De aproape un deceniu, cercetătorii de la Svalbard Seed Bank din Norvegia colectează și depozitează mostre de semințe de pe tot globul, păstrându-le meticulos într-o boltă sculptată la 400 de metri în partea unui munte din Cercul Arctic. Apoi, într-o zi din octombrie 2015, s-a întâmplat ceva fără precedent: cercetătorii au început să scoată semințele, rostogolind 138 de cutii negre care conțin 38.000 de semințe din bolta de oțel și beton, prin ușile sale și înapoi în lume.
Continut Asemanator
- De ce oamenii de știință adună semințe din floarea-soarelui de pe marginea drumului
Banca de semințe Svalbard este poate cel mai cunoscut exemplu de bancă de semințe sau bancă de gene - un loc menit să păstreze biodiversitatea, astfel încât, în cazul unui eveniment catastrofal precum seceta, boala sau războiul, speciile-culturi cheie să poată fi repopulate. Pentru prima retragere de la Svalbard, acea catastrofă a fost făcută manual - semințele au fost trimise la Svalbard înainte ca rebelii să preia o altă bancă de semințe din Alep, în timpul Războiului Civil Sirian. Semințele scoase din Svalbard - un amestec de cereale, grâu, orz, fasole fainoasă, linte și năut - au fost trimise aproximativ 3.000 de mile în Liban și Maroc, unde oamenii de știință vor continua cercetările care au început în Alep. Cercetătorii speră că proiectele lor vor ajuta la dezvoltarea de tulpini noi și mai dure ale acestor culturi care ar putea rezista în cele din urmă la schimbările climatice sau la boli.
Cercetătorii care lucrează la aceste semințe, atât în Alep, cât și în întreaga lume, au avut noroc. Ei au fost capabili să se asigure că duplicatele semințelor lor existau altundeva decât banca lor de gene și au fost capabili să identifice rapid și eficient semințele de care aveau nevoie atunci când trebuiau să se retragă. Pentru sute de bănci de gene din întreaga lume - în special pentru cele care operează la nivel regional sau național - acest lucru nu ar fi putut fi ușor cazul.
Băncile cu gene sunt adesea gândite ca o ultimă linie de apărare pentru biodiversitate - o asigurare că, chiar dacă cel mai rău ar trebui să se întâmple, există garanții în vigoare pentru a se asigura că lumea încă poate accesa culturi cruciale precum porumbul sau magazine importante de material genetic., ca o tulpină de grâu care crește deosebit de bine în climele uscate. În realitate, însă, băncile de gene se confruntă cu o serie de probleme, de la lipsa unor piese cheie ale biodiversității la o lipsă de comunicare între băncile de gene până la finanțare incertă.
În conservare, există două metode principale de conservare a unei anumite plante, animale sau bucăți de informații genetice: conservarea in situ, în care eșantionul în cauză este păstrat în ecosistemul său (fie natural, fie produs de om) și conservarea ex situ, unde eșantionul este păstrat în afara ecosistemului său. Băncile de semințe sau băncile de gene sunt una dintre metodele principale de conservare ex situ - un loc în care semințele, butașii sau materialul genetic important din culturi, domesticite și sălbatice, sunt depozitate, catalogate și conservate pentru cercetările viitoare.
Fasolea de la banca de gene CIAT din Columbia. (Neil Palmer, CIAT (BY CC-SA)) Băncile de gene sunt un concept relativ nou legat de o idee foarte veche: colectarea plantelor de interes într-un anumit spațiu în interesul cercetării științifice. Ei își urmăresc rădăcinile înapoi în grădinile botanice, care au servit inițial ca depozite pentru studiul academic al plantelor medicinale încă din secolul al XVI-lea. Mai târziu, pe măsură ce Imperialismul European se extindea pe tot globul, oamenii de știință și colecționarii vor readuce plantele din locații exotice în grădini precum Grădina Botanică Regală, Kew, în Anglia. Pe lângă faptul că au fost utilizate pentru știință, aceste plante au servit ca bază pentru creșterea comerțului comercial de culturi precum cafea, cacao și ulei de palmier.
Deoarece colecționarii europeni umpleau din ce în ce mai mult grădinile botanice cu culturi din localități îndepărtate, bazele științifice ale grădinilor au devenit mai puțin prioritare. În locul lor, crescătorii au început să creeze colecții de material genetic al plantelor care ar putea fi accesate pentru a ajuta la introducerea trăsăturilor valoroase în rasele de plante. Apoi, în anii 1960 și 70, s-a născut ideea colectării acestei diversități genetice într-un mod organizat și sistematic - în băncile de gene.
