Gotovo desetljeće istraživači Banke sjemena Svalbard u Norveškoj prikupljaju i čuvaju uzorke sjemena diljem svijeta, pažljivo ih čuvajući u svodu isklesanom 400 metara u stranu planine u Arktičkom krugu. Potom se jednog dana u listopadu 2015. dogodilo nešto bez presedana: istraživači su počeli vaditi sjeme vadeći 138 crnih kutija s 38.000 sjemenki iz čelika i betonskog svoda kroz svoja vrata i natrag u svijet.
Povezani sadržaj
- Zašto znanstvenici skupljaju sjeme sa obasjanih suncokreta
Banka sjemena Svalbarda možda je najpoznatiji primjer sjemenske banke, odnosno banke gena - mjesto namijenjeno očuvanju biološke raznolikosti, tako da se u slučaju katastrofalnog događaja poput suše, bolesti ili rata, ključne vrste usjeva mogu ponovno useliti. Za prvo povlačenje Svalbarda, ta katastrofa bila je stvorena čovjekom - sjeme je poslano na Svalbard prije nego što su pobunjenici preuzeli drugu banku sjemena u Alepu tijekom sirijskog građanskog rata. Sjeme uklonjeno iz Svalbarda - mješavina žitarica, pšenice, ječma, fava graha, leće i slanutak - poslano je nekih 3.000 kilometara u Libanon i Maroko, gdje će znanstvenici nastaviti s istraživanjima koja su započela u Alepu. Istraživači se nadaju da će njihovi projekti pomoći u razvoju novih, čvršćih sojeva ovih usjeva koji bi na kraju mogli izdržati klimatske promjene ili bolesti.
Istraživači koji rade na tim sjemenima, kako u Alepu, tako i širom svijeta, imali su sreće. Bili su u mogućnosti osigurati da duplikati njihovih sjemenki postoje negdje osim njihove genske banke, i bili su u stanju brzo i učinkovito identificirati sjeme koje im je potrebno kad su morali izvršiti povlačenje. Stotine genskih banaka širom svijeta - osobito one koje posluju na regionalnoj ili nacionalnoj razini - to jednostavno nije mogao biti slučaj.
Genetske banke često se smatraju zadnjom linijom obrane biološke raznolikosti - uvjeravanjem da čak i ako se najgore dogodi, postoje sigurnosne kopije koje bi osigurale da svijet i dalje može pristupiti ključnim kulturama poput kukuruza ili važnim zalihama genetskog materijala poput soja pšenice koji posebno dobro raste u suhim klimama. U stvarnosti, međutim, genske banke suočavaju se s brojnim problemima, od nedostatka ključnih dijelova biološke raznolikosti do nedostatka komunikacije između genskih banaka do nesigurnih sredstava.
U očuvanju postoje dvije primarne metode očuvanja određene biljne, životinjske ili djeliće genetskih podataka: in situ zaštita, gdje se dotični uzorak čuva u njegovom ekosustavu (prirodnim putem ili u obliku čovjeka) i zaštita ex situ, gdje uzorak je sačuvan izvan svog ekosustava. Banke sjemena, odnosno genske banke, jedna su od osnovnih metoda zaštite ex situ - mjesto na kojem se sjeme, reznice ili važan genetski materijal iz usjeva, pripitomljen i divlji, pohranjuju, katalogiziraju i čuvaju za buduća istraživanja.
Grah u banci CIAT gena u Kolumbiji. (Neil Palmer, CIAT (BY CC-SA)) Genetske banke relativno su novi koncept vezan za vrlo staru ideju: prikupljanje biljaka od interesa u određenom prostoru u interesu znanstvenog istraživanja. Svoje korijene pronalaze u botaničkim vrtovima, koji su izvorno služili kao spremišta za akademsko proučavanje ljekovitih biljaka još u 16. stoljeću. Kasnije, kako se europski imperijalizam proširio svijetom, znanstvenici i kolekcionari vratili su biljke s egzotičnih lokacija u vrtove poput Kraljevskog botaničkog vrta, Kew, u Englesku. Osim što su korištene za znanost, ove su biljke služile kao osnova za bujnu trgovinsku trgovinu usevima poput kave, kakaa i palminog ulja.
