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档案低温冷冻消毒柜

消毒柜,档案,冷冻

“”,即通过脱水低温冷冻方式保存植物的仓库,一直被誉为是保存植物多样性的“诺亚方舟”。

在这其中,位于英格兰南部的邱园(,即英国皇家植物园中的“千年”是其中、保存物种最多样化的一座。它由查尔斯及植物学家们于年牵头成立,是目前全球、保存物种最多样化的,保存的数量超过亿颗,理论上保存期限可以长达数千年。


冷冻种子防植物灭绝?建种子银行的查尔斯王子可能没想到会这样

▲邱园图据《每日电讯报》

而这其中的,正是

在建立之初,科学家便希望能借此为这个星球上高度复杂的植物生命体保案,以防战争和生物入侵等极端情况。

但现在,这艘植物世界的“诺亚方舟”,似乎遭遇了难以逾越的礁石。据《每日电讯报》报道,月日出版的《自然植物》(期刊指出,英国皇家植物园“千年”的科学家发现,有多达%“极度濒危”物种无法忍受脱水冷冻的过程,这意味着它们将无法通过传统的“库”形式进行保存。

超低温的液氮冷冻,或许将成为“方舟”摆渡的方式。

“超低温保存是新一代植物离体保存技术,有性高的特点,也有一些经济技术指标的,目前大多处于实验室研究阶段,尚未得到大规模。”科学院昆明植物研究所所长李德铢告诉红星的记者。

“以为能够用冷冻方式保存所有物种,显然过于天真。”千年的科学家约翰·迪基表示。

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▲科学家正在显微镜下观察图据

研究:超三成“极度濒危”物种无法保存

位于英格兰南部的邱园,即英国皇家植物园中的“千年”,由查尔斯及植物学家们于年牵头成立,是目前全球、保存物种最多样化的。查尔斯还曾盛赞其为比黄金储备更珍贵的贮藏所,“因为它收集的,正是生命本身”。

对于英国和世界,这座无疑都具有深刻的含义。在年世博会上,英国馆的蒲公英造型建筑也与这座千年息息相关——这座蒲公英建筑的每一条触须顶端都存储着一颗植物的,包括传统的农作物小麦、玉米,还有咖啡和茶叶,而它们正是

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▲年世博会英国馆,蒲公英形状的建筑中存储着植物图据世界建筑

在中,被储存在-°的地下室内,保存期限可达上千年,以避免它们从地球上灭绝。在储存之前,它们都必须经过严格的收集及干燥过程,确保它们能够在较长时间内不变质。

邱园“千年”建立之初曾经设定的目标是,到年前收集全球植物物种的%,年前达到%,前一个目标已经顺利完成。而到目前为止,千年库已经拥有近万种野生植物和它们的超亿颗。

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▲邱园的牌图据

但是,眼看这一数字在不断上涨,英国皇家植物园科学家们却发现,一个日益严峻的问题正摆在他们的眼前——发布的中指出,全球范围内“极度濒危”的植物中,%的类型属于“顽拗型”。这意味着,这些植物的无法在干燥和深度冷冻的过程中存活下来;%树种的也属于“顽拗型”。

实际上,在此之前,科学家曾经对“顽拗型”的数量进行了估算,得出的结果相对乐观,估计全世界约有%的植物属于“顽拗性”。然而,这项研究则警告称,这个数字只是全球所有植物平均后得到的数字,如果将范围缩小到濒危,甚至极度濒危物种的话,这个数字就会飞速上涨,后者的比例超过三分之一。

不仅如此,热带潮湿森林,如雨林或者云雾林的问题则显得更加严峻——多达半数的该类物种不被保存在库中。

教训:至少要把备份两处

必须承认的是,目前,“”仍然是异地保存物种最常用的方法之一。作为一种“保险政策”,它可以防止世界上的植物灭绝,特别是对于那些稀有、有特色或具有经济重要性的植物,这样的保存方式具有深刻意义。“千年”科学家之一,约翰·迪基在接受采访时表示,目前,通过人为干预保护物种的重要性已经到了前所未有的高度。

