http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2011-07-11
▲美国爱荷华州迪科拉镇“物种存储交易所”品种很丰富。
美国爱荷华州埃姆斯物种库像是一个图书馆,各种基因的物种都被精心分类和保存。
“斯瓦尔巴特全球物种库”发起人卡里·福勒手持两个豌豆瓶。在他身后就是挪威斯匹次卑尔根岛全球物种库。
过去一个世纪已有半数以上粮种消失。
全球人口在不断增长,物种在快速灭绝。“绿色革命”带来了农业的“胜利”,但却严重破坏了粮食品种的多样化。在过去一个世纪,人类已经失去了半数以上粮种。我们必须采取措施来拯救物种,这是人类未来的希望。
世界各地目前分布着1400多个物种库,它们与挪威“斯瓦尔巴特全球物种库”形成一个巨大的网络。
Ⅰ
全球最大规模“祖传物种库”
美国最大物种库“物种存储交易所”位于爱荷华州迪科拉镇的“遗产农场”,占地5403亩。1975年,黛安·威利夫妇为保存祖传牵牛花和德国粉红番茄创建了“物种存储交易所”。交易所目前已成为全球规模最大的祖传物种库,拥有1.3万多名成员,保存祖传物种达几千种。
在过去十年中,祖传蔬菜在美国和欧洲已成为时尚,其本地特色和独特风味受到“食品运动”组织的褒奖。保存祖传品种也是在保护世界未来的粮食供应。
物种正在全球灭绝,而且发生的速度非常快。在美国,估计有90%祖传水果和蔬菜品种已经消失;19世纪的7000种苹果目前只剩不到100种;在菲律宾,几千种水稻现在最多只有100种;在中国,一个世纪前的小麦品种有90%已经消失。据专家估计,在过去一个世纪,人类已经失去了半数以上粮种。至于已知的8000个动物品种,有1600种濒危或已经灭绝。
如果疾病或未来气候变化导致一种植物或动物灭绝,人类真应保留这个物种而不能让其灭绝。世界小麦多样性急剧丧失是应引起特别关注的例子。小麦的天敌“秆锈病真菌”正在全球蔓延。UG99致命快速变异株瘟疫,1999年在乌干达首次得到确认,全球90%小麦对UG99毫无防备。科学家预计,仅在亚洲和非洲,小麦灭绝将导致10亿人失去食物来源。康奈尔大学耐用抗锈小麦项目负责人里克·沃德称,一场重大的人道主义危机不可避免。
世界人口预计今年将达到70亿,到2045年增长到90亿。专家称,我们需要加倍粮食生产以便跟上需求。然而,最大希望可能取决于人类保持种植以往本地多种作物的能力。
Ⅱ
“绿色革命”破坏物种多样性
人类花了1万多年才选育出食物的广泛生物多样性,遗憾的是,这种多样性正在渐渐消失。
农民和牲畜饲养者辛勤开发出适合当地气候和环境的牲畜品种和粮食作物。每个驯化的物种都是解决如干旱或疾病等具体问题的答案。此外,物种的适应特性对人类而言也是非常宝贵的。例如,芬兰羊因为产仔量大而备受青睐;中国太湖猪因生育能力超强而成了世界养猪大户的“宠儿”。太湖猪通常每窝产仔16个,而西方品种只有10个。
具有讽刺意味的是,人类获得的农业“胜利”却意外造成食物供应多样化日益萎缩。1944年,植物病理学家诺曼·博洛格帮助墨西哥消灭秆锈病之后,培育出高产杂交小麦。这种小麦帮助印度和巴基斯坦的产量翻番,让10亿人免受饥饿。后来,“绿色革命”帮助发展中国家的农业纷纷走向产业化发展的轨道。
但是绿色革命令人类喜忧参半。随着时间的推移,农民愈发严重依赖适应性强的高产作物,而淘汰了适宜当地种植的物种。因此,世界的食品供应在很大程度上已经萎缩到单一高产品种:罗得岛红鸡、英国大白猪、荷兰荷尔斯坦因乳牛等等。总之,人类在关注增产的同时,也意外地将自己置于未来粮食短缺的风险之中。
