Al bijna tien jaar lang verzamelen en bewaren onderzoekers van de Svalbard Seed Bank in Noorwegen monsters van zaden van over de hele wereld, die ze zorgvuldig bewaren in een kluis op 400 voet in de zijkant van een berg in de poolcirkel. Toen, op een dag in oktober 2015, gebeurde er iets ongekend: onderzoekers begonnen de zaden eruit te halen, door 138 zwarte dozen met 38.000 zaden uit de stalen en betonnen kluis te rollen, door zijn deuren en terug in de wereld.
gerelateerde inhoud
- Waarom wetenschappers zaden van zonnebloemen langs de weg verzamelen
De Svalbard-zaadbank is misschien wel het beroemdste voorbeeld van een zaadbank of genenbank - een plek die is bedoeld om de biodiversiteit te behouden, zodat in het geval van een rampzalige gebeurtenis zoals droogte, ziekte of oorlog, belangrijke gewassoorten opnieuw kunnen worden bevolkt. Voor de eerste Svalbard-terugtrekking werd die ramp door de mens veroorzaakt - de zaden waren naar Svalbard verzonden voordat rebellen tijdens de Syrische burgeroorlog een andere zaadbank in Aleppo overnamen. De zaden die uit Svalbard werden verwijderd - een mix van granen, tarwe, gerst, tuinbonen, linzen en kikkererwten - werden ongeveer 3000 mijl naar Libanon en Marokko gestuurd, waar wetenschappers het onderzoek dat in Aleppo was begonnen, zullen voortzetten. Onderzoekers hopen dat hun projecten zullen helpen bij het ontwikkelen van nieuwe, sterkere stammen van deze gewassen die uiteindelijk klimaatverandering of ziekte kunnen weerstaan.
De onderzoekers die aan deze zaden werkten, zowel in Aleppo als over de hele wereld, hadden geluk. Ze waren in staat om ervoor te zorgen dat duplicaten van hun zaden ergens anders dan hun genenbank bestonden, en ze waren in staat om snel en effectief de zaden te identificeren die ze nodig hadden wanneer ze een opname moesten doen. Voor honderden genenbanken over de hele wereld - met name die op regionaal of nationaal niveau actief zijn - zou dit niet het geval zijn geweest.
Genenbanken worden vaak gezien als een laatste verdedigingslinie voor biodiversiteit - een geruststelling dat, zelfs als het ergste zou gebeuren, er back-ups zijn om ervoor te zorgen dat de wereld nog steeds toegang heeft tot cruciale gewassen zoals maïs of belangrijke voorraden genetisch materiaal., zoals een tarwesoort die bijzonder goed groeit in droge klimaten. In werkelijkheid worden genenbanken echter geconfronteerd met een hele reeks problemen, van ontbrekende sleutelstukken van biodiversiteit tot een gebrek aan communicatie tussen genenbanken tot onzekere financiering.
Bij conservering zijn er twee primaire methoden voor het conserveren van een bepaalde plant, dier of stuk genetische informatie: in situ conservering, waarbij het monster in kwestie wordt bewaard in zijn ecosysteem (natuurlijk of door de mens gemaakt) en ex situ conservering, waarbij het monster wordt buiten zijn ecosysteem bewaard. Zaadbanken of genenbanken zijn een van de primaire methoden voor ex situ conservering - een plaats waar zaden, stekken of belangrijk genetisch materiaal van gewassen, zowel gedomesticeerde als wilde, worden opgeslagen, gecatalogiseerd en bewaard voor toekomstig onderzoek.
Bonen bij de CIAT-genenbank in Colombia. (Neil Palmer, CIAT (BY CC-SA)) Genenbanken zijn een relatief nieuw concept dat verband houdt met een heel oud idee: interessante planten verzamelen in een bepaalde ruimte in het belang van wetenschappelijk onderzoek. Ze sporen hun wortels terug naar botanische tuinen, die oorspronkelijk in de 16e eeuw dienden als opslagplaatsen voor de academische studie van medicinale planten. Later, toen het Europese imperialisme zich over de hele wereld uitbreidde, zouden wetenschappers en verzamelaars planten terugbrengen van exotische locaties naar tuinen zoals de Royal Botanic Garden, Kew, in Engeland. Deze planten werden niet alleen gebruikt voor de wetenschap, maar dienden ook als basis voor de snelgroeiende commerciële handel in gewassen zoals koffie, cacao en palmolie.
