Новое исследование, проведённое в Банке семян Королевского парка в Перте, проливает свет на удивительный жизненный цикл семян, что имеет большое значение для сохранения видов и исследований растений, способных противостоять изменению климата.
Семенные банки по всей Австралии хранят семена тысяч видов, но даже при идеальном хранении некоторые виды живут дольше других — и даже семена одного и того же вида могут иметь разный срок жизни.
«Семена — это живые организмы, и они похожи на людей или любых других животных — они стареют и умирают при хранении», — говорит Эмма Далзиell, биолог-семеновед из Университета Западной Австралии. «Но у нас нет действительно хорошего понимания того, как долго мы можем на самом деле хранить эти семена».
Поскольку многие из этих семян жизненно важны для спасения исчезающих видов, восстановления деградированных экосистем или обеспечения будущего наших сельскохозяйственных культур, крайне важно знать, как долго они могут оставаться живыми в семенном банке.
Но ответ, как обнаружили Далзиell и её команда, сложен.
**Семенной банк: общая картина**
Банк семян Королевского парка является частью сети замороженных хранилищ, которые защищают будущее растений на этом континенте. Эта сеть, называемая Австралийским партнёрством семенных банков, хранит миллионы отдельных семян в 14 учреждениях, от диких видов в таких местах, как Пустыня Элис-Спрингс, до сельскохозяйственных культур в Австралийском зерновом генбанке в Хоршэме.
В этих семенных банках представлено около 10 000–15 000 видов местных растений Австралии — значительная часть от общего числа известных видов, которое составляет 24 000.
«Семенные банки — это невероятно полезные вещи, потому что мы можем хранить огромное количество генетического разнообразия популяций растений в относительно небольшом пространстве», — говорит Далзиell.
И поскольку изменение климата, вырубка земель, вредители и болезни всё больше угрожают видам Австралии, эти коллекции действуют как «страховые полисы», предотвращая вымирание, поддерживая генетическое разнообразие и помогая усилиям по восстановлению.
Создание и обслуживание семенного банка — это большая практическая работа. Учёные собирают семена в полевых условиях, сушат их и хранят при температуре около –18 °C, что замедляет метаболические процессы семян.
**Сбор семян в полевых условиях**
В дикой природе, как объясняет Далзиell, семена подвергаются воздействию погоды, климата, вредителей и болезней. «Если мы достанем их из окружающей среды и будем хранить в прохладных и сухих условиях, мы экспоненциально увеличим срок их службы», — говорит она.
Но вопрос о том, как долго семена могут храниться, непрост. Не все семена одинаковы. Такие устойчивые виды, как эвкалипт или акация, могут храниться в хранилище сотни или даже тысячи лет, но ожидается, что большинство видов проживут десятилетиями, а некоторые виды — гораздо меньше. Это означает, что у учёных есть ограниченное время, чтобы извлечь семена из банка и использовать их для исследований или сохранения видов.
Знание «срока годности» каждого семени имеет решающее значение для определения приоритетов времени и ресурсов семенного банка, поэтому Далзиell и её коллеги решили выяснить, как долго различные семена могут храниться.
Их новая статья в Австралийском журнале ботаники, опубликованная журналами CSIRO, показала, что срок хранения семян может сильно различаться при одних и тех же условиях хранения — даже у семян одного и того же вида.
**Наука хранения семян**
Команда протестировала семена в возрасте от 4 до 34 лет из Банка семян Королевского парка, в котором хранится более 4000 видов, произрастающих в Западной Австралии.
Исследователи начали собирать и хранить семена в Королевском парке ещё в 1960-х годах — не в морозильной камере, а в старом сарае в задней части питомника, где летом температура могла подниматься выше 40 °C (104 °F).
«[Семена] не были сухими, им не было холодно, поэтому их определённо хранили не так, как мы ожидали бы увеличить их срок службы», — говорит Далзиell.
Команда протестировала эти более старые семена вместе со многими другими образцами из современных коллекций. Вместо того чтобы ждать, пока семена естественным образом состарятся и умрут, команда подвергла семена «быстрому старению», подвергнув их воздействию жарких и влажных условий окружающей среды.
Затем они проверили, живы семена или мертвы. Это потребовало жертв, потому что процесс требовал разрезания семян, чтобы проверить состояние тканей внутри.
«По сути, мы проводим то, что было бы эквивалентно вскрытию трупа у людей или животных на наших семенах», — говорит Далзиell. «Мы фактически вскрываем их и осматриваем ткани внутри семян».
Конечно, после этого семена нельзя вернуть в коллекцию.
Некоторые семена можно просвечивать рентгеновскими лучами для определения жизнеспособности.
«Это разрушительный процесс, — говорит Далзиell. — На данный момент это часть вопроса на миллион долларов в биологии семян: можем ли мы разработать неразрушающий метод, который позволит нам просто измерить эти семена, выяснить, сколько из них живы или мертвы, а затем вернуть их в банк?»
Но вернёмся к первоначальному исследовательскому вопросу: как долго жили быстро состарившиеся семена?
При тестировании ранних коллекций (из горячего сарая) команда с удивлением обнаружила, что, хотя некоторые виды предсказуемо погибли, семена других видов показали поразительно хорошие результаты, несмотря на то что хранились в таких суровых условиях.
Многие другие более старые семена также имели более высокий уровень выживаемости, чем более недавно собранные семена. Например, 80 % семян небольшого жёлтого дикого цветка Западной Австралии Myriocephalus gueriniae, собранных в 1990-х годах, были живы, по сравнению с менее чем 20 % семян M. gueriniae, собранных более недавно.
А некоторые коллекции — например, тонкие цветущие травянистые виды Hyalosperma cotula, Podotheca angustifolia и Trachymene pilosa — оказались выносливыми независимо от того, как долго они хранились.
Интересно, что, за исключением нескольких примеров неправильного хранения, команда обнаружила, что между условиями хранения и долговечностью семян нет чёткой и последовательной связи.
**Что влияет на срок службы семян?**
По словам Далзиell, на это влияет множество факторов: «Это даже зависит от материнской среды материнского растения — так, если материнское растение было подвержено особенно сильной засухе или периодам высокой температуры, это потенциально могло привести к тому, что оно передало своим семенам более короткий срок жизни».
На хранение семян также влияет то, как их собирают в полевых условиях. Возможно, исследователи собрали семена, когда они были ещё слишком незрелыми — хотя это трудно определить для семян, собранных в прошлом, из-за отсутствия записей.
**Засев будущего**
Основной вывод нового исследования, по словам Далзиell, заключается в том, что «все наши коллекции семян потенциально ценны, независимо от того, насколько они старые или насколько хорошо они были упакованы в прошлом».
Крайне важно, чтобы у нас были ресурсы, позволяющие постоянно тестировать эти коллекции, чтобы убедиться, что они продолжают хорошо сохраняться в будущем.
Понимание срока службы различных видов — это ключевой шаг для определения приоритетов в использовании ресурсов.
Банк семян Королевского парка в настоящее время содержит 14 000 отдельных коллекций из более чем 4000 видов, и каждый год собирается и хранится всё больше видов, поскольку растения становятся всё более и более threatened.
«Но вся эта коллекция стареет и умирает с разной скоростью, и мы должны как-то уметь управлять этим», — говорит Далзиell.
«Мы должны убедиться, что мы заботимся о тех семенах, у которых короткий срок службы, и убедиться, что коллекция не пропадает даром и не умирает у нас на руках, пока мы этого не понимаем».
Добавить комментарий