https://frosthead.com

Fra mangel på mangfoldighed til manglende finansiering står frøbanker over for en verden af ​​udfordringer

I næsten et årti har forskere ved Svalbard Seed Bank i Norge indsamlet og opbevaret prøver af frø fra hele kloden og omhyggeligt bevaret dem i et hvælv, der er hugget 400 meter ind på siden af ​​et bjerg i polcirkeln. Derefter, en dag i oktober 2015, skete der noget hidtil uset: Forskere begyndte at fjerne frøene og rullede 138 sorte kasser indeholdende 38.000 frø ud af stål- og betonhvelvet gennem dets døre og tilbage i verden.

Relateret indhold

  • Hvorfor videnskabsfolk samler frø fra solsikker på vejene

Svalbard Seed Bank er måske det mest berømte eksempel på en frøbank eller genbank - et sted, der er bestemt til at bevare den biologiske mangfoldighed, så i tilfælde af en katastrofal begivenhed som tørke, sygdomme eller krig kan nøgle afgrøder arter genbefolkes. For den første tilbagetrækning af Svalbard blev denne katastrofe menneskeskabt - frøene var blevet sendt til Svalbard, før oprørere overtog en anden frøbank i Aleppo under den syriske borgerkrig. Frøene, der blev fjernet fra Svalbard - en blanding af korn, hvede, byg, fava-bønner, linser og kikærter - blev sendt omkring 3.000 miles til Libanon og Marokko, hvor forskere vil fortsætte forskningen, der var begyndt i Aleppo. Forskere håber, at deres projekter vil hjælpe med at udvikle nye, hårdere stammer af disse afgrøder, der til sidst kunne modstå klimaændringer eller sygdomme.

Forskerne, der arbejdede med disse frø, både i Aleppo og i hele verden, var heldige. De var i stand til at sikre, at duplikater af deres frø eksisterede et andet sted end deres genbank, og de var i stand til hurtigt og effektivt at identificere de frø, de havde brug for, når de skulle foretage en tilbagetrækning. For hundreder af genbanker rundt om i verden - især dem, der opererer på regionalt eller nationalt niveau - kunne dette let ikke have været tilfældet.

Genbanker betragtes ofte som en sidste forsvarslinje for biodiversitet - en forsikring om, at selv hvis det værste skulle ske, er der sikkerhedskopier på plads for at sikre, at verden stadig kan få adgang til vigtige afgrøder som majs eller vigtige lagre af genetisk materiale, som en stamme hvede, der vokser særligt godt i tørt klima. I virkeligheden står genbanker imidlertid for en række problemer, fra manglende centrale biodiversitetsstykker til mangel på kommunikation mellem genbanker til usikker finansiering.

I bevaring er der to primære metoder til at bevare en bestemt plante-, dyre- eller stykke genetisk information: bevaring in situ, hvor den pågældende prøve er bevaret i dets økosystem (enten naturligt eller menneskeskabt) og ex situ- bevaring, hvor prøven bevares uden for dens økosystem. Frøbanker, eller genbanker, er en af ​​de primære metoder til bevaring ex situ - et sted, hvor frø, stiklinger eller vigtigt genetisk materiale fra afgrøder, både tamede og vilde, opbevares, katalogiseres og konserveres til fremtidig forskning.

Bønner i CIAT-genbanken i Colombia. Bønner i CIAT-genbanken i Colombia. (Neil Palmer, CIAT (AF CC-SA))

Genbanker er et relativt nyt koncept bundet til en meget gammel idé: at samle planter af interesse i et bestemt rum i interesse for videnskabelig undersøgelse. De sporer deres rødder tilbage til botaniske haver, der oprindeligt tjente som opbevaringssteder for den akademiske undersøgelse af medicinske planter allerede i det 16. århundrede. Senere, da den europæiske imperialisme ekspanderede over hele kloden, ville forskere og samlere bringe planter tilbage fra eksotiske steder til haver som Royal Botanic Garden, Kew, i England. Ud over at blive brugt til videnskab fungerede disse planter som grundlag for den voksende kommercielle handel med afgrøder som kaffe, kakao og palmeolie.

