Arka dla ziaren

Wakehurst zawsze miało szczęście do wielbicieli flory. Ta XVI-wieczna rezydencja w stylu Tudorów w hrabstwie West Sussex, zmieniając właścicieli a to za sprawą dziejowych burz, a to hazardowych długów, trafiła najpierw, w 1869 r., w ręce markizy Downshire, która zażyczyła sobie mieć w parku egzotyczne drzewa. Później, w 1903 r., kupił ją ­Gerald Loder, późniejszy Lord Wakehurst, który jął hojnie sponsorować wyprawy po rośliny wschodniej Azji, Ameryki Południowej, Australii i Nowej Zelandii. Także kolejni właściciele rozwijali ogród i park, aż w 1965 r. posiadłość wydzierżawiły legendarne Królewskie Ogrody Botaniczne Kew.

Ale na skraju kompleksu sędziwych zabudowań posiadłości, za żywopłotem kryje się zupełnie inny budynek. Otwarty w 2000 r., przeszklony pawilon o półokrągłych dachach, które pokrywają baterie słoneczne. Wokół przysłowiowy angielski trawnik. Pod nim zaś jedno z najważniejszych przedsięwzięć naukowych naszego świata.

Miliardy nasion

– Na co dzień zajmujemy się tu bardzo prostolinijnym procesem. W zasadzie każdy rzeźnik za pomocą takiego samego wyposażenia jak nasze przechowuje mięso – rozkłada ręce dr John Dickie, który kieruje zbiorami i laboratoriami Milenijnego Banku Nasion. W podziemnym bunkrze o pojemności równej 30 londyńskim piętrowym autobusom, w temperaturze od -18 do -20 stopni Celsjusza, spoczywają nasiona 13 proc. ziemskiej flory. Do 2020 r. Bank chce zabezpieczyć jedną czwartą roślin świata.

Mówiąc ściśle – chodzi o nasiona tzw. ortodoksyjne, które bez szkody dają się wysuszyć i zamrozić. To ok. 90 proc. nasion świata. Ale nad resztą, tzw. nasionami opornymi, też trwają tu prace: naukowcy np. mrożą same ich zarodki w ciekłym azocie i badają, jak je po rozmrożeniu namówić do wzrostu.

Są tu nasiona 37 614 gatunków ze 189 krajów. Każdy gatunek wymaga kilku zbiorów z różnych siedlisk, żeby uwzględnić różnorodność odmian. Zaś każdy zbiór powinien liczyć z 10 tys. nasion, by mieć pewność, że zgromadzi się jak najwięcej zdrowych i zdatnych do wzrostu. W efekcie w Milenijnym Banku Nasion spoczywa dziś 2 200 964 170 nasion.

Gdyby były to tylko ziarnka maku, to układając je jedno za drugim, można by utworzyć w linii prostej ścieżkę między Wakehurst a redakcją „Tygodnika” – i jeszcze zostałoby maku na niemal osiemset makowców.

Banki nasion to żadna nowość, działają na całym świecie, zabezpieczając rezerwy nasion roślin uprawnych. Bodaj najbardziej spektakularny jest Globalny Bank Nasion na Spitsbergenie, ochrzczony „Skarbcem Zagłady”, gdzie w wiecznej zmarzlinie przechowuje się kopie zapasowe upraw z całego globu na wypadek kataklizmu czy nuklearnej apokalipsy. Ale tutejszy bank jest wyjątkowy. Nie tylko dlatego, że największy. Przechowuje nasiona nie roślin uprawnych, lecz dzikich. To tak, jakby pasterskimi metodami chcieć pasać bizony.

Ale to nie znaczy, że misja Milenijnego Banku Nasion nie wiąże się z naszym pożywieniem.

