种子银行

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自世界各地的种子入藏于此。

在科学家眼里,种子银行可以抵御战争、意外事故和自然灾难,从而保护全球农作物多样性,基本确保未来气候变化条件下的食物安全,为解决全球粮食危机提供帮助。在艺术家眼里,这些深埋于种子银行里的基因种子们,就好似格林兄弟的童话中,被诅咒的公主,沉睡于雪中,安静而充满神秘。

对抗气候变化

加里·富勒(Cary Fowler)曾担任全球作物多样性信托基金的总裁,并且是联合国种子银行的发起人和管理方之一。作为联合国地球生物多样性保护报告的总策划人,他一直忧心忡忡:“虽然生物多样性就存在于我们身边,但大部分人只是在超市里看到不同颜色的苹果时,才觉察到自己有多少选择。”

实体种子以及植株、胚芽、细胞、原生质体等等,甚至是DNA片段,这些亲代传给子代的遗传物质就是“种质”,而携带遗传信息的资源统称为“种质资源”。农业欣欣向荣和作物进化的基础,正是种质资源。

“这样的基础却是摇摇欲坠的,更少有人在乎。如果世界上狗的品种约在 400 种,那么仅 仅大豆的种子数量就可以达到3.5 万到4万种,更有 20万种不同的麦子以及20万~ 40万种不同的大米。18世纪的美国,农民和园艺工作者曾经种植过 7100种不同名字的苹果,而今天的6800 种已经灭绝了。”

在演讲中,富勒曾经准备了一份已经灭绝的苹果种类的名单,这份名单以字母顺序排列,多数以人类的姓氏命名。当他向多国听众展示这份名单,让他们寻找是否有自己的名字时,超过2/3的听众举起了手。“好消息是,还有1/3 的人没有举手,地球上依然存在着苹果。”

在许多国家,最冷的播种季节变得比过去200 年都要热,而人类的农业系统从未经历过如此的高温。如果农业没有经历过,农作物又怎么能够适应?据富勒表示,最糟糕的情况会发生在南亚和撒哈拉以南的非洲。“2030年,我们将会遭遇玉米30%的减产,而对增长的人口来说,就是食物危机。”

人类的农耕文明可以追溯到距今13000 年前,从那时起,人类的生存模式逐渐从狩猎和采集果实转变为种植农作物。考古学家曾在伊拉克的耶莫遗址中发现了大约公元前6750 年的种子遗存。也许从那时起,人类就知道了保存种子是来年收成的重要保障。但是在全球范围内系统地整理并保存种子却只有短短近百年的历史。

“种子银行是一种极端的做法,却是不得已而为之。生存演变了数百万年的植物物种有可能在未来几十年内全部灭绝。而人类80%的食物与营养来自植物,为此,最佳的办法就是尽可能多地保存小麦、大米、土豆和其他植物物种。“人类不仅在挽救物种的加速灭绝,对抗未来可能发生的饥荒,更在挽救自己。”

富勒认为:”有些作物就像孤儿般没人关心,建造种子银行让植物学家在未来能制造出应对全球变暖的新作物。”英国理论物理学家、“宇宙大爆炸理论”创始人斯蒂芬·霍金在演讲“人类如 何走完下一个世纪”的报告时,不无忧虑地追问道:“在一个政治、社会、环境都很混乱的世界,人类如何走过下一个100年?”遗憾的是,霍金只有提问,没有答案。他无奈地说:“我不知道答案,这就是我提问的原因。”

建造诺亚方舟

20 世纪 20 年代,自幼生活在粮食短缺状况下的俄国植物学家尼可莱·瓦维洛夫(Nikolay Vavilov)开始在全球范围内搜集各种不同的农作物种子,希望通过自己的努力,解决俄国乃至全世界的粮食问题。他踏遍了世界五大洲的土地,搜集了许多农作物的野生近缘品种以及一些不知名的可食用植物的种子,最终建立起了世界第一家“种子银行”。

据统计,如今在全球范围内共有1400 余家种子银行,大约保存了650万份种子样本,其中大约有150万类濒危种子。联合国粮农组织公布的一份全球种子银行名录中,包括中国、俄罗斯、日本、印度、韩国、德国和加拿大在内的许多国

家都建立了自己的种子银行。

种子银行随时可能遭受战争、自然灾害与人为的威胁,也意味着一些种子从此不复存在。2006年,菲律宾的国家种子银行被一次强台风摧毁了。伊拉克和阿富汗的种子银行也先后在战争中被摧毁。2014年,位于埃及北西奈省的埃及沙漠基因银行的所有仪器设备在骚乱中被暴徒们洗劫一空,冷却系统被破坏,近几十年来的研究数据毁于一旦。还有许多种子银行因为经费问题无法继续运营。

