I problemi globali più frequentemente dibattuti oggi sono la povertà, la fame e la malnutrizione, l'acqua, la biodiversità in generale e, in particolare, quella agricola, come anche il cambiamento climatico.Problemi che sono frequentemente discussi separatamente anche se sono strettamente interdipendenti. Non verranno discussi qui in dettaglio come già fatto da Dendena et al. (2015). Pertanto menzionerò solo qualche aspetto di questi problemi tra quelli spesso meno affrontati. Per esempio, nel caso del cambiamento climatico, l'aspetto dell'incertezza relativa ai cambiamenti attesi non viene menzionata abbastanza spesso: i due modelli principali, quello del Centro Nazionale per la Ricerca Atmosferica (NCAR) negli USA e quello dell'Organizzazione per la Ricerca Scientifica e Industriale del Commonwealth (CSIRO) in Australia, mostrano differenze sostanziali anche a livello macro (Nelson et al., 2009) e perciò non riusciranno probabilmente a prevedere l'aumento della temperatura e la diminuzione delle precipitazioni ovunque sul pianeta con un grado di precisione accettabile. Perciò i programmi di miglioramento genetico vegetale, volti a migliorare l'adattamento delle colture al cambiamento climatico, sono diretti ad un bersaglio mobile e probabilmente a bersagli diversi in aree diverse (Ceccarelli, 2014a).
L'aumento nella concentrazione di CO2 causerà nelle colture mediterranee una diminuzione del contenuto di ferro e zinco la cui carenza sta già causando la perdita di 63 milioni di ore di vita all'anno (Myers et al., 2014). Mentre la letteratura scientifica sottolinea l'importanza della biodiversità agricola per la sicurezza alimentare (Cardinale et al., 2012), il miglioramento genetico moderno persegue l'uniformità (Frison et al., 2011), e la riduzione di diversità ha aumentato la vulnerabilità delle colture (Keneni et al., 2012) perché l'uniformità genetica le rende incapaci di rispondere ai cambiamenti ambientali. Il miglioramento genetico vegetale ha anche contribuito alla riduzione del numero di colture, con solo circa 30 colture che forniscono il 95% della domanda globale di alimenti (FAO, 2010) e con le quattro colture principali (frumento, riso, mais e patata) a fare la parte del leone (Esquinas-Alcázar, 2005).
Il cambiamento climatico e la biodiversità agricola sono pertanto intimamente legati, in quanto la diversità è la condizione necessaria per l'adattamento delle colture al cambiamento climatico, ed entrambi sono perciò associati ai semi. I semi sono anche connessi all'acqua, perché l'agricoltura consuma il 70% di acqua dolce e varietà che producano altrettanto bene con un utilizzo più razionale dell'irrigazione possono lasciare più acqua a disposizione per uso umano. Le sementi sono associate alla fame e alla malnutrizione, e, attraverso la malnutrizione infantile, alla povertà dato che la malnutrizione nei primi 1000 giorni di vita può avere un impatto profondamente negativo sulle capacità del bambino di crescere, apprendere e uscire dalla povertà (Save the children, 2012). Infine, il seme è associato alla salute: le tre colture da cui deriviamo circa il 60% delle calorie, cioè il mais, il frumento e il riso, sono molto meno nutrienti di colture come orzo (Grando e Gormez Macpherson, 2005), miglio e sorgo (Dwivedi et al., 2011), che necessitano anche di meno acqua. Un certo numero di malattie moderne sono collegate al cibo, come il noto caso della celiachia (van den Broeck et al., 2010); la riduzione della diversità è anche forse connessa alla maggior frequenza delle malattie infiammatorie (von Hertzen et al., 2011). Infine, la fame e la malnutrizione non sono semplicemente un problema di quantità di cibo ma anche di accesso e disponibilità (Swaminathan, 2012).
Visto che il seme è collegato ai maggiori problemi che riguardano oggi il pianeta, e le nuove sementi vengono per lo più prodotte come nuove varietà dalla scienza del miglioramento genetico vegetale, il modo in cui quella scienza si è evoluta nel corso del tempo potrebbe aiutarci a spiegare la perdita di biodiversità agricola e i cambiamenti avvenuti nel controllo della produzione e dell’approvvigionamento di semi.

2. La domesticazione delle piante e l'evoluzione del miglioramento genetico vegetale
Prima della domesticazione che ha segnato l'inizio dell'agricoltura, l'evoluzione delle piante ha seguito i principi dell'adattamento e della selezione naturale; l'uomo, il cacciatore-raccoglitore, era parte dell'ordine naturale e molto probabilmente aveva un effetto limitato, seppur l'aveva, sulla diversità.

