Για σχεδόν μια δεκαετία, οι ερευνητές της Τράπεζας σπόρων Svalbard στη Νορβηγία συλλέγουν και αποθηκεύουν δείγματα σπόρων από όλο τον κόσμο, διατηρώντας σχολαστικά σε ένα περίβολο που έχει χαράξει 400 πόδια στην πλευρά ενός βουνού στον Αρκτικό Κύκλο. Στη συνέχεια, μια μέρα τον Οκτώβριο του 2015, συνέβη κάτι πρωτοφανές: οι ερευνητές άρχισαν να βγαίνουν τους σπόρους προς τα έξω, στρέφοντας 138 μαύρα κουτιά που περιείχαν 38.000 σπόρους από το χαλύβδινο και σκυρόδεμα, μέσα από τις πόρτες του και πίσω στον κόσμο.
σχετικό περιεχόμενο
- Γιατί οι επιστήμονες συλλέγουν σπόρους από ηλιοτρόπια της οδού
Η τράπεζα σπόρων Svalbard είναι ίσως το πιο διάσημο παράδειγμα μιας τράπεζας σπόρων προς σπορά ή μιας τράπεζας γονιδίων, μιας θέσης που αποσκοπεί στη διατήρηση της βιοποικιλότητας έτσι ώστε σε περίπτωση καταστροφικού γεγονότος όπως η ξηρασία, η ασθένεια ή ο πόλεμος, τα βασικά είδη καλλιέργειας να μπορούν να επαναπατριστούν. Για την πρώτη απόσυρση του Σβάλμπαρντ, αυτή η καταστροφή ήταν ανθρωπογενής - οι σπόροι είχαν σταλεί στο Σβάλμπαρντ πριν από την επανάληψη της ανάληψης άλλης τράπεζας σπόρων στο Χαλέπι κατά τη διάρκεια του Συριακού Εμφύλιου Πολέμου. Οι σπόροι που αφαιρέθηκαν από το Svalbard - ένα μείγμα δημητριακών, σιταριού, κριθαριού, φασόλια, φακές και ρεβίθια - στάλθηκαν περίπου 3.000 μίλια στο Λίβανο και το Μαρόκο, όπου οι επιστήμονες θα συνεχίσουν την έρευνα που είχε ξεκινήσει στο Αλέππο. Οι ερευνητές ελπίζουν ότι τα έργα τους θα βοηθήσουν στην ανάπτυξη νέων, σκληρότερων στελεχών αυτών των καλλιεργειών που θα μπορούσαν τελικά να αντέξουν την κλιματική αλλαγή ή την ασθένεια.
Οι ερευνητές που εργάζονται σε αυτούς τους σπόρους, τόσο στο Χαλέπ όσο και σε όλο τον κόσμο, ήταν τυχεροί. Μπορούσαν να εξασφαλίσουν ότι τα διπλάσια σπόρων τους υπήρχαν κάπου διαφορετικά από την τράπεζά τους και ήταν σε θέση να ταυτοποιήσουν γρήγορα και αποτελεσματικά τους σπόρους που χρειάζονταν όταν έπρεπε να αποσύρουν. Για εκατοντάδες τράπεζες γονιδίων σε όλο τον κόσμο - ειδικά εκείνες που λειτουργούν σε περιφερειακό ή εθνικό επίπεδο - αυτό δεν θα μπορούσε εύκολα να συμβεί.
Οι τράπεζες γονιδίων θεωρούνται συχνά ως μια τελευταία γραμμή άμυνας για τη βιοποικιλότητα - μια διαβεβαίωση ότι ακόμα και αν το χειρότερο πρέπει να συμβεί, υπάρχουν αντίγραφα ασφαλείας για να εξασφαλιστεί ότι ο κόσμος μπορεί ακόμη να έχει πρόσβαση σε κρίσιμες καλλιέργειες όπως ο αραβόσιτος ή σε σημαντικά αποθέματα γενετικού υλικού, όπως ένα στέλεχος σιταριού που αναπτύσσεται ιδιαίτερα καλά σε ξηρά κλίματα. Στην πραγματικότητα, ωστόσο, οι τράπεζες γονιδίων αντιμετωπίζουν μια σειρά προβλημάτων, από την έλλειψη βασικών τεμαχίων βιοποικιλότητας έως την έλλειψη επικοινωνίας μεταξύ των τραπεζών γονιδίων σε αβέβαιη χρηματοδότηση.