目前非洲的“绿色革命”只能加快物种在今后几年消失的步伐。在非洲几个富裕国家,结果充其量是有好有坏。津巴布韦、赞比亚和马拉维都牺牲了自己的作物多样性,改变为种植进口高产单一作物品种。小农和牧民为了支付化肥、农药、高蛋白饲料、药物等“投入”都负债累累,因为这些新作物和牲畜的所处气候条件发生了变化。
Ⅲ
全球约有1400个物种库
应对生物多样性迅速减少的措施是最大限度地收集并安全保存农作物物种。1926年,俄罗斯植物学家尼古拉·瓦维洛夫第一次提出这个观点。瓦维洛夫在贫穷的农村长大,从小就立志要让俄罗斯和全世界消灭饥荒。在20世纪20年代和30年代,他致力于在全球五大洲收集野生亲缘作物和未知农作物的物种,以便保存其基因。他还领导一个研究所(现称“圣彼得堡植物研究所”),专门保存收集到的农作物幼苗,这就是全球第一个物种库。
1926年,瓦维洛夫远征阿比西尼亚(现在的埃塞俄比亚),发现了首次被驯化的野生亲缘植物。随后他绘制出7个“栽培植物起源中心”,并将其称为“远古农业诞生地”。不过,现在的科学家认为,他绘制的是多样性中心而不是起源中心,因为目前尚不清楚最早的驯化是否发生在那儿。
现在,世界各地分布着约1400个物种库。最雄心勃勃的是挪威政府2008年2月底建成的“斯瓦尔巴特全球物种库”,具体位于斯匹次卑尔根岛,深藏于极地永冻土中。“末日穹顶”由卡里·福勒发起并与国际农业研究磋商小组一起建造,是世界上所有其他物种库决定性的备份物种库,3个冷藏库可容纳大约450万个物种样品。这些物种包含了世界上所有已知的物种,是由历代农民在1万多年中选育出来的宝贵食用植物。“末日穹顶”高于海平面122米,即便格陵兰的冰盖融化,也不会被淹没。
最近,福勒的全球作物多样性信托基金宣布进行第二次全球物种收集远征行动。为了“武装农业应对气候变化”,这项“十年倡议”将在全球搜寻小麦、大米、大麦、小扁豆和鹰嘴豆等最后仅存的野生亲缘植物。科学家期待这次行动能够寻找到耐干旱、耐洪水等重要特征的野生亲缘植物,以便充实到人类脆弱的多样性农作物之中。
尽管如此,光是存储物种还不够,同样值得拯救的是全球农民来之不易的智慧,也许最珍贵的濒危资源是农民大脑中存储的知识。
Ⅳ
社区物种库网络因地制宜
埃塞俄比亚东中部丘陵地带曾经是地球上生长植物最多样化的地方,但截至上世纪70年代仅剩画眉草(埃塞俄比亚一种粮食作物)和小麦了。如今,当地各种豆类和小麦再次长满漫山遍野。
转变的最大功臣当属著名植物遗传学家米拉库·沃尔德。1972年,沃尔德获得内布拉斯加大学博士学位,然后回到埃塞俄比亚,唯一目标是保留和重建本国丰富的生物多样性。1989年,沃尔德发起“幸存种子倡议”,目的是完善社区物种库网络,为当地农民保存和重新分配物种。
沃尔德认为,在物种库、在地面以及与当地农民密切磋商对保持该地区的生物多样性同等至关重要。因此,他目前正在努力让当地农民参与决策。
事实证明,增产而不牺牲多样性是可能的。埃塞俄比亚使用高产本地种子比进口高投入种子的收成提高了15%,饲养当地牲畜物种也在尝试中。联合国动物遗传学专家基思·哈蒙德表示,在全球80%的农村,适应当地的遗传资源均优于进口品种。
尽管如此,增产15%距粮食翻倍的目标还相差甚远。保存粮食多样性只是众多战略之一,而且是关键的一个。上世纪70年代初,埃塞俄比亚爆发黄矮病毒,差点将大麦作物全部灭绝。上世纪60年代,一位美国科学家来到埃塞俄比亚恰巧带走一些大麦样品。当病毒袭来,他将样品移交给一位试图阻止病毒的科学家。果然,他们找到了抗性基因。沃尔德说,“这改变了一切,没费劲,没有基因工程,什么都没有,只是从埃塞俄比亚当地大麦中提取到天然抗性基因。”
沃尔德称,“即使新的变异导致一个物种灭绝,它也不会消灭这里的一切,这就是多样性的优势。”(史春树)
[深圳特区报]