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作物多様性、または作物生物多様性とは、農業で使用される作物（植物）の多様性と変動性を指し、遺伝的特性と表現型特性の両方を含みます。これは、農業生物多様性の特定要素のサブセットです。過去50年間で、作物多様性の2つの構成要素、すなわち各作物内の遺伝的多様性と、一般的に栽培されている種の数が大幅に減少しました。
作物の多様性の喪失は、世界の食料安全保障を脅かしています。なぜなら、世界の人口は、ますます減少する作物種の、さらにますます減少する品種に依存しているからです。作物はますます単作栽培されるようになり、歴史的なアイルランド大飢饉のように、単一の病気が品種の抵抗力を克服した場合、収穫全体が壊滅したり、「グロスミシェル」バナナの場合のように、品種全体が商業的に絶滅したりする可能性があります。国際機関は、種子バンクの協力を得て、作物の多様性の保全に取り組んでいます。
生物多様性の喪失は、国連食糧農業機関によって今日最も深刻な環境問題の一つとみなされている。[ 1 ] [ 2 ]現在の傾向が続けば、全植物種の半数近くが絶滅の危機に瀕する可能性がある。[ 3 ]小麦、トウモロコシ、米、ソルガムなどの穀物作物の野生近縁種の約6% 、豆類（ Fabaceae ）の18%（豆、エンドウ、レンズ豆の野生近縁種） 、ジャガイモ、トマト、ナス、トウガラシ（Capsicum ）を含むナス科（Solanaceae ）の13%が絶滅の危機に瀕している。[ 4 ]
作物の多様性とは、特定の作物がさまざまな生育条件によって生じることであり、例えば、栄養分の乏しい土壌で育つ作物は、より肥沃な土壌で育つ作物よりも生育が阻害される可能性が高い。水の利用可能性、土壌のpHレベル、温度も同様に作物の生育に影響を与える。[ 5 ]
さらに、収穫される植物の多様性は遺伝的差異の結果である可能性があります。作物は、早熟性や病害抵抗性を与える遺伝子を持っている場合があります。[ 5 ] 現代の植物育種家は、特定の条件を満たす新しい作物品種を開発しています。たとえば、新しい品種は、育種元の品種よりも収量が高く、病害抵抗性が高く、保存期間が長い場合があります。作物の多様性の実用的な利用は、初期の農業方法である輪作と休耕地に遡ります。これは、ある年に1種類の作物を土地に植えて収穫し、翌年には同じ土地に別の作物を植えるというものです。これは、植物の栄養要求の違いを利用するだけでなく、より重要なことに、病原菌の蓄積を減らすことにもつながります。[ 6 ]
農家も科学者も、生産性の高い収穫を確保するために、かけがえのない遺伝的多様性という資源を継続的に活用しなければなりません。遺伝的多様性によって、農家は害虫や病気に対する抵抗力の高い植物を得ることができ、科学者は高度に選抜された作物よりも多様なゲノムにアクセスできるようになります。[ 7 ]高性能作物の育種は、望ましい形質が選抜され、望ましくない形質が除去されるにつれて、遺伝的多様性を着実に減少させます。農家は、作物の品種を混ぜて植えることで、作物内の多様性をある程度高めることができます。[ 8 ]
農業生態系は、植物や動物の生物多様性が十分であれば、自己調節システムとして効果的に機能します。食料、燃料、繊維の生産に加えて、農業生態系の機能には、栄養素の循環、土壌肥沃度の維持、微気候の調節、水流の調節、害虫の防除、廃棄物の解毒などが含まれます。[ 5 ]
しかし、現代農業は生物多様性を著しく減少させている。伝統的なシステムでは、アンデス山脈のように最大50種類のジャガイモが栽培されているように、作物種内の多様性が維持されている。[ 5 ]遺伝的多様性を高めるための戦略としては、作物の品種を混ぜて植えることが挙げられる。[ 5 ]
作物の遺伝的多様性は環境保護に役立つ。害虫や病気に強い作物品種は、有害な農薬の使用を減らすことができる。[ 7 ]
農業はほとんどの国の経済基盤であり、発展途上国にとっては経済成長の有力な源泉である。農業の成長は農村部の貧困層に利益をもたらす可能性があるが、必ずしもそうとは限らない。作物の利益は、高付加価値作物、マーケティングの改善、加工などの付加価値活動、または一般の人々が市場にアクセスできる範囲の拡大によって増加する可能性がある。[ 9 ]また、需要の減少または生産量の増加によって利益が減少することもある。作物の多様性は作物の不作 を防ぐことができ、より高い収益をもたらすこともできる。[ 10 ] [ 11 ]
それらを定量化しようとする努力にもかかわらず、作物の多様性源の経済的価値は依然として全く不確実である。[ 12 ]
害虫に加えて、病気も作物損失の主な原因です。 [ 13 ]野生種は遺伝的多様性の幅が広く、撹乱が発生した場合でも一部の個体が生き残ることができます。農業では、遺伝的に均一な種子が均一な条件下で植えられるため、多様性による抵抗力が損なわれます。そのため、単作農業は、特に種子が大量生産されている場合や、植物（接ぎ木された果樹やバナナの木など）がクローン化されている場合に、作物の多様性を低下させます。このような均一性（「遺伝的浸食」）により、単一の害虫や病気が作物全体を脅かす可能性があります。[ 14 ]よく知られた歴史的事例としては、1845年から1847年にかけてのアイルランド大飢饉があり、多様性の低い重要な作物が単一の菌類によって壊滅しました。別の例としては、菌類によって引き起こされる病気が1970年の米国における単作トウモロコシ作物に影響を与え、10億ドル以上の生産損失を引き起こしたケースがあります。[ 15 ]
