ОСТАННІЙ ПОДКАСТ
Підписуйся на найнауковішу розсилку!
І отримуй щотижневі новини науки і технологій

    Ми під'їдаємо крихти cookies за вами. Навіщо це нам?

    Читати

    Пардон за відволікалочку. Допоможи Куншт бути незалежним!

    Пардон за відволікалочку. Допоможи Куншт бути незалежним!

    Повідомлення успішно надіслано

    Для пошуку
    введіть назву запису
    Наука — 21.09.20
    ТЕКСТ: Анастасія Кирієнко
    Ілюстрації: Каталіна Маєвська
    Ми любимо тексти без помилок. Якщо ви все ж таки щось знайшли, виділіть фрагмент і натисніть
    Ctrl+Enter.
    Що їсти після кінця світу?

    На Землю падає астероїд і знищує половину цивілізації. Починаються війни, голод та епідемії. Це видається типовим сюжетом для постапокаліптичного кінофільму, під час якого обов’язково повинен з’явитися герой-вчений, що усіх попереджав заздалегідь, а йому ніхто не вірив. І ось тепер науковець – єдина надія людства на спасіння, адже тільки він знає, що і як робити.

    Кожен з нас уявляє кінець світу по-своєму. Та в людства завжди має бути про запас «план Б». Якщо супергерой забариться всіх рятувати, то що ми будемо їсти після кінця світу, аби вижити в новій реальності?

    Коли настане кінець світу?

     

    Це питання доволі риторичне, однак людство і далі шукає на нього відповідь. Як наслідок – сила-силенна потенційних прогнозів. Усіх їх можна поділити на кілька груп: природні, антропогенні та релігійні. Загалом кінець світу прийнято розуміти як загрозу знищення щонайменше значної частини людства та цивілізації. До природних причин такого нещастя належать кліматичні зміни (похолодання, потепління), астрономічні (падіння астероїда чи влучання комети тощо), біологічні (епідемія). Без допомоги природи людина і сама здатна знищити світ: глобальна війна, голод, руйнування озонового шару, повстання штучного інтелекту, екологічна катастрофа тощо. Щодо релігій, то різні з них трактують кінець світу по-різному. 

     

    Людство так бентежить кінець світу, що воно ще у 1947 році вигадало Годинник Судного дня. Його заснував американський журнал Bulletin of the Atomic Scientists, який спеціалізується на питаннях ядерної безпеки, зброї масового знищення та змін клімату. За допомогою цього годинника людству в символічній формі показують, наскільки близько воно перебуває до глобальної катастрофи. Розрахунки робить редакція та авторитетні спеціалісти в галузі. Сам журнал створили після ядерних бомбардувань японських міст Хіросіми та Нагасакі. Коли у світі стається глобальна криза або подія, яка в перспективі може мати негативні наслідки для всього людства, стрілки уявного годинника пересуваються ближче до півночі – часу, коли настане кінець світу. Натомість, коли криза минає, стрілки відсувають назад. Востаннє стрілки пересували вперед 23 січня 2020 року. Цьому передувало призупинення дії Договору про ліквідацію ракет середньої та малої дальності та напруження відносин між США й Іраном. Наразі стрілки годинника застигли за 1 хвилину 40 секунд до початку кінця. Це значно ближче, ніж будь-коли до цього. 

     

    Оскільки їжа є принципово важливим ресурсом для виживання людини, то цілком логічно, що потрібно зробити все можливе, аби забезпечити доступ до неї в необхідному обсязі у кризовій ситуації. З огляду на це людство створило Всесвітнє сховище насіння.

     

    Навіщо зберігати насіння?

     

    Всесвітнє сховище насіння (Svalbard Global Seed Vault), або Сховище судного дня чи просто сховище Svalbard розташоване у засніжених горах міста Лонг’їр норвезького архіпелагу Шпіцберген у Північному Льодовитому океані, приблизно за 1300 км від Північного полюса. Головною метою створення сховища є збереження широкого різноманіття генофонду рослин. Навіщо потрібно зберігати такі поширені рослини, в яких сьогодні ми не відчуваємо дефіциту? Це важливо якраз через те, що вони міцно вкорінилися у повсякденному житті, забезпечуючи наше нормальне існування. І складно уявити, що одного дня їх просто може не стати. Це призведе до катастрофічних наслідків, серед яких голод, війни за харчові ресурси та вимирання частини людства. 

