانی‌اند. بنابراین هیچ روش تک‌عاملی برای کنترل پایدار آن‌ها وجود ندارد. آینده مدیریت علف‌های هرز در گرو رویکردهای تلفیقی، بهره‌گیری از ژنومیک و توسعه فناوری‌های هوشمند است. در نهایت، علف‌های هرز یکی از چالش‌های کلیدی امنیت غذایی در قرن بیست‌ویکم محسوب می شوند.