L'agricoltura ebbe inizio a seguito di un cambiamento climatico importante, la fine dell'ultima era glaciale, circa 13.000 anni fa – il cambiamento climatico non è necessariamente negativo! - quando la maggior parte della terra divenne soggetta a lunghe stagioni secche. Questo creò le condizioni favorevoli per le piante annuali, che possono sopravvivere alla stagione secca o sotto forma di semi dormienti o come tuberi.
L'agricoltura iniziò in quell'area del Vicino Oriente conosciuta come Mezzaluna Fertile tra il 13000 e il 11500 a. C. (Turney e Brown, 2007) e poco dopo si estese ad altre aree. La Mezzaluna Fertile è tuttora patria di numerosi progenitori selvatici delle prime specie che vennero addomesticate, cioè frumento, orzo, pisello, lenticchia, ceci e veccia: queste erano tutte piante annuali che producevano semi commestibili. Con la domesticazione le piante persero la capacità di disperdere i semi e le prime piante addomesticate producevano semi che erano facili da conservare e da coltivare e che crescevano velocemente, fornendo una fonte continua di cibo. Con la Rivoluzione del Neolitico, l'uomo aumentò il suo “controllo” sulla natura. Ciò fu accompagnato dalla formazione di “conoscenze indigene o locali” - un tipo di scienza non scritta che può essere dedotta da colloqui informali con contadini del Sud, ma non solo. Le donne, in tutto il mondo, hanno dimostrato di avere un ruolo speciale nel preservare le conoscenze a proposito dei semi e hanno ruoli chiave nel provvedere al cibo e preservare le culture alimentari (Galiè, 2013). La conservazione della biodiversità agricola è una parte importante di queste conoscenze (Bellon et al., 2015).

Per millenni, il miglioramento genetico vegetale è stato fatto (non necessariamente nel modo in cui lo definiamo oggi) dai contadini. La selezione iniziò nello stesso momento della domesticazione, quando gli uomini e le donne del Neolitico iniziarono a seminare intenzionalmente, il che determinò una forte, inconscia spinta alla selezione. (Zohary, 2004). Alleli per la non dispersione1, per la mancanza di dormienza, per la determinazione riproduttiva e per l’aumentata fertilità di infiorescenze in precedenza sterili sono tutti favoriti dal ciclo semina-raccolto-semina (Harlan et al., 1973). Dopo la domesticazione, i contadini continuarono a modificare le colture per millenni e sono stati i principali responsabili della diffusione delle colture in tutto il pianeta (Gepts, 2002). Man mano che migravano attraverso i continenti, portarono con sé semi e bestiame che dovettero entrambi adattarsi a nuovi ambienti, nuovi tipi di terreno e probabilmente anche nuovi usi; ciò fu possibile perché né i semi né il bestiame erano (geneticamente) uniformi.
Ma questo non accadde senza problemi. L'erosione genetica iniziò ancor prima del moderno miglioramento genetico vegetale, dovuta principalmente a due cause – entrambe associate alle azioni umane e con un comune denominatore, conosciuto come “effetto collo di bottiglia”, che è un evento evolutivo in cui a una percentuale significativa di una popolazione o di una specie viene impedito di riprodursi e la popolazione viene ridotta del 50% o più, spesso molto, molto di più. Le due maggiori cause di questa iniziale erosione genetica sono note come “sindrome da domesticazione”2 e “Scambio Colombiano”3 e sono state descritte in dettaglio da Ceccarelli (2009).
Nella miglioramento genetico operato dai contadini, la scelta puntava all'adattamento non solo ambientale (clima, terreno e conduzione agronomica) ma anche ai diversi usi del raccolto, così che il singolo contadino selezionava più di una varietà della stessa coltura e contadini diversi selezionavano varietà diverse. Nel corso di migliaia di anni questo processo portò alla formazione di varietà locali4 e a una vasta biodiversità. Dato che le varietà locali erano il risultato di molto duro lavoro, i contadini avevano un forte interesse a mettere in salvo i semi e conservarli. Le varietà locali sono tuttora l’ossatura di un discreto numero di colture agricole e foraggere in molti paesi del Sud ma anche in alcuni paesi del Nord. In alcuni di questi paesi si possono distinguere quattro livelli di agro biodiversità5, rappresentati rispettivamente da colture diverse, da diverse varietà della stessa coltura, da varietà eterogenee e da miscugli di colture differenti. Un aspetto importante del miglioramento genetico vegetale fatto dai contadini era che l'ambiente di selezione e quello di destinazione coincidevano, una situazione che metteva al riparo dalle conseguenze negative dell'interazione fra genotipo e località nella risposta alla selezione (Ceccarelli, 2015). Perciò, molto prima di Mendel6 e molto prima della miglioramento genetico moderno, i contadini coltivavano, raccoglievano e scambiavano semi, nutrivano se stessi e altri, e così facendo costruivano una notevole messe di conoscenze sulle colture, le loro caratteristiche e gli utilizzi possibili, come anche sulle loro interazioni con l'ambiente circostante.

Il rapporto tra la gente e le piante acquistò una dimensione nuova dopo la scoperta delle leggi di Mendel circa un secolo fa, quando l'uomo assunse un ruolo dominante nell'evoluzione con l'aiuto di tecnologie sempre più sofisticate.
Con la riscoperta del lavoro di Mendel, hanno avuto luogo due cambiamenti fondamentali. Prima di tutto, il miglioramento genetico vegetale fu portato dai campi dei contadini alle stazioni di ricerca, passando dai contadini agli scienziati. Quello che prima veniva fatto da moltissimi contadini in molti luoghi diversi, ha iniziato a essere fatto da relativamente pochi scienziati in relativamente pochi luoghi (le stazioni di ricerca) che con il tempo hanno finito per somigliarsi sempre più tra di loro ma sempre meno ai campi degli agricoltori. In secondo luogo, la selezione per un adattamento specifico, caratteristica della selezione operata dai contadini, è stata gradualmente sostituita dalla selezione per un adattamento più ampio.