“因为,目前的植物正在遭受越来越多的威胁,包括气候、生存环境的变化以及病原体的侵袭,我们必须确保尽其所能去保护那些最重要的以及最受威胁的物种。”迪基称。而且,相比于在原栖息地进行保存,这种“异地”保护显然成本更加低廉,可以在最小的空间内保存更多的物种,而且可以保存较长时间。

“如果只放在一个地方,当灾难来临,可能会损失所有的备份。现在已经有这样的例子了。”邱园的创立者之一,英国植物学家保尔·史密斯(表示,“比如,埃及的库在火灾中烧毁,叙利亚的库毁于战争,日本的库在中崩塌。”

今年月,挪威末日库也因为大量的海水进入隧道口,而开始结冰。“当你把所有风险都背在自己身上,也要冒着‘绝种’的可能。所以,这也证明了为我们至少要把备份两处。”史密斯说。

但显然,这样的方式并不适用于所有的和作物,而这篇新的研究更加凸显出了一个严峻的现实,那就是科学家们此前过高估计了库能够保存的物种数量——对于那些最稀有的植物来说,它们更有可能不适用于库的方式进行储存。

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▲英国代表性的植物之一,橡树。它的无法以惯常方式保存在库中图据邱园

为了精确估计问题的严重程度,邱园的两名科学家开发了一套模型来预测物种可能的储存行为。这一分析得出的结论显示,全球植物保护战略的目标,即到年将全球%的濒危植物物种保存在自然栖息地之外,几乎是不可能的。研究人员警告说,此前很多科学家认为的,在其原产地之外,保护热带植物和树木的想法可能有些天真。

希望:胚芽分离,冷冻-°液氮中

鉴于以上的种种问题,将物种以个体形式保留下来的冷冻“方舟”可能并不是万全之策。但好在它仍然具有进步和发展的空间——邱园“千年”的科学家在中指出,要达到年将全球%的濒危植物物种保存在自然栖息地之外的目标,必须要转换思路,采取其他的措施,其中有可能的方法是使用液氮,这种方式为“顽拗型”提供了一种潜在的长期储存解决方案。

此前在中,一般保存在-°的冷藏室内,而低温储藏技术可以将植物的胚芽从中分离,冷冻于-°的液氮中。

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▲“千年”中储存的罐子图据邱园

目前,千年植物园的繁殖实验室还在尝试用试管进行的培育。据报道,近日,他们就在试管中“种”出了一棵微型橡树,而橡树正是属于难以用常规手段保存的“顽拗型”,这株微型橡树的所采用的保存技术,正是低温储藏保存。

“这一技术,可以说为保护野生植物免于灭绝上了一道保险。”实验室人员约翰·迪基表示。

低温冷冻技术不能完全取代就地保存

那么,目前这一技术的情况到底如何?

中科院昆明植物研究所,种质资源库负责此项工作的林亮博士告诉红星记者,种质资源库在运行初期就认识到超低温保存的重要性,启动了植物超低温保存技术专项研究。

“经过几年的努力,已经建立了完备的植物超低温保存技术研究体系。”林博士告诉红星记者,“我们优先选择建立了具有重要生态意义、社会经济价值的兰科、木兰科、芸香科、苦苣苔科,以及黑药花科(重楼属等余种植物的超低温保存方案。”而这样的努力,与英国方面率先对橡树等代表性植物,尝试进行低温保存的努力不谋而合。

但是,林博士坦言,这种技术并不能完全取代就地保存,也就是原生生态系统(“原栖息地”的保存。

“根据国内外保护生物学理论研究和保护工作实践,濒危植物的保护应综合考虑就地(保护和迁地(保护方案,以上两类方案相辅相成,不可相互取代。”林博士表示。

红星记者丨翟佳琦

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