Στη διατήρηση υπάρχουν δύο βασικές μέθοδοι διατήρησης ενός συγκεκριμένου φυτού, ζώου ή γενετικής πληροφορίας: διατήρηση in situ, όπου το εν λόγω δείγμα διατηρείται εντός του οικοσυστήματος του (είτε φυσικά είτε ανθρωπογενώς) και ex situ διατήρησης, όπου το δείγμα διατηρείται εκτός του οικοσυστήματος του. Οι τράπεζες σπόρων ή οι τράπεζες γονιδίων αποτελούν μια από τις κύριες μεθόδους διατήρησης ex situ, όπου αποθηκεύονται, ταξινομούνται και διατηρούνται για μελλοντική έρευνα σπόροι, μοσχεύματα ή σημαντικό γενετικό υλικό από καλλιέργειες, τόσο εξημερωμένες όσο και άγριες.
Φασόλια στην τράπεζα γονιδίων CIAT στην Κολομβία. (Neil Palmer, ΟΙΑΤ (BY CC-SA)) Οι τράπεζες γονιδίων είναι μια σχετικά νέα ιδέα που συνδέεται με μια πολύ παλιά ιδέα: τη συλλογή φυτών ενδιαφέροντος σε ένα συγκεκριμένο χώρο προς το συμφέρον της επιστημονικής έρευνας. Βρίσκουν τις ρίζες τους πίσω στους βοτανικούς κήπους, οι οποίοι αρχικά χρησίμευαν ως αποθήκες για την ακαδημαϊκή μελέτη των φαρμακευτικών φυτών ήδη από τον 16ο αιώνα. Αργότερα, καθώς ο ευρωπαϊκός ιμπεριαλισμός επεκτάθηκε σε ολόκληρο τον πλανήτη, επιστήμονες και συλλέκτες θα επέφεραν φυτά από εξωτικές τοποθεσίες σε κήπους όπως ο Βασιλικός Βοτανικός Κήπος Kew στην Αγγλία. Εκτός από τη χρήση τους για την επιστήμη, τα φυτά αυτά χρησίμευσαν ως βάση για το αυξανόμενο εμπορικό εμπόριο καλλιεργειών όπως ο καφές, το κακάο και το φοινικέλαιο.
Καθώς οι ευρωπαίοι συλλέκτες γεμίζουν ολοένα και περισσότερους βοτανικούς κήπους με καλλιέργειες από μακρινές τοποθεσίες, οι επιστημονικές βάσεις των κήπων έγιναν λιγότερο προτεραιότητα. Στη θέση τους, οι κτηνοτρόφοι άρχισαν να δημιουργούν συλλογές φυτικού γενετικού υλικού που θα μπορούσαν να έχουν πρόσβαση για να βοηθήσουν στην εισαγωγή πολύτιμων χαρακτηριστικών σε φυλές φυτών. Στη δεκαετία του 1960 και του 70, γεννήθηκε η ιδέα της συλλογής αυτής της γενετικής ποικιλομορφίας με οργανωμένο και συστηματικό τρόπο - στις τράπεζες γονιδίων.
Σήμερα, υπάρχουν περίπου 1.750 τράπεζες γονιδίων σε όλο τον κόσμο, διατηρώντας περισσότερα από 7 εκατομμύρια δείγματα σπόρων, μοσχευμάτων ή γενετικού υλικού. Υπάρχουν τεράστιες διεθνείς τράπεζες γονιδίων όπως το Svalbard, το οποίο διαχειρίζεται το Crop Trust, με τη βοήθεια της κυβέρνησης της Νορβηγίας και του περιφερειακού οργανισμού NordGen. Υπάρχουν και περιφερειακές τράπεζες γονιδίων, οι οποίες λειτουργούν με μικρούς προϋπολογισμούς σε απομακρυσμένες περιοχές. Και οι δύο είναι ζωτικής σημασίας για τη διατήρηση της βιοποικιλότητας, αλλά για τις μικρότερες τράπεζες γονιδίων, οι δυσκολίες που συνδέονται με την απόκτηση, αποθήκευση και διάδοση του γενετικού υλικού μπορεί να είναι δύσκολο να ξεπεραστούν. Οι διεθνείς τράπεζες γονιδίων όπως το Svalbard συχνά έχουν τη βοήθεια οργανισμών όπως το Crop Trust και τα επιδόματα που τους βοηθούν να διατηρήσουν ένα σχετικά σταθερό προσωπικό μακροπρόθεσμων ερευνητών και χρηματοδότησης - πολυτέλειες που μερικές φορές στερούνται οι εθνικές και περιφερειακές τράπεζες γονιδίων.