Il migliore esempio di questo cambiamento è stato lo sviluppo di varietà ad alta resa per alcune colture alimentari, come parte della rivoluzione verde, termine che indica il risultato di una strategia di sviluppo basata su a) nuove varietà, b) irrigazione, c) fertilizzanti, d) pesticidi e e) meccanizzazione. In quella strategia, le nuove varietà erano ottenute mediante selezione per un'ampia adattabilità. Non solo questo era esattamente il contrario di quanto avevano fatto i contadini per millenni, ma il termine ampia adattabilità era un po' fuorviante perché indica ampia adattabilità “geografica” piuttosto che ampia adattabilità “ambientale” (Ceccarelli, 1989). In realtà gli ambienti agricoli in cui queste varietà “ampiamente adattabili” avevano successo erano molto simili tra loro (alta piovosità, buona fertilità del terreno, e controllo chimico di infestanti e malattie) o erano resi simili con l'aggiunta di irrigazione, fertilizzanti e controllo chimico dei parassiti nei casi in cui i contadini potessero permetterselo. Questo ha prodotto quattro seri problemi.
In primo luogo, il pesante utilizzo degli apporti chimici ha presto iniziato ad avere un impatto negativo sull'ambiente. Secondo, i contadini più poveri, in particolare quelli che vivono in aree marginali, furono esclusi, perché non si potevano permettere di acquistare i prodotti chimici necessari per creare l'ambiente giusto per le nuove varietà – non tutti gli scienziati sono d'accordo su questo punto, ma lo sono la maggioranza dei contadini poveri. Terzo, la biodiversità agricola soffrì un drammatico declino perché, da un lato, centinaia di varietà locali geneticamente diverse, selezionate dai contadini nel corso dei millenni per adattamento specifico al loro ambiente e utilizzo, furono abbandonate, mentre dall'altro le nuove varietà erano simili tra loro per costituzione genetica, nonostante avessero nomi diversi. Quarto, la produzione sementiera, che fino ad allora era stata nelle mani dei contadini, divenne sempre più centralizzata. Durante questi cambiamenti, non resta traccia che sia stato fatto alcun uso, o che si sia prestata una qualche attenzione, alle conoscenze locali accumulate dalle comunità agricole nel corso di migliaia di anni.

Infine, e verso la fine del 19° secolo, il miglioramento genetico si è spostato gradualmente, da un ambito prevalentemente pubblico a uno prevalentemente privato. La prima conseguenza è stata che non tutte le colture sono state trattate nello stesso modo, e alcune sono diventate “colture orfane”, trascurate dalla scienza. Tra queste ci sono colture alimentari importanti come la banana, la cassava e lo yam. Il secondo effetto è stata la necessità per le grandi aziende di proteggere i semi da loro prodotti, cosa che è stata ottenuta mediante un controllo molto stretto del mercato delle sementi con poche aziende che controllano la maggior parte del mercato delle sementi mondiale (Fuglie et al., 2011). Inoltre, la legislazione sulle sementi ha reso illegale quello che i contadini hanno praticato per migliaia di anni (Bocci, 2009): la maggior parte delle leggi che limitano lo scambio dei semi non hanno alcuna giustificazione biologica.

3. Gli OGM sono una soluzione a breve termine
Le colture geneticamente modificate (GM) promettevano di consegnarci una nuova rivoluzione verde (Editorial, 2013) e per alcuni la coltivazione di colture GM su 180 milioni di ettari è la prova che la rivoluzione è in atto; per molti altri, però, le colture GM sono state fallimentari a causa dell'assenza o della scarsa presenza di maggiori rese (Gurian-Sherman, 2009; Xu et al., 2013); dell'evoluzione di infestanti resistenti, per esempio la resistenza all'erbicida Round Up da parte dell'amaranto selvatico in molte colture negli Usa (Mortensen et al., 2012); della resistenza al mais Bt da parte della diabrotica (Gassmann et al., 2014); e del proliferare di insetti non bersaglio, per esempio la diffusa infestazione di cimici in Cina a seguito dell'introduzione del cotone Bt (Lu et al., 2013).

