Экономическая ботаника — это изучение взаимоотношений между людьми (индивидами и культурами) и растениями . Экономическая ботаника пересекается со многими областями, включая такие устоявшиеся дисциплины, как агрономия , антропология, археология, химия, экономика, этноботаника , этнология, лесное хозяйство, генетические ресурсы , география, геология, садоводство , медицина, микробиология, питание, фармакогнозия и фармакология. [1] Эта связь между ботаникой и антропологией исследует способы, которыми люди используют растения для еды, лекарств и торговли. [2]
В своем эссе 1958 года на конференции, которая основала Общество экономической ботаники, Дэвид Дж. Роджерс писал: «Современная точка зрения заключается в том, что экономическая ботаника должна заниматься основными ботаническими, фитохимическими и этнологическими исследованиями растений, известных своей полезностью, или тех, которые могут иметь потенциальное применение, пока еще недостаточно разработанное. Таким образом, экономическая ботаника представляет собой совокупность тех наук, которые работают специально с растениями, имеющими значение для [людей]». С экономической ботаникой тесно связана этноботаника , которая уделяет особое внимание растениям в контексте антропологии .
Ботаника сама по себе возникла благодаря медицине и развитию травяных лекарств . [3] Таким образом, при своем появлении ботаника была как экономической, так и систематической. Поскольку растения становились полезными для трав и лечебных средств, их экономическая ценность возрастала. Ранний набор инструкций, составленный космографом Карла V, предписывал исследователям
«Определите, каковы продукты питания этой земли и какие из них обычно используются, будь то фрукты или семена, а также всевозможные специи, лекарства или любые другие благовония, и выясните, в течение какого времени можно воспроизводить деревья, растения, травы и фрукты, которые предлагают эти места, и используют ли их местные жители в качестве лекарств, как это делаем мы». [4]
Теосинте и рис — два примера растений, модифицированных с целью повышения их экономической ценности.
Вопреки распространенному мнению, что современная экономическая ботаника была инициирована британцами еще в 19 веке, экономическая ботаника на протяжении тысячелетий демонстрировалась в форме диффузии растений. Она действительно заняла прочное положение еще в 7 веке на ранних этапах Исламской империи. [5] Затем ее дополнительно изучали испанцы из-за отсутствия у них экономической мощи в торговле пряностями в колониальном мире.
Когда Исламская империя достигла своих самых западных границ на Пиренейском полуострове, мусульмане смогли привезти с собой флору с востока. Между 10 и 11 веками сообщалось о существовании на Пиренейском полуострове множества видов неместных цитрусовых . Несколько книг были опубликованы на эту тему между 10 и 14 веками, показывая подробную природу исламской ботаники, различая различные цитрусовые, такие как лимоны, лаймы, сладкие и кислые апельсины, помело и грейпфруты. Помимо классификации этих различных цитрусовых до западных натуралистов, мусульмане также были ответственны за распространение цитрусовых (за исключением цитрона) и их выращивание в Средиземноморском бассейне. [6] Из-за исламского присутствия на Пиренейском полуострове до падения Империи Паула Де Вос объяснила, что большой западный мир получил свои ботанические научные корни из исламской ботаники. [5]
В эпоху исследований и открытий испанцы занимались ботаникой не ради ботаники как науки, а ради экономической и личной выгоды. Испанский король Карл III заявил, что экспедиция в Южную Америку в 18 веке была направлена на изучение флоры региона, но, в частности, на расширение Музея и Сада королей с растениями и ботаническими иллюстрациями. По большей части, многие из этих экспедиций из Испании были таксономическими, но ботаники отметили медицинское использование многих видов флоры. [7]
Другим фактором испанского участия в ботанических науках в это время было отсутствие у них власти в торговле пряностями. Основным местом торговли пряностями в это время были Острова пряностей, которые находились под контролем португальцев с 1513 года до конца XVII века, когда их захватили голландцы. Испанская империя отправила Магеллана в плавание с целью установления торговых отношений с Островами пряностей, но оно потерпело неудачу из-за португальского контроля над этим районом. Однако попытки испанцев захватить власть на Островах пряностей не были бесплодными. Антонио Пигафетта, который был в экспедиции Магеллана, записал множество важных ботанических свойств важных пряностей, найденных на Молуккских островах, которые позже помогли испанцам в их ботанических экономически мотивированных ботанических занятиях. [5]
В дополнение к попыткам завоевать влияние в торговле пряностями на Молуккских островах, испанцы также искали похожие пряности в своих колониях на Филиппинах и в Америке. В начале 17 века испанцы обнаружили, что на Филиппинах можно выращивать множество ценных пряностей, таких как корица, гвоздика, мускатный орех и перец, подобно тому, как португальцы выращивали их на Молуккских островах. Однако в Америке испанцы нашли пряности разных сортов, свойства которых отличались от свойств сортов, встречающихся на Востоке. Некоторые из этих свойств были к лучшему, например, вид перца, встречающийся на Карибах, был описан Николасом Мондаресом как более ароматный и пряный, чем черный перец. Но в Америке также были разновидности пряностей, которые не подходили испанцам для завоевания влияния в торговле пряностями. Например, корица, которую Мондарес нашел в Америке, вообще не имела ни вкуса, ни запаха, хотя это была определенно разновидность корицы. [5]