"Οι τράπεζες γονιδίων είναι ένα ανθρωπογενές κατασκεύασμα", λέει η Christina Walters, ηγέτης της έρευνας για το φυτοπλαγκτόν φυτών με το Εθνικό Κέντρο Προστασίας Γενετικών Πόρων του USDA στο Fort Collins του Κολοράντο. "Είναι μόνο τόσο καλές όσο η υποδομή που προσφέρουμε στους ανθρώπους, και η φαντασία που τους προσφέρουμε οι άνθρωποι. Οι τράπεζες γονιδίων δεν δημιουργούν τη βιοποικιλότητα περισσότερο από ό, τι οι βιβλιοθήκες δημιουργούν τη λογοτεχνία. "
Ένα σημαντικό κομμάτι βιοποικιλότητας που συχνά λείπουν οι τράπεζες γονιδίων είναι οι άγριοι συγγενείς - τα μη κατοικίδια ζώα, αλλά τα σχετικά στελέχη βασικών καλλιεργειών όπως το καλαμπόκι και το σιτάρι. Μια πρόσφατη μελέτη που διεξήχθη από το Crop Trust εξέτασε 1.076 άγριους συγγενείς που σχετίζονται με 81 είδη μερικών από τις σημαντικότερες βασικές καλλιέργειες στον κόσμο. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι το 70% αυτών των άγριων συγγενών δεν εκπροσωπείται επαρκώς στις τράπεζες γονιδίων του κόσμου. Πιθανότατα περισσότερο, διαπίστωσαν ότι το 29% των άγριων συγγενών που καλλιεργούνται - περίπου 313 είδη - δεν αντιπροσωπεύονται καθόλου στις τράπεζες γονιδίων.
Αυτό είναι ένα πρόβλημα, κυρίως επειδή οι άγριοι συγγενείς των καλλιεργειών έχουν συχνά εξελιχθεί για να αναπτυχθούν σε λιγότερο από τις ιδανικές συνθήκες, ευδοκιμώντας σε περιοχές όπου η υγρασία είναι σχετικά χαμηλή ή το εξαιρετικά υψηλό υψόμετρο. Καθώς η αλλαγή του κλίματος μετατοπίζει τα πρότυπα βροχόπτωσης και την παγκόσμια θερμοκρασία, είναι δύσκολο να πούμε ποια χαρακτηριστικά θα γίνουν πιο σημαντικά για τις καλλιέργειες, γι 'αυτό και είναι σημαντικό να διατηρηθούν τα χαρακτηριστικά - ακόμα και εκείνα που προηγουμένως δεν έχουν υποσχεθεί πολύ για εμπορική καλλιέργεια.
«Σκεφτείτε την ανθρώπινη φυλή: δεν γνωρίζαμε τίποτα για τον Ebola πριν από 20 χρόνια και δεν είχαμε ιδέα ότι θα χρειαζόμασταν εμβόλιο για την Ebola», λέει ο Charlotte Lusty, συντονιστής των προγραμμάτων γονιδιακών τραπεζών για το Crop Trust. "Είναι το ίδιο για ένα φυτό σε έναν τομέα. Εάν καλλιεργείτε καλαμπόκι ή σιτάρι σε έναν τομέα, δεν έχετε ιδέα τι θα χρειαστείτε ή ποια ασθένεια θα έρθει και ότι το εμβόλιο θα προέρχεται από μια τράπεζα γονιδίων ».