La gran parte del dibattito sulle colture GM si è focalizzato sulla sicurezza degli alimenti GM e sulla contaminazione genetica. Entrambe sono preoccupazioni legittime, ma la debolezza principale delle colture GM è che ignorano il Teorema Fondamentale della Selezione Naturale (TFSN) (Shaw and Shaw, 2014; Ceccarelli, 2014b). Secondo il TFSN, quando l'ambiente intorno a organismi viventi (come funghi, insetti e erbe infestanti) cambia, c'è una pressione di selezione in favore di quegli individui che sono in grado di resistere al cambiamento: usando come esempio una coltura GM resistente all'erbicida Roundup, l'erbicida crea un ambiente in cui la maggior parte delle erbe infestanti non riescono a sopravvivere con l'eccezione delle poche resistenti, che saranno quindi le sole in grado di riprodursi. Lo stesso avviene per gli insetti e i funghi, come già menzionato. Questo succede anche negli esseri umani, quando i batteri sviluppano la resistenza agli antibiotici (Frieden, 2013). Un altro esempio è lo sviluppo di zanzare che causano la malaria diventate resistenti agli insetticidi e cresciute esponenzialmente nell'ultima decade (Coetzee e Koekemoer, 2013). Nel miglioramento genetico vegetale convenzionale (SVC)7 questo è ben noto, ed è la differenza tra la resistenza verticale, cioè la resistenza dovuta ad un singolo gene che fornisce una protezione completa, e la resistenza orizzontale, cioè la resistenza dovuta a più geni che fornisce vari gradi di protezione da un minimo a un massimo (Robinson, 2009). Qualsiasi meccanismo di protezione contro un parassita, sia esso genetico o chimico, può essere descritto come stabile o instabile. Un meccanismo di protezione instabile rientra nella capacità di cambiamento micro-evolutivo del parassita, il quale riesce a evolversi così da far nascere un nuovo tipo o razza non più influenzato da quella protezione (Robinson, 2009). Molti insetticidi sintetici, fungicidi ed erbicidi forniscono una protezione instabile e prima o poi “cessano di funzionare” di fronte a nuove razze di parassiti, un fenomeno noto da anni. Le colture GM appartengono alla categoria delle soluzioni instabili al problema della protezione dai parassiti, e questa è la ragione per cui, nella migliore delle ipotesi, essi forniscono solo una soluzione temporanea, che, come descritto sopra, crea un problema nuovo (un parassita resistente), che richiede una soluzione diversa (una nuova varietà GM).
Perciò, l'introduzione di colture GM in agricoltura provoca una reazione a catena che giova unicamente alle aziende che producono colture GM. Tutto questo è spesso accompagnato da un monopolio del mercato delle sementi, come nel caso del mais e della soia GM negli USA (Xu et al., 2013), che lascia scarsa o poca scelta ai contadini rispetto a quali semi piantare.
Se col passare del tempo la resistenza della coltura GM crolla, e tutte le varietà prima disponibili, comprese le varietà locali, sono state abbandonate, i contadini restano senza alternative. Le resistenze orizzontali garantiscono una protezione stabile perché sono al di là della capacità di cambiamento micro-evolutivo del parassita, e di conseguenza nuovi tipi non evolvono o, se lo fanno, non hanno un vantaggio selettivo (Robinson, 2009). Questo perché le resistenze orizzontali non esercitano una così forte selezione a favore di nuovi tipi come fanno le resistenze verticali.

4. L'agricoltura biologica

L'agricoltura industriale è associata a diversi costi che devono essere poi sostenuti dalla società tutta (De Oliveira e Van Montagu, 2003), come la riduzione della diversità alimentare con conseguenze negative per la salute umana (von Hertzen et al., 2011); il percolamento di residui di fertilizzanti nelle falde acquifere, dovuto all'uso eccessivo di fertilizzanti che supera la quantità che le piante possono utilizzare (Good, and Beatty, 2011); la scarsità di acqua; l'emergere di resistenza ai pesticidi e l'aumento delle popolazioni di insetti nocivi.

L'agricoltura biologica è apparsa nella seconda metà dello scorso secolo come modello agricolo sostenibile per evitare/ridurre i costi menzionati sopra. La coltivazione biologica prevede una lotta biologica integrata contro i parassiti, sistemi colturali che minimizzano l'erosione del suolo e riducono le perdite di acqua, l'utilizzo di fertilizzanti organici e sovesci, e rotazioni colturali per ridurre al minimo l'accumulo di erbe infestanti, malattie e popolazioni di insetti (Shaver, 2003). Un vantaggio dell'agricoltura biologica è che mitiga il danno ecologico causato dalle pratiche di controllo delle infestazioni incentrate sull'utilizzo di pesticidi, che alterano la struttura della rete trofica in modo che le comunità siano dominate da poche specie comuni che a loro volta contribuiscono al diffondersi dei parassiti (Crowder, 2007). I metodi dell'agricoltura biologica promuovono un equilibrio tra nemici naturali e questo impedisce la selezione di nuove razze, spesso più aggressive, di funghi, insetti o erbacce. Queste continuano a fare la loro comparsa come conseguenza delle mutazioni, ma non avranno tutti i vantaggi che trovano invece in sistemi agro colturali che dipendono dall'utilizzo della chimica.

I regolamenti dell'agricoltura biologica bandiscono, oltre ai fertilizzanti sintetici, ai pesticidi chimici e agli erbicidi, anche l'uso di colture GM, nonostante alcuni biotecnologi sostengano che l'agricoltura biologica e le colture GM siano compatibili (De Oliveira e Van Montagu, 2003) e siano state avanzate ipotesi che l'agricoltura ad alta tecnologia possa e debba integrare metodi biologici/ecologici (Ammann, 2009).

Tra gli argomenti principali utilizzati contro l'agricoltura biologica c'è il fatto che le rese con i sistemi biologici sono inferiori a quelle che si ottengono con l'agricoltura convenzionale; ciò avviene per esempio nel caso dei cereali, con rese del 60-70% di quelle che si ottengono con metodo convenzionale (De Oliveira e Van Montagu, 2003). Anche se l'agricoltura biologica conserva la fertilità (Migliorini et al., 2014) e mantiene parte della biodiversità delle superfici coltivate (Migliorini et al., 2007), l'idea di utilizzare il 30-40% di superficie in più per produrre la stessa quantità di biomassa è inaccettabile (De Oliveira e Van Montagu, 2003).

