Банк семян. Состязание со временем

ОТ НАШЕГО КОРРЕСПОНДЕНТА В ВЕЛИКОБРИТАНИИ

НАША жизнь зависит от растений. Растения служат источником пищи, из них производится одежда, они источник топлива, строительных материалов и лекарственных средств. От растений зависит жизнь животных, птиц и насекомых. Однако, по мнению некоторых специалистов, четверти всех существующих в мире растений угрожает исчезновение в течение ближайших 50 лет. Ведущую роль в состязании со временем играет банк семян, названный Семенным фондом тысячелетия.

Банк, строительство которого обошлось в 120 миллионов долларов, находится в Южной Англии. Его называют «Ноевым ковчегом для растений» и «страховым полисом для планеты». В нем будут храниться сотни миллионов семян растений со всего мира, которые находятся в особой опасности.

Что такое банк семян?

Приходилось ли вам класть что-либо ценное в банк, чтобы оно хранилось там до того времени, когда снова вам понадобится? Примерно ту же самую функцию выполняет банк семян. Банк семян — это простой и экономичный способ хранения самых разных семенных растений — от низкорослых трав до гигантских деревьев. Хранящиеся в банке семена не требуют особого ухода, и большинство занимают совсем немного места: в маленьком стеклянном пузырьке, например, помещается миллион семян орхидеи. А если взять семена других растений, то в обычной стеклянной банке их поместится столько же, сколько людей живет в большом городе. После специальной обработки «будущие растения» можно спокойно хранить десятилетиями и даже столетиями — гораздо дольше, чем растения живут в природе.

Банки семян существовали и раньше, но в основном они использовались для коммерческих целей. В 1974 году ученые из Королевского ботанического сада в Кью (Лондон), начали работать над тем, чтобы создать хранилище семян диких растений в их филиале в Уэйкхерст-Плейс, в Сассксе. Было собрано и сохранено 4 000 образцов флоры, однако ученые поняли, что для предотвращения глобального исчезновения растений и их мест обитания необходима более развернутая программа. Поэтому в 1998 году на территории филиала Кью в Уэйкхерст-Плейс началось строительство банка бо́льших размеров.

Выполнение поставленных задач

Еще до завершения строительства первоочередной задачей стал сбор и сохранение к 2000 году семян всех деревьев, трав, кустарников и диких цветов, произрастающих в Великобритании. Из 1 440 видов этих растений 317 угрожает исчезновение. В банке Кью уже были семена 579 видов, и теперь бригада из 250 ботаников-профессионалов и любителей отправилась на поиски оставшихся. Увлеченные своим делом, они взбирались на горы, спускались по крутым склонам, переходили вброд холодные реки, стремясь отыскать даже редкие растения. Работа была  выполнена в срок, не хватало лишь нескольких наиболее редких видов.

Основной задачей на период с 2000 по 2010 год стал сбор одной десятой всех представителей семенных растений, что составляет 24 000 видов, причем внимание было сосредоточено в основном на растениях из засушливых районов планеты. В этих жарких, сухих местах живет пятая часть населения земли, и жизнь этих людей во многом зависит от растений. Тем не менее ежегодно огромные территории превращаются в пустыни. Экспедиции по сбору семян стартовали в начале 1997 года, а к февралю 2001 года работники Кью собрали 300 миллионов семян растений, произрастающих в 122 странах. Это означает, что остается собрать и сохранить семена еще примерно 19 000 видов.

Хранение семян

Садоводы и огородники с давних пор собирают и хранят семена. Однако семена, хранящиеся в Семенном фонде тысячелетия, будут существовать гораздо дольше, чем они просуществовали бы в природе. Секрет их «долголетия» в способе сушки и замораживания.

После сбора достаточного количества семян их очищают от внешней оболочки и помещают в бумажные или матерчатые мешочки, а иногда даже в бутылки из-под напитков и подсушивают их перед отправкой в Британию. В то же самое время сборщики подготавливают гербарий — образцы самих растений, которые будут «опознаны» в Кью, и отмечают точные места, где они были найдены (для определения мест используется спутниковая система навигации).

