Téměř deset let vědci ze Svalbardské osivové banky v Norsku sbírají a skladují vzorky semen z celého světa a pečlivě je uchovávají v trezoru vytesaném 400 stop do strany hory v polárním kruhu. Poté, jednoho dne v říjnu 2015, se stalo něco nebývalého: vědci začali semena vynášet a válcovali 138 černých beden obsahujících 38 000 semen z ocelového a betonového trezoru skrz jeho dveře a zpět do světa.
Související obsah
- Proč vědci shromažďují semena ze slunečnic na silnici
Svalbardská výsevní banka je možná nejslavnějším příkladem zárodečné banky nebo genové banky - místo určené k zachování biologické rozmanitosti, takže v případě katastrofické události, jako je sucho, nemoc nebo válka, mohou být klíčové plodiny znovu osídleny. Při prvním stažení na Svalbardu byla tato katastrofa způsobena člověkem - semena byla poslána na Svalbard před tím, než povstalci během syrské občanské války převzali další banku semen v Aleppu. Semena odstraněná ze Svalbardu - směs obilovin, pšenice, ječmene, fava fazolí, čočky a cizrny - byla poslána asi 3 000 mil do Libanonu a Maroka, kde vědci budou pokračovat ve výzkumu, který začal v Aleppu. Vědci doufají, že jejich projekty pomohou vyvinout nové, těžší kmeny těchto plodin, které by nakonec mohly odolávat změnám klimatu nebo chorobám.
Vědci pracující na těchto semenech, jak v Aleppu, tak po celém světě, měli štěstí. Byli schopni zajistit, aby duplikáty jejich semen existovaly někde jinde, než jejich genová banka, a byli schopni rychle a efektivně identifikovat semena, která potřebovali, když museli provést výběr. U stovek genových bank po celém světě - zejména těch, které působí na regionální nebo celostátní úrovni - by tomu tak snadno nemohlo být.
Genové banky jsou často považovány za poslední linii obrany biologické rozmanitosti - ujištění, že i když by se mělo stát to nejhorší, existují zálohy, které zajistí, že svět bude mít stále přístup k důležitým plodinám, jako je kukuřice, nebo k důležitým skladům genetického materiálu., jako kmen pšenice, která roste zvláště dobře v suchém podnebí. Ve skutečnosti však genové banky čelí celé řadě problémů, od chybějících klíčových částí biologické rozmanitosti po nedostatečnou komunikaci mezi genovými bankami a nejistým financováním.
Při zachování existují dva primární způsoby uchování konkrétní rostliny, zvířete nebo části genetické informace: zachování in situ, kde je dotyčný vzorek uchován v rámci svého ekosystému (buď přirozeně nebo z člověka), a ex situ ochrana, kde vzorek je uchován mimo svůj ekosystém. Semenné banky nebo genové banky jsou jednou z primárních metod zachování ex situ - místo, kde se semena, řízky nebo důležitý genetický materiál z plodin, domácích i divokých, skladují, katalogizují a uchovávají pro budoucí výzkum.
Fazole v genové bance CIAT v Kolumbii. (Neil Palmer, CIAT (BY CC-SA)) Genové banky jsou relativně novým konceptem spojeným s velmi starou myšlenkou: sbírání rostlin zájmu v určitém prostoru v zájmu vědeckého výzkumu. Kořeny vysledují zpět do botanických zahrad, které původně sloužily jako úložiště pro akademické studium léčivých rostlin již v 16. století. Později, když se evropský imperialismus rozšířil po celém světě, vědci a sběratelé přivezou rostliny z exotických míst do zahrad, jako je Královská botanická zahrada, Kew, v Anglii. Kromě toho, že byly použity pro vědu, tyto rostliny sloužily jako základ pro rozvíjející se komerční obchod s plodinami, jako je káva, kakao a palmový olej.
Jak evropští sběratelé stále více plnili botanické zahrady plodinami ze vzdálených lokalit, vědecké základy zahrad se staly méně prioritami. Místo toho začali chovatelé vytvářet sbírky rostlinného genetického materiálu, ke kterému by se mohlo přistupovat, aby pomohli zavést do rostlinných plemen cenné vlastnosti. Poté, v 60. a 70. letech, se zrodila myšlenka organizovaného a systematického shromažďování této genetické rozmanitosti - v genových bankách.