Il problema se l'agricoltura biologica sia compatibile con le necessità umane e la crescita demografica è, comunque, controversa ed è stata argomento recente di quattro meta-analisi8 (de Ponti et al., 2012; Bennett e Franzel, 2013; Seufert et al., 2012; Ponisio et al., 2014).
La prima ha dimostrato che le rese in biologico di colture specifiche sono circa l'80% delle rese per le colture corrispondenti in convenzionale, ma la variazione è notevole (deviazione standard 21%). La seconda ha stimato il rapporto tra le rese medie (biologico/non biologico) di diverse categorie alimentari nel mondo sviluppato e in quello in via di sviluppo. Per la maggior parte delle categorie alimentari, il rapporto tra le rese era appena <1.0 secondo studi condotti nel mondo sviluppato, e >1.0 per studi realizzati nel mondo in via di sviluppo. La stessa ricerca ha prodotto un modello di rifornimento alimentare globale con colture coltivate in modo biologico, sulla base delle superfici agricole attuali e ha concluso che i metodi biologici sono in grado di produrre sufficiente cibo per persona su base globale per il sostentamento della popolazione umana, e potenzialmente per una popolazione maggiore, senza dover aumentare la superfici coltivate. La terza meta-analisi ha dimostrato che, complessivamente, le rese per la coltivazione biologica sono tipicamente inferiori a quelle convenzionali. Ma queste differenze sono in gran parte contestuali, in quanto dipendono dalle caratteristiche del sistema e dei terreni, e la riduzione delle rese varia dal 5 al 34% in meno. In certe condizioni – cioè con buone pratiche di gestione, tipi di colture e condizioni di crescita particolari – i sistemi biologici possono quasi eguagliare le rese dell'agricoltura convenzionale, mentre in altre condizioni questo per ora non è possibile. Ponisio et al., (2014) hanno dimostrato che le rese del biologico erano in media del 19,2% più basse, mentre con una rotazione ottimale delle colture erano più basse solo dell’8% che nell’agricoltura convenzionale, quindi con un divario minore tra i due sistemi di quanto stimato in precedenza.
Una volta adottate pratiche agricole sostenibili, la media delle rese colturali è aumentata del 79% (Pretty et al., 2009), con aumenti significativi dell'accumulo di materia organica nei terreni e del carbonio sequestrato, e con un utilizzo ridotto di pesticidi.

In uno studio sull'impatto di progetti biologici o semi biologici sulla produttività agricola in Africa, gli incrementi medi delle rese colturali sono stati del 116% per tutti i progetti africani e del 128% per i progetti in Africa Orientale (UNCTAD, 2008). L'agricoltura biologica ha il merito di rappresentare un modello di agricoltura sostenibile e il demerito di avere rese più basse. Le colture GM non sono la soluzione alle rese inferiori nei sistemi biologici perché:
1), non aumentano invariabilmente le rese, anche quando utilizzate in agricoltura convenzionale (Fernandez-Cornejo, 2014) e 2) come già detto, forniscono una protezione instabile dai parassiti e perciò, quando la protezione viene a mancare, i contadini non hanno alternative se non perdere il raccolto o utilizzare i composti chimici, perdendo la certificazione. La soluzione al problema delle rese ridotte in agricoltura biologica è quella di selezionare varietà adattate in modo specifico al sistema biologico, organizzando programmi basati sulla selezione diretta all'interno dei sistemi biologici (Murphy et al., 2007; Campanelli et al., 2015).
Questa soluzione è, comunque, ostacolata dal numero limitato di programmi di miglioramento genetico che si rivolgono ai bisogni specifici dell'agricoltura biologica. Questo fa pensare anche a una carenza nelle meta-analisi citate prima, perché la maggior parte delle varietà utilizzate oggi dai contadini biologici non sono state in realtà selezionate per i sistemi biologici.

5. Il miglioramento genetico partecipativo-evolutivo

Questi ultimi anni hanno visto un crescente interesse per la ricerca partecipativa in genere, e per il miglioramento genetico partecipativo (SVP)9 in particolare, probabilmente perché l'impatto della ricerca agricola, incluso il miglioramento genetico, sui contadini nei paesi in via di sviluppo è stato inferiore alle aspettative, soprattutto per quelli che coltivano in aree marginali (Bellon, 2006). Il concetto di partecipazione è contenuto nell'articolo 6 del Trattato Internazionale delle Risorse Genetiche Vegetali per il Cibo e l'Agricoltura (FAO, 2009), ed è una delle raccomandazioni chiave nel rapporto delle Nazioni Unite (De Schutter, 2014). Un programma SVP sposta di nuovo l'accento sull'adattamento specifico, contribuendo così a un aumento nella produzione alimentare e foraggera a livello di azienda agricola, allo stesso tempo migliorando l'agro biodiversità. SVP sfrutta i vantaggi della selezione nell'ambiente di destinazione (cioè nei campi del contadino, inclusa l'agricoltura biologica o a basso input) oltre alla partecipazione dei contadini (maschi e femmine) a tutte le decisioni chiave (Halewood et al., 2007; Ceccarelli et al., 2000; 2009). Il modello di miglioramento genetico partecipativo che abbiamo realizzato (Ceccarelli et al., 2000; Ceccarelli e Grando, 2007) in numerosi paesi ( Siria, Tunisia, Marocco, Giordania, Egitto, Eritrea, Algeria, Yemen, Iran, Etiopia, Uganda, e Italia) per varie colture (frumento duro e tenero, orzo, lenticchie, ceci, fave, fagioli dall’occhio e pomodori), unisce la scienza moderna alle “conoscenze locali” , riporta la selezione nelle mani dei contadini e migliora la agrobiodiversità.