富勒在斯瓦尔巴德全球种子银行的开幕仪式上说,“种子库的开幕标志着保卫世界农作物多样性的历史性转折”。作为全球1400 余家种子银行的备份,在开幕庆典的时候,斯瓦尔巴德就已经收到了来自100多个国家的1亿颗种子,其中既有非洲和亚洲地区的玉米、水稻、小麦、豇豆和高粱种子,也有欧洲和南美洲不同种类的茄子、莴苣、大麦和马铃薯种子,几乎涵盖了世界上所有常见的食用农作物种类。

建在挪威斯匹次卑尔根岛上的斯瓦尔巴德种子银行,具有独一无二的天然优势和坚实可靠的 安全保障。斯匹次卑尔根岛四周都被海洋包围,具有天然的安全屏障。种子银行所在的位置比海平面高出130米左右,科学家们周全考虑了现在和未来世界上可能发生的各种最坏险情。即使全球变暖的状况持续恶化,格陵兰的冰盖融化或者南极洲的冰层完全消融了,不断上涨的海平面也需要在 200年后才能将它完全淹没。

位于北纬 78 度,距离北极点约 1300 公里的永冻冰山深处,种子银行的内部构造非常坚固,因为设计者是以“无年限限制”的标准来建造这座独一无二的种子库。约100米长的坚固隧道和地下储藏室在内的建筑主体,都埋藏在地下约120米处,常年不化的冻土层能为储藏室提供非常稳定的地质环境,不需任何冷却设备就能够常年维持零下3~4摄氏度的低温。此外,建筑物可承受里氏6.2级地震,更可抵抗核武攻击。

大数据精确管理

斯瓦尔巴德种子银行的管理软件由比尔·盖茨基金会捐赠3000万美元专门开发而成。厚实

的钢筋混泥土和钢化玻璃筑成的入口矗立在风雪中,甚少开启的大门背后还有监视器,时刻监控着周围的一切。

种子银行内的安保措施非常严格,任何人想要进入种子库的核心区都需要经过四道紧锁的大门。连接种子库入口与储藏室之间的通道的前半部分由直径5米的巨型钢管构成,在通过两扇不锈钢大门背后,是一段长长的下行隧道,隧道尽头还有两道气闸保护,之后才能进入储存种子的地窖。

种子银行的内部安装有多台监视器,每一箱种子在入库时都需要经过扫描检查。这个看似充满悬疑感的场景并不是科幻电影中的情节。这座占地约1000平方米神秘建筑物的智能冷却系统也由工程师精心设计,一个10千瓦的压缩机,能使种子库维持零下18摄氏度的低温。假如意外断电,冻土也能让种子继续保持冷冻状态。

许多重要粮食作物的种子都能够存活千年以上,如小麦的种子能够存活1700 年,大麦的种子能够存活 2000年,生命力最强的高粱种子甚至能存活约2万年之久,其他样本需要定期更新。

种子银行的每个冷藏室约375 平方米,内有金属架,堆放了不同的塑料盒子,每个盒子装有大约400个样本,每间可存放150万个样本容器。3个冷藏库共可容纳大约450万个编有条形码的植物种子样品。这些种子包含了世界上所有已知的作物种类,由历代农民在1万多年中选育出来。

库内用来包裹种子的是一种银色的新型种子袋,称作“劳斯莱斯种子袋”,每包裹有500粒种子。种子袋由特殊金属箔片和其他先进材料制成,共有四层,具有严格的密封性,可以让种子在干燥和冷冻的状态下长久保存。由世界各地寄来的种子一般都会被装在不同的包装器皿中,到了斯瓦尔巴德,再被装入种子袋中。

与此同时,这里的工作人员还会为每一份种子样本建立电子存单,并将数据输入进计算机的存储系统内。这些数据会被提交至公开的数据库中,任何想了解种子库储存情况的人,都能够登录相应的网站检索自己所需要的信息。

这座被誉于“植物诺亚方舟”的建设经费超过 900万美元,价值不菲的地窖建造费由挪威政府负担,但世界各国皆可到此储存植物种子,每个物种储存近500颗。虽然离目标 450 万个品种仍相去甚远,但依目前稳定增加物种的速度来看,可望成为世界最大的粮食补给站。