     

    Зараз це може не сприйматися серйозно і звучати, як якась жахалка-кліше. Однак якщо замислитися, то насправді виявиться, що тотальне зникнення конкретних видів рослин не є вже настільки фантастичним. 

     

    Чому це може статися? Насамперед через зміни клімату. Багато видів рослин можуть виявитися чутливими до підвищення температури, посухи. Нераціональне господарське використання земель і вітрова ерозія ґрунтів на загальному фоні підвищення середньої температури повітря призведе спочатку до зниження врожайності певних культур, а потім – і до зникнення. Крім того, кліматичні зміни безпосередньо пов’язані з виникненням і поширенням нових збудників хвороб рослин та шкідників там, де раніше їх не було, або посиленням їхньої присутності. 

     

    Звичайно, людство не сидить склавши руки і не чекає, поки зникнуть головні сільськогосподарські культури: зернові (рис, пшениця), бобові (соя, вігна, квасоля). Створюються нові лінії та сорти, стійкі до змін клімату та всього, що з цим пов’язано. Тут учені вдаються не лише до методів традиційної селекції, а й до створення ГМО. Крім того, змінюється ставлення до обробки ґрунтів, використання пестицидів, зменшення обсягів тваринництва тощо. Однак, на превеликий жаль, це відбувається далеко не в усіх країнах. 

     

    Крім кліматичних змін, до інших можливих катаклізмів належать падіння астероїда та ядерна війна. Якщо уявити, що в одну мить можуть зникнути всі промислово важливі культури рослин, то стає ніяково. Аби цього не сталося, й існує Всесвітнє сховище насіння.

     

    Варто сказати, що у світі близько 1750 банків насіння. Усі вони є окремими структурами та загалом не входять до складу Всесвітнього сховища насіння, але можуть співпрацювати з ним. У світових генетичних банках зберігається понад 7,4 мільйона зразків насіння, і 25-30% з них є унікальними, тобто існують тільки в одному сховищі. Це може бути пов’язано з рідкісністю рослин або їхньою винятковістю в межах певного регіону чи країни (тобто рослини використовуються і потрібні лише там).

     

    Близько двох третин депонованих приєднань Всесвітнього сховища припадає на міжнародні дослідницькі центри: Консультативні групи з міжнародних сільськогосподарських досліджень (CGIAR), Міжнародний центр вдосконалення кукурудзи та пшениці (CIMMYT), Міжнародний інститут досліджень рису (IRRI), Міжнародний центр сільськогосподарських досліджень у посушливих районах (ICARDA), Міжнародні інститути досліджень сільськогосподарських культур для напівсухих тропіків (ICRISAT) і Міжнародний центр тропічного землеробства (CIAT), які є найбільшими вкладниками в колекцію. Банки генів у США, Німеччині, Канаді та Нідерландах є найбільшими національними вкладниками, а NordGen – генний банк північних країн – є основним регіональним вкладником.

     

    Фактично кожна країна має щонайменше одне спеціальне сховище. Здебільшого вони не дуже відомі та вміщують значно меншу кількість зразків. Загалом такі банки орієнтовані на зберігання рослинних культур, типових і важливих для своїх країн

     

    Український банк насіння – це Національний центр генетичних ресурсів при Інституті рослинництва ім. Юр’єва НАНУ в місті Харкові. Крім того, здебільшого кожен науково-дослідний інститут, пов’язаний із рослинництвом, має свою невелику колекцію видів рослин (переважно тих, які насамперед підпадають під сферу діяльності самої установи).

     

    Однак Всесвітнє сховище привертає особливу увагу.

     

    Його створили за ініціативи ООН. Проєкт побудови коштував понад дев’ять мільйонів доларів. Основними спонсорами стали Фонд Білла та Мелінди Ґейтсів, гігант агробізнесу Dupont/Pioneer Hi-Bred, Фонд Рокфеллера, швейцарська біотехнологічна компанія Syngenta та Глобальне партнерство продовольчої безпеки CGIAR.

