Skoraj desetletje raziskovalci na semenski banki Svalbard na Norveškem zbirajo in hranijo vzorce semen z vsega sveta in jih skrbno hranijo v trezorju, izklesanim 400 metrov v stran gore v arktičnem krogu. Potem se je nekega dne oktobra 2015 zgodilo nekaj brez primere: raziskovalci so začeli odnašati seme ven in skozi vrata in nazaj v svet odvrgli 138 črnih škatel, v katerih je bilo 38.000 semen, iz jekla in betona.
Sorodne vsebine
- Zakaj znanstveniki zbirajo semena iz obhodnih sončnic
Svalbardska semenska banka je morda najbolj znan primer semenske banke ali genske banke - kraj, namenjen ohranjanju biotske raznovrstnosti, tako da se lahko v primeru katastrofalnega dogodka, kot so suša, bolezni ali vojne, ključne vrste pridelkov ponovno naselijo. Ta katastrofa je bila za prvi umik Svalbarda narejena človeško - seme je bilo poslano v Svalbard, preden so med sirijsko državljansko vojno uporniki prevzeli drugo banko semen v Alepu. Semena, odstranjena iz Svalbarda - mešanica žit, pšenice, ječmena, fava fižola, leče in čičerike - so poslali približno 3000 kilometrov v Libanon in Maroko, kjer bodo znanstveniki nadaljevali raziskave, ki so se začele v Alepu. Raziskovalci upajo, da bodo njihovi projekti pripomogli k razvoju novih, trdnejših vrst teh poljščin, ki bi se sčasoma lahko uprli podnebnim spremembam ali bolezni.
Raziskovalci, ki delajo na teh semenih, tako v Alepu, kot po vsem svetu, so imeli srečo. Lahko so zagotovili, da dvojniki njihovih semen obstajajo nekje drugje, razen njihove genske banke, in lahko hitro in učinkovito prepoznajo semena, ki jih potrebujejo, ko se morajo umakniti. Za stotine genskih bank po vsem svetu - zlasti tiste, ki delujejo na regionalni ali nacionalni ravni - tega preprosto ne bi bilo mogoče.
Genske banke pogosto veljajo za zadnjo zaščito biotske raznovrstnosti - zagotovilo, da tudi če se zgodi najhujše, obstajajo varnostne kopije, s katerimi lahko svet še vedno dostopa do ključnih pridelkov, kot je koruza ali pomembnih zalog genskega materiala, kot sev pšenice, ki še posebej dobro raste v suhem podnebju. V resnici pa se genske banke soočajo s številnimi težavami, od manjkajočih ključnih delov biotske raznovrstnosti do pomanjkanja komunikacije med genskimi bankami do negotovega financiranja.
Pri ohranjanju obstajata dve osnovni metodi ohranjanja določene rastlinske, živalske ali koščke genetskih informacij: in situ ohranjanje, kjer je zadevni vzorec ohranjen v njegovem ekosistemu (naravni ali s človekom) in ohranjanje ex situ, kjer vzorec je ohranjen zunaj svojega ekosistema. Semene banke ali genske banke so ena od glavnih metod ohranjanja ex situ - kraj, kjer semena, potaknjenci ali pomemben genetski material iz pridelkov, tako udomačenih kot divjih, shranjujejo, katalogizirajo in ohranjajo za prihodnje raziskave.
Fižol v banki genov CIAT v Kolumbiji. (Neil Palmer, CIAT (BY CC-SA)) Genske banke so razmeroma nov koncept, vezan na zelo staro idejo: zbiranje rastlin, ki zanimajo določen prostor v interesu znanstvenega raziskovanja. Svoje korenine segajo vse do botaničnih vrtov, ki so bili prvotno služili kot skladišča za akademsko preučevanje zdravilnih rastlin že v 16. stoletju. Kasneje, ko se je evropski imperijalizem razširil po vsem svetu, bodo znanstveniki in zbiralci v Anglijo vrnili rastline z eksotičnih lokacij na vrtove, kot je Kraljevski botanični vrt, Kew. Poleg tega, da so bile te rastline uporabljene za znanost, so služile kot osnova za gojenje komercialne trgovine s pridelki, kot so kava, kakav in palmovo olje.
