تاريخ تربية النباتات

استئناس النباتات عملية انتقاء اصطناعية يقوم بها الإنسان لإنتاج نباتات ذات سمات مرغوبة أكثر من النباتات البرية، مما يجعلها تعتمد على بيئات اصطناعية، غالباً ما تكون مُحسّنة، لاستمرار وجودها. ويُقدّر أن هذه الممارسة تعود إلى ما بين 9000 و11000 عام. العديد من المحاصيل المزروعة اليوم هي نتاج استئناس في العصور القديمة، قبل حوالي 5000 عام في العالم القديم و3000 عام في العالم الجديد . في العصر الحجري الحديث ، استغرق الاستئناس ما لا يقل عن 1000 عام وما لا يزيد عن 7000 عام. اليوم، جميع المحاصيل الغذائية الرئيسية مشتقة من أصناف مستأنسة. جميع النباتات المستأنسة المستخدمة اليوم في الغذاء والزراعة تقريباً استُؤنست في مراكز نشأتها . في هذه المراكز، لا يزال هناك تنوع كبير من النباتات البرية وثيقة الصلة، والتي تُسمى بالأقارب البرية للمحاصيل ، والتي يمكن استخدامها أيضاً لتحسين الأصناف الحديثة من خلال تربية النباتات.

يُطلق على النبات الذي يعود أصله أو اختياره في المقام الأول إلى النشاط البشري المقصود اسم " نبات مُستزرع" ، بينما يُطلق على نوع المحاصيل المُستزرعة الذي تطور من مجموعات برية نتيجة ضغوط انتقائية من المزارعين التقليديين اسم "سلالة محلية" . السلالات المحلية، التي قد تكون نتاجًا لقوى طبيعية أو استئناس، هي نباتات أو حيوانات مُلائمة لمنطقة أو بيئة مُعينة.

في بعض الحالات، مثل الأرز ، تم استئناس أنواع فرعية مختلفة في مناطق مختلفة؛ تم استئناس Oryza sativa subspecies indica في جنوب آسيا ، بينما تم تطوير Oryza sativa subspecies japonica في الصين .

للمزيد حول آليات التدجين، انظر الهجين (علم الأحياء) .

لطالما تبادل البشر النباتات المفيدة من أراضٍ بعيدة لقرون، وأُرسل صيادو النباتات لجلبها وزراعتها. وقد أسفرت الزراعة البشرية عن نتيجتين هامتين: أولاً، أصبحت النباتات الأكثر تفضيلاً لدى البشر تُزرع في أماكن عديدة، وثانياً، أتاحت الحدائق والمزارع فرصاً لتزاوج النباتات لم تكن لتتاح لأسلافها البرية. وقد أدى وصول كولومبوس إلى أمريكا عام ١٤٩٢ إلى نقل غير مسبوق للموارد النباتية بين أوروبا والعالم الجديد .

في عام ١٩٠٨، وصف جورج هاريسون شول ظاهرة التفوق الهجين ، والمعروفة أيضًا باسم قوة الهجين. يُشير التفوق الهجين إلى ميل نسل تهجين مُحدد إلى التفوق على كلا الأبوين. وقد أدى اكتشاف فائدة التفوق الهجين في تربية النباتات إلى تطوير سلالات نقية تُظهر ميزة إنتاجية ناتجة عن التفوق الهجين عند تهجينها. وكانت الذرة أول نوع نباتي استُخدم فيه التفوق الهجين على نطاق واسع لإنتاج الهجائن.

بحلول عشرينيات القرن العشرين، طُوِّرت أساليب إحصائية لتحليل عمل الجينات وتمييز التباين الوراثي عن التباين الناتج عن البيئة. وفي عام ١٩٣٣، وصف ماركوس مورتون رودز تقنية تهجين مهمة أخرى، وهي العقم الذكري السيتوبلازمي (CMS)، التي طُوِّرت في الذرة . العقم الذكري السيتوبلازمي صفة وراثية من الأم تجعل النبات ينتج حبوب لقاح عقيمة . وهذا يُتيح إنتاج الهجائن دون الحاجة إلى عملية إزالة الأجزاء الذكرية التي تتطلب جهدًا كبيرًا .

أسفرت تقنيات التربية المبكرة هذه عن زيادة كبيرة في إنتاجية المحاصيل في الولايات المتحدة في أوائل القرن العشرين. ولم تُحقق زيادات مماثلة في الإنتاجية في أي مكان آخر إلا بعد الحرب العالمية الثانية ، حين أدت الثورة الخضراء إلى زيادة إنتاج المحاصيل في العالم النامي في ستينيات القرن الماضي. واستند هذا التحسن الملحوظ إلى ثلاثة محاصيل أساسية. أولها تطوير الذرة الهجينة، ثم القمح شبه القزم عالي الإنتاجية والمستجيب للمدخلات (والذي نال بفضله مربي المحاصيل في المركز الدولي لتحسين الذرة والقمح، ن. إي. بورلاوغ، جائزة نوبل للسلام عام 1970)، وثالثها أصناف الأرز قصيرة القامة عالية الإنتاجية. ^{[ 9 ]} كما تحققت تحسينات ملحوظة مماثلة في محاصيل أخرى مثل الذرة الرفيعة والبرسيم .

أدى البحث المكثف في علم الوراثة الجزيئية إلى تطوير تقنية الحمض النووي المؤتلف (المعروفة باسم الهندسة الوراثية ). وقد فتح التقدم في التقنيات الحيوية آفاقًا واسعة لتحسين المحاصيل. فبينما مكّنت الوراثة المندلية مربي النباتات من إجراء تحولات وراثية في بعض المحاصيل، وفرت الوراثة الجزيئية المفتاح للتحكم في التركيب الوراثي الداخلي، و"صياغة" أصناف جديدة وفقًا لخطة محددة مسبقًا.

تعتمد معظم مناهج تحسين المحاصيل، بما في ذلك التربية التقليدية وتعديل الجينوم وتحرير الجينات، بشكل أساسي على العمليات الأساسية لإصلاح الحمض النووي وإعادة تركيبه . ^{[ 10 ]} وقد استُمدّ فهمنا الحالي لآليات إصلاح الحمض النووي وإعادة تركيبه في النباتات إلى حد كبير من دراسات سابقة أُجريت على بدائيات النوى والخميرة والحيوانات، ولذلك لا تزال معرفتنا الحالية متجذرة في هذا التاريخ. ^{[ 10 ]} وقد أدى هذا النهج إلى وجود ثغرات في فهمنا للعمليات الأساسية لإصلاح الحمض النووي وإعادة تركيبه في النباتات ، لذا فإن إحراز مزيد من التقدم في هذا المجال من أبحاث النبات من شأنه أن يُسهم في تحسين المحاصيل بشكل ملحوظ.