Η θήκη σπόρων Svalbard είναι γεμάτη με περισσότερους από ένα εκατομμύριο ξεχωριστούς σπόρους, αλλά η διατήρησή τους σε ψυχρή αποθήκη είναι μόνο μέρος αυτού που κάνει ο θησαυρός. (Dag Endresen [CC BY 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0)], μέσω του Wikimedia Commons) Εκτός από τα ελλείποντα ζωτικά στοιχεία της γενετικής ποικιλομορφίας, οι τράπεζες γονιδίων, ιδίως σε εθνικό και περιφερειακό επίπεδο, συχνά στερούνται του είδους της συνεκτικής χρηματοδότησης που είναι απαραίτητη για να διασφαλιστεί ότι τα σχέδια μπορούν να εκτελέσουν τις μακροπρόθεσμες αποστολές τους. Μια τράπεζα γονιδίων είναι πολύ περισσότερο από τη συλλογή φυτικού γενετικού υλικού για αποθήκευση - ένα μεγάλο μέρος της καθημερινής εργασίας των τράπεζων γονιδίων που περιλαμβάνουν προετοιμασία και αποστολή δειγμάτων σε ερευνητές και κτηνοτρόφους σε όλο τον κόσμο. Οι διευθυντές των τράπεζων γονιδίων συχνά επιθυμούν να αποδείξουν τους ψυκτικούς θαλάμους όπου φυλάσσεται το γενετικό υλικό - αλλά οι περιοχές αυτές είναι συχνά αρκετά χαμηλές συντήρησης και χαμηλού κόστους σε σύγκριση με την πρόκληση της πραγματικής διατήρησης των συλλογών.
"Δεν είναι μια τεράστια επένδυση για να γίνει αυτό", λέει ο Lusty για τη συλλογή και την αποθήκευση σπόρων. "Η δυσκολία έρχεται στην παρακολούθηση τους, διασφαλίζοντας ότι παραμένουν βιώσιμες και διανέμουν αυτούς τους σπόρους."
Πάρτε, για παράδειγμα, μια χώρα όπως η Βενεζουέλα, η οποία βρισκόταν στη μέση μιας οικονομικής κρίσης που έχει εκδηλωθεί, τουλάχιστον εν μέρει, με χτυπήματα σε όλη τη χώρα. Όταν εμφανιστούν αυτά τα ρεύματα, οι τράπεζες γονιδίων της χώρας - από τις οποίες υπάρχουν αρκετές - δεν διαθέτουν την απαραίτητη ηλεκτρική ενέργεια για να διασφαλίσουν ότι οι σπόροι παραμένουν στη βέλτιστη θερμοκρασία για συντήρηση. Μέσα σε λίγες μέρες από ένα συνεχές σβήσιμο, αυτές οι συλλογές θα μπορούσαν να χαθούν εντελώς από τον κόσμο.
«Όταν πρόκειται για τις εθνικές τράπεζες γονιδίων, βρισκόμαστε σε μια πολύ δύσκολη κατάσταση. Είναι πολύ η κυβέρνηση που πρέπει να αναγνωρίσει τη σημασία και την αξία αυτών των συλλογών ", λέει ο Lusty.
Οι προκλήσεις που συνδέονται με τις περιφερειακές και εθνικές τράπεζες γονιδίων αποτελούν ένα μεγάλο μέρος του λόγου για τον οποίο οργανώσεις όπως το Crop Trust και η CGIAR, μια παγκόσμια κοινοπραξία γεωργικών ερευνών που διαχειρίζεται 11 τράπεζες γονιδίων σε όλο τον κόσμο, επικεντρώνονται τόσο στην εξασφάλιση ότι καμία τράπεζα γονιδίων δεν είναι νησί στον εαυτό της. Το Crop Trust έχει αγωνιστεί εδώ και χρόνια για να δημιουργήσει ένα προικοσύστημα που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να βοηθήσει τις τράπεζες των γονιδίων να εξασφαλίσουν το είδος της συνεκτικής χρηματοδότησης που είναι απαραίτητη για να κάνουν μακροπρόθεσμες επενδύσεις στην έρευνα και το προσωπικό. Σύμφωνα με τον Lusty, το επίδομα είναι σήμερα αρκετά μεγάλο για να φτάνει κάθε χρόνο μεταξύ $ 5 έως 6 εκατομμυρίων για τις τράπεζες γονιδίων - το οποίο, δεδομένου ότι μια μεσαίου μεγέθους τράπεζα γονιδίων χρειάζεται περίπου 1 εκατομμύριο δολάρια ετησίως για να λειτουργήσει, δεν επαρκεί.
