• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Poznański Festiwal Nauki i Sztuki/Banki genów strażnicami bioróżnorodności

    30.03.2012. 23:04
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Wykuty w twardej granitowej skale, położony tak by nie zagroziły mu woda ani trzęsienie ziemi - Svalbard Global Seed Vault jest bankiem. Jednak zamiast pieniędzy lub klejnotów przechowywane są w nim nasiona. Teraz są ich 2 miliardy, w przyszłości zgromadzi on nasiona wszystkich roślin występujących na świecie.

    O bankach nasion podczas XV Festiwalu Nauki i Sztuki w Poznaniu mówiła Agnieszka Stelmasik z Koła Naukowego Przyrodników Uniwersytetu Adama Mickiewicza.

    Międzynarodowy i największy bank nasion na świecie położony jest jednej z wysp norweskiego archipelagu Svalbard. Lokalizację w niezaangażowanej w międzynarodowe konflikty Norwegii wybrano specjalnie by nie było miejsce działań wojennych. Usytuowanemu na wiecznej zmarzlinie 30 m n.p.m. obiektowi nie zagraża też podnoszący się poziom wód morskich. "Ze względów bezpieczeństwa nie ma też ani jednej osoby, która znałaby wszystkie kody zabezpieczające do banku" - wyjaśniła Stelmasik.

    Komputery wewnątrz budynku utrzymują stałą temperaturę -18 st. Celsjusza. Jednak nawet gdyby z jakiegoś powodu system komputerowy uległ uszkodzeniu nasiona zabezpieczone będą przez dwa lata.

    Svalbard Global Seed Vault to jeden z 1500 banków nasion na świecie, w których przechowywany jest materiał biologiczny roślin. Miejsca takie nazywane są bankami genów.

    Jak mówiła Agnieszka Stelmasik współczesne baki genów przypominają biblijną Arkę Noego. Noe by ocalić zwierzęta przed potopem zebrał po dwa egzemplarze z każdego gatunku. "W idei mogło chodzić jednak o coś więcej niż tylko zgromadzenie zwierząt w jednym miejscu. Ważniejsze było zebranie materiału genetycznego zawierającego DNA pozwalającego na odtworzenie kopii danego gatunku" - powiedziała prelegentka.

    Taka sama idea towarzyszy współczesnym bankom genów, w których zamrożone DNA można przechowywać przez wiele lat. Główną ideą istnienia banków genowych jest zachowanie różnorodności biologicznej życia na Ziemi. Tejże różnorodności zagrażają katastrofy naturalne, wojny, dewastacja środowiska.

    Dzięki nasionom zebranych w bankach genów można też badać rośliny by wykrywać nowe, kolejne cechy znanych już gatunków. Dlatego czasem przechowuje się również nasiona roślin trujących i niebezpiecznych, które nagle mogą ujawnić swoje nowe oblicze.

    Stelmasik wyjaśniała, że obecnie w rolnictwie wykorzystywanych jest około 7 tysięcy gatunków roślin. Plony kukurydzy, pszenicy i ryżu zaspokajają połowę zapotrzebowania ludzkości na żywność.

    Jednak monokultury, czyli ogromne plantacje, na których uprawia się tylko jeden gatunek roślin czy zboża, mogą być zagrożeniem dla ich istnienia. Przykładem może być sytuacja z lat 70. XX wieku w USA, kiedy to choroba przenoszona przez grzyby spowodowała utratę połowy plonów kukurydzy. Dzięki nasionom pobranym z banków genów wytworzono roślinę podobną do kukurydzy, ale już odporną na działanie chorobonośnego grzyba.

    Zasoby banku nasion przydały się również w 2004 roku w Malezji, gdzie tsunami zniszczyło niemal wszystkie tamtejsze pola ryżowe. Nasiona z banków genów umożliwiły farmerom ponowne obsianie ich pól.

    Najczęściej roślinne banki genów przechowują nasiona, jednak niektóre z nasion nie nadają się do długotrwałego przechowywania. Dlatego czasem rośliny są przechowywane w probówkach albo w postaci arboretów.

    By przechować nasiona w niezmienionej formie, mrozi się je w temperaturze minus 80 st. Celsjusza lub minus 196 st. Celsjusza, czyli ciekłym azocie. "W takich temperaturach metabolizm komórek jest niemal całkowicie zatrzymany" - wyjaśniła Agnieszka Stelmasik.

