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        1. 【百科】植物種子的諾亞方舟

          東電智信151網絡宣傳 2020-09-20 06:31:14

          北冰洋上的斯瓦爾巴群島靜靜的躺在挪威大陸與北極的中間地帶,這里的冬季,白雪皚皚,仿佛時間冰凍靜止,荒野上山峰壯麗冰川高聳,隨處可見警示北極熊出沒的標牌,這里也是保證全球食物“終極未來”的“世界末日種子庫”——斯瓦爾巴全球種子庫坐落的地方。這個全球種子庫位于挪威北部斯瓦爾巴群島,目前儲存著來自世界各地近90萬份植物種子,作為“備份”以防人類賴以生存的農作物因災難而絕種??茖W家對這座“植物諾亞方舟”將要應對的“災難”的設定包括自然災害、疫病、戰爭,甚至“世界末日”。

          末日種子庫的入口就矗立在常年積雪的半山腰上,形似巨大戰艦桅桿,使用鋼筋混凝土澆筑并以當前最新的工藝來保證電源供給,深入山體125米的倉庫內備有防爆破門和兩個密封艙,確保這些種子在核戰爭或者小行星撞擊地球這樣的世界末日來臨時還能給人類留下重建基礎,設想一下如果有一天全世界的重要農作物全部被毀,而末日種子庫就是人類最后的希望,它將確保所有農作物樣本都完好無損。種子庫的入口處位于海平面上方130米,即使未來全部極地冰蓋融化海平面上升,它仍不會受到影響,此外末日種子庫也遠離戰爭,斯瓦爾巴島距離任何軍事沖突地都非常遙遠,即使有人轟炸了北極,理論上種子庫仍不會受到任何威脅。

          全球種子庫的意義

          現今全球農業面臨很大危機,全球變暖,氣溫每改變一度,就會導致農業收成下降2%,不可預知的極端天氣出現頻率越來越高,人口的數量也在不斷增加,農作物的多樣性因為雜交等原因快速的消失,人類在不知不覺中失去了很多作物的不同品種,例如從1950年至今,中國滅絕了90%的大米作物,美國滅絕了90%的果蔬作物。很多關心此事的人正在世界各地收集作物的多樣性樣本放到末日種子庫中。末日種子庫的目的就是盡可能地保存更多的種子,利用已有的多樣性種子來保護人類的現在和未來。

          多樣性對于糧食作物的安全十分重要,有多樣作物的存在,未來可以挑選進行優勢雜交,比如一個品種的小麥需要比較少的水就可存活但低產,而另外一個品種的小麥可能需要很多的水但高產,根據不同的特性可以雜交在一起,形成高產、需水量很少的新型的作物。末日種子庫里儲存著現在田地里已經看不到的品種,例如蘋果,現在市場上蘋果最多就5-6種品系,但實際100年以前蘋果的品種有1500多種,所以科學家們需要針對種子多樣性進行資源收藏。另外除了每個國家本國的種子資源外,其實也很需要國外的種子來幫助國家在農業和育種方面發展,通過共享的方式實現國際間作物資源共贏。

          全球種子庫于2008年2月投入使用,由挪威政府出資建造。它外表看上去是一座不起眼的建筑,好似矗立在雪地上的一個防空洞入口。種子庫內溫度常年保持在零下18攝氏度。不過,2016年10月,由于種子庫所在的永凍土層部分融化,融水滲入種子庫入口處并向內蔓延15米,所幸庫內種子安然無恙。實際上,在全球各地分布的大大小小種子庫數以千計,但難免因天災人禍遭受損失,因此不少種子庫都在挪威斯瓦爾巴的全球種子庫儲存備份種子。2015年,全球種子庫首次迎來種子“提取”申請,研究人員提取了先前存入這里的來自敘利亞的部分備份種子。

          其他的“種子銀行”

          在北極的“末日穹頂”建成前,英國的“威克赫斯特千年種子銀行”無疑是“方舟”中最有名的一個。這個種子銀行與很多國家和地區進行合作,派出成千上萬經過嚴格培訓的種子采集者,專門在各地尋找采集瀕臨滅絕、地方獨有和有經濟價值的植物種子。采集到的種子最后被送到英國南部的“威克赫斯特千年種子銀行”。在那里,這些種子經過脫水、篩選、X光照射和發芽檢查等多道工序,然后分別裝入大玻璃瓶中。最后被送進零下20攝氏度、能抵御炸彈襲擊和輻射侵害的地下儲藏室內。目前,這家種子銀行已存放了大約3億粒植物種子,每隔10年,工作人員就會對庫存種子進行徹底檢查和處理。為防萬一,一套同樣的種子被保存在蘇格蘭。

