Сегодня - 21.01.2021

Хранить в сухом прохладном месте

07 сентября 2011

Летом 2012 года в Якутске откроется мерзлотное криохранилище образцов культурных растений, создаваемое Сибирским отделением РАН при содействии Правительства Республики Саха (Якутия). Подобные коллекции имеют значение  не только для науки как таковой, но и для национальных интересов (продовольственных и природоохранных), и для всего человечества в целом. Главное – правильное во всех отношениях хранение. Но на семенах, в отличие от консервных банок, не написано инструкций.

Зачем хранить?

Казалось бы, на самом деле – зачем? Колосятся поля, плодоносят сады, виды, сорта и линии благополучно воспроизводятся. Но, во-первых, любые коллекции невероятно важны для науки. Академик Николай Иванович Вавилов, собирая семена по всему свету, создавал картину происхождения культурных растений и их распространения по Земле. Коллекции дают богатый материал для генетиков и селекционеров, экологов и ботаников, используются в учебных целях. Во-вторых же, это стратегический резерв. Насколько хрупка природная среда, мы, увы, прекрасно знаем. Многие виды и фауны, и флоры исчезают буквально на наших глазах. Уязвим и культурный биофонд. Пожары, наводнения, засухи, техногенные катастрофы могут или «выбить» из практического оборота какой-либо сорт, либо ухудшить его полезные качества, что тоже весьма и весьма нежелательно.

Про коллекции образцов растений можно сказать словами Сервантеса о вежливости: они даются сравнительно дешево, а стоят невероятно дорого. Примерная сметная стоимость первой очереди криохранилища в Якутске – 10,6 миллионов рублей. А коллекцию семян Всероссийского (ранее Всесоюзного) института растениеводства, которую чаще называют «вавиловской», международные эксперты оценили суммой порядка 8 триллионов (!) долларов. «К счастью, такую ценность нельзя ни украсть, ни продать,» – ремарка академика Игоря Федоровича Жимулёва.  Что не может не радовать… и не радует. Потому что это собрание семян  уникально и в прямом смысле: у ВИРовской коллекции нет дубликата. А хранится ее основная часть на Кубани,  в наземном криохранилище. Аварии в энергосетях у нас случаются все чаще и чаще. Несколько часов отключения – и восемь триллионов превратятся в кучку фуража. Поэтому крайне важен следующий вопрос:

Где хранить?

Как гласит заголовок – в прохладе и сухости. Причем холод должен быть гарантировано стабильным на десятилетия. А лучше - на века. Евросоюз в 2006 году запустил проект криохранилища вблизи городка Свальбард (архипелаг Шпицберген, Норвегия). Оно размещено в толще мерзлых пород, но природная температура там колеблется на отметках минус 3- минус 5 градусов, чего, по мнению норвежцев, явно недостаточно. Пришлось устанавливать в подземелье те же холодильные устройства, чтобы снизить температуру до -18. Евросоюз потратил на шпицбергенское хранилище свыше 10 000 000 евро, а условия получил принципиально не отличающиеся от кубанского хранилища ВИРа. Правда, при отключении холодильных установок температура в мерзлотной толще будет подниматься гораздо медленнее, а аппаратура, скорее всего, дополнена аварийными источниками питания. Но  глобальное потепление в зоне Гольфстрима  сможет – естественно, не за один год – повлиять на состояние  мерзлоты Шпицбергена. Возможно, она и вовсе перестанет быть таковой.

Вход в подземную галерею будущего криохранилищаВ Якутии же для изменения температуры мерзлотного слоя на десятиметровой глубине атмосфера должна потеплеть не менее, чем на 25 градусов! Вероятность такого катаклизма уже не в исторической, а в геологической перспективе ничтожна при самых дерзких прогнозах изменений климата. К тому же естественной температуры якутской мерзлоты в минус 6-10 градусов вполне достаточно для сохранности и семян, и даже целостных растений. В 1977-1978 годах в шахте Института мерзлотоведения (ИМЗ) СО РАН им. П.И.Мельникова на глубине 12 метров был запущен эксперимент по длительному хранению семян бобовых культур из коллекции ВИРа с использованием только естественного холода мерзлых пород.