Nella SVP, i contadini (o in generale, gli utilizzatori) sono coinvolti nella progettazione e nello sviluppo di tecnologie – non soltanto nelle verifiche dei prodotti finali della ricerca scientifica, come avviene per la ricerca convenzionale (non-partecipativa) (SVC). Ci sono numerose differenze tra e SVC e SVP: nella SVC - e con poche eccezioni – le nuove varietà vengono selezionate nei centri di ricerca dai ricercatori e solo il prodotto finale viene sperimentato in campo. Nei centri di ricerca, le pratiche agronomiche, che includono aratura, tipo e numero di applicazioni di fertilizzante e rotazioni, sono diverse, e a volte molto diverse, da quelle utilizzate in particolare da contadini poveri in aree marginali. L'adozione avviene alla fine del processo di selezione e c'è di solito una grande differenza tra il numero di varietà adottate e quello delle varietà di pubblico dominio (Ceccarelli, 2015). Al contrario, nella SVP le nuove varietà sono selezionate nei campi dei contadini dai ricercatori insieme ai contadini, e l'adozione avviene nel corso del processo di selezione.

Per essere partecipativo, il programma deve essere inclusivo, specialmente per quanto riguarda le donne perché, in particolare in paesi poveri, queste hanno un ruolo critico in agricoltura e l'agricoltura ha un ruolo critico per il loro sostentamento (Galié, 2013). Dare competenze alle donne e concentrarsi sulle loro sfide genererà vantaggi molto maggiori in termini di riduzione della povertà e maggior produttività (Foresight, 2011).
SVC e SVP sono diverse anche per quanto riguarda aspetti organizzativi chiave:
• Gli obbiettivi sono stabiliti con i contadini, che spesso esprimono preferenze per il tipo di materiale genetico e per caratteri specifici;
• Il materiale vegetale è testato nei campi dei contadini a uno stadio precedente rispetto a quanto avviene nel programma SVC;
• I contadini sono coinvolti in tutte le decisioni principali e, particolarmente, nel decidere quale materiale selezionare e quale scartare alla fine di ogni stagione. Loro stessi spesso suggeriscono innovazioni metodologiche per il modo in cui la selezione viene condotta o le parcelle di prova sono seminate. I dettagli di chi partecipa e di come vengono selezionati sono consultabili in Ceccarelli et al. (2009; 2013);
• Le località vengono scelte per campionare nel modo il più esteso possibile sia gli ambienti di destinazione che gli utilizzatori, e sono considerate come unità indipendenti di selezione; cioè, la selezione viene condotta per ogni località a prescindere da come le migliori varietà di quel particolare luogo rendano in un luogo diverso. Pertanto, la selezione è completamente decentralizzata e punta all'adattamento specifico, mentre nella SVC è fortemente centralizzata e mira a un'ampia adattabilità;
• La gestione agronomica delle prove è decisa dai contadini, e diverse opzioni agronomiche, inclusa l'agricoltura biologica, possono essere inserite nel programma SVP; gli obbiettivi del programma sono costantemente monitorati con i contadini partecipanti.

La SVP aumenta l'agrobiodiversità perché è un processo altamente decentralizzato e perciò produce varietà che sono diverse da paese a paese, da villaggio a villaggio all'interno di un paese, e anche all'interno di uno stesso villaggio a seconda dell'età, dell'agiatezza e del genere del contadino. Oltre ad aumentare la biodiversità in termini di spazio, la SVP aumenta la biodiversità nel tempo perché il processo è ciclico e c'è un veloce avvicendamento di varietà, il che crea un paesaggio agricolo così mutevole da rendere difficile ai patogeni diffondersi. Inoltre, le varietà selezionate dai contadini sono spesso non omogenee, cioè sono ancora geneticamente mutevoli – come le varietà locali – in contrasto con la maggioranza delle varietà prodotte dalla SVC in cui tutte le piante sono geneticamente identiche.
Oltre che sulla agrobiodiversità, la SVP ha avuto un impatto su:

• l'adozione di varietà: molte nuove varietà sono state adottate dai contadini. In Siria è stato dato un nome a più di 80 linee e/o popolazioni dai contadini che le hanno adottate in seguito alle sperimentazioni SVP effettuate a partire dal 2000, rispetto alle sette varietà messe a disposizione dal programma SVC in circa 35 anni. In alcune aree, l'adozione di varietà d'orzo ottenute con la SVP è stata del 80%. In Giordania e Algeria, le varietà SVP sono in fase di moltiplicazione del seme per essere poi distribuite; in Eritrea sono state selezionate tre varietà d'orzo, dieci di frumento tenero e due di frumento duro; in Yemen sono state adottate due varietà d'orzo e due di lenticchie; in Egitto, i contadini hanno selezionato tre varietà d'orzo. In Tigrai, una regione dell'Etiopia spesso colpita da siccità e carestia, sono state adottate, e ufficialmente distribuite, due varietà d'orzo. In Iran, al termine del primo ciclo SVP, i contadini hanno selezionato e dato il nome a quattro varietà e stanno ora sperimentando vari miscugli. In Italia sono state selezionate tre varietà di pomodoro che, coltivate in biologico, hanno avuto rese molto superiori a quelle degli ibridi commerciali F1 (Campanelli et al., 2015). Si sono avuti vantaggi nelle rese fino al 50-70% in aree poco piovose e siccitose solo cambiando la varietà – aree in cui la SVC non è riuscita a introdurre neanche una nuova varietà.
• La dimensione istituzionale: in numerosi paesi, legislatori e scienziati hanno mostrato interesse per la SVP in quanto approccio che genera risultanti importanti, più velocemente e a minor costo;
• Le competenze dei contadini e l'empowerment10: il carattere interattivo della SVP ha considerevolmente migliorato le conoscenze dei contadini, la loro capacità di negoziare e la loro dignità. E' proprio grazie alle loro capacità e a una maggior fiducia in se stessi che i contadini in molti paesi hanno iniziato a trarre ulteriori vantaggi dal miglioramento genetico evolutivo che descriveremo di seguito.

Dal punto di vista dei problemi globali menzionati prima, uno dei vantaggi della SVP consiste nel generare un aumento di produzione agricola direttamente nei campi del contadino, rendendo questi aumenti subito disponibili e accessibili.

La SVP prende in considerazione i bisogni delle aziende agricole familiari e le rende più produttive, alleviando la povertà e raggiungendo gli obbiettivi alimentari locali e globali, compresa la qualità del cibo. La SVP sposta lo sguardo dall'agricoltura industriale su larga scala venendo incontro alle necessità delle piccole proprietà, che sono molto diverse da quelle dell'agricoltura industriale perché comportano, per esempio, concetti come la rotazione colturale, la complementarietà di animali e piante e l'uso degli escrementi animali come fertilizzante (Godfray, 2010).
Lo svantaggio principale della SVP, nonostante i suoi successi, è stato l'atteggiamento delle istituzioni (inclusi i centri del CGIAR11) e degli scienziati nei suoi confronti. Questo atteggiamento a volte negativo, a volte imprevedibile o mutevole. Alcune istituzioni si rifiutano di partecipare, o inizialmente danno il loro pieno appoggio per poi ritirarlo quando cambiano le loro priorità. Cambiamenti di personale a livello dirigenziale possono cambiare l'atteggiamento verso la SVP da positivo a negativo. Tutto questo, naturalmente, rende la SVP vulnerabile, perché il programma si basa su continui apporti di materiale genetico e sul supporto tecnico da parte dell'istituzione.
La necessità di superare questi limiti, unita al bisogno di trovare soluzioni rapide ed economiche ai problemi di adattamento al cambiamento climatico, ci ha portato a combinare partecipazione ed evoluzione, mettendo in campo il miglioramento genetico evolutivo (SVE)12 (Suneson, 1956).

Il metodo consiste nel seminare i campi dei contadini con miscugli (popolazioni evolutive) di molte varietà diverse della stessa coltura, preferibilmente, ma non necessariamente, utilizzando generazioni F2. Queste popolazioni vengono seminate e raccolte anno dopo anno e, a causa degli incroci naturali (maggiori in alcune colture, minori in altre) la composizione genetica della semente che viene raccolta non è mai uguale alla composizione genetica della semente che era stata seminata. In altre parole, la popolazione evolve adattandosi progressivamente all'ambiente in cui cresce (tipo di terreno, fertilità del suolo, pratiche agronomiche, inclusi i sistemi biologici, le precipitazioni, la temperatura, ecc.). La costituzione genetica della popolazione oscillerà, dal momento che le condizioni climatiche cambiano da un anno all'altro, ma se la tendenza è verso condizioni climatiche più calde e secche, come ci si aspetta dal cambiamento climatico, i genotipi meglio adattati a quelle condizioni diventeranno progressivamente più frequenti, (Ceccarelli, 2014b) anche se adesso non sappiamo quanto più caldo e secco sarà il clima in futuro (Ceccarelli et al., 2010). La SVE quindi, utilizza a nostro vantaggio il potenziale evolutivo degli organismi viventi che abbiamo descritto sopra nel caso dei parassiti, e applica il Teorema Fondamentale della Selezione Naturale alle colture, mettendole in grado di evolversi e adattarsi ai cambiamenti. E' una strategia dinamica ed economica che migliora velocemente l'adattabilità delle colture al cambiamento climatico e, nel caso in cui le popolazioni evolutive vengano coltivate con metodi biologici, combina strategie di adattamento e di mitigazione.

I primi programmi di selezione partecipativo-evolutiva hanno avuto inizio nel 2008 con una popolazione di quasi 1600 F2 di orzo, che includevano: un ampio campione di germoplasma proveniente dal progenitore selvatico dell'orzo, l'Hordeum spontaneum; varietà locali provenienti da vari paesi e materiali di più recente selezione.
La popolazione evolutiva di orzo fu seminata in 19 località in Siria, Giordania, Algeria, Eritrea e Iran. A ciò sono seguite, nel 2009, popolazioni di frumento duro e tenero. Queste popolazioni sono state lasciate libere di evolversi in molti ambienti diversi, scelti dai contadini e caratterizzati da singoli fattori di stress, o da combinazioni di fattori, biotici o abiotici e con diversi metodi di conduzione agronomica. L'aspettativa era un aumento graduale nella frequenza di tipi con adattamento specifico alle condizioni locali nelle quali la popolazione viene coltivata ogni anno (clima, terreno, pratiche agronomiche e fattori biotici di stress).

A cominciare dal 2010, queste tre popolazioni evolutive vengono coltivate anche in Italia, in un certo numero di regioni dalla Sicilia al Friuli- Venezia Giulia.
Il modo più semplice ed economico di mettere in pratica la SVE è di seminare e raccogliere nella stessa azienda, anno dopo anno, e di condividere il seme con altri coltivatori in altre località esposte a fattori di stress differenti. In Iran, per esempio, la popolazione d'orzo seminata da cinque contadini in due province nel 2008, si è diffusa a 50 contadini in quattro province nella stagione 2010-2011 ed è ora coltivata su centinaia di ettari in 17 province, mentre al contempo il metodo è stato applicato anche al frumento, al riso e al mais (Rahmanian et al., 2014).
Un modo per sfruttare un adattamento sempre migliore delle popolazioni evolutive è di considerarle come una fonte in evoluzione di nuove varietà potenziali, progressivamente meglio adattate alle condizioni climatiche e agronomiche che si stanno evolvendo. Per farlo, i contadini, per conto loro o insieme agli scienziati, possono selezionare entro le popolazioni evolutive le piante più desiderabili, spighe, pannocchie, radici, tuberi ecc., a seconda della coltura, e utilizzarle nei programmi SVP descritti sopra.

L'aspetto chiave di questa metodica è che, mentre le varietà vengono continuamente estratte, valutate e utilizzate, la popolazione viene lasciata evolvere per un periodo di tempo indefinito, diventando perciò una fonte unica di materiale genetico, sempre meglio adattato, direttamente nelle mani dei contadini – una specie di banca del seme in evoluzione.
In Iran, una popolazione di frumento tenero, creata mescolando selezioni Iraniane e seminata in località diverse, ha dimostrato di essere resistente sia all’allettamento che alla ruggine e ha battuto sulle rese Sardari, il frumento più coltivato in Iran (Rahmanian et al., 2014). Le comunità di contadini che abbiano conservato collezioni di varietà locali possono sviluppare le proprie popolazioni evolutive. Mantenendo la collezione originale, possono usare una piccola quantità di seme per ogni varietà, mescolarle, seminare il miscuglio e lasciarlo evolvere. Con le capacità acquisite con la SVP, possono accelerare il processo evolutivo applicando una selezione artificiale.

Conclusioni

L'agricoltura industriale ha portato a monocolture intensive, a una perdita considerevole di agro biodiversità, e a un'accelerazione dell'erosione dei suoli; uno dei suoi impatti più devastanti è il suo contributo alle emissioni di gas serra, che raggiunge il 30-32% di tutte le emissioni di gas serra prodotte dall'uomo imputabili al ciclo alimentare (Vermeulen et al., 2012, De Schutter, 2014).
Se le cose non dovessero cambiare, possiamo prevedere una media del 2% di perdita di produttività per ogni decennio a venire, con variazioni nelle rese nei paesi in via di sviluppo che vanno da -27% a +9% per le colture principali (Nelson et al., 2009).

In un tale scenario di rese stagnanti o in declino, o con aumenti di resa insufficienti, a seconda delle stime appena dette e dei tassi accelerati dei cambiamenti climatici, con la probabilità che non si riesca a raggiungere l'obbiettivo di rimanere sotto i 2°C di aumento della temperatura (Hansen et al., 2013); dobbiamo quindi disegnare un nuovo paradigma, incentrato su modelli agroecologici come l'agricoltura biologica, sul benessere, la resilienza e la sostenibilità, che sostituisca il paradigma produttivista e perciò meglio supporti la piena realizzazione del diritto a una alimentazione adeguata (De Schutter, 2014). Il miglioramento genetico partecipativo ed evolutivo, in quanto strategia relativamente economica ma altamente dinamica per l'adattamento delle colture esposte a numerosi fattori di stress sia biotici che abiotici e all'agricoltura biologica, è il metodo più adatto per generare, direttamente nelle mani dei contadini, le varietà che nutriranno le generazioni presenti e future. Unire la conservazione dei semi all'evoluzione e riportare il controllo della produzione dei semi nelle mani dei contadini può produrre varietà migliori e più diversificate, che possono contribuire ad aiutare milioni di contadini a ridurre la dipendenza da apporti esterni e la vulnerabilità alle malattie, agli insetti e al cambiamento climatico, contribuendo infine alla sicurezza alimentare di tutti.

pubblicato in inglese su Annale #49 -
Laboratorio Expo. The Many Faces of Sustainability
a cura di Salvatore Veca - Fondazione Feltrinelli

traduzione a cura di Maria Pia Corpaci

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