Naarmate Europese verzamelaars botanische tuinen meer en meer vulden met gewassen uit verre landen, werd de wetenschappelijke onderbouwing van de tuinen minder een prioriteit. In plaats daarvan begonnen veredelaars collecties van plantgenetisch materiaal te creëren dat toegankelijk was om waardevolle eigenschappen in plantenrassen te introduceren. Toen, in de jaren zestig en zeventig, ontstond het idee om deze genetische diversiteit op een georganiseerde en systematische manier - in genenbanken - te verzamelen.
Tegenwoordig zijn er wereldwijd ongeveer 1.750 genenbanken, die meer dan 7 miljoen monsters van zaden, stekken of genetisch materiaal bewaren. Er zijn enorme, internationale genenbanken zoals Svalbard, die wordt beheerd door de Crop Trust, met hulp van de regering van Noorwegen en de regionale organisatie NordGen. En er zijn regionale genenbanken, die werken met kleine budgetten in afgelegen gebieden. Beide zijn cruciaal voor het behoud van de biodiversiteit, maar voor kleinere genenbanken kunnen de moeilijkheden in verband met het verwerven, opslaan en verspreiden van het genetische materiaal moeilijk te overwinnen zijn. Internationale genenbanken zoals Svalbard hebben vaak de hulp van organisaties zoals de Crop Trust en schenkingen die hen helpen een relatief stabiel personeelsbestand van langetermijnonderzoekers en financiering te behouden - luxe die nationale en regionale genenbanken soms missen.
"Genenbanken zijn een antropogeen construct, " zegt Christina Walters, onderzoeksleider voor plantkiemplasma bij het USDA's National Center for Genetic Resources Preservation, gevestigd in Fort Collins, Colorado. “Ze zijn slechts zo goed als de infrastructuur die wij mensen bieden, ook de verbeelding die wij mensen op hen toepassen. Genenbanken creëren niet meer biodiversiteit dan bibliotheken literatuur maken. ”
Een belangrijk stuk van de biodiversiteit dat genenbanken vaak missen zijn wilde verwanten van gewassen - de niet-gedomesticeerde, maar verwante stammen van basisvoedergewassen zoals maïs en tarwe. Een recente studie uitgevoerd door de Crop Trust keek naar 1.076 wilde familieleden gerelateerd aan 81 soorten van enkele van de belangrijkste stapelgewassen ter wereld. De onderzoekers ontdekten dat 70 procent van die wilde familieleden onvoldoende vertegenwoordigd zijn in de genenbanken van de wereld. Misschien nog zorgwekkender, ontdekten ze dat 29 procent van die wilde verwanten, zo'n 313 soorten, helemaal niet vertegenwoordigd zijn in genenbanken.
Dat is een probleem, vooral omdat de wilde verwanten van gewassen vaak zijn geëvolueerd om te groeien in minder-dan-ideale omstandigheden, gedijen op plaatsen waar relatief weinig vocht of extreem hoge hoogte. Aangezien klimaatverandering neerslagpatronen en de mondiale temperatuur verschuift, is het moeilijk om te zeggen welke eigenschappen het belangrijkst worden voor gewassen, en daarom is het behoud van eigenschappen - zelfs die eigenschappen die eerder niet veel beloften hebben getoond voor commerciële teelt - van cruciaal belang.
"Denk aan het menselijk ras: we wisten 20 jaar geleden niets over Ebola en we hadden geen idee dat we een vaccin voor Ebola nodig zouden hebben", zegt Charlotte Lusty, coördinator van de genenbankprogramma's voor de Crop Trust. “Het is hetzelfde voor een plant in een veld. Als je maïs of tarwe in een veld kweekt, heb je geen idee wat je nodig hebt of welke ziekte zal komen, en dat vaccin komt uit een genenbank. '
De Svalbard-zaadkluis is gevuld met meer dan een miljoen verschillende zaden, maar ze in een koelcel bewaren is slechts een deel van wat de kluis doet. (Dag Endresen [CC BY 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0)], via Wikimedia Commons) Naast het missen van cruciale stukjes genetische diversiteit, missen genenbanken, vooral op nationaal en regionaal niveau, vaak het soort consistente financiering dat nodig is om ervoor te zorgen dat de projecten hun langetermijnmissies kunnen uitvoeren. Een genenbank is veel meer dan het verzamelen van plantgenetisch materiaal voor opslag - een groot deel van het dagelijkse werk van genenbanken met het voorbereiden en verzenden van monsters naar onderzoekers en veredelaars over de hele wereld. Directeuren van genenbanken pronken vaak met de koelcellen, waar het genetische materiaal wordt opgeslagen - maar die gebieden zijn vaak vrij onderhoudsarm en goedkoop in vergelijking met de uitdaging om de collecties daadwerkelijk te onderhouden.