農業にとっての脅威は、胞子によって赤みがかった斑点を引き起こす病原性真菌である小麦さび病です。小麦の病気である茎さび病の毒性の強い形態であるUg99株は、2007年までにアフリカからアラビア半島に広がりました。 [ 16 ]ケニアでの圃場試験では、主要な栽培品種を含む小麦サンプルの85%以上が感受性を示し、[ 16 ]作物の多様性を高める必要があることを示唆しています。ノーベル賞受賞者のノーマン・ボーローグは、世界の食料安全保障を確保するための行動を主張しました。[ 17 ]
ブルンジとアンゴラからの報告では、アフリカキャッサバモザイクウイルス（ACMD）による食料安全保障への脅威が警告されている。 [ 18 ] ACMDは毎年100万トンのキャッサバの損失の原因となっている。[ 19 ] CMDは東アフリカ大湖地域の主要なキャッサバ栽培地域すべてに蔓延しており、コンゴでは20～90％の作物損失を引き起こしている。 [ 20 ] FAOの緊急救援および復興プログラムは、CMD耐性または高度耐性のキャッサバの大量増殖と配布を通じて、アフリカ大湖地域の脆弱な帰還民を支援している。[ 21 ]
多様性に欠ける作物の病害感受性のよく知られた例として、1940年代に世界市場に出回った種なしバナナ「グロスミシェル」が挙げられます。この特定の品種に対する市場の需要が高まるにつれ、栽培者や農家はグロスミシェルバナナをほぼ独占的に使用するようになりました。遺伝的には、これらのバナナはクローンであり、遺伝的多様性の欠如のため、単一の真菌であるフザリウム・オキシスポラム（パナマ病）に感受性があります。1950年代には、この真菌によって作物の広範囲が壊滅しました。[ 22 ]「グロスミシェル」は現在市場で主要なバナナである「キャベンディッシュ」に取って代わられましたが、キャベンディッシュも（2015年時点で）同じ真菌の系統「トロピカルレース4」によって全滅する危険にさらされています。[ 23 ]
このような脅威には、複数の系統の栽培品種や栽培品種の混合を植えるなどの戦略で対抗することができ、栽培品種の中には個々の病気の発生に対して抵抗力を持つものがあることを期待できる。[ 24 ]
作物の多様性の影響は、地域レベルと世界レベルの両方に及ぶ。多様性を支援することを目的とする国際組織には、バイオバーシティ・インターナショナル（旧称：国際植物遺伝資源研究所）、国際熱帯農業研究所、ボーローグ世界さび病対策イニシアチブ、バナナとプランテンの改良のための国際ネットワークなどがある。 2002年にヨハネスブルグで開催された持続可能な開発に関する世界サミットで、国連加盟国は、対策を講じなければ作物の多様性が失われる危険性があると述べた。[ 1 ]
グローバル作物多様性トラストは、世界中の食料安全保障のために作物の多様性の保全と利用可能性を確保するために存在する独立した国際機関です。これは、国連食糧農業機関（FAO）とバイオバーシティ・インターナショナルを通じて活動するCGIARとのパートナーシップによって設立されました。[ 25 ] CGIARは、国際農業研究センター（IARC）などのコンソーシアムであり、それぞれが特定の作物または動物種の遺伝資源の研究と保存を行っています。CGIARセンターのジーンバンクは、世界コミュニティのために信託された世界最大規模の植物遺伝資源のオフサイトコレクションの一部を保有しています。CGIARジーンバンク全体では、3,000種以上の作物、飼料、およびアグロフォレストリー種の778,000以上のアクセッションが含まれています。[ 26 ]このコレクションには、農家の品種と改良品種、そしてそれらの品種が作られた野生種が相当数含まれています。[ 3 ]国立遺伝資源保存センターには、米国農務省国立遺伝資源保存センター、インド国立動物遺伝資源局、台湾畜産研究所、および提案されているオーストラリア植物遺伝資源センターネットワークが含まれます。[ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]
世界資源研究所（WRI）と国際自然保護連合（IUCN）は、オフサイトおよびオンサイトの保全活動に資金やその他の支援を提供する非営利団体です。植物育種と遺伝子組み換えにおける作物の遺伝的多様性の賢明な利用は、作物の生物多様性の保護にも大きく貢献できます。作物品種は、特定の害虫や病気に抵抗性を持つように遺伝子組み換えすることができます。たとえば、土壌細菌バチルス・チューリンゲンシス（Bt）の遺伝子は、天然の殺虫毒素を生成します。Btの遺伝子を作物に挿入することで、殺虫毒素を生成できるようになり、特定の害虫に対する抵抗性を得ることができます。ただし、Btトウモロコシは、オオカバマダラのように、標的害虫に近縁な非標的昆虫に悪影響を与える可能性があります。[ 31 ]
この政策概要は、世界銀行の2008年世界開発報告書「開発のための農業」から抜粋したものです。
れており、害虫が消費する食料の量は10億人以上を養うのに十分な量である。