Efterhånden som europæiske samlere i stigende grad fyldte botaniske haver med afgrøder fra fjerne lokaliteter, blev den videnskabelige underbygning af haven mindre prioritet. I stedet for begyndte opdrættere at oprette samlinger af plantegenetisk materiale, der kunne fås adgang til at hjælpe med at introducere værdifulde træk i planteracer. Derefter i 1960'erne og 70'erne blev ideen om at indsamle denne genetiske mangfoldighed på en organiseret og systematisk måde - i genbanker - født.

I dag er der omkring 1.750 genbanker over hele verden, der bevarer mere end 7 millioner prøver af frø, stiklinger eller genetisk materiale. Der er massive, internationale genbanker som Svalbard, der administreres af Crop Trust, med hjælp fra Norges regering og den regionale organisation NordGen. Og der er regionale genbanker, der opererer med små budgetter i fjerntliggende områder. Begge er afgørende for at bevare biodiversiteten, men for mindre genbanker kan vanskelighederne ved at erhverve, opbevare og formidle det genetiske materiale alligevel være vanskelige at overvinde. Internationale genbanker som Svalbard har ofte hjælp fra organisationer som Crop Trust og begravelser, der hjælper dem med at opretholde et relativt stabilt personale af langtidsforskere og finansiering - luksus, som nationale og regionale genbanker undertiden kan mangle.

"Genbanker er en menneskeskabt konstruktion, " siger Christina Walters, forskningsleder for plantekimplasme med USDA's National Center for Genetic Resources Conservation, beliggende i Fort Collins, Colorado. ”De er kun så gode som den infrastruktur, vi mennesker leverer, også den fantasi, som vi mennesker anvender dem. Genbanker skaber ikke biodiversitet mere end biblioteker skaber litteratur. ”

Et vigtigt stykke biologisk mangfoldighed, som genbanker ofte mangler, er afgrøde vilde slægtninge - de ikke-domestiserede, men beslægtede, stammer af basismatafgrøder som majs og hvede. En nylig undersøgelse foretaget af Crop Trust så på 1.076 vilde slægtninge relateret til 81 arter af nogle af de vigtigste hæfteafgrøder i verden. Forskerne fandt, at 70 procent af disse vilde slægtninge er utilstrækkeligt repræsenteret i verdens genbanker. Måske mere bekymrende fandt de, at 29 procent af disse afgrøde vilde slægtninge - nogle 313 arter - overhovedet ikke er repræsenteret i genbanker.

Det er et problem, mest af alt, fordi afgrøde vilde slægtninge ofte har udviklet sig til at vokse under mindre end ideelle forhold, trives på steder, hvor relativt lav fugtighed eller ekstrem høj højde. Da klimaforandringer skifter nedbørsmønstre og den globale temperatur, er det vanskeligt at sige, hvilke træk, der vil blive mest vigtige for afgrøder, og det er derfor, at det er afgørende at bevare træk - også dem, der tidligere ikke har vist meget løfte om kommerciel dyrkning.

”Tænk på den menneskelige race: vi vidste ikke noget om ebola for 20 år siden, og vi havde ingen idé om, at vi ville få brug for en vaccine mod ebola, ” siger Charlotte Lusty, genbankprogramkoordinator for Crop Trust. ”Det er det samme for en plante i et felt. Hvis du dyrker majs eller hvede i et felt, har du ingen idé om, hvad du har brug for, eller hvilken sygdom der kommer, og den vaccine kommer fra en genbank. ”

Frøhvelvet på Svalbard er fyldt med mere end en million forskellige frø, men at holde dem i kølerum er kun en del af det, hvælvingen gør. Frøhvelvet på Svalbard er fyldt med mere end en million forskellige frø, men at holde dem i kølerum er kun en del af det, hvælvingen gør. (Dag Endresen [CC BY 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0)], via Wikimedia Commons)

Ud over manglende afgørende dele af genetisk mangfoldighed mangler genbanker, især på nationalt og regionalt niveau, ofte den form for konsekvent finansiering, der er nødvendig for at sikre, at projekterne kan udføre deres langvarige missioner. En genbank handler om meget mere end at indsamle plantegenetisk materiale til opbevaring - meget af det daglige arbejde for genbanker, der involverer forberedelse og forsendelse af prøver til forskere og opdrættere over hele verden. Direktører for genbanker kan ofte lide at vise de køleopbevaringsrum, hvor det genetiske materiale er opbevaret - men disse områder er ofte relativt lave vedligeholdelses- og lave omkostninger sammenlignet med udfordringen med faktisk at opretholde samlingerne.