V současné době existuje po celém světě asi 1750 genových bank, které uchovávají více než 7 milionů vzorků semen, řízků nebo genetického materiálu. Existují masivní mezinárodní banky genů, jako je Svalbard, který je řízen Crop Trust, s pomocí vlády Norska a regionální organizace NordGen. A existují regionální banky genů, které fungují s malými rozpočty v odlehlých oblastech. Oba jsou klíčové pro zachování biologické rozmanitosti, avšak pro menší genové banky mohou být obtížné překonat obtíže spojené se získáváním, uchováváním a šířením genetického materiálu. Mezinárodní genové banky, jako je Svalbard, často pomáhají organizacím, jako je Crop Trust, a nadacemi, které jim pomáhají udržovat relativně stálý personál dlouhodobých výzkumných pracovníků a financování - luxus, který národní a regionální genové banky někdy mohou chybět.
"Genové banky jsou antropogenní konstrukcí, " říká Christina Waltersová, vedoucí výzkumu rostlinných bakterií v Národním středisku pro ochranu genetických zdrojů USDA se sídlem ve Fort Collins v Coloradu. "Jsou tak dobré, jako infrastruktura, kterou poskytujeme, a také představivost, kterou na ně my lidé aplikujeme." Genové banky nevytvářejí biologickou rozmanitost víc, než knihovny vytvářejí literaturu. “
Jedním z hlavních kusů biologické rozmanitosti, který často chybí genové banky, jsou příbuzní divokých plodin - nedomestikovaní, ale příbuzní kmeny základních potravinářských plodin, jako je kukuřice a pšenice. Nedávná studie provedená organizací Crop Trust se zaměřila na 1 076 divokých příbuzných souvisejících s 81 druhy některých z nejdůležitějších základních plodin na světě. Vědci zjistili, že 70 procent divokých příbuzných je nedostatečně zastoupeno ve světových genových bankách. Možná více, zjistili, že 29 procent těch divokých příbuzných plodin - asi 313 druhů - není vůbec zastoupeno v genových bankách.
To je problém, především proto, že divokí příbuzní plodin se často vyvinuly, aby rostly v méně než ideálních podmínkách, a prosperovaly v místech, kde je relativně nízká vlhkost nebo extrémně vysoká nadmořská výška. Vzhledem k tomu, že změna klimatu mění vzorce srážek a globální teplotu, je obtížné říci, jaké vlastnosti se stanou pro plodiny nejdůležitější, a proto je zachování vlastností - i těch, které dosud nebyly pro komerční pěstování příliš slibné - zásadní.
"Přemýšlejte o lidské rase: o Ebole jsme nevěděli nic před 20 lety a netušili jsme, že pro Ebola budeme potřebovat vakcínu, " říká Charlotte Lusty, koordinátorka programů genových bank pro Crop Trust. "To samé platí pro rostlinu v poli." Pokud pěstujete kukuřici nebo pšenici na poli, nemáte ponětí, co budete potřebovat nebo jaké onemocnění přijde, a že vakcína bude pocházet z genové banky. “
Sálbardská semenná úschovna je naplněna více než milionem odlišných semen, ale jejich uchovávání v chladu je pouze částí toho, co úschovna dělá. (Dag Endresen [CC BY 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0)], prostřednictvím Wikimedia Commons) Kromě chybějících klíčových kusů genetické rozmanitosti, genové banky, zejména na národní a regionální úrovni, často postrádají druh konzistentního financování nezbytného k zajištění toho, aby projekty mohly plnit své dlouhodobé mise. Genová banka je o mnohem více než o sběru genetického materiálu rostlin pro skladování - většinu každodenní práce genových bank zahrnuje přípravu a přepravu vzorků výzkumníkům a chovatelům z celého světa. Ředitelé genových bank často rádi předvádějí chladírny, kde je uložen genetický materiál - ale tyto oblasti jsou často poměrně nenáročné na údržbu a nízké náklady ve srovnání s výzvou skutečně udržovat sbírky.
