科学家们确定了驱动除草剂抗性演变的因素

谢菲尔德大学的科学家已经确定了推动作物除草剂抗性演变的因素 - 这些因素也可能对医学和农业产生影响。杀虫剂，杀真菌剂，杀虫剂和抗生素等异生生物化学品用于农业和医疗保健，以管理病虫害。然而，抗性已经演变为所有这些类型的异生素，使它们无效，对作物生产和健康造成严重后果。

由谢菲尔德大学动植物科学系的研究人员与Rothamsted Research和伦敦动物学会动物学研究所合作领导的这项新研究，为我们如何从过去的农业系统管理学习到减少将来出现阻力的可能性。

目前管理阻力的策略围绕多样化管理和所用化学品的范围。在医学和农业方面已经提出了类似的技术，但是对于什么是最佳方法还没有达成共识。

在发表于“自然生态学与进化论”的新研究中，研究人员研究了英国黑草(Alopecurus myosuroides)中除草剂抗性的演变。这已成为24,824个样方中88%的广泛杂草 - 由研究人员监测的随机选择的小区域栖息地作为评估植物和动物当地分布的样本。近几年它已向北蔓延，科学家在前几十年未发现的地区发现了杂草。

该研究的主要作者，谢菲尔德大学人口生物学教授Rob Freckleton说：“这种传播的驱动力是进化的除草剂抗性：我们发现密度较高的田地中的杂草对除草剂的抗性更强。

“一旦抵抗力进化，它似乎就不会消失：两年后，尽管农民采用了一套不同的管理技术，但密度高的田地仍然具有很高的密度。

“我们估计这方面的经济成本非常高：杂草管理的成本由于抗性的演变而翻了一番。”

该研究为管理多样化提供了重要的见解，这被认为是减少阻力演变的可能技术。该研究表明，只有当农民减少对除草剂的投入时，该技术才能降低抵抗力。如果他们继续使用相同水平的除草剂甚至增加他们的投入，那么这种技术将不起作用。

新发现表明除草剂产品的数量和多样性彼此正相关。

弗雷克顿教授说：“结果很简单：使用大量除草剂的农场有更多的抗药性。

“除此之外，我们几乎找不到任何其他管理技术的作用的证据：所使用的化学品的多样性 - 例如农民是否使用各种除草剂或只使用一种 - 或种植的多样性都很重要，尽管两者都被提倡作为减少的方法抵抗的演变。“

他补充说：“精密农业(PA)等新技术提供了化学品的有针对性应用的可能性：例如，机器人可以在单个植物的水平上给予剂量的除草剂。

“与此同时，我们获得的结果表明了一个简单的经验法则：只需使用更多的除草剂就可以选择更多的抗药性。”

该研究表明，即使在没有化学物质的情况下，从重复使用相同管理的方向选择也会导致进化阻力。这凸显了设计一个预期进化的管理系统的必要性。除了关注密度和产量外，还需要了解阻力。

“在收敛进化的一个例子中，杂草稗草(Eichochloa crus-galli var oryzicola L.)的一种生态型似乎与驯化的水稻(Oryza sativa L.)无法区分，”Freckleton教授说。

“稗草是一种杂草，因为它会降低水稻的产量，所以当农民看到杂草时，它们会将它们拉出来。这种行为已被选择用于模仿作物的杂草，因为看起来与大米类似的杂草可以避免被杀死。

“这是演变的阻力：当我们以选择性方式管理自然系统时，进化是不可避免的。”