Seit fast einem Jahrzehnt sammeln und lagern Forscher der Svalbard Seed Bank in Norwegen Proben von Saatgut aus der ganzen Welt und bewahren es akribisch in einem Gewölbe auf, das 400 Fuß in die Seite eines Berges am Polarkreis geschnitzt ist. Dann, eines Tages im Oktober 2015, passierte etwas Beispielloses: Forscher begannen, die Samen herauszunehmen und 138 schwarze Kisten mit 38.000 Samen aus dem Stahl- und Betongewölbe durch die Türen zurück in die Welt zu rollen.
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Die Svalbard Seed Bank ist vielleicht das bekannteste Beispiel für eine Samenbank oder Genbank - ein Ort, der die biologische Vielfalt erhalten soll, damit im Falle eines katastrophalen Ereignisses wie Dürre, Krankheit oder Krieg wichtige Pflanzenarten neu besiedelt werden können. Für den ersten Rückzug Svalbards war diese Katastrophe vom Menschen verursacht worden - das Saatgut war nach Svalbard geschickt worden, bevor die Rebellen während des syrischen Bürgerkriegs eine andere Saatgutbank in Aleppo übernahmen. Die aus Spitzbergen entfernten Samen - eine Mischung aus Getreide, Weizen, Gerste, Bohnen, Linsen und Kichererbsen - wurden etwa 3.000 Meilen in den Libanon und nach Marokko geschickt, wo die Wissenschaftler die in Aleppo begonnenen Forschungen fortsetzen werden. Die Forscher hoffen, dass ihre Projekte dazu beitragen werden, neue, härtere Arten dieser Pflanzen zu entwickeln, die schließlich dem Klimawandel oder Krankheiten widerstehen könnten.
Die Forscher, die in Aleppo und auf der ganzen Welt an diesen Samen arbeiteten, hatten Glück. Sie konnten sicherstellen, dass Duplikate ihrer Samen an einem anderen Ort als ihrer Genbank vorhanden waren, und sie konnten schnell und effektiv die Samen identifizieren, die sie benötigten, als sie eine Entnahme vornehmen mussten. Für Hunderte von Genbanken auf der ganzen Welt - insbesondere auf regionaler oder nationaler Ebene - hätte dies leicht nicht der Fall sein können.
Genbanken werden oft als letzte Verteidigungslinie für die biologische Vielfalt angesehen - eine Bestätigung, dass auch im schlimmsten Fall Backups vorhanden sind, um sicherzustellen, dass die Welt weiterhin Zugang zu wichtigen Pflanzen wie Mais oder wichtigen Vorräten genetischen Materials hat, wie eine Weizensorte, die in trockenen Klimazonen besonders gut wächst. In der Realität sind Genbanken jedoch mit einer Reihe von Problemen konfrontiert, von fehlenden Schlüsselelementen der biologischen Vielfalt über mangelnde Kommunikation zwischen Genbanken bis hin zu ungewisser Finanzierung.
Bei der Konservierung gibt es zwei Hauptmethoden zur Konservierung einer bestimmten Pflanze, eines bestimmten Tieres oder einer bestimmten genetischen Information: In-situ- Konservierung, bei der die betreffende Probe in ihrem Ökosystem (entweder natürlich oder vom Menschen hergestellt) aufbewahrt wird, und Ex-situ- Konservierung, bei der Die Probe wird außerhalb ihres Ökosystems aufbewahrt. Samenbanken oder Genbanken sind eine der wichtigsten Methoden zur Ex-situ- Konservierung - ein Ort, an dem Samen, Stecklinge oder wichtiges genetisches Material aus domestizierten und wilden Nutzpflanzen gelagert, katalogisiert und für zukünftige Forschungen konserviert werden.
Bohnen in der CIAT-Genbank in Kolumbien. (Neil Palmer, CIAT (VON CC-SA)) Genbanken sind ein relativ neues Konzept, das an eine sehr alte Idee gebunden ist: das Sammeln von Pflanzen, die für wissenschaftliche Untersuchungen von Interesse sind, an einem bestimmten Ort. Ihre Wurzeln gehen auf botanische Gärten zurück, die ursprünglich bereits im 16. Jahrhundert als Aufbewahrungsort für die akademische Erforschung von Heilpflanzen dienten. Später, als sich der europäische Imperialismus auf der ganzen Welt ausbreitete, brachten Wissenschaftler und Sammler Pflanzen aus exotischen Gegenden in Gärten wie den Royal Botanic Garden in Kew in England zurück. Diese Pflanzen dienten nicht nur der Wissenschaft, sondern auch als Grundlage für den aufkeimenden Handel mit Getreide wie Kaffee, Kakao und Palmöl.