"Δυστυχώς, οι κυβερνήσεις γενικά δεν θέτουν το είδος των πόρων που χρειάζονται πίσω από αυτές τις τράπεζες γονιδίων για να μπορέσουν να τους επιτρέψουν να εργαστούν σε αυτό το επίπεδο, γι 'αυτό είναι σημαντικό για κάτι σαν το Crop Trust να υποστηρίξει τουλάχιστον αυτές τις διεθνείς τράπεζες γονιδίων ", λέει ο Lusty.
Σε ένα τέλειο σύστημα, οι διεθνείς, εθνικές και περιφερειακές τράπεζες γονιδίων θα λειτουργούσαν όλα μαζί, δουλεύοντας για να διατηρήσουν τη μεγαλύτερη ποσότητα γενετικής ποικιλομορφίας με την ελάχιστη ποσότητα αλληλεπικάλυψης. Αυτό σημαίνει ότι οι περιφερειακές τράπεζες γονιδίων θα επικεντρωθούν κατά κύριο λόγο στη συλλογή ειδών ιθαγενών σε αυτή τη συγκεκριμένη περιοχή, με μεγαλύτερες διεθνείς τράπεζες γονιδίων να χρησιμεύουν ως υπόβαθρο για αυτές τις συλλογές.
Και το σύστημα λειτουργεί έτσι, τουλάχιστον μερικές φορές. Αλλά για να βοηθήσουν τις τράπεζες γονιδίων του κόσμου να λειτουργούν ακόμα πιο αποτελεσματικά, εμπειρογνώμονες όπως ο Lusty λένε ότι είναι όλο και πιο σημαντικό για τις τράπεζες γονιδίων, σε κάθε επίπεδο, να έχουν έναν σαφή τρόπο επικοινωνίας μεταξύ τους - και του τι χρειάζονται - μεταξύ τους. Για να εξασφαλιστεί η ύπαρξη αυτού του τύπου οδού επικοινωνίας, το Crop Trust βοήθησε στη δημιουργία ενός online εργαλείου γνωστού ως Genesys το 2008, το οποίο λειτουργεί ως ένα είδος καταλόγου ανοιχτού κώδικα για συμμετέχουσες τράπεζες γονιδίων. Αλλά η Genesys παραμένει ελλιπής, με ελλείψεις συλλογών που εργάζονται οι εργαζόμενοι στο Crop Trust για να συμπεριληφθούν στη βάση δεδομένων. Τον Απρίλιο, ο εθνικός οργανισμός γεωργικής έρευνας της Βραζιλίας, EMBRAPA, ανακοίνωσε ότι θα προσθέσει τις συλλογές της στη Genesys, η οποία ήταν μια σημαντική νίκη για τη συνεχή επέκταση της βάσης δεδομένων της Crop Trust.
Τελικά, η εικόνα μιας τράπεζας γονιδίων ως "θύελλας καταστροφής" μπορεί να είναι η μεγαλύτερη πρόκληση που πρέπει να ξεπεραστεί. Μελετώντας τις τράπεζες γονιδίων ως στατικά, αποκαλυπτικά προγράμματα ύστατης ανάγκης, ερευνητές όπως ο Walters ανησυχούν ότι ο καθημερινός ρόλος που παίζουν οι τράπεζες γονιδίων για την εξασφάλιση της επισιτιστικής ασφάλειας χάνεται τελικά στο κοινό.
"Οι άνθρωποι δεν θεωρούν πραγματικά τις τράπεζες γονιδίων ως ενεργές - όπως μια βιβλιοθήκη", λέει. "Το εθνικό σύστημα φυτικών γεννητικών οργάνων [USDA] διανέμει 250.000 προσχωρήσεις ετησίως. Οι άνθρωποι σκέφτονται τις τράπεζες γονιδίων σαν να είναι μια αποθήκη, σαν να είναι απλώς μια άσκηση της τοποθέτησης σπόρων σε σακούλες και τοποθέτηση τσαντών στην κατάψυξη. Αλλά η χρησιμότητα και η προσβασιμότητα των γενετικών πόρων στην τράπεζα γονιδίων είναι η μεγάλη ιστορία. "