Astăzi, există aproximativ 1.750 de bănci de gene în întreaga lume, care păstrează peste 7 milioane de probe de semințe, butași sau material genetic. Există bănci de gene masive, internaționale, precum Svalbard, care este gestionat de Crop Trust, cu ajutorul guvernului Norvegiei și al organizației regionale NordGen. Și există bănci regionale de gene, care operează cu bugete mici în zone îndepărtate. Ambele sunt cruciale pentru păstrarea biodiversității, cu toate acestea, pentru băncile de gene mai mici, dificultățile asociate cu achiziționarea, stocarea și diseminarea materialului genetic pot fi dificil de depășit. Băncile internaționale de gene precum Svalbard au adesea ajutorul unor organizații precum Crop Trust și dotări care îi ajută să mențină un personal relativ constant al cercetătorilor și finanțării pe termen lung - luxuri de care băncile de gene și naționale regionale pot lipsi uneori.
„Băncile de gene sunt o construcție antropică”, spune Christina Walters, lider de cercetare pentru germoplasma plantelor cu Centrul Național al Conservării Resurselor Genetice al USDA, situat în Fort Collins, Colorado. „Sunt doar la fel de bune ca infrastructura pe care o punem oamenii, dar și imaginația pe care noi oamenii o aplicăm. Băncile cu gene nu creează biodiversitate mai mult decât bibliotecile creează literatură. "
O componentă majoră a biodiversității pe care băncile de gene nu o duc adesea sunt rudele sălbatice ale culturilor - tulpinile nedomesticate, dar asociate, ale culturilor alimentare alimentare de bază precum porumbul și grâul. Un studiu recent realizat de Crop Trust a analizat 1.076 rude sălbatice legate de 81 de specii din unele dintre cele mai importante culturi de capse din lume. Cercetătorii au descoperit că 70 la sută dintre acele rude sălbatice sunt reprezentate insuficient în băncile de gene ale lumii. Poate mai mult, au descoperit că 29 la sută dintre acele rude sălbatice din culturi - aproximativ 313 specii - nu sunt deloc reprezentate în băncile de gene.
Aceasta este o problemă, mai ales pentru că rudele sălbatice ale culturii au evoluat adesea pentru a crește în condiții mai puțin decât cele ideale, înflorind în locuri unde umiditatea relativ scăzută sau altitudinea extrem de ridicată. Deoarece schimbările climatice modifică modelele de precipitații și temperatura globală, este dificil de spus care sunt trăsăturile care vor deveni cele mai importante pentru culturi, motiv pentru care este foarte importantă păstrarea trăsăturilor - chiar și cele care anterior nu au arătat prea multe promisiuni pentru creșterea comercială.
„Gândiți-vă la rasa umană: nu știam nimic despre Ebola în urmă cu 20 de ani și nu aveam idee că vom avea nevoie de un vaccin pentru Ebola”, spune Charlotte Lusty, coordonatoarea programelor băncii de gene pentru Crop Trust. „Este la fel pentru o plantă dintr-un câmp. Dacă crești porumb sau grâu într-un câmp, nu ai idee despre ce vei avea nevoie sau ce boală va veni, iar vaccinul va veni de la o bancă de gene. ”
Bolta de semințe Svalbard este umplută cu mai mult de un milion de semințe distincte, dar păstrarea lor la depozitare la rece este doar o parte din ceea ce face bolta. (Dag Endresen [CC BY 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0)], prin Wikimedia Commons) Pe lângă faptul că lipsesc bucăți cruciale de diversitate genetică, băncile de gene, în special la nivel național și regional, adesea nu au genul de finanțare consecventă necesară pentru a se asigura că proiectele își pot îndeplini misiunile pe termen lung. O bancă de gene este aproximativ mult mai mult decât colectarea materialului genetic al plantelor pentru depozitare - o mare parte din activitatea de zi cu zi a băncilor de gene care implică pregătirea și expedierea eșantioanelor către cercetătorii și crescătorii din întreaga lume. Administratorii băncilor de gene le place să prezinte adesea încăperile de depozitare la rece, unde materialul genetic este depozitat - dar zonele sunt adesea destul de reduse de întreținere și costuri reduse în comparație cu provocarea de a menține efectiv colecțiile.