"Het is geen enorme investering om dat te doen", zegt Lusty over het verzamelen en bewaren van zaden. "De moeilijkheid is om ze te controleren, ervoor te zorgen dat ze levensvatbaar blijven en die zaden verspreiden."
Neem bijvoorbeeld een land als Venezuela, dat zich midden in een economische crisis bevindt die zich, althans gedeeltelijk, heeft gemanifesteerd met black-outs in het hele land. Wanneer die black-outs optreden, hebben de genenbanken van het land - waarvan er meerdere zijn - niet de elektriciteit die nodig is om ervoor te zorgen dat de zaden op een optimale temperatuur blijven voor bewaring. Binnen een paar dagen na een langdurige black-out, konden die collecties volledig verloren gaan voor de wereld.
“Als het gaat om nationale genenbanken, bevinden we ons in een zeer moeilijke situatie. Het is heel erg de overheid die het belang en de waarde van deze collecties moet erkennen, 'zegt Lusty.
De uitdagingen in verband met regionale en nationale genenbanken zijn een groot deel van de reden waarom organisaties zoals de Crop Trust en CGIAR, een wereldwijd consortium voor landbouwonderzoek dat 11 genenbanken over de hele wereld beheert, er zo op gericht zijn ervoor te zorgen dat geen genenbank een eiland op zichzelf. De Crop Trust voert al jaren campagne om een schenking te genereren die kan worden gebruikt om genenbanken te helpen het soort consistente financiering veilig te stellen dat nodig is om langetermijninvesteringen in onderzoek en personeel te doen. Volgens Lusty is de schenking momenteel groot genoeg om tussen de $ 5 tot 6 miljoen per jaar beschikbaar te stellen voor genenbanken - wat, gezien het feit dat een middelgrote genenbank jaarlijks ongeveer $ 1 miljoen nodig heeft om te werken, verre van voldoende is.
“Helaas plaatsen overheden over het algemeen niet het soort middelen dat ze nodig hebben om deze genenbanken in staat te stellen om op dit niveau te werken. Daarom is het van essentieel belang dat zoiets als de Crop Trust ten minste deze internationale genenbanken, 'zegt Lusty.
In een perfect systeem zouden internationale, nationale en regionale genenbanken allemaal samen werken en werken aan het behoud van de grootste hoeveelheid genetische diversiteit met de minste hoeveelheid duplicatie. Dat betekent dat regionale genenbanken zich grotendeels zouden richten op het verzamelen van soorten die in dat specifieke gebied voorkomen, waarbij grotere internationale genenbanken als back-ups van deze collecties dienen.
En het systeem functioneert, althans soms, zo. Maar om de genenbanken in de wereld nog efficiënter te laten werken, zeggen experts zoals Lusty dat het voor genenbanken op elk niveau steeds belangrijker wordt om een duidelijke manier te hebben om met elkaar te communiceren wat ze hebben - en wat ze nodig hebben - met elkaar. Om ervoor te zorgen dat dit type communicatiepad bestaat, heeft de Crop Trust in 2008 geholpen een online tool op te zetten die Genesys wordt genoemd en die fungeert als een soort open-sourcecatalogus voor deelnemende genenbanken. Maar Genesys blijft onvolledig, met ontbrekende collecties die werknemers bij de Crop Trust werken om te hebben opgenomen in de database. In april heeft de nationale landbouwonderzoeksorganisatie in Brazilië, EMBRAPA, aangekondigd dat het zijn collecties aan Genesys zou toevoegen, wat een grote overwinning was voor de voortdurende uitbreiding van de database door Crop Trust.
Uiteindelijk is het beeld van een genenbank als een "doemsdagkluis" misschien wel de grootste uitdaging om te overwinnen. Door genenbanken te beschouwen als statische, apocalyptische programma's van het laatste redmiddel, maken onderzoekers zoals Walters zich zorgen dat de dagelijkse rol die genenbanken spelen bij het waarborgen van voedselveiligheid uiteindelijk verloren gaat bij het publiek.
"Mensen beschouwen genenbanken niet echt als actief gebruikt - zoals een bibliotheek, " zegt ze. “[De USDA's] National Plant Germplasm System distribueert 250.000 accessies per jaar. Mensen denken aan genenbanken alsof ze een magazijn zijn, alsof het alleen maar een oefening is om zaden in zakken te doen en zakken in de vriezer te plaatsen. Maar het nut en de toegankelijkheid van de genetische bronnen in de genenbank is het grote verhaal. ”