Kako su europski kolekcionari sve više ispunjavali botaničke vrtove usjevima iz dalekih krajeva, znanstvena podloga vrtova postala je manje prioritet. Umjesto toga, uzgajivači su počeli stvarati kolekcije biljnog genetskog materijala kojemu se može pristupiti kako bi se pomoglo unošenju vrijednih svojstava u pasmine biljaka. Tada se, u šezdesetim i 70-ima, rodila ideja o prikupljanju ove genetske raznolikosti na organiziran i sustavan način - u genskim bankama.
Danas postoji oko 1.750 gena banaka širom svijeta, u kojima se čuva više od 7 milijuna uzoraka sjemena, reznica ili genetskog materijala. Postoje velike, međunarodne genske banke poput Svalbarda, kojima upravlja Crop Trust, uz pomoć vlade Norveške i regionalne organizacije NordGen. A postoje i regionalne genske banke, koje s malim proračunima posluju u udaljenim područjima. Oboje je ključno za očuvanje biološke raznolikosti, a za manje genetske banke teško je prevladati poteškoće povezane s nabavljanjem, pohranjivanjem i širenjem genetskog materijala. Međunarodne genske banke poput Svalbarda često imaju pomoć organizacija poput Crop Trust-a i obdarenja koje im pomažu u održavanju relativno stabilnog osoblja dugoročnih istraživača i financiranja - raskoši koje nacionalnim i regionalnim genskim bankama ponekad mogu nedostajati.
"Genetske su banke antropogeni konstrukt", kaže Christina Walters, voditeljica istraživanja biljne germplazme u USDA-ovom Nacionalnom centru za očuvanje genetskih resursa, smještenoj u Fort Collinsu, Colorado. "Oni su samo dobri kao i infrastruktura koju ljudi pružaju, ali i mašta koju mi ljudi primjenjujemo na njih. Genetske banke više ne stvaraju biološku raznolikost nego što knjižnice stvaraju literaturu. "
Jedan veliki dio biološke raznolikosti, kojem genetske banke često nedostaju, su srodnici divljih kultura - neodređeni, ali srodni sojevi glavnih vrsta prehrambenih kultura poput kukuruza i pšenice. Nedavna studija koju je proveo Crost Trust istražila je 1 076 divljih rođaka povezanih sa 81 vrstom nekih od najvažnijih kultura stajnjaka na svijetu. Istraživači su otkrili da je 70 posto te divlje rodbine nedovoljno zastupljeno u svjetskim genskim bankama. Možda što je još više zabrinjavajuće, otkrili su da 29 posto te rodbine divljih kultura - oko 313 vrsta - uopće nije zastupljeno u genskim bankama.
To je problem, ponajviše zato što se divlji rodbinski usjevi često razvijaju kako bi uspjeli u uvjetima manje od idealnog, uspijevajući u mjestima gdje je relativno mala vlaga ili izuzetno velika nadmorska visina. Kako klimatske promjene mijenjaju obrasce oborina i globalnu temperaturu, teško je reći koja će svojstva postati najvažnija za usjeve, zbog čega je očuvanje osobina - čak i onih koje prethodno nisu pokazale puno obećanja za komercijalni uzgoj - presudno.
"Zamislite ljudski rod: prije 20 godina nismo ništa znali o eboli i nismo imali pojma da će nam trebati cjepivo protiv ebole", kaže Charlotte Lusty, koordinatorica programa za genske banke za Crop Trust. „Isto je i za biljku u polju. Ako uzgajate kukuruz ili pšenicu na polju, nemate pojma što ćete trebati ili koja će bolest doći, a cjepivo će stići iz genetske banke. "
Trezor sjemenki Svalbarda ispunjen je s više od milijun različitih sjemenki, ali čuvanje u hladnom skladištu samo je dio onoga što trezor čini. (Dag Endresen [CC BY 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0)], putem Wikimedia Commons) Osim što nedostaju presudni dijelovi genetske raznolikosti, genskim bankama, posebno na nacionalnoj i regionalnoj razini, često nedostaje vrsta dosljednog financiranja potrebnog da se osigura da projekti mogu obavljati svoje dugoročne misije. Genetska banka je mnogo više od prikupljanja biljnog genetskog materijala za pohranu - velik dio svakodnevnog rada genskih banaka koji uključuje pripremu i otpremu uzoraka istraživačima i uzgajivačima širom svijeta. Direktori genskih banaka često vole izlagati hladnjače u kojima se čuva genetski materijal - ali ta su područja često prilično održavana i jeftina u usporedbi s izazovom stvarnog održavanja kolekcija.