”Det er ikke en enorm investering at gøre det, ” siger Lusty om indsamling og opbevaring af frø. ”Problemer med at overvåge dem, sikre sig, at de forbliver levedygtige og distribuere disse frø.”

Tag for eksempel et land som Venezuela, der er midt i en økonomisk krise, der i det mindste til dels har manifesteret sig med rullende mørklægninger over hele landet. Når disse mørklægninger forekommer, har landets genbanker - som det har flere af - ikke den nødvendige elektricitet for at sikre, at frøene forbliver ved en optimal temperatur til konservering. Inden for et par dage efter en vedvarende mørklægning kunne disse samlinger gå helt tabt for verden.

”Når det kommer til nationale genbanker, er vi der i en meget vanskelig situation. Det er meget regeringen, der har brug for at anerkende betydningen og værdien af ​​disse samlinger, ”siger Lusty.

Udfordringerne forbundet med regionale og nationale genbanker er en stor del af grunden til, at organisationer som Crop Trust og CGIAR, et globalt landbrugsforskningskonsortium, der administrerer 11 genbanker rundt om i verden, er så fokuserede på at sikre, at ingen genbank er en øen for sig selv. Crop Trust har i årevis kæmpet for at skaffe en begavelse, der kan bruges til at hjælpe genbanker med at sikre den form for konsekvent finansiering, der er nødvendig for at foretage langsigtede investeringer i forskning og personale. Ifølge Lusty er begavelsen i øjeblikket stor nok til at stille et sted mellem $ 5 og 6 millioner til rådighed for genbanker hvert år - hvilket i betragtning af at en mellemstor genbank har brug for omkring 1 million dollar årligt for at operere, er langt fra nok.

”Desværre lægger regeringerne generelt ikke den slags ressourcer, de har brug for, bag disse genbanker for at kunne give dem mulighed for at arbejde til dette niveau, hvorfor det er vigtigt, at noget som Crop Trust i det mindste støtter disse internationale genbanker, ”siger Lusty.

I et perfekt system fungerer internationale, nationale og regionale genbanker alle sammen, og arbejder for at bevare den største mængde genetisk mangfoldighed med mindst mulig duplikation. Det betyder, at regionale genbanker stort set ville fokusere på at indsamle arter, der er hjemmehørende i det bestemte område, med større internationale genbanker, der tjener som sikkerhedskopi til disse samlinger.

Og systemet fungerer som sådan, i det mindste noget af tiden. Men for at hjælpe verdens genbanker med at køre endnu mere effektivt, siger eksperter som Lusty, at det bliver stadig vigtigere for genbanker på alle niveauer at have en klar måde at kommunikere, hvad de har - og hvad de har brug for - med hinanden. For at sikre, at denne type kommunikationsveje findes, hjalp Crop Trust med at oprette et online-værktøj kendt som Genesys, i 2008, der fungerer som en slags open-source katalog for deltagende genbanker. Men Genesys forbliver ufuldstændig med manglende samlinger, som ansatte ved Crop Trust arbejder for at have inkluderet i databasen. I april meddelte Brasiliens nationale landbrugsforskningsorganisation, EMBRAPA, at de ville tilføje sine samlinger til Genesys, hvilket var en stor sejr for Crop Trust's fortsatte udvidelse af databasen.

I sidste ende kan billedet af en genbank som en "dommedagshvelv" være den største udfordring at overvinde. Ved at tænke på genbanker som statiske, apokalyptiske programmer som sidste udvej, bekymrer forskere som Walters, at den daglige rolle, som genbanker spiller for at sikre fødevaresikkerhed, i sidste ende går tabt for offentligheden.

”Folk betragter ikke rigtig genbanker som aktivt brugt - som et bibliotek, ” siger hun. ”[USDA's] National Plant Germplasm System distribuerer 250.000 tiltrædelser om året. Folk tænker på genbanker, som om de er et lager, som om det kun er en øvelse at sætte frø i poser og at sætte poser i fryseren. Men nytten og tilgængeligheden af ​​de genetiske ressourcer i genbanken er den store historie. ”

Fra mangel på mangfoldighed til manglende finansiering står frøbanker over for en verden af ​​udfordringer