    Pszenicę czy jęczmień można przechowywać w ten sposób nawet przez 100 lat. Inne co dwa lata trzeba wysiewać i zbierać nowy plon. Jest to jednak ryzykowny proces, bo w ten sposób można utracić wiele cech danego gatunku lub różne gatunki wymieszać ze sobą.

    Jednym z banków nasion jest również polski Leśny Bank Genów w Kostrzycy u podnóża Śnieżki. Powstał w 1996 roku po katastrofie ekologicznej, która na przełomie lat 70. i 80. XX wieku spotkała tamten rejon. W banku mają się znaleźć nasiona wszystkich drzew, krzewów i krzewinek, które występują w Polsce.

    Pomysł gromadzenia zasobów genowych nie jest jednak nowy, bo sięga nawet 8 tysięcy lat p.n.e. Ówcześni farmerzy przechowywali nasiona zbóż by mieć pewność, że będą mieli czym zasiewać pola w następnym sezonie. Takie przechowalnie nasion były pierwotnymi bankami genów.

    PAP - Nauka w Polsce, Ewelina Krajczyńska

    agt/bsz


    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Glebowy bank nasion – nagromadzone w glebie nasiona (diaspory) zdolne do kiełkowania w optymalnych warunkach dla danego gatunku. Między pulą nasion stanowiących glebowy bank nasion a liczbą pojawiających się siewek istnieje bariera zwana sitem środowiskowym. Wielkość banku nasion zależy m.in. od długości okresu spoczynkowego nasion i ich żywotności. Nasiona różnych gatunków różnią się okresem zachowywania zdolności kiełkowania, u wielu sięga on kilkudziesięciu lat. Bank genów – kolekcja nasion roślin użytkowych wartościowych dla hodowli, badań naukowych oraz dla gospodarki. Standardy przechowywania nasion w banku określa FAO. Sztuczne nasiona – zarodki roślin uzyskane metodami biotechnologicznymi w hodowli in vitro, służące do rozmnażania elitarnych odmian roślin. Zarodki uzyskiwane są w wyniku przeprowadzenia embriogenezy somatycznej. Po wykształceniu mogą być suszone lub utrwalane w innej formie, co umożliwia ich przechowanie podobnie jak nasion naturalnych. Technologia uzyskiwania sztucznych nasion rozwijana jest od lat 60. XX wieku, jednak jej zastosowanie komercyjne jest ograniczone. Nasiona uzyskiwane w wyniku embriogenezy somatycznej zapewniają pełną kontrolę nad genotypem uzyskiwanych roślin, co nie jest możliwe przy rozmnażaniu płciowym. Rozwój technologii sztucznych nasion jest atrakcyjną perspektywą w rolnictwie oraz sadownictwie i leśnictwie.

    Fotoblastia, nasiona fotoblastyczne – zjawisko regulacji kiełkowania nasion przez światło występujące u niektórych roślin wyższych odpowiedzialne za pozostanie w stanie spoczynku lub wyjście z niego. W zależności od reakcji na światło rozróżniana jest fotoblastia dodatnia, gdy światło stymuluje kiełkowanie i fotoblastia ujemna, gdy światło hamuje kiełkowanie. Tylko nieliczne rośliny wytwarzają nasiona niewrażliwe na światło. Jest to około 4% gatunków, jednak jest wśród nich wiele gatunków uprawianych przez człowieka. Światło może być czynnikiem niezbędnym do wykiełkowania, tak jest u jemioły lub jedynie przyspieszać kiełkowanie. Poziomy transfer genów, horyzontalny transfer genów (HTG), lateralny transfer genów (LTG) - zjawisko przechodzenie genów między organizmami różnych gatunków, najczęściej pozostającymi ze sobą w ścisłej relacji ekologicznej. Zjawisko jest odpowiedzialne za istnienie 10-20% genów w komórkach prokariotycznych i takie krytyczne dla ewolucji cechy jak oporność na antybiotyki, wirulencja, zdolność przeprowadzania fotosyntezy oraz asymilacji azotu atmosferycznego. W komórkach eukariotycznych proces zachodzi rzadziej, jednak prawdopodobnie był powszechny w początkowym etapie ewolucji eukariontów. Geny, będące wynikiem HGT, w tej domenie stanowią poniżej 1%.