Ko so evropski zbiralci vse bolj polnili botanične vrtove s pridelki iz oddaljenih krajev, je znanstvena podlaga vrtov postala manj prednostna naloga. Namesto tega so rejci začeli ustvarjati zbirke rastlinskega genskega materiala, do katerih je mogoče dostopati, da bi pomagali vnašati dragocene lastnosti v pasme rastlin. Potem se je v 60. in 70. letih rodila ideja o zbiranju te genske raznolikosti na organiziran in sistematičen način - v genskih bankah.
Danes po vsem svetu živi približno 1.750 genskih bank, ki hranijo več kot 7 milijonov vzorcev semen, potaknjencev ali genskega materiala. Obstajajo ogromne mednarodne genske banke, kot je Svalbard, ki jih upravlja Crop Trust, s pomočjo vlade Norveške in regionalne organizacije NordGen. Obstajajo tudi regionalne genske banke, ki na oddaljenih območjih poslujejo z majhnimi proračuni. Oboje je ključnega pomena za ohranjanje biotske raznovrstnosti, vendar za manjše genske banke težave težko pridobimo, shranimo in razširjamo genskega materiala. Mednarodne genske banke, kot je Svalbard, imajo pogosto pomoč organizacij, kot je Crop Trust, in obdarovanja, ki jim pomagajo ohraniti razmeroma stalen kader dolgoročnih raziskovalcev in financiranja - razkošje, ki jih včasih lahko primanjkuje nacionalnih in regionalnih genskih bank.
"Genetske banke so antropogeni konstrukt, " pravi Christina Walters, vodja raziskav za rastlinsko zarodno plazmo z USDA-jevim nacionalnim centrom za ohranjanje genetskih virov, ki se nahaja v Fort Collinsu v Koloradu. "So le tako dobri kot infrastruktura, ki jo zagotavljamo, tudi domišljija, ki jo mi uporabljamo za njih. Genske banke ne ustvarjajo biotske raznovrstnosti več, kot knjižnice ustvarjajo literaturo. "
Glavni del biotske raznovrstnosti, ki mu genske banke pogosto manjkajo, so sorodniki divjih pridelkov - nespremenjeni, vendar povezani sovi živilskih pridelkov, kot sta koruza in pšenica. Nedavna raziskava, ki jo je izvedel Trust Crop, je pregledala 1.076 divjih sorodnikov, povezanih z 81 vrstami nekaterih najpomembnejših pridelkov reza na svetu. Raziskovalci so ugotovili, da je 70 odstotkov teh divjih sorodnikov premalo zastopanih v svetovnih genskih bankah. Morda bolj zaskrbljujoče je, da so ugotovili, da 29 odstotkov teh sorodnih divjih sorodnikov - približno 313 vrst - sploh ni zastopanih v genskih bankah.
To je težava, predvsem zato, ker se pridelki divjih pridelkov pogosto razvijajo v manj kot idealnih razmerah in uspevajo v krajih z relativno nizko vlago ali izjemno veliko višino. Ker podnebne spremembe spreminjajo vzorce padavin in globalno temperaturo, je težko reči, katere lastnosti bodo postale najpomembnejše za pridelke, zato je ohranjanje lastnosti - tudi tiste, ki prej niso pokazale veliko obljube za komercialno gojenje - ključnega pomena.
"Pomislite na človeško raso: o eboli pred 20 leti nismo vedeli ničesar in nismo vedeli, da bomo potrebovali cepivo proti eboli, " pravi Charlotte Lusty, koordinatorka programov genske banke za Crop Trust. "Enako je za obrat na polju. Če gojite koruzo ali pšenico na polju, nimate pojma, kaj boste potrebovali ali kakšna bolezen bo prišla, to cepivo pa bo prišlo iz genske banke. "
Svobardski semenski sef je napolnjen z več kot milijonom različnih semen, vendar je hranjenje v hladilnici le del tega, kar trezor počne. (Dag Endresen [CC BY 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0)], prek Wikimedia Commons) Poleg tega, da manjkajo ključni deli genske raznolikosti, genskim bankam, zlasti na nacionalni in regionalni ravni, pogosto manjkajo vrste doslednega financiranja, ki bi bilo potrebno, da bi lahko projekti izvajali svoje dolgoročne misije. Genska banka je veliko več kot zbiranje rastlinskega genetskega materiala za shranjevanje - velik del vsakodnevnega dela genskih bank, ki vključuje pripravo in pošiljanje vzorcev raziskovalcem in rejcem po vsem svetu. Direktorji genskih bank pogosto radi razstavljajo hladilnice, v katerih je shranjen genetski material - vendar so ta območja pogosto dokaj vzdrževana in poceni v primerjavi z izzivom za dejansko vzdrževanje zbirk.