"To není velká investice, " říká Lusty o sběru a skladování semen. "Problémy přicházejí s jejich sledováním, ujistit se, že zůstávají životaschopné a distribuují tato semena."
Vezměme například zemi jako Venezuela, která je uprostřed hospodářské krize, která se projevila, alespoň částečně, prudkými výpadky v celé zemi. Když dojde k těmto výpadkům, genové banky země - kterých má několik - nemají elektřinu potřebnou k zajištění toho, aby semena zůstala na optimální teplotě pro uchování. Během několika dnů od trvalého výpadku energie se tyto sbírky mohou úplně ztratit na světě.
"Pokud jde o národní genové banky, jsme ve velmi obtížné situaci." Je to vláda, která musí uznat důležitost a hodnotu těchto sbírek, “říká Lusty.
Výzvy spojené s regionálními a národními genovými bankami jsou velkou částí důvodu, proč organizace jako Crop Trust a CGIAR, globální zemědělské výzkumné konsorcium, které spravuje 11 genových bank po celém světě, jsou tak zaměřeny na zajištění toho, aby žádná genová banka nebyla ostrov sám k sobě. Crop Trust roky vede kampaň za získání dotace, kterou lze použít k tomu, aby genové banky zajistily druh konzistentního financování nezbytného k dlouhodobým investicím do výzkumu a zaměstnanců. Podle Lustyho je tato dotace v současné době dost velká na to, aby bylo genovým bankám k dispozici každoročně 5 až 6 milionů dolarů - což, vzhledem k tomu, že středně velká genová banka potřebuje na provoz přibližně 1 milion dolarů ročně, zdaleka nestačí.
"Vlády bohužel obecně nedávají takové zdroje, které potřebují, za tyto genové banky, aby jim umožnily pracovat na této úrovni, proto je nezbytné, aby něco jako Crop Trust alespoň podporovalo tyto mezinárodní genové banky, “říká Lusty.
V dokonalém systému by mezinárodní, národní a regionální genové banky fungovaly společně v tandemu a snažily se zachovat co největší množství genetické rozmanitosti s co nejmenším zdvojením. To znamená, že regionální genové banky by se do značné míry soustředily na sběr druhů původních v dané oblasti, přičemž větší mezinárodní genové banky slouží jako zálohy těchto sbírek.
A systém takhle funguje, alespoň po nějakou dobu. Ale aby pomohli světovým genovým bankám běžet ještě efektivněji, experti jako Lusty říkají, že je stále důležitější, aby genové banky na všech úrovních měly jasný způsob vzájemné komunikace toho, co mají - a co potřebují - navzájem. Aby se zajistilo, že tento typ komunikační cesty existuje, pomáhal Crop Trust v roce 2008 vytvořit online nástroj známý jako Genesys, který funguje jako druh otevřeného katalogu pro zúčastněné genové banky. Genesys však zůstává neúplný, s chybějícími sbírkami, které zaměstnanci Crop Trust pracují na zařazení do databáze. V dubnu oznámila brazilská národní organizace pro zemědělský výzkum EMBRAPA, že přidá své sbírky do společnosti Genesys, což bylo hlavní vítězství pro pokračující rozšiřování databáze společnosti Crop Trust.
V konečném důsledku by představa genové banky jako „trezoru doomsday“ mohla být největší výzvou, kterou je třeba překonat. Vědci, jako je Walters, považují genové banky za statické apokalyptické programy poslední instance, obávají se, že každodenní role, kterou hrají genové banky při zajišťování potravin, je nakonec ztracena na veřejnosti.
"Lidé opravdu nepovažují genové banky za aktivně používané - jako knihovnu, " říká. „[Systém USDA] National Plant Germplasm System distribuuje 250 000 přistoupení ročně. Lidé si myslí, že genové banky jsou skladištěm, jako by to bylo jen cvičení dávat semena do pytlů a ukládat pytle do mrazničky. Avšak užitečnost a dostupnost genetických zdrojů v genové bance je velký příběh. “