Когда семена попадают в Уэйкхерст-Плейс, они проходят две важные стадии сушки, между которыми их очищают. Сушка осуществляется в двух помещениях, воздух в которых суше, чем во многих пустынях, причем второе помещение более сухое, чем первое. Содержание влаги в семенах снижается с 50 процентов до 5, благодаря чему семена не повреждаются во время замораживания, а биологические процессы в них сильно замедляются. В таком состоянии семена могут храниться очень долго. Перед отправкой на хранение некоторые семена просвечивают рентгеновскими лучами, чтобы проверить, не повреждены ли они насекомыми и нет ли каких-либо заболеваний. Некоторые семена также проверяются на всхожесть. Каждые десять лет часть семян размораживают для проверки жизнеспособности. Если прорастает  меньше чем три четверти из них, то собираются новые семена.

Основной интерес для ученых представляет то, как влияет на семена долговременное хранение, а также способы их последующего проращивания. В конце концов семена помещают в плотно закрытые стеклянные банки и переносят в бетонное подвальное помещение, где находятся две морозильные камеры, каждая размером с комнату. Там при температуре 20 градусов ниже нуля, аккуратно расставленные на полочках, они погружаются в свой долгий сон.

Оправдал ли себя такой метод хранения семян? Оправдал. Несколько лет назад 3 000 семян различных растений, которые хранились в банке в течение 10 лет, были проверены на всхожесть, и 94 процента из них взошли.

Однако при хранении семян некоторых растений задача усложняется, поскольку при сильном понижении влажности семена погибают. Примером таких растений служат некоторые виды дуба (Quercus), какао (Theobroma cacao) и резиновое дерево (Hevea brasiliensis). Однако замораживать семена влажными не менее опасно: при замерзании вода расширяется и прорывает стенки клеток. Поиск решения этой проблемы продолжается. Одна из возможностей — извлечь из семени зародыш, быстро его высушить и хранить в жидком азоте при очень низкой температуре.

Кому это приносит пользу?

Как и любой другой банк, Семенной фонд тысячелетия делает выплаты. Семена используются для проведения исследований. Из растений производится четверть всех лекарств, однако четыре пятых мировой флоры остаются не изученными. Какие еще лекарственные средства предстоит открыть? В средиземноморских сортах вики (Vicia faba), например, был обнаружен белок, способствующий свертыванию крови. С его помощью можно выявлять редкие заболевания крови человека. Кто знает, возможно, будет открыто новое топливо, новое волокно или новый пищевой продукт.

Ученые из других стран приезжают в Семенной фонд тысячелетия, чтобы освоить способы хранения семян и технику их проращивания и затем открыть подобные банки у себя на родине. Значительная часть собранных семян принадлежит предоставившим их странам. Соответственно эти страны также извлекут пользу из проводимых исследований.

Семена из хранилища используются для восстановления истощенных земель и для увеличения численности видов, которым грозит исчезновение. Все это позволяет надеяться на приостановку всемирного процесса гибели флоры и многих зависящих от растений форм жизни.

 Как победить в этом состязании?

Ни у кого нет сомнений, что проблема, перед которой стоит человечество, очень серьезна. Роджер Смит, глава отдела по хранению семян в Кью, указал на три причины, послужившие толчком для создания Фонда: «Первая — это прямое использование семян. Многие растения изучены недостаточно, и, когда какое-то из них исчезает, мы просто не знаем, что́ мы потеряли: не исключено, что из него можно было получить какие-то лекарственные средства или использовать в пищевой промышленности. Вторая — это сеть жизни. Все существующие в мире виды — это, образно говоря, сеть, а каждый вид — это узелок в сети. Сколько узелков можно вырезать, не повредив при этом самой сети? Самый главный аргумент в пользу создания Фонда — наша обязанность заботиться об этой сети жизни. Какое право есть у живущих сейчас людей ограничивать возможности будущих поколений, допуская исчезновение форм жизни, которые эти поколения законно должны были унаследовать?»

Угроза для будущего поистине велика. Вот что говорит координатор проекта Стив Олтон: «Можно собрать в хранилище хоть все семена в мире, но если этим растениям негде будет расти, то какой в этом смысл?» Возможно ли на самом деле спасти все эти исчезающие виды и есть ли гарантия, что о нашей планете будут заботиться?

Да. Вот что обещает Создатель: «Посев будет в мире; виноградная лоза даст плод свой, и земля даст произведения свои, и небеса будут давать росу свою, и все это Я отдам во владение оставшемуся народу сему» (Захария 8:12).