"To ni velika naložba, " pravi Lusty za zbiranje in shranjevanje semen. "Težava je pri njihovem nadziranju in zagotavljanju, da ostanejo sposobni preživeti, in distribuciji teh semen."
Vzemimo za primer državo, kot je Venezuela, ki je sredi gospodarske krize, ki se je vsaj deloma pokazala z neprestanimi odmiki po vsej državi. Ko pride do takšnih izpadov, genske banke v državi - ki jih ima več - nimajo električne energije, potrebne za zagotovitev, da seme ostane pri optimalni temperaturi za konzerviranje. V nekaj dneh po neprekinjenem zatiranju bi te zbirke lahko popolnoma izgubile svet.
"Ko gre za nacionalne genske banke, smo tam v zelo težkem položaju. Vlada je zelo pomembna in prepoznava pomen in vrednost teh zbirk, "pravi Lusty.
Izzivi, povezani z regionalnimi in nacionalnimi genskimi bankami, so velik del razloga, zakaj so organizacije, kot sta Crop Trust in CGIAR, svetovni konzorcij za kmetijske raziskave, ki upravlja 11 genskih bank po vsem svetu, tako osredotočene na zagotavljanje, da nobena banka genov ni otok do sebe. Crost Trust se že leta trudi zbrati zbiranje sredstev, ki jih lahko uporabimo za pomoč genskim bankam pri zagotavljanju doslednega financiranja, potrebnega za dolgoročne naložbe v raziskave in osebje. Po besedah Lustyja je trenutno obdarjena banka dovolj velika, da lahko genskim bankam vsako leto da na razpolago od 5 do 6 milijonov dolarjev - kar je, če upoštevamo, da srednje velika genska banka za delovanje potrebuje približno milijon dolarjev letno, še zdaleč ni dovolj.
"Na žalost vlade na splošno ne dajo potrebnih virov za te genske banke, da bi jim lahko omogočile, da delujejo na tej ravni, zato je nujno, da nekaj, kot je Crost Trust, vsaj podpre te mednarodne genske banke, "pravi Lusty.
V popolnem sistemu bi vse mednarodne, nacionalne in regionalne genske banke delovale v tandemu in si prizadevale za ohranitev največje količine genske raznolikosti z najmanjšo količino podvajanja. To pomeni, da bi se regionalne genske banke v veliki meri osredotočile na zbiranje vrst, ki izvirajo iz tega območja, večje mednarodne genske banke pa bodo služile kot podpora tem zbirkam.
In sistem vsaj nekaj časa deluje tako. Da pa bi svetovnim genskim bankam pomagali še bolj učinkovito delovati, strokovnjaki, kot je Lusty, pravijo, da je za genske banke vse bolj pomembno, da imajo na vseh ravneh jasen način, kako komunicirati, kaj imajo - in kaj potrebujejo - med seboj. Da bi zagotovil tovrstno komunikacijsko pot, je Crop Trust leta 2008 pomagal vzpostaviti spletno orodje, imenovano Genesys, ki deluje kot nekakšen katalog odprtih virov za sodelujoče genske banke. Toda Genesys ostaja nepopolna, v zbirko podatkov pa so vključene manjkajoče zbirke, ki jih delajo zaposleni v Crop Trustu. Aprila je brazilska nacionalna organizacija za raziskave na področju kmetijstva EMBRAPA objavila, da bo svoje zbirke dodala Genesysu, kar je bila velika zmaga pri nadaljnji širitvi baze podatkov Crop Trust.
Na koncu je morda največji izziv za premagovanje podobe genske banke kot "trezorja obsojenega dne". Razmišljajo o genskih bankah kot o statičnih, apokaliptičnih programih kot zadnji kraj, raziskovalce, kot je Walters, skrbi, da vsakodnevna vloga, ki jo imajo genske banke pri zagotavljanju preskrbe s hrano, na koncu izgubi javnost.
"Ljudje resnično ne upoštevajo genskih bank kot aktivno uporabljenih - kot knjižnica, " pravi. „[USDA-ov] nacionalni sistem rastlinskih zarodnih plazmov razdeli 250.000 pristopov na leto. Ljudje mislijo na genske banke, kot da so skladišče, kot da gre le za vajo semena v vrečke in vrečk v zamrzovalnik. Toda koristnost in dostopnost genetskih virov v genski banki je velika zgodba. "