     

    Офіційне відкриття цього стратегічного і надважливого для всього людства об’єкта відбулося 2008 року. Однак ідея проєкту виникла ще у 2004 році, коли створили Crop Trust – міжнародну некомерційну організацію, яка займається питаннями збереження різноманіття світового врожаю. Через два роки для підтримки міжнародної колекції зразків Crop Trust уклала договір з Міжнародним науково-дослідним інститутом рису. Вже у 2007 році у Crop Trust анонсували проєкт створення Всесвітнього сховища. І до кінця 2008 року воно містило 320 553 зразки насіння. 

     

    Сховище розташоване на висоті 130 м над рівнем моря і перебуває під землею на глибині 120 м. Кожна країна має тут свій відсік для рослинних культур. Сховище оснащене потужною системою захисту від вибухів і стороннього проникнення, а також має надійну гідроізоляцію. Остання потребує особливої уваги, оскільки у 2017 році сховище трохи підтопило у зв’язку з таненням вічної мерзлоти. Тоді споруда безпосередньо на собі відчула наслідки зміни клімату. На щастя, насіння не постраждало, а гідроізоляцію доопрацювали, що зробило Svalbard більш надійним. Тож сьогодні воно має доволі непогані шанси вберегти людство від зникнення промислово важливих культур, а отже, і голоду.

     

    Загалом сховище розраховане на зберігання більше ніж 1,5 мільйона видів рослин і 4,5 мільйона зразків насіння. В середньому кожен зразок містить 500 насінин. Значну частину становлять зернові (пшениця, ячмінь тощо) і бобові (соя, сочевиця тощо).

     

    Найбільше в насіннєвому сховищі зберігається сортів рису, пшениці та ячменю: понад 150 тисяч зразків пшениці й рису та близько 80 тисяч зразків ячменю. Також велика колекція сорго (понад 50 тисяч зразків), різних видів квасолі (понад 40 тисяч), кукурудзи (понад 35 тисяч), вігни (понад 30 тисяч), сої (понад 25 тисяч). Трава кікуйю та горох нут мають по 20 тисяч зразків кожен. Картопля, арахіс, боби Cajanus, овес і жито, люцерна, гібрид зернових тритікалеТритікале – злакова рослина, штучно створена селекціонерами; фактично гібрид жита та пшениці. Triticosecale та капустяні рослини зберігаються кількістю від 10 тисяч до 20 тисяч зразків.

     

    Вклади в колекцію відбуваються відповідно до угоди між установами, які передають і приймають зразки насіння, а також Міністерством сільського господарства та продовольства Норвегії. Насіння здається безкоштовно на зберігання у так званих «чорних ящиках». Це означає, що будь-які насіннєві ящики та контейнери, що зберігаються у сховищі насіння, не відкриють без нагальної потреби.

     

    Всесвітнім сховищем насіння керує Північний центр генетичних ресурсів (NordGen). Він підтримує зв’язок з банками генів, які бажають скористатися довгостроковим безпечним збереженням, і консультує щодо необхідних кроків для їх депонування. 

     

    Зразки насіння, як правило, доставляють у Всесвітнє сховище повітрям, хоча для більших вантажів можуть використовувати морський транспорт. Як тільки повітряні вантажі прибувають до аеропорту Осло, логістичний партнер NordGen, Jetpak, здійснює остаточне транспортування вантажу до міста Лонг’їр. З міркувань безпеки всі насіннєві ящики скануються, щоб переконатись, що інші елементи, крім насіннєвих пакетів, не потраплять до сховища насіння. Всесвітнє сховище отримує насіння тричі на рік, хоча можуть бути винятки, коли цього вимагає ситуація.

     

    Висушене насіння, призначене для зберігання в сховищі, упаковується в спеціально розроблені герметичні алюмінієві пакетики. Для відвантаження на Шпіцберген та для зберігання у сховищі пакети з насінням розміщують у стандартних коробках розміром 60x40x28 см, що підходять для полиць самого сховища. Ящики виготовляються з пластику, фіброцементних плит або дерева, нумеруються і маркуються іменами вкладників, а також їх положенням на полиці. Зберігання відбувається в холодильних камерах за температури –18℃. Такі умови дозволяють подовжити термін його придатності та використання. Вся інформація завантажується на насіннєвий портал – базу даних, якою керує NordGen.