Там на самом деле холодно: при входе выдают шубы, с потолка свисают ледяные сталактиты, а в подземной галерее ИМЗ мерзлота представлена «со всем содержимым», включая  останки мамонтовой фауны и очень качественный муляж самого знаменитого в мире мамонта – малыша Димы. В одной из камер по-прежнему хранятся те самые бобы, фасоль, горох и чечевица. Доктор биологических наук Борис Моисеевич Кершенгольц из Института биологических проблем криолитозоны (ИБПК) СО РАН показывает бирки: закладки 1970-х, потом 1980-х годов. Сейчас там хранится порядка 11 000 образцов.

Виды и сорта разные, а результат один и тот же. В герметичной стеклянной таре после трех десятилетий хранения они показали невероятно высокую всхожесть: 90, а то и все 100 процентов. Для сравнения, по Международному стандарту генбанка семян высокой степенью сохранности считается процент жизнеспособности не менее 65%  при 10-12 годах хранения. Природа создала уникальные возможности, но их использование – прерогатива человека. В 2010 году сотрудниками и ИМЗ (мерзлотоведения) и ИБПК  СО РАН получен патент РФ на способ многолетнего хранения семян растений в толще вечной мерзлоты.  

Что хранить?

На Земле насчитывается порядка 400 000 видов растений, из них описано 75%. Около 30 000 видов съедобны, 7 000 – постоянно возделывается. Правда, основной растительный рацион человечества зиждется, по мнению член-корреспондента РАН Николая Петровича Гончарова (ИЦиГ СО РАН), всего на пяти видах. Это рис, пшеница, ячмень, кукуруза и сорго (характерное для Африки). У каждого вида – множество сортов. А есть еще генетическое варьирование одного вида…

Борис Кершенгольц (Институт биологических проблем криолитозоны  СО РАН)К ответу на вопрос возможен системный подход. Все растительное биоразнообразие не вместит ни шпицбергенское подземелье, ни якутское. Отталкиваться можно, например, от уже собранного и хранимого – разрозненно, в худших условиях. Для России одним из  вариантов видится, вероятно, дублирование ВИРовской коллекции с ее постепенным расширением… Другой подход – взять за основу собрания ботанических садов, получить семена, подготовить – и в мерзлоту. Неспроста в нашей стране до 1929 года эти сады относились  сначала к аграрному ведомству Российской империи, а затем – Наркомату земледелия, и только в «год великого перелома» перешли в Академию наук… Но тогда могут отойти на второй план интересы продовольственной безопасности и селекции сельскохозяйственных культур.

А в двери еще не достроенного мерзлотного хранилища, уже стучатся не только ботаники, но и экологи, географы, генетики с сотнями тысяч образцов реликтовых, редких, исчезающих растений и просто дикой флоры. И как их не понять? Под воздействием климатических и антропогенных факторов живой мир Земли меняется быстро, а главное, незаметно. Хочется надёжно сохранить для потомков (и просто для мироздания как такового) всё и вся, а не только пригодное в пищу. К тому же, по словам Н.П. Гончарова, дикую флору от культурной зачастую очень непросто отличить. В качестве примера ученый приводил Австралию, где многие виды произрастают и в садах-огородах, и «на воле».

Наконец, до сего момента речь шла о тех растениях, которые размножаются семенами: от пшеницы до кедровой сосны (которую мы ошибочно называем кедром). Но даже в пищевом ряду есть виды, растущие из спор (грибы) или, например, клубней. Для них нужны совсем другие условия хранения. Правда, в той мерзлотной шахте ИМЗ в Якутске, которая будет реконструироваться под новое криохранилище, успешно прошел эксперимент по закладке картофеля. Но  в случае с клубнями успех означал сохранение всхожести в течение трех лет, а не тридцати.

Важен и вопрос, не попавший в подзаголовки: сколько хранить? Можно решать стратегические задачи и закладывать семена на максимально возможные сроки,  держа их  в полной неприкосновенности для всего грядущего человечества. А можно организовать ротацию образцов, чтобы пользоваться ими в интересах текущих исследований – биологов, генетиков, селекционеров и других специалистов. Миссия  праотца Ноя была намного проще: собрать каждой твари по паре и переждать потоп. Криохранилище же представляется многоструктурным ковчегом растительного мира, способным, в принципе, решать весьма обширный круг задач. Но раздвинуть границы этого круга до бесконечности все равно невозможно.