Als europäische Sammler den Botanischen Garten zunehmend mit Feldfrüchten aus fernen Gegenden füllten, wurde die wissenschaftliche Untermauerung des Gartens weniger wichtig. An ihrer Stelle begannen die Züchter, Sammlungen pflanzengenetischen Materials zu erstellen, auf die zugegriffen werden konnte, um wertvolle Merkmale in Pflanzenrassen einzuführen. In den sechziger und siebziger Jahren entstand dann die Idee, diese genetische Vielfalt auf organisierte und systematische Weise - in Genbanken - zu sammeln.
Heute gibt es weltweit rund 1.750 Genbanken, in denen mehr als 7 Millionen Proben von Samen, Stecklingen oder genetischem Material aufbewahrt werden. Es gibt riesige internationale Genbanken wie Svalbard, die vom Crop Trust mit Hilfe der norwegischen Regierung und der Regionalorganisation NordGen verwaltet werden. Und es gibt regionale Genbanken, die in abgelegenen Gebieten mit kleinen Budgets arbeiten. Beides ist für die Erhaltung der biologischen Vielfalt von entscheidender Bedeutung, doch für kleinere Genbanken können die Schwierigkeiten beim Erwerb, bei der Speicherung und bei der Verbreitung des genetischen Materials nur schwer zu überwinden sein. Internationale Genbanken wie Svalbard haben oft die Hilfe von Organisationen wie Crop Trust und Stiftungen, die ihnen helfen, ein relativ stabiles Personal von Langzeitforschern und -finanzierern zu halten - Luxus, der nationalen und regionalen Genbanken manchmal fehlt.
"Genbanken sind ein anthropogenes Konstrukt", sagt Christina Walters, Forschungsleiterin für Pflanzenkeimplasma beim USDA National Center for Genetic Resources Preservation in Fort Collins, Colorado. „Sie sind nur so gut wie die Infrastruktur, die wir Menschen bieten, und auch die Vorstellungskraft, die wir Menschen auf sie anwenden. Genbanken schaffen nicht mehr Artenvielfalt als Bibliotheken Literatur. “
Ein Hauptbestandteil der Artenvielfalt, der häufig an Genbanken fehlt, sind wild lebende Verwandte von Nutzpflanzen - die nicht domestizierten, aber verwandten Arten von Grundnahrungsmitteln wie Mais und Weizen. Eine kürzlich vom Crop Trust durchgeführte Studie untersuchte 1.076 wild lebende Verwandte, die mit 81 Arten einiger der wichtigsten Grundnahrungsmittel der Welt verwandt waren. Die Forscher stellten fest, dass 70 Prozent dieser wilden Verwandten in den Genbanken der Welt nicht ausreichend vertreten sind. Vielleicht noch besorgniserregender war, dass 29 Prozent dieser wild wachsenden Verwandten - etwa 313 Arten - überhaupt nicht in Genbanken vertreten sind.
Dies ist vor allem deshalb ein Problem, weil wild lebende Verwandte von Kulturpflanzen sich oft zu weniger idealen Bedingungen entwickelt haben und an Orten gedeihen, an denen relativ wenig Feuchtigkeit herrscht oder die sich in extrem großer Höhe befinden. Da der Klimawandel die Niederschlagsmuster und die globale Temperatur verändert, ist es schwierig zu sagen, welche Merkmale für Kulturpflanzen am wichtigsten werden. Aus diesem Grund ist die Erhaltung von Merkmalen - auch derjenigen, die bisher keine großen Aussichten für den kommerziellen Anbau zeigten - von entscheidender Bedeutung.
"Denken Sie an die Menschheit: Wir wussten vor 20 Jahren nichts über Ebola und hatten keine Ahnung, dass wir einen Impfstoff gegen Ebola brauchen würden", sagt Charlotte Lusty, Koordinatorin für Genbankprogramme beim Crop Trust. „Das gilt auch für eine Pflanze auf einem Feld. Wenn Sie auf einem Feld Mais oder Weizen anbauen, wissen Sie nicht, was Sie brauchen oder welche Krankheit kommen wird, und dieser Impfstoff wird aus einer Genbank stammen. “
Das Svalbard-Saatgutgewölbe ist mit mehr als einer Million verschiedener Samen gefüllt, aber die Aufbewahrung im Kühlhaus ist nur ein Teil dessen, was das Gewölbe leistet. (Dag Endresen [CC BY 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0)], via Wikimedia Commons) Genbanken fehlen nicht nur wichtige Teile der genetischen Vielfalt, sondern häufig auch die konsequente Finanzierung, die erforderlich ist, um sicherzustellen, dass die Projekte ihre langfristigen Aufgaben erfüllen können. Dies gilt insbesondere auf nationaler und regionaler Ebene. In einer Genbank geht es um viel mehr als nur um das Sammeln von pflanzengenetischem Material zur Aufbewahrung - ein Großteil der täglichen Arbeit von Genbanken besteht in der Vorbereitung und dem Versand von Proben an Forscher und Züchter auf der ganzen Welt. Direktoren von Genbanken zeigen häufig gerne die Kühlräume, in denen das genetische Material aufbewahrt wird. Diese Bereiche sind jedoch im Vergleich zur tatsächlichen Aufbewahrung der Sammlungen häufig relativ wartungsarm und kostengünstig.