在最新一批种子入库后,斯瓦尔巴德全球种子银行又一次关上两扇厚重的不锈钢大门,将凄厉的北极风锁在外面。

截止到今年 7月1日,库中已经储存有866523种农作物种子样本。种子银行作为诺亚

方舟的作用已经在开始显现——澳大利亚温带地区农作物采集中心将一批种子样本运往斯瓦尔巴德,就在数天后,洪水淹没了霍舍姆镇。2016年 9月,斯瓦尔巴德全球种子银行宣布,叙利亚战争促使中东地区的科研人员向种子银行发出请求,为了应对危机,后者不得不首次从种子库中提取了130盒样本品。

各国加速筹建

除了斯瓦尔巴德种子银行,各国也开始加快种子采集和存储的步伐。英国邱园种子银行设立以来,是世界上最宏伟的开花植物保护项目。投资达 8000万英镑,收集保存了全球3万份重要和濒危的种子。邱园种子银行已经收集并储存了世界上13%的植物种子,其中大部分是开花植物。

除了英国本土植物,在这里还保存其他国家的植物。近期,种子银行的专家把采集的目标锁定在马达加斯加。这座岛屿有着超过 13000 种植物,其中超过 90%的物种只存在于该岛上,而在地球其他地方都无法生存。

据英国专家研究,当地70%的物种正濒临消失。这场与时间的赛跑中,湿度是种子保存最大的敌人。在储存种子之前,这些种子都必须经过严格的收集、筛选及干燥过程。拿到种子后,科研人员通过 X光检测和TZ染色实验检测了该批种子的质量和活力,相对含水率被降低到15%,以便它们能够在超过 200年的时间之内不变质。

澳大利亚种子银行也在 2013 年正式启用,该银行将负责收集和研究澳大利亚国内特有的植物品种。澳大利亚的生物多样性排名世界第五,还拥有全世界14%的濒危品种。种子银行在悉尼拥有价值 2000万美元的研究设施,对一万种不同类型的植物种子进行了归档分类。银行采用先进液氮冷藏技术,可以妥善保存那些已经灭绝的植物种子。

美国的一些社区也通过种子银行的方式,唤起对生物多样性的关注:科罗拉多州小镇巴索特 公共图书馆开办了一个种子银行。读者凭一张借书证,就可以领取一袋种子,拿回去栽种。到了收获季节,读者收取新种子,送回图书馆,让图书馆把种子再借给别的读者。“在这样一个书籍杂志呈现数字化、到处可供下载的时代,有形的种子包是吸引人们关注现实的另一种方式。”

中国在这场赛跑中也逐渐处于领先的位置。在昆明北郊黑龙潭,保护濒危植物物种而设立的中国西南野生生物种质资源库于2007 年 8月竣工,主要收集国内濒危的、特有的、有重要科研和经济价值的植物种子。2017年 3月,国家重点保护植物岷江柏木入住“种子银行”,进行抢救性保存。

中国目前约有 3.1万种植物物种,其中15%到 20%的植物濒危。例如金铁锁作为云南白药三种主要成分之一,在金沙江地区曾经常见,由于药农的过度采集,如今濒危。红豆杉树皮中提取的紫杉醇是治疗乳腺癌的最好药物之一,云南野生红豆杉曾占全国总数的55%,如今也濒危。“种子银行”第一步计划收集西南地区60%的物种,特别是青藏高原特有植物。第二步计划收集保存喜马拉雅山、东南亚地区的物种。计划15 年内收集保存 1.9 万种植物的种质资源,建成亚洲最大的种子银行。目前,种子库已保存了9484 种(占全国有花植物总数的 32%)和71232份植物种子,其中包括珙桐、巧家五针松、喜马拉雅红豆杉等珍稀濒危植物。

充分挖掘种子的基因,还能够产生巨大的经济价值。新西兰“奇异果”,源自原产中国的猕猴桃;占据中国市场90%份额的香水月季,源自原产中国的野生月季;原产中国的野生大豆,经美国改造为转基因大豆后,又迅速占据了中国大豆市场。

不过,把种子存在银行里预防未来灾难,或许才只算做好了第一步。另一样同样值得拯救的东西,是全世界农民世代辛苦累积而得的智慧。如今急切渴求的种子,本是出自他们的培育。也许存在农民脑袋里的知识才是最珍贵、也最有失落之虞的资源。

著名摄影师罗布·柯塞乐在伦敦邱园的种子摄影展,让观者进入了奇妙的植物王国

建在挪威斯匹次卑尔根岛上的斯瓦尔巴德种子银行,能避免可能发生的各种最坏险情。隧道和储藏室埋藏在地下 120 米地质稳定的冻土层,可承受 6.2 级地震并可抵抗核攻击

种子银行每间冷藏室内堆放的塑料盒子,每盒装有约 400 个种子样本

种子是全世界农民世代辛苦累积而得的智慧

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