От пробирки до кастрюли: Как ученые разрабатывают продукты, которые мы едим каждый день - Анастасия Волчок
К семенным фондам в ботанике относятся как к крепостям, последним оплотам, которые должны устоять во что бы то ни стало. На них возлагается задача по возрождению растений в экстренной ситуации, в первую очередь для того, чтобы избежать голода. Фермеры и селекционеры приходят в хранилища за сортами с определенными качествами, когда в них возникает нужда. Это могут быть более засухоустойчивые формы или растения, невосприимчивые к болезням, которые раньше в регионе не встречались.
Первопроходцем в деле создания библиотек, где хранились бы семена с разными свойствами, был русский ученый Николай Иванович Вавилов. Он много путешествовал и из экспедиций по континентам привозил во Всероссийский научно-исследовательский институт растениеводства в Ленинграде (сейчас Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н. И. Вавилова), где был директором, семена самых разных растений – бобов, кукурузы, пшеницы, ячменя и т. д. С их помощью Вавилов планировал выводить новые сорта, приспособленные к суровому климату России, чтобы обезопасить страну от неурожая. В 1930-х гг. его семенная коллекция была крупнейшей в мире, в ней насчитывалось 250 000 образцов.
Будучи талантливым генетиком, Вавилов в ходе работы выявил мировые центры происхождения культурных растений и до сих пор признается одним из величайших ученых XX в. К сожалению, умер он раньше времени и в трагических обстоятельствах. Вавилов не нашел общего языка с Иосифом Сталиным и в 1940 г. был арестован и приговорен к тюремному сроку как политический преступник (позднее обвинения были признаны ложными). Выйти на волю ему уже было не суждено: ученый, мечтавший накормить человечество, скончался в саратовской тюрьме от истощения.
Дело его, к счастью, не пропало. Коллекция семян, собранная Вавиловым и сотрудниками его института, сохранилась до сих пор. Когда Ленинград во время Второй мировой войны находился в блокаде, ученые оставались дежурить в хранилище. Умирая от голода, они берегли для будущих поколений с трудом добытые семена риса и кукурузы. В настоящий момент бесценная коллекция для надежности продублирована, ее копия находится в Кубанском генетическом банке семян. А в центре Санкт-Петербурга продолжает работать оригинальный вавиловский «генетический Ноев ковчег». На трех этажах и в подвалах старинного особняка ботаники хранят более 320 000 образцов семян и черенков, одни в рефрижераторах, другие – в криотанках при температуре –200 °C. В 2022 г. на базе института было решено сформировать Национальный центр генетических ресурсов растений для обеспечения продовольственной безопасности страны. Коллекция Вавилова все время пополняется, а ее материал используется для выведения новых сортов, устойчивых к самым разным фитопатогенам и адаптированных к продолжительным засухам.
Сама идея создания семенных фондов тоже оказалась крайне удачной. Сегодня в мире их насчитывается больше тысячи. В основном они создаются как государственные учреждения, но есть и частные коллекции. Многие крупные агрохолдинги также имеют свои лаборатории и библиотеки сортов.
Национальные банки семян славятся неприступностью: «Надежнее места нет, разве что Хогвартс». При постройке семенных фондов учитывают возможность наводнений, оползней, землетрясений, пожаров и других катаклизмов, которые могут повредить здание. В США в городе Форт-Коллинз, штат Колорадо, банк семян разработан так, что в случае прорыва плотины, когда весь город затопит, он всплывет и его маленькие подопечные будут спасены.
Знаменито также Всемирное хранилище семян в норвежском Заполярье. Его построили в 2008 г. в склоне горы на одном из островов архипелага Шпицберген, где есть и три российских шахтерских поселка (острова Шпицбергена принадлежат Норвегии, но имеют особый правовой статус, на архипелаге говорят на двух языках – русском и норвежском).
«Хранилище Судного дня» стоит в поселке Лонгйир рядом с Арктическим мировым архивом и создано для спасения ценных сельскохозяйственных видов растений в случае страшной катастрофы: ядерной войны, падения астероида или стихийных бедствий, вызванных глобальным потеплением. Температура там поддерживается на уровне –18 °C, а свою первую проверку на прочность банк семян уже прошел в 2017 г., когда вечная мерзлота поддалась солнцу и помещения начало подтапливать. Все обошлось благодаря тому, что в хранилище включились собственные холодильные установки, работающие на местном угле.
Недостатком хранилища на Шпицбергене пока можно назвать лишь то, что из-за условий выбор растений, которые можно туда поместить, ограничен. В этом банке содержатся только семена, поддающиеся обычной заморозке без ущерба для всхожести. Кофе, какао или манго там погибнут. Не найдешь в норвежском оплоте и культур, которые не дают семян: батата, картофеля или бананов. Для сохранения корнеплодов или даже черенков плодовых деревьев нужны криокамеры, такие как в Вавиловском институте в Петербурге.
Сейчас банк заполнен меньше чем на треть. В нем в специальных контейнерах, высушенные и упакованные в пластиковые пакеты, хранятся образцы 1,3 млн сортов, причем каждый из них содержит примерно 500 семечек[75]. Национальные и региональные фонды по всему миру отправляют за полярный круг свои семена, чтобы уберечь их от беды; если собственные семена потеряются, можно будет извлечь резерв из хранилища и восполнить запасы. Например, недавно изымал свой вклад Международный центр сельскохозяйственных исследований в засушливых регионах. Ранее его семенная библиотека располагалась в Алеппо, но из-за военных действий в Сирии часть семян была утеряна. Теперь банк хранит свои семена в Марокко и Ливане[76]. Ранее, в 2003 г., в Алеппо эвакуировали семена из Багдада, когда тот был захвачен американскими военными. Теперь их спасла неприступная северная библиотека.
Отправка семян во всемирное хранилище для официальных генбанков бесплатна, изымать свои сокровища могут только сами вкладчики. Отправляла свои семена в Норвегию и Россия, но в связи с политической ситуацией в 2022 г. доступ к нему для российских ученых был закрыт. Большой беды в этом семеноводы не видят. Значимость европейского неприступного форта для нашей страны не так велика. В Якутии еще с 1970-х гг. работает большой семенной криобанк, а теперь, судя по всему, там же, в условиях вечной мерзлоты, будет построен еще один резервный фонд[77].
Мысль о том, что растения надо сохранить любой ценой при любом раскладе, так глубоко укоренилась в обществе, что появились проекты по постройке семенных хранилищ биологических материалов на околоземной орбите или на Луне. Как это должно быть реализовано, пока не до конца ясно. Предполагается, что на Луне в качестве природных убежищ можно использовать глубокие лавовые трубки под поверхностью спутника, где проще настроить температурный режим (рис. 13). Семена должны будут лежать в камерах криоконсервации, а питаться техника будет от солнечных батарей. Если такой банк действительно заработает, главным его недостатком, вероятно, станет высокая цена перевозки образцов туда, а потом обратно на