[Рамка/Иллюстрации, страница 25]

ОДИН ИЗ МНОГИХ

Банк в Кью лишь один из 1 300 банков семян во всем мире, которые также активно заняты сбором и хранением семян при помощи глубокого замораживания. Стив Эберхарт, глава Национальной лаборатории по хранению семян в Колорадо, называет эти банки «Форт-Нокс * для растений».

[Иллюстрации]

Семенной фонд тысячелетия.

[Сноска]

[Рамка, страница 26]

ГЕННЫЕ БАНКИ

Важной задачей банков семян является сбор различных сельскохозяйственных культур, а также культур, родственных им. Благодаря этому создается генетический запас, к которому можно прибегнуть в случае распространения новых заболеваний или вредителей той или иной культуры. Путем селекции ученые выводят более урожайные, устойчивые к заболеваниям и вредителям, а также обладающие большей питательной ценностью сорта растений. По этой причине подобные генетические запасы играют все более важную роль.

По всему миру более 90 процентов потребляемых людьми калорий обеспечивается всего лишь 103 видами растений, и более половины потребляемой энергии — всего лишь тремя сельскохозяйственными культурами: рисом, пшеницей и кукурузой. Однако не все так просто.

Когда повсеместно выращивают генетически сходные сорта растений, они легко могут стать жертвой всего лишь одного заболевания или вредителя. Наглядным примером опасности генетического единообразия может послужить то, что произошло в 1840 году в Ирландии, когда весь урожай картофеля был уничтожен фитофторозом (Phytophthora infestans). Это грибковое заболевание стало причиной так называемого «Великого голода» и привело к гибели 750 000 людей.

[Рамка, страница 27]

ПОД УГРОЗОЙ РАЗНООБРАЗИЕ

На XVI Международном конгрессе по вопросам ботаники, проходившем в США, д-р Питер Рейвен сказал: «К середине [XXI] века из существующих, по подсчетам, 300 000 видов растений 100 000 видов могут быть утеряны или оказаться на пути к исчезновению». Согласно отчету Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций (ФАО), наблюдающееся сокращение разнообразия продовольственных культур «очень значительно». Основная угроза разнообразию исходит из самого, казалось бы, неожиданного источника.

ФАО сообщает: «В настоящее время основной причиной сокращения генетического разнообразия является внедрение коммерческих методов ведения сельского хозяйства. Непредусмотренным следствием распространения новых видов сельскохозяйственных культур стало вытеснение — и утеря — разнообразных видов, которые традиционно выращивались фермерами».

В 1949 году в Китае культивировалось около 10 000 сортов пшеницы, сегодня выращивается меньше 1 000 сортов. В США за истекшие 100 лет исчезло почти 6 000 сортов яблонь, разнообразие капусты сократилось на 95 процентов, а томатов — на 81 процент.

Другой причиной исчезновения некоторых видов сельскохозяйственных культур стали войны. Фермеры вынуждены на многие годы оставлять свои земли, и выращивавшиеся ими местные сорта гибнут. По сообщению «Курьера ЮНЕСКО», «война... не обошла стороной ни одну из стран на побережье Западной Африки, где испокон веков выращивался рис. Этот регион можно назвать хранилищем генетического разнообразия африканского риса (Oryza glaberrima), который... в настоящее время стало возможным скрестить с азиатским рисом, одной из наиважнейших сельскохозяйственных культур в мире. Исчезновение этой малоизученной африканской культуры в результате войн... будет иметь всемирное значение».

Надежней, чем банк семян

Джон Таксилл, исследователь из института «Уорлдуотч», сказал: «Люди все более уверенно манипулируют генами, но не надо забывать, что только природа может создавать гены. Когда растение со своим уникальным геномом исчезает, его уже не вернуть назад». Поэтому люди не жалеют средств, чтобы сохранить семена в банках.

Однако гораздо более надежной защитой служит обещание Создателя этих удивительных «упаковок» с будущим растением, который сказал еще в древние времена: «Во все дни земли сеяние и жатва... не прекратятся» (Бытие 8:22).

[Иллюстрация, страница 24]

Сбор семян в Буркина-Фасо.

[Иллюстрация, страница 25]

Хранение семян в морозильных камерах.

[Иллюстрация, страница 26]

Ботаник из Кении учится определять уровень влажности семян.

[Сведения об иллюстрации, страница 24]

Все фотографии на страницах 24—27: Королевский ботанический сад в Кью