          收集種子是保存大量物種最好、最可行的辦法,因為這些收集起來的種子在保存幾百年后仍能發芽生長??茖W家認為,目前世界人口的快速膨脹造成了許多植物的原生地被破壞,從而導致物種滅絕速度比正常速度高70倍。萬一有些物種遇到了滅頂之災,希望這些保存下來的種子可以起到“植物安全帶”的作用,從而避免這些物種的消亡?!巴撕账固厍攴N子銀行”和中國也有合作,它于2004年與中國科學院及云南植物園簽署了10年的合作協議。中國的植物物種數量排世界第三,擁有3萬多種維管植物,其中50%都是中國特有物種。例如,中國科學家在云南西南部發現了“絕跡”100多年的彌勒苣苔,它的種子就被送到英國的千年種子銀行進行保存。

          除了植物,動物也在“末日保護”之列。如英國有一個名為“冷凍方舟”的瀕危動物基因庫工程。該工程由英國自然歷史博物館、諾丁漢大學基因研究所和倫敦動物協會共同發起,以收集、保存哺乳動物、鳥類和爬行動物的DNA樣本為主。在這里不保存活體動物,動物的DNA被放在零下80攝氏度的環境中。兩套相同的樣品被分別存放于瀕危物種繁殖中心和動物基因存儲中心。而動物們進入“冷凍方舟”必須排隊,高危物種往前排,如北非彎角劍羚、黃海馬、英國蟋蟀等。排名以世界自然保護聯盟公布的瀕危動物名單為序。目前,這一名單中的30多種動物已經滅絕,1000多種動物處于極度危險的滅絕邊緣。

          與歐洲相比,美國物種保護機構的名氣并不大。它主要由大型國家級儲藏所,和眾多由大學、植物園、研究機構管理的小型儲藏室組成。如今,美國最大的種子庫是由美國農業部下屬的農業研究服務機構管理的,現在保存著超過46萬份種子樣本。種子被收集來后,一般的程序是干燥、清洗、清點、包裝,以便在低溫下長期保存。此外還得搞清楚種子的培育程序以便在需要的時候讓它們發芽。這些種子的活性必須在不同的階段進行測試,而不僅僅是估計。

          種子能否保存以及保持活性的長短主要取決于種子的水分含量和儲存溫度。適合長期保存的水分含量最佳值受到許多因素的影響,比如說種子的化學成分。大多數種子可以分成兩類。傳統種子可以被干燥到很低的水分含量使得水在低溫保存時不會結晶(這會破壞種子)。但也有一些種子不能被干燥得太厲害。除了濕度溫度之外,還有其他令人頭疼的問題,比如說香蕉這個被聯合國糧農組織評估為第四重要(僅次于小麥,水稻、玉米)的物種,作為4億熱帶人口口糧的香蕉沒有種子。它只能以枝條保存,而且每隔幾個月還得種回土壤里。因為一些種子有自然的休眠特征,如果將它們保存在干冷的環境中,即使時間很長也不會破壞DNA,這樣的種子可以在種子庫里存幾十年。還有一類種子被稱為“頑抗性種子”,在低濕度和零度以下的溫度里儲存這類種子會傷及它們的種漿,必須不斷耕種才能保存。

          遺傳基因多樣性有十分重要的作用,盡管我們可能暫時還沒發現某些品種的基因對我們的意義,但如果最大程度的予以保留,就可能給我們未來應對危機的時候多留一點后路。平時收集各品種的種子保護基因的多樣性以增加容錯性,末日時提供種子復興農業,這就是種子庫的意義。目前,聯合國糧農組織的清單里共有1400座種子庫。根據全球農作物保護基金會主席福勒估計,由于資金等問題,只有不到25個種子庫達到了國際標準。而且動植物資源豐富的往往是不發達國家,這就涉及到跨國保護和“生物盜版”問題。毫無疑問,隨著人類危機的加劇,類似種子庫這樣的“諾亞方舟”對人類來說已從神話走入現實。

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