Когда испанцы поняли, что их колонии в Америке и на Филиппинах не смогут производить необходимое количество специй, чтобы получить экономическое преимущество, они пришли к идее трансплантации. Первый вице-король Новой Испании Антонио де Мендоса проявил интерес к трансплантации в 1542 году и незаконно наткнулся на семена из Ост-Индии. Позже, в 1558 году, с помощью Антонио де Мендосы, Франсиско де Мендоса (его сын) получил полные права на производство и торговлю различными специями из Ост-Индии. Франсиско де Мендоса получил всю землю, которую он считал необходимой для проведения этой операции, несмотря на оговорки Совета Индий, который считал недопустимым давать Мендосе так много власти над ситуацией. [5]
Хотя не было почти никаких документов об успехах Мендосы, Николас Мондарес смог связаться с Мендосой. Он узнал, что Мендоса действительно преуспел в выращивании имбиря и китайского корня в Новой Испании. Совет Индий и испанская корона не собрали квалифицированную информацию о научных и экономических успехах Мендосы, хотя они пытались. Гранты, предоставленные Мендосе в 1558 году, предоставили ему достаточно власти, чтобы полностью избегать конфронтации до самой его смерти. После смерти Мендосы его операция по производству специй не продолжилась. [5]
Хотя пересадка большинства специй, которые Мендоса привез в Новую Испанию, не увенчалась успехом, имбирь был тем, что действительно процветал в определенных регионах. Имбирь не преуспел на материковой части Новой Испании, но он рос на карибском острове Эспаньола. Фактически, имбирь был крупнейшей культурой на Эспаньоле в конце 16 века, даже больше, чем урожай сахара. Имбирь был настолько успешным на острове, что возникли серьезные проблемы с переизбытком предложения и затмением сахарной промышленности. [5]
Из-за успеха с имбирем на Карибах испанцы попытались пересадить его в Испанию. Они привезли информацию, которую узнали о выращивании имбиря из Новой Испании, обратно в Европу. В некоторых случаях испанцам удалось вырастить имбирь, и он хорошо рос в Севилье и соседних областях. Несмотря на то, что имбирь хорошо рос в Испании, он никогда не был основным экспортным товаром, что снижало его экономическую ценность. [5]
Медицинские исследования только в США имеют бюджет в $95 млрд. Значительная часть этих денег тратится на исследования растений и растительных экстрактов. Несколько ключевых медицинских открытий были сделаны путем изучения растений и соединений, которые они производят, чтобы увидеть, какое влияние они оказывают на людей.
Эфедра , голосеменное растение порядка Gnetales, является естественным источником эфедрина , основного алкалоида растения. Эфедрин на самом деле является очень интересным случаем экономической ботаники в медицине. Эфедрин имитирует адреналин по своему воздействию на организм человека. Хотя он имеет медицинское применение, эфедрин может быть очень токсичным. [8] Из-за этого факта медицинские исследователи изучили это соединение и создали псевдоэфедрин , который используется в безрецептурных лекарствах и в незаконном производстве метамфетамина .
Одно из многих растительных средств, эхинацея, представляет собой значительную отрасль. Многие люди принимают эхинацею при симптомах простуды и гриппа, но исследования показывают, что растение имеет неоднозначный успех в борьбе с этими вирусами. [9] Однако те же исследования показывают, что растение, возможно, полезно для лечения инфекций верхних дыхательных путей. В настоящее время NCCAM изучает эхинацею для лечения инфекций верхних дыхательных путей, а также ее влияние на иммунную систему. [2]
Американский женьшень имеет долгую историю улучшения иммунной системы для уменьшения симптомов простуды и гриппа. Корень американского женьшеня (Panax quinguefolius L) является популярной травой. [10] Пропаренные корни американского женьшеня оказались полезными против рака. В исследовании, когда ученые нагревали американский женьшень до 120 градусов по Цельсию и подвергали раковые клетки воздействию гинзенозида в течение 72 часов, была определена пролиферация клеток. Исследование показало, что красный американский женьшень P. quinguefolius может быть растительным лекарственным средством, способным уменьшать рак. [11]
Экстракт проантоцианидина виноградных косточек (GSPE) является мощным антиоксидантом. Он получен из виноградных косточек и обогащен полифенольными флавоноидами и другими ингредиентами. Он может усилить иммунную систему для защиты от токсичных афлатоксинов. Его функции включают улучшение памяти и предотвращение повреждения печени и почек от передозировки наркотиков. В Китае диетическая добавка с GSPE показала большую пользу для здоровья как людей, так и животных. [12] Кроме того, он обладает способностью подавлять эффект приема пищи, поэтому может помочь в контроле веса. [13]
Растения, которые люди используют в пищу, имеют большое экономическое значение. Исследования пищевых растений обычно включают увеличение размера съедобного органа растения или увеличение площадей, на которых растение может выращиваться, и реже — поиск новых видов сельскохозяйственных культур. Результаты таких исследований часто публикуются в журнале Economic Botany . Новозеландская компания Plant & Food Research издает собственный журнал по разработке сортов и устойчивых систем производства для высококачественной продукции, а также по проектированию и разработке новых и новых функциональных продуктов питания . [14]
Рис был впервые одомашнен примерно 5000 лет назад в Юго-Восточной Азии. Считается, что рис и американский дикий рис были одомашнены отдельно. [15] Разновидности риса были адаптированы к тропикам , где они являются основным зерном , но рис можно выращивать практически где угодно. Введение карликовых разновидностей риса сделало несколько стран-производителей риса самодостаточными. Рис подходит для стран с большим количеством осадков .