"Das ist keine große Investition", sagt Lusty über das Sammeln und Lagern von Saatgut. "Die Schwierigkeit besteht darin, sie zu überwachen, sicherzustellen, dass sie lebensfähig bleiben, und diese Samen zu verteilen."
Nehmen wir zum Beispiel ein Land wie Venezuela, das sich mitten in einer Wirtschaftskrise befindet, die sich zumindest teilweise durch rollende Stromausfälle im ganzen Land manifestiert hat. Wenn diese Stromausfälle auftreten, verfügen die Genbanken des Landes - von denen es mehrere hat - nicht über den notwendigen Strom, um sicherzustellen, dass das Saatgut eine optimale Temperatur für die Aufbewahrung aufweist. Innerhalb weniger Tage nach einem anhaltenden Stromausfall könnten diese Sammlungen für die ganze Welt verloren gehen.
„Bei den nationalen Genbanken befinden wir uns in einer sehr schwierigen Situation. Es ist in hohem Maße die Regierung, die die Bedeutung und den Wert dieser Sammlungen anerkennen muss “, sagt Lusty.
Die mit regionalen und nationalen Genbanken verbundenen Herausforderungen sind ein wesentlicher Grund dafür, dass Organisationen wie der Crop Trust und CGIAR, ein globales Agrarforschungskonsortium, das elf Genbanken auf der ganzen Welt verwaltet, sich so darauf konzentrieren, sicherzustellen, dass keine Genbank eine Genbank ist Insel für sich. Der Crop Trust setzt sich seit Jahren für eine Stiftung ein, mit der Genbanken die für langfristige Investitionen in Forschung und Personal erforderliche konsistente Finanzierung sicherstellen können. Laut Lusty ist das Stiftungsvermögen derzeit groß genug, um Genbanken jährlich 5 bis 6 Millionen US-Dollar zur Verfügung zu stellen - was angesichts der Tatsache, dass eine mittelgroße Genbank etwa 1 Million US-Dollar pro Jahr für den Betrieb benötigt, alles andere als ausreichend ist.
„Leider setzen die Regierungen im Allgemeinen nicht die Ressourcen ein, die sie für diese Genbanken benötigen, um auf diesem Niveau arbeiten zu können. Deshalb ist es für so etwas wie den Crop Trust unerlässlich, diese internationalen Organisationen zumindest zu unterstützen Genbanken “, sagt Lusty.
In einem perfekten System würden internationale, nationale und regionale Genbanken zusammenarbeiten, um die größtmögliche genetische Vielfalt bei geringstmöglicher Doppelung zu erhalten. Dies bedeutet, dass sich regionale Genbanken hauptsächlich auf das Sammeln von Arten konzentrieren, die in diesem bestimmten Gebiet heimisch sind, wobei größere internationale Genbanken als Backup für diese Sammlungen dienen.
Und das System funktioniert zumindest manchmal so. Um die Genbanken der Welt noch effizienter zu betreiben, ist es nach Ansicht von Experten wie Lusty für Genbanken auf allen Ebenen immer wichtiger, klar zu kommunizieren, was sie haben und was sie brauchen. Um sicherzustellen, dass dieser Kommunikationsweg existiert, half der Crop Trust 2008 bei der Einrichtung eines Online-Tools namens Genesys, das als eine Art Open-Source-Katalog für die teilnehmenden Genbanken fungiert. Genesys ist jedoch nach wie vor unvollständig. Es fehlen Sammlungen, die von Mitarbeitern des Crop Trust in die Datenbank aufgenommen wurden. Im April gab die brasilianische nationale Agrarforschungsorganisation EMBRAPA bekannt, dass sie ihre Sammlungen zu Genesys hinzufügen wird. Dies war ein wichtiger Gewinn für die weitere Erweiterung der Datenbank durch den Crop Trust.
Letztendlich könnte das Image einer Genbank als „Weltuntergangsgruft“ die größte Herausforderung sein, die es zu überwinden gilt. Forscher wie Walters sehen Genbanken als statische, apokalyptische Programme der letzten Instanz und befürchten, dass die alltägliche Rolle, die Genbanken bei der Gewährleistung der Ernährungssicherheit spielen, letztendlich für die Öffentlichkeit verloren geht.
"Die Leute betrachten Genbanken nicht wirklich als aktiv genutzt - wie eine Bibliothek", sagt sie. “[Das USDA] National Plant Germplasm System verteilt 250.000 Akzessionen pro Jahr. Die Leute denken an Genbanken, als wären sie ein Lagerhaus, als wäre es nur eine Übung, Samen in Säcke und Beutel in die Gefriertruhe zu legen. Aber der Nutzen und die Zugänglichkeit der genetischen Ressourcen in der Genbank ist die große Geschichte. “