     

    Statsbygg, державне управління Норвегії, яке відповідає за урядові будівлі, має постійний офіс на Шпіцбергені. Воно створило системи спостереження, за допомогою яких постійно наглядає за сховищем, забезпечуючи збереження насіння в безпеці, сухості та холоді.

     

    За 12 років з моменту офіційного відкриття з Всесвітнього сховища здійснили лише одне вилучення. Це сталось у 2015 році. Зразки насіння Міжнародного центру сільськогосподарських досліджень у посушливих районах (ICARDA) були розташовані в Алеппо, і їх знищили під час війни в Сирії. Там зберігалось орієнтовно 148 000 зразків харчових рослин. На щастя, 80% з них раніше надіслали до сховища Svalbard, що дозволило потім відновити частину втраченої колекції.

     

    Чому саме бобові та зернові?

     

    Немає нічого дивного в тому, що зернобобові культури потребують особливої уваги та збереження і що саме їх найбільше у колекції Всесвітнього сховища. Насамперед важливо те, що вони високобілкові. До прикладу, у середньому в 100 г квасолі міститься близько 7,5 г білка, в пшениці – 13 г, в горосі – 6 г, в рисі – 6,5 г. Для країн із характерними посушливими умовами та низьким індустріальним розвитком (Нігерія, Нігер, Гана, Буркіна-Фасо тощо) високобілкові рослинні культури, як-от вігнаВігна – представник родини Бобових. Це овочева культура, зовні дуже схожа на спаржеву квасолю й з дуже довгими стручками (до 90 см). Походить з Африканського континенту. (8 г білку на 100 г), є основним джерелом харчового білка для населення. Адже через посушливий клімат і повільний економічний розвиток деякі країни не можуть дозволити собі займатися масовим розведенням великої рогатої худоби та інших свійських тварин для виробництва м’яса. Тому вони часто стикаються з проблемами продовольчої безпеки – нестачею їжі та її невеликим різноманіттям.

     

    У раціоні харчування білки надзвичайно важливі. Насамперед це джерело незамінних амінокислот, які тваринний організм (а отже, і наш) не здатний самостійно синтезувати. На додачу, білки містять азот, який загалом вивільняється при їх розщепленні під час травлення та згодом використовується як один зі складників будівельного матеріалу під час створення нових білків. Останні в нашому організмі можуть грати роль ферментів, транспортних і структурних одиниць клітини. 

     

    Білкові рослини використовують для створення альтернатив тваринному м’ясу і в інших країнах. Це необхідно через  виникнення та поширення нових хвороб серед тварин. Наприклад, спалах 2018 року африканської чуми у свиней у Китаї знищив 50% національного стада. Країна досі не може оговтатися від його наслідків, хоча минуло два роки. Інфекційні хвороби можуть дуже швидко поширюватись у секторі тваринництва. Це пов’язано з тим, що часто тварини утримуються в неналежних умовах. Крім того, вони живуть дуже близько, що полегшує передачу збудника. Новий смертоносний вірус за рік здатен знищити галузь тваринництва однієї країни й підірвати її економіку. А якщо збудник вийде за межі країни, то у світі вже за кілька років може зникнути ціла галузь виробництва тваринного м’яса. Тому м’яса не вистачить для забезпечення продовольчих потреб населення. 

     

    Однак не лише хвороби фермерських тварин можуть стати на заваді виробництву м’яса. Тварин також потрібно годувати. Натомість світові неврожаї кормових культур (наприклад, кукурудзи, конюшини, люцерни) здатні негативно позначитися на тваринництві. Менше корму – менше тварин, і, відповідно, менше м’яса. До неврожаїв можуть призвести хвороби цих рослин або ж несприятливі погодні умови.

     

    Окрім питань продовольчої безпеки, зернобобові культури як замінники білків м’яса потрібні в контексті зміни клімату. Як саме? Сьогодні фермерські господарства з розведення свійських тварин, насамперед великої рогатої худоби, часто піддаються критиці. Це пов’язано з тим, що для їх випасу потрібна колосальна кількість земель і ресурсