Решения для накормления мира, безусловно, многогранны и требуют знаний из различных областей и практик для успешного увеличения производства продуктов питания и поддержания безопасности экосистем. Таким образом, три выдающихся ученых подчеркивают важность фундаментальной науки о растениях и ее актуальность для решения насущных глобальных проблем, таких как прикладное сельское хозяйство. Специальный выпуск Американского журнала ботаники, под редакцией Эллисон Миллер, адъюнкт-профессора биологии Университета Сент-Луиса; Элизабет Келлог, член и главный исследователь Центра науки о растениях Данфорта и бывший президент Ботанического общества Америки; и Бриана Гросс, доцент кафедры биологии Миннесотского университета в Дулуте, — подчеркивает, насколько широкий спектр фундаментальных наук о растениях имеет отношение к глобальному спросу на продукты питания.
Традиционно фундаментальные исследования растений мотивируются любопытством к пониманию фундаментальных биологических явлений, в то время как прикладные исследования в основном мотивируются практическим применением. С учетом сказанного, открытия фундаментальных исследований часто выходят за рамки их первоначального замысла. «Чем больше мы знаем о том, как работают растения, как они развиваются, о генах, лежащих в основе адаптивной изменчивости, и о многих других темах, — говорит Миллер, — тем выше наша способность развивать устойчивое сельское хозяйство и понимать влияние сельского хозяйства на естественное разнообразие растений."
Специальный выпуск содержит статьи из различных областей исследований, чтобы привлечь внимание к разнообразию исследований, соединяющих фундаментальную науку о растениях и прикладные сельскохозяйственные исследования. Области исследований в номере: экология растений, эволюция, филогенетика, количественная генетика и экономическая ботаника. Вопросы сохранения зародышевой плазмы сельскохозяйственных культур рассматриваются в статьях, посвященных географическому и историческому происхождению сельскохозяйственных культур.
Борьба с сельскохозяйственными сорняками рассматривается в статьях по генетике популяций растений. Плодородие и разнообразие сельскохозяйственных культур рассматриваются в статьях по основам биологии опыления и эволюции цветков. «Знание об одном растении, — комментирует Келлог, — так часто помогает при изучении других растений, независимо от того, выращиваются они или нет."
Во всех областях науки проводятся новаторские исследования с использованием нецелевых организмов. Например, в области здоровья человека исследования по пониманию и лечению болезней часто проводятся с использованием нечеловеческих систем, таких как плодовые мухи, круглые черви, мыши и дрожжи.
Растения не исключение. Фундаментальные исследования диких растений, не являющихся культурными, предоставляют инструменты для выращивания культурных растений. Келлог объясняет: «Большая часть основной молекулярной и клеточной работы в модельных системах выполняется намного быстрее, и если мы поймем молекулярные и клеточные детали того, как модельные и дикие растения справляются с засухой, жарой или патогенами, и как они продолжают производить семена даже перед лицом таких стрессов, мы можем выяснить, как сохранить урожайность в условиях глобальных изменений."
Миллер отмечает: «На планете существует более 300 000 видов растений, которые эволюционировали и превратились в захватывающее множество форм. Понимание этих форм может пролить новый свет на то, что мы знаем о том, как растения выживают и процветают в различных средах и под множеством различных факторов отбора."Миллер и его коллеги надеются вдохновить ботаников пересмотреть свою работу в более широком контексте базовой биологии растений и актуальности для глобальных проблем, связанных с растениями, таких как методы ведения сельского хозяйства, сохранение растений и почвы и биотехнологии.
Хороший способ начать — побудить ученых заканчивать публикации с заявлениями о том, как знания их учебной системы могут применяться к устойчивому сельскому хозяйству.