Как хранить?

Ёмкость вопроса «как?» тоже стремится к бесконечности. Ответы же начинаются с очевидного – с маркировки. Она должна быть максимально подробной и стойкой. «Если надпись стирается, - пожимает плечами Б.М.Кершегольц, - эксперимент с конкретным видом или сортом можно считать провалившимся». Семена, что пролежали в мерзлоте 30 лет, были помещены в стеклянные баночки, запаянные сургучом. «Мы будем пробовать закачивать туда углерод или инертные газы, например, аргон»- поделился Борис Моисеевич.  А вот вакуум семенам, скорее всего, противопоказан: академик И.Ф.Жимулёв считает, что он может «вырывать» остаточную воду из клеток, что приведет к их механическому разрушению.

К хранению семена следует подготовить. Речь не только об отборе наиболее типичных, но и об отдельной сушке  (по мнению Н.П.Гончарова – от 7 до 10 дней, естественным образом) и обеззараживании каждой закладки. Подготовили, запаяли – а что вокруг? Про температуру уже сказано. Европейцы понижают ее до минус 18, американцы до 20. Естественный холод мерзлоты под Якутском – от -6 и ниже (лично я сфотографировал на мониторе термометра -8 градусов). Некоторые эксперты говорят, что этого недостаточно…Однако, уникально высокая всхожесть семян, пролежавших 30 лет именно при такой температуре, придает оптимизма сторонникам натуральных условий мерзлотной толщи.

Давление? Несущественно, семена все равно герметично запечатаны. Влажность? Менее 70%, чтобы не завелась плесень. Ибо микроорганизмы, как показали исследования того же ИМЗ СО РАН, в условиях мерзлоты благополучно живут и размножаются. И невзирая на непроницаемую тару, ученые ставят вопрос о биологической изоляции всего хранилища. Понятно, что условий бокса чистой хирургии там не добиться, но бетонирование стен и бахилы на входе не помешают. Среди других параметров хранения, которые сегодня обсуждают специалисты – размеры выборок, регулярность проверок всхожести и планируемые сроки содержания семян: до настоящего времени никто не хранил их свыше 60 лет.

Но всё это – технология хранения. А есть еще идеология. С 1983 года, когда была принята Конвенция ООН по биологическому разнообразию, она существенно изменилась. Генетические ресурсы растений (ГРР) были провозглашены достоянием человечества, но де-факто оказались  в распоряжении суверенных государств. Соответственно, доступ к ГРР организован не на принципах свободного обмена, а на основе межгосударственных соглашений, а сами ГРР из некоммерческой самоценности превращаются в потенциальный источник получения прибыли. «Ситуация чем дальше, тем хуже, - считает Н.П.Гончаров, - Например, если мы получили ген устойчивости к какому-либо заболеванию растений, то не можем продать его заинтересованной стороне, если с этим государством у России нет соглашения». С другой стороны, в некоторых странах доступ к банкам ГРР минимально ограничен и формализован – например, в Японии.

«Общечеловеческого» взгляда на правила обращения с коллекциями ГРР и образцов растений пока не наблюдается. Чего-то вроде национального кодекса в России тоже не принято. Похоже, что создателям якутского криохранилища СО РАН придется формировать свою версию правил игры и предлагать ее научному сообществу. Академик И.Ф.Жимулёв, например, считает, что оно может в перспективе стать международным и сравнительно открытым, но «…с соблюдением наших, российских интересов и приоритетов». Да и для полноценного национального хранилища требуется довести количество сортообразцов до 600-700 тысяч, что, в свою очередь, влечет строительство второй очереди подземного сооружения.

…А пока я гуляю между двумя маленькими и невзрачными домиками над входами в полузасыпанные штольни.  Межу ними 30 метров. Такова длина подземной галереи, которая уже следующим летом примет коллекции семян. И есть вероятность, что пустырь на окраине Якутска по прошествии  долгих лет станет столь же известен, как океанариум Кусто в Монте-Карло, петербургская Кунсткамера или лондонский Science Museum.

Андрей Соболевский

Голосов еще нет
Поделись с друзьями: 

Система Orphus