    Stratyfikacja nasion – proces przysposabiania nasion do kiełkowania, polegający na usunięciu spoczynku, poprzez umieszczenie nasion w wilgotnym podłożu o niskiej temperaturze, stratyfikacja chłodna, lub podłożu o temperaturze sprzyjającej kiełkowaniu, stratyfikacja ciepła. Nasiona niektórych gatunków roślin wymagają zarówno stratyfikacji ciepłej jak i chłodnej. Chromosom 5 – jeden z 23 parzystych chromosomów człowieka. DNA chromosomu 5 liczy około 181 milionów par nukleotydów, co stanowi około 6% materiału genetycznego ludzkiej komórki. Chromosom 5 jest jednym z największych ludzkich chromosomów, ale stosunkowo mało genów ma swoje locus na tym chromosomie; chromosom 5 ma więc niską tzw. gęstość genów. Ma to swój wyraz w dużej liczbie niekodujących i powtarzających się sekwencji. Liczbę genów chromosomu 5 szacuje się na 900-1 300.

    Introgresja – długofalowy proces polegający na włączaniu puli genów jednego gatunku do puli genów innego gatunku poprzez krzyżowanie hybrydy międzygatunkowej z jednym z jego rodziców. Może doprowadzić do specjacji. Występuje częściej u roślin niż u zwierząt. Gatunkiem powstałym w ten sposób jest żaba wodna. Termin został wprowadzony przez amerykańskiego botanika Edgara Andersona. Index seminum (łac. spis nasion) jest to publikacja wydawana przez ogród botaniczny. Zawiera ona spis materiału siewnego (diaspor roślin, czyli owoców i nasion, które ogród oferuje do sprzedaży lub wymiany na inne owoce czy nasiona. Mają one służyć do wyhodowania okazów roślin w innych ogrodach.

    Geny kodujące białka mechanizmów naprawy DNA człowieka: DNA komórki jest stale narażone na czynniki uszkadzające. Sprawnie działające mechanizmy naprawy DNA funkcjonują w komórkach organizmów zarówno prokariotycznych jak i eukariotycznych. Badania genomu ludzkiego pozwoliły zidentyfikować szereg genów kodujących białka biorące udział w różnorodnych mechanizmach naprawy DNA. Poznano dotąd ponad 130 genów o takiej, udowodnionej lub prawdopodobnej, funkcji. Nowe geny naprawy DNA są ciągle odkrywane dzięki badaniom porównawczym sekwencji genów człowieka i homologów tych genów u organizmów modelowych, takich jak E. coli i S. cerevisiae. Badania te mają znaczenie dla medycyny, ponieważ do tej pory zidentyfikowano już kilkanaście chorób, w których patogenezie mają udział niesprawne mechanizmy naprawy DNA.

    Karpologia (od gr. karpion, karpos i łac. carpium – owoc) – dział botaniki zajmujący się badaniem owoców i nasion, czyli diaspor roślin kwiatowych. Do ważniejszych zastosowań karpologii należy dostarczanie informacji taksonomicznych. Wiąże się to z dużą wartością diagnostyczną owoców i nasion, co wynika z ich trwałości w środowisku oraz stałości cech budowy. Większość diaspor posiada cechy specyficzne gatunkowo, co oznacza, że możliwe jest zidentyfikowanie gatunku rośliny tylko na podstawie cech budowy owocu lub nasienia. Owoce i nasiona gromadzi się jako materiał porównawczy w kolekcjach karpologicznych prowadzonych tak jak zielniki roślin naczyniowych.

    Zoochoria, zwierzęcosiewność – jeden ze sposobów rozprzestrzeniania diaspor roślinnych (nasion, zarodników, rozmnóżek) przez zwierzęta. Diaspory mogą być np. przyczepione do sierści, albo zjadane i później wydalane. Rośliny rozsiewające się przez zoochorię mają szczególne przystosowania do takiego sposobu rozsiewania, np. nasiona zaopatrzone w haczyki przyczepiające je do sierści zwierząt, specjalne ciałka zachęcające (tzw. elajosomy) mrówki do zabierania nasion, albo jadalne części owocu.

    Dodano: 30.03.2012. 23:04  


    Najnowsze