„Nu este o investiție uriașă pentru a face asta”, spune Lusty despre colectarea și depozitarea semințelor. „Dificultatea apare în monitorizarea lor, asigurându-se că acestea rămân viabile și distribuind aceste semințe.”
Luăm, de exemplu, o țară precum Venezuela, care se află în mijlocul unei crize economice care s-a manifestat, cel puțin parțial, cu opriri în toată țara. Atunci când apar aceste opriri, băncile de gene ale țării - dintre care există mai multe - nu au electricitatea necesară pentru a se asigura că semințele rămân la o temperatură optimă pentru conservare. În câteva zile de la o întrerupere susținută, aceste colecții ar putea fi pierdute complet pentru lume.
„Când vine vorba de băncile naționale de gene, ne aflăm într-o situație foarte dificilă. Este foarte mult guvernul care trebuie să recunoască importanța și valoarea acestor colecții ”, spune Lusty.
Provocările asociate băncilor regionale și naționale de gene sunt o mare parte din motivul pentru care organizații precum Crop Trust și CGIAR, un consorțiu global de cercetare agricolă care gestionează 11 bănci de gene din întreaga lume, sunt atât de concentrate pe asigurarea faptului că nicio bancă de gene nu este insula la sine. Crop Trust a făcut campanii de ani de zile pentru a ridica o dotare care poate fi utilizată pentru a ajuta băncile de gene să asigure tipul de finanțare consecventă necesară pentru a face investiții pe termen lung în cercetare și personal. Potrivit lui Lusty, în prezent, dotarea este suficient de mare pentru a face loc între 5 și 6 milioane de dolari disponibile băncilor de gene în fiecare an - ceea ce, considerând că o bancă de gene medie are nevoie de aproximativ 1 milion de dolari anual pentru a funcționa, este departe de a fi suficientă.
„Din păcate, guvernele în general nu pun tipul de resurse de care au nevoie în spatele acestor bănci de gene pentru a le permite să lucreze la acest nivel, motiv pentru care este esențial ca ceva precum Crop Trust să susțină cel puțin aceste internaționale bancile de gene, spune Lusty.
Într-un sistem perfect, băncile de gene internaționale, naționale și regionale ar funcționa toate în tandem, lucrând pentru a păstra cea mai mare cantitate de diversitate genetică cu cea mai mică cantitate de duplicare. Asta înseamnă că băncile regionale de gene se vor concentra în mare parte pe colectarea speciilor native din acea zonă, băncile de gene internaționale mai mari urmând să ofere sprijin pentru aceste colecții.
Și sistemul funcționează așa, cel puțin o parte din timp. Dar, pentru a ajuta băncile de gene din lume să funcționeze și mai eficient, experții precum Lusty spun că este din ce în ce mai important pentru băncile de gene, la toate nivelurile, să aibă un mod clar de a comunica ceea ce au - și ce au nevoie - unul cu celălalt. Pentru a asigura acest tip de cale de comunicare există, Crop Trust a ajutat la crearea unui instrument online cunoscut sub numele de Genesys, în 2008, care acționează ca un fel de catalog open-source pentru băncile de gene participante. Dar Genesys rămâne incomplet, cu colecțiile lipsă pe care angajații de la Crop Trust lucrează să le fi inclus în baza de date. În aprilie, organizația națională de cercetare agricolă din Brazilia, EMBRAPA, a anunțat că își va adăuga colecțiile la Genesys, ceea ce a fost un câștig major pentru extinderea continuă a bazei de date a Crop Trust.
În cele din urmă, imaginea unei bănci de gene ca „boltă de zi cu zi” ar putea fi cea mai mare provocare de depășit. Considerând băncile de gene ca programe statice și apocaliptice de ultimă soluție, cercetătorii precum Walters își fac griji că rolul de zi cu zi pe care îl joacă băncile de gene în asigurarea securității alimentare în cele din urmă se pierde în public.
„Oamenii nu consideră că băncile de gene sunt folosite în mod activ - ca o bibliotecă”, spune ea. „[Sistemul național de germoplasme USDA] distribuie 250.000 de acces pe an. Oamenii se gândesc la băncile de gene ca și cum ar fi un depozit, ca și cum ar fi doar un exercițiu de a pune semințe în pungi și de a pune saci în congelator. Dar utilitatea și accesibilitatea resurselor genetice din banca de gene este marea poveste. ”