Люди потребляют много риса каждый день по всему миру. Если производители риса смогут улучшить качество и количество своих рисовых урожаев, это будет очень выгодно для фермеров. Время добавления питания или удобрений к рисовому урожаю важно, так как питание будет привлекать вредителей, которые затем повредят растения. Поэтому фермеры проверяют цвет листьев рисового растения как индикатор того, когда им нужно вносить азотные удобрения. Тогда фермеры могут управлять своими фермами более успешно. [16] Еще одно недавнее исследование о рисовой шелухе также является ценным. Экстракт рисовой шелухи ETOAC может быть хорошим антиоксидантом. Он может превратить неиспользуемую часть рисового растения во что-то ценное и защитить нашу окружающую среду. [17]
Теосинтес — это злаки рода Zea . Коренные американцы разводили и отбирали теосинтес по признакам, которые мы видим у кукурузы сегодня (большие початки, несколько рядов зерен). [18] Первые початки кукурузы были очень короткими, всего с 8 рядами зерен. [19] Современная кукуруза является результатом нескольких тысяч поколений селективного разведения. Современная кукуруза неспособна воспроизводиться без помощи человека; зерна остаются прочно прикрепленными к початку и гниют. Это не является полезной адаптацией для вида, но отлично подходит для сбора и транспортировки кукурузы.
Технология GBS (генотипирование через секвенирование) помогает кукурузной промышленности, позволяя лучше понять генетические механизмы того, какой вид кукурузы следует сажать, где ее следует сажать и сколько ее следует сажать. Основные области успеха включают: низкую стоимость, сокращение образцов, меньшее количество этапов CPR и очистки, отсутствие фракционирования по размеру и многое другое. Это значительно упрощает производство кукурузы. [20]
Цитрусовые были основным коммерческим продуктом во Флориде с 19 века. Флорида когда-то отвечала за большую часть поставок цитрусовых в США. [21] Цвет апельсинов не связан со созреванием , но является серьезным компонентом для продаж. Оранжевый цвет появляется только в районах с прохладными ночными температурами. В тропическом климате производители часто подвергают фрукты воздействию этилена , чтобы способствовать потере хлорофилла и раскрытию бета-каротинов (оранжевый цвет). [22]
Яблоки не являются родными для Северной Америки , но сегодня североамериканский континент может похвастаться самым большим разнообразием яблок в мире. [23] Частично это заслуга «Джонни Эпплсида», настоящего имени Джона Чепмена. Чепмен провел 48 лет, путешествуя по всему американскому северо-западу, распространяя семена яблок и сажая деревья. Хотя яблоки существуют буквально в тысячах сортов, большая часть рынка яблок основана на трех: Red Delicious, Golden Delicious и Granny Smith. [23]
Декоративные растения можно найти практически в любом магазине, и у многих людей есть хотя бы одно растение дома. Однако декоративные растения не ограничиваются комнатными растениями . Ландшафтные агентства активно используют декоративные растения, как правило, с сопутствующей высокой стоимостью. Деревья, кустарники, цветы и травы — все это регулярно высаживается профессиональными ландшафтными агентствами, что дает большой экономический эффект.
Гвоздика популярна из-за своего цвета, размера, аромата и долговечности. Ученые изучали биологические процессы, клеточный компонент и молекулярные функции, чтобы улучшить выращивание цветов гвоздики. [24] Гвоздики лучше растут в прохладном климате около 10-15 градусов по Цельсию. Ученые пытались улучшить срезанные цветы , чтобы они «жили» дольше при более высоких температурах. Оказалось, что гвоздики не могут хорошо расти в жарких условиях. Поэтому фермеры сажают гвоздики в теплицах, чтобы убедиться, что они растут. [25]
Мирты креповые (Lagerstroemia spp. L) — очень распространенные цветущие кустарники в США. Они изначально пришли из Южной Азии и растут в Соединенных Штатах уже более 180 лет после импорта. Мирты креповые популярны, потому что они могут расти в разных условиях. Цвета цветов различаются у разных сортов. Существует более 35 видов миртов креповых. На юге Соединенных Штатов они стали основными ландшафтными деревьями. Кроме того, мирты креповые можно использовать в качестве деревьев-хозяев для решения проблемы с вредителями. [26]