"Nije to velika investicija za to", kaže Lusty za prikupljanje i spremanje sjemena. "Teškoća dolazi u njihovom praćenju, osiguravanju njihova održavanja i distribuciji tih sjemenki."
Uzmimo, na primjer, zemlju poput Venezuele, koja se nalazi usred ekonomske krize koja se, barem dijelom, očitovala, nestalnim zastojem u cijeloj zemlji. Kad dođe do tih nestanka, genske banke u zemlji - kojih ima nekoliko - nemaju toliko električne energije da osigura da sjeme ostane na optimalnoj temperaturi za očuvanje. Za nekoliko dana od neprekidnog nestanka, te bi se kolekcije mogle potpuno izgubiti u svijetu.
"Kada su u pitanju nacionalne genske banke, tamo smo u vrlo teškoj situaciji. Gotovo je vlada koja mora prepoznati važnost i vrijednost ovih zbirki ", kaže Lusty.
Izazovi povezani s regionalnim i nacionalnim genskim bankama veliki su dio razloga zašto su organizacije poput Crop Trust-a i CGIAR-a, globalnog konzorcija za poljoprivredna istraživanja koji upravlja sa 11 gena banaka širom svijeta, toliko usredotočene na osiguravanje da nijedna banka gena nije otok do sebe. Crop Trust godinama je vodio kampanju za prikupljanje uloga koji se mogu koristiti za pomoć genskim bankama da osiguraju vrstu dosljednog financiranja potrebnog za dugoročna ulaganja u istraživanje i osoblje. Prema Lusty-ju, obdarenost je trenutno dovoljno velika da se genetskim bankama omogući bilo gdje između 5 i 6 milijuna dolara svake godine - što je, s obzirom na to da srednja genetska banka godišnje treba oko milijun dolara, daleko od dovoljne.
"Nažalost, vlade uglavnom ne stavljaju potrebne resurse iza tih genetskih banaka kako bi im mogle omogućiti da rade na ovoj razini, zato je za nešto poput Crop Trust-a bitno barem podržati ove međunarodne genske banke ", kaže Lusty.
U savršenom sustavu sve bi međunarodne, nacionalne i regionalne genske banke funkcionirale u tandemu, radeći na očuvanju najveće količine genetske raznolikosti s najmanjim brojem umnožavanja. To znači da bi se regionalne genske banke uglavnom usredotočile na prikupljanje vrsta podrijetla iz tog određenog područja, a veće međunarodne genske banke služe kao rezervne kopije u tim kolekcijama.
A sustav tako funkcionira, bar neko vrijeme. No kako bi pomogli svjetskim genskim bankama da rade još učinkovitije, stručnjaci poput Lusty kažu da je za genetske banke sve važnije da na svim razinama imaju jasan način međusobnog komuniciranja onoga što imaju - i što im treba. Kako bi osigurao da ova vrsta komunikacijskog puta postoji, Crop Trust je pomogao uspostaviti internetski alat poznat kao Genesys u 2008. godini, koji djeluje kao svojevrsni katalog otvorenog koda za genske banke koje sudjeluju. No, Genesys ostaje nepotpun, a zbirke koje nedostaju zaposlenici Crost Trust-a rade na uvrštavanju u bazu podataka. U travnju je brazilska nacionalna organizacija za istraživanje poljoprivrede EMBRAPA najavila da će svoje zbirke dodati Genesysu, što je bila velika pobjeda za daljnje širenje baze podataka Crop Trust.
Naposljetku, najveći je izazov za savladavanje slike genske banke kao trezora "sudskog dana". Razmišljajući o genskim bankama kao krajnjim statičkim, apokaliptičnim programima, istraživači poput Waltersa brinu se da svakodnevna uloga koju genske banke igraju u osiguravanju sigurnosti hrane u konačnici se gubi u javnosti.
"Ljudi zapravo ne smatraju genske banke aktivno korištene - poput knjižnice", kaže ona. „[USDA-ov] Nacionalni sustav biljnih gerplazmi distribuira 250 000 pristupa godišnje. Ljudi misle o genskim bankama kao da su skladište, kao da je to samo vježba stavljanja sjemena u vreće i stavljanja vrećica u zamrzivač. Ali korisnost i dostupnost genetskih resursa u banci gena velika je priča. "