Przeciwnie: rośliny uprawne i dziką florę łączą ścisłe i wrażliwe więzi. Po pierwsze, im dalej posuwamy się z przemysłowym rolnictwem, do tym głębszej defensywy spychamy dziką przyrodę. Od 60 do 100 tys. gatunków roślin grozi dziś zagłada z ręki człowieka, głównie przez pozyskiwanie terenów pod uprawy. Dwa na trzy zagrożone gatunki flory rosną w lasach deszczowych strefy równikowej Azji Południowo-Wschodniej, karczowanych pod plantacje palmy olejowej, na którą popyt napędza m.in. nasz głód na tani tłuszcz dla przemysłu cukierniczego. W Brazylii rolnictwo i miasta wyparły już 90 proc. tamtejszego lasu deszczowego. Nie istnieje też 99,99 proc. prerii na wschodzie Wielkich Równin Ameryki Północnej. Europejskie rolnictwo, zajmujące 40 proc. obszaru UE, przez ostatnie półwiecze z tradycyjnego zmieniło się w przemysłowe.

Po drugie, rośliny odpowiadają za 80 proc. wyżywienia ludzkości. Zaledwie pięć zbóż – ryż, pszenica, kukurydza, proso i sorgo – dostarcza wszystkim ludziom świata 60 proc. kalorii. A jak się zaraz okaże, wiele upraw bez wsparcia dzikich roślin może nie przetrwać najbliższej przyszłości.

Minus dwadzieścia

– To jest dzika marchew – Oriole Wagstaff, która odpowiada tu za komunikację, rozkłada starą gazetę na biurku w herbarium, gdzie trafiają nadesłane do banku nasiona wraz z okazami całych roślin. Między arkuszami gazety schną łodygi i kwiatostany. Takie okazy gromadzi się, żeby bank wiedział, co właściwie przechowuje. Bo przy niebywałej kreatywności przyrody nawet tutejsi eksperci nie potrafiliby rozpoznać wielu roślin po samych tylko nasionach.

To nawet wzruszające: rośliny suszy się w gazecie, dokładnie tak, jak w dzieciństwie robiło się zielniki.

– Ale spróbuj to zrobić z liściem bananowca – śmieje się Oriole. – Potrzebowałbyś pół wydania.

Dzika marchew ma baldachimowate kwiatostany przypominające koper, a wśród korzonków plączą się drobne, poskręcane bulwy. Pochodzi z Azerbejdżanu, przysłał ją tamtejszy Instytut Zasobów Genetycznych.

– Współpracujemy z uniwersytetami czy ogrodami botanicznymi całego świata – tłumaczy Oriole. Bank jest centralnym węzłem sieci, na którą składają się ośrodki z przeszło 80 państw. Każdy zbiór, który tu od nich trafia, ma swój duplikat w kraju pochodzenia.

Kolejne pomieszczenie pachnie jak warzywniak. Laboranci czyszczą nasiona z ziemi, łupin czy gałązek, pestkują owoce. Za śluzą, w suszarni, panuje temperatura 15 stopni Celsjusza i 15-procentowa wilgotność.

– Każde obniżenie względnej wilgotności o 10 proc. przedłuża żywotność nasiona dwukrotnie – mówi Oriole. – Suszenie ogranicza też ryzyko, że przy mrożeniu krystalizująca woda zniszczy komórki nasion.

W stosach ażurowych skrzynek nasiona spędzają dwa do sześciu miesięcy. Na jednym tylko stosie suszą się zbiory z Madagaskaru, Dominikany, Australii, Ugandy, Tajwanu, Finlandii, Fidżi...

Jest też zbiór z Polski. Oriole Wagstaff wysypuje sobie na dłoń drobne, łezkowate, brązowe pestki.

– Dobrze przygotowane. Wysuszone i czyste – chwali. Opis: Pyrus communis. Grusza pospolita. Czyli swojska ulęgałka. W innej kopercie z Polski Myrica gale, czyli woskownica europejska – chroniony krzew spotykany nad Bałtykiem, który w średniowieczu zastępował piwowarom chmiel.

Po suszeniu nasiona wracają do laboratorium. Tu znów hi-tech miesza się z low-tech: z jednej strony supernowoczesne mikroskopy i rentgenowskie skanery do sprawdzania, czy w którymś nasionie nie zadomowił się robak. A z drugiej – zwyczajne sita. Choć nie tak zwyczajne: najmniejsze ma ćwierćmilimetrowe oka, służy do oczyszczania nasion storczyków: tak małych, że np. w jednym gramie nasion storczyka Aerides odorata mieści się 3,4 mln sztuk mierzących ok. 0,2 mm.

Stalowe, kręcone schody prowadzą w dół, przed pancerne drzwi, jakich nie powstydziłby się bank rezerw federalnych. Dalej nasiona czeka ponowne suszenie, na wypadek gdyby złapały wilgoć po drodze. W nieco łagodniejszych warunkach: 18 stopniach i przy 17-procentowej wilgotności, bo w środku pracuje też załoga. Jedna z laborantek, w chustce na głowie, niebieskiej puchówce i rękawicach, właśnie wyszła z lodówki. Dosłownie: stąd prowadzą drzwi do sześciu chłodni, w których panuje minus 20 stopni Celsjusza. Chłodnie działają parami: zbiory się dubluje, w jednym pomieszczeniu trzyma się zbiór bazowy, zabezpieczony na amen, w drugim identyczny, z którego czerpie się nasiona do bieżącego użytku.

Wokół stołu na środku grupa laborantów przy mikroskopach przygotowuje próbki do testów kiełkowania. Nad higrometrami pochyla się Anna Pajdo. Sprawdza wilgotność nasion, które mają trafić do lodówki. Kręci głową. Wymagają jeszcze trochę suszenia.

Anna pochodzi z Gdyni. Na etacie w Milenijnym Banku Nasion pracuje od pięciu lat. Z wykształcenia jest nauczycielką WF.

– Ale gdy zamieszkałam w okolicy, dowiedziałam się, że niedaleko jest miejsce, w którym tak się myśli o przyszłości. Pomyślałam: „wbijaj!” – opowiada.

Przed mrożeniem nasiona pakuje się do zwykłych, szklanych słojów z wieczkiem na klamrę. Takich jak na przetwory. I znowu wśród najnowszych technologii robi się swojsko. Oriole podaje niebieską puchową kurtkę i rękawice, tłumacząc że obniżenie temperatury o każde 5 stopni przedłuża żywotność nasiona dwukrotnie.

– Gotowy? – pyta. – To wchodzimy.

Mróz szczypie w twarz, buczą agregaty. Po lewej półka ze słojami, która wygląda jak spiżarnia, po prawej stalowe regały przesuwne, niczym w archiwum. A w nich opatrzone kodami szuflady z fiolkami. Są ich tu tysiące, dziesiątki tysięcy.

– To moje ulubione – Oriole wskazuje na słój z żółtymi, ciasno ściśniętymi sprężynkami, które wyglądają nieco jak makaron fusilli.

– Co to za nasiona? – pytam.

– Sama nie wiem – odpowiada. – To przez procedury bezpieczeństwa.

Słoje opisane są tylko kodami paskowymi. Jak w zwykłym banku, tu też obowiązują tajemnice. Bo niektóre nasiona są dosłownie bezcenne. Ale w tym przypadku uchylenie rąbka tajemnicy nie zagrozi światowej florze: opisane zdjęcia kilku słojów z Wakehurst dostępne są w agencjach fotograficznych. Sprężynki okazują się strąkami odmiany jadłoszynu (Prosopis pubescens), krzewu spotykanego na południu USA i w Meksyku – w dodatku jadalnymi.

Z szuflady Oriole Wagstaff wyciąga fiolkę pełną czerwonych perełek, każda ma po jednej stronie czarną plamkę – to nasiona modligroszku różańcowego (Abrus precatorius) rosnącego od Afryki po Indochiny, piękne i groźne: choć tradycyjnie używane do wyrobu naszyjników, zawierają śmiertelną truciznę.

Dalej bure kulki. I jasne słomki. I płatki, pestki, granulki, skrzydełka, kolczaste skorupy, nakrapiane fasolki, puchate kłaczki, kluskowate strąki, włochate kłosy. Półka za półką, szuflada za szufladą, kolejne patenty, koncepty i wynalazki ewolucji. Podziemia w Wakehurst to największe na kuli ziemskiej skupisko różnorodności biologicznej na metr kwadratowy.

– Możemy już powoli wychodzić? – pyta nieśmiało Oriole, chuchając w garście.

Pomysły roślin

Liczba pomysłów roślin na to, jak wysłać potomstwo w świat, przyprawia o zawrót głowy. Choć zawsze chodzi o to samo.

– Każde nasiono ma dwa zadania: przeżyć i rozprzestrzenić się – mówi dr John Dickie. – Składa się z trzech części. Na zewnątrz jest warstwa ochronna, wewnątrz znajduje się zarodek oraz jego pożywienie. Zarodek uwalniany jest przez roślinę w ochronnym pakiecie i z prowiantem na drogę. W przypadku zbóż to właśnie z tego prowiantu, bielma, robimy mąkę.

Najwcześniejsze dowody na obfitość dzikich nasion w ludzkim menu pochodzą znad jeziora Genezaret, z osadów sprzed ok. 20 tys. lat. A więc dziesięciu mileniów przed początkami rolnictwa. Wszechstronność nasion w diecie zawdzięczamy w dużej mierze temu, że rośliny przyjęły bardzo różne koncepcje tego, co zapakować potomstwu na prowiant.

– Pozornie najprościej byłoby roślinom korzystać tylko ze skrobi, bo najłatwiej się ją metabolizuje – mówi dr Dickie. – Pierwszy etap kiełkowania zboża polega na tym, że enzymy zawarte w tzw. warstwie aleuronowej, która otacza bielmo, zaczynają przetwarzać skrobię na cukry proste, z których korzysta zarodek. Ale wartość kaloryczna danej objętości skrobi nie jest tak duża, jak takiej samej objętości tłuszczów. Zaś rośliny strączkowe przechowują energię w białkach, mając rzadką umiejętność wiązania atmosferycznego azotu potrzebnego do budowy aminokwasów. Wszystko jest kwestią ścieżek ewolucyjnych: rozwiązania sensowne w jednej części drzewa ewolucyjnego roślin niekoniecznie sprawdziłyby się w innych.

Albo inny ewolucyjny dylemat: czy lepiej – jak storczyki bądź zboża – rozsiewać mnóstwo małych nasion, czy wytworzyć jeden duży orzech.

– Jeśli roślina produkuje mnóstwo maleńkich nasion, części z nich uda się dostać daleko od rośliny macierzystej i jej wpływu, ale za to trzeba się pogodzić ze zmarnowaniem wielu z nich – mówi dr Dickie. – Tymczasem duża inwestycja oznacza zapewnienie rezerw, które pozwalają sadzonce wzrosnąć w strefie wegetacji rośliny macierzystej i nie zostać zagłuszoną do momentu, gdy będzie zdolna podjąć fotosyntezę. Coś za coś.

Strategia traw – rozsiew mnóstwa drobnych nasion wyekwipowanych w porcję skrobi na szybki start – miała na zawsze zmienić losy ludzkości.

Geny ocalenia

Około 12 tys. lat temu kończy się ostatnia epoka lodowcowa. Ziemia się zmienia. Cofają się lasy iglaste, południowa Europa i Bliski Wschód stają się trawiastym stepem, gdzie panują suche lata. Ten trudny dla roślin teren podbijają trawy.

Są wśród nich dzikie zboża. Pszenicę płaskurkę i samopszę, bogate w skrobię i białka i dające obfity zbiór, szybko uczą się wykorzystywać paleolityczne plemiona. Żywić się nimi – ale też wybierać najlepsze ziarna, siać je, uprawiać. Koczowniczy łowcy i zbieracze z wolna stają się osiadłymi rolnikami. Ziarna są pokarmem, paszą, kapitałem i narzędziem władzy. Na terenach tzw. Żyznego Półksiężyca – łuku ziem, który tworzą na mapie Górny i Dolny Egipt, Palestyna, Syria i Mezopotamia, wraz z uprawami zbóż rosną Teby i Memfis, Damaszek i Aleppo, Tyr i Sydon, Niniwa, Babilon i Ur. Podobny proces, dzięki ryżowi, zachodzi w Chinach, dzięki kukurydzy – w Amerykach, dzięki prosu i sorgo – w Afryce.

Ziarna rodzą cywilizację. Ale nie ma nic za darmo. Selekcja i udomowienie oznaczają, że coraz węższa staje się różnorodność genetyczna roślin uprawnych. Gdy nadejdzie rolnictwo przemysłowe, proces ten osiągnie globalne rozmiary: na olbrzymich obszarach większości ziem uprawnych rośnie raptem kilka takich samych odmian.

– Udomowienie wybranych roślin było kiedyś niezbędnym i doskonałym rozwiązaniem. Ale coś straciliśmy – mówi dr Ruth Eastwood, która w Milenijnym Banku Nasion koordynuje „Crop Wild ­Relatives Project”: projekt na rzecz dzikich krewniaków roślin uprawnych. Badaczka kładzie na stół listę 29 najważniejszych upraw na świecie. Cieciorka, groszek, jabłka, jęczmień, lucerna, marchew, orzeszki ziemne, owies, proso, pszenica, słonecznik, sorgo, ziemniak i żyto – to tylko niektóre. Program ma je ocalić – bo okazują się bezbronne wobec skutków zmian klimatycznych.

– W miarę selekcji roślin uprawnych ich różnorodność genetyczna zawężała się na potrzeby jednego, konkretnego scenariusza. A teraz ów scenariusz się zmienia. I to gwałtownie – mówi dr Eastwood. – A nasze uprawy nie są w stanie dostosować się do nowych warunków bez odpowiednich genów.

Tymczasem te utracone geny ewoluowały nieniepokojone w dzikich krewniakach naszych roślin uprawnych. Te przez pokolenia rozwijały się w rozmaitych siedliskach i dostosowywały się do różnych temperatur, wilgotności, gleb, cykli.

– Potrzebujemy dziś na powrót bioróżnorodności, żeby poszerzyć możliwości roślin uprawnych – tłumaczy dr Eastwood. – Musimy uciec do przodu.

Weźmy choćby trawę, która ewoluowała w zasolonej glebie.

– Gdyby udało się ją skrzyżować ze zbożem, otrzymalibyśmy uprawy odporniejsze na zmiany poziomu wód gruntowych, które wiążą się ze zwiększeniem zasolenia gleby – tłumaczy badaczka. A zasolenie gruntów to tylko jeden z problemów, które powodują zmiany klimatu. Kolejne to susza albo powodzie, gwałtowne zmiany temperatur czy dogodne warunki dla chorób roślin, by wspomnieć tylko zarazę ziemniaczaną, która w latach 40. XIX w. wywołała śmiertelne żniwo głodu w Irlandii czy Galicji, a dziś powoduje straty rzędu 6,7 mld dolarów rocznie.

Dr Eastwood opowiada, jak można wykorzystać przystosowania dzikich krewniaków naszych upraw. Zmiany temperatur powodują np. olbrzymie problemy z uprawą ryżu – który stanowi podstawowe pożywienie połowy ludzkości i jest źródłem 27 proc. kalorii i jednej piątej białek w diecie mieszkańców krajów rozwijających się. Na zależnych od ryżu terenach żyje ponad połowa z 840 mln ludzi cierpiących stały głód.

– W wysokich temperaturach ryż staje się bezpłodny – mówi dr Eastwood. – Ale udało się skrzyżować ryż z jego dzikim krewniakiem Oryza officinalis, który kwitnie wcześnie rano. Powstała odmiana hodowlana, która kwitnie rankiem, gdy jest chłodniej, i nie dochodzi do utraty plonów. To naprawdę fajne! Badacze wymyślili, jak obejść problem za pomocą nie fundamentalnej zmiany, lecz prostej poprawki.

25 gatunków, których nasiona znajdują się w Wakehurst, już w naturze wyginęło. Może się okazać, że niektórych upraw nie będzie już jak uratować.

– Ziemniak ma setki dzikich krewniaków, ale już np. groszek tylko czterech – mówi badaczka. – W przypadku zaś np. bobu nie znamy ani jednego.

Projekt „Crop Wild Relatives” wspiera finansowo rząd Norwegii, a zarządza nim pozarządowa, pracująca nad bezpieczeństwem roślin uprawnych organizacja Global Crop Diversity Trust wraz z Milenijnym Bankiem Nasion i Ogrodami Kew. To sieć globalnej współpracy między bankami genów i instytutami hodowli roślin. – Po raz pierwszy w tej sprawie zebrali się eksperci z całego świata, żeby działać na skalę globalną. Dlatego to takie ekscytujące – mówi Ruth Eastwood.

Audytorzy PricewaterhouseCoopers oszacowali wartość dzikich krewniaków roślin uprawnych na 42 mld dolarów. W przyszłości może ona wzrosnąć do 120 mld. – A dzicy krewniacy to tylko niewielki odsetek tego, co tam trzymamy – mówi dr Eastwood, wskazując na podłogę. – Pomyśl o innych zastosowaniach roślin: choćby w branży paliwowej czy medycynie.

Dr John Dickie dodaje, jak mały jest przy tym koszt prowadzenia banku nasion: – Całość rocznych wydatków Królewskich Ogrodów Botanicznych KEW wynosi tyle, ile kosztował fotel katapultowy do myśliwca Tornado.

A więc ochrona przed zagładą czy pożytek? Czy bank służy przyrodzie, czy człowiekowi? – Jednemu i drugiemu – odpowiada bez wahania dr John Dickie. – Jesteśmy częścią natury i jeśli my, pojedynczy gatunek, zdominujemy Ziemię, odbije się to również na nas.

Powrót do Żyznego Półksiężyca

Skarby z Wakehurst chronione są przez półmetrowe ściany betonu. Bunkier jest odporny na bombardowanie czy katastrofę lotniczą. W gotowości są czujniki przeciwpożarowe, poziomu radiacji i CO₂.

– Bank jest naprawdę nieźle chroniony – mówi Oriole Wagstaff. – To ważne. Jeden z większych banków nasion był w Aleppo.

W 2015 r. nasiona przechowywane w sercu dawnego Żyznego Półksiężyca ewakuowano na Svalbard. Na ponurą ironię zakrawa, że w 2003 r. do Aleppo ewakuowano nasiona ocalone z banku w ogarniętym wojną Bagdadzie. Nasiona powoli wracają na Bliski Wschód: ale już do nowego banku, w Libanie.

– Mamy u nas zabezpieczone też nasiona z Iraku, Iranu czy Południowego Sudanu – mówi Oriole. – Konflikty zbrojne są jedną z najczęstszych przyczyn wymierania roślin.

Z końcem listopada Milenijny Bank Nasion w ramach programu „Crop Wild Relatives” wysłał do libańskiego banku ponad 70 tys. nasion dzikich krewniaków roślin uprawnych, w tym pszenicy, jęczmienia i soczewicy.©℗

Korzystałem z Thor Hanson „Triumf nasion”, 4A Oficyna, Żółwin 2016; Martin Jones „Feast. Why Humans Share Food”, Oxford University Press 2008; Maguelonne Toussaint-Samat „Historia naturalna i moralna jedzenia”, W.A.B. 2002; publikacji naukowych, informacji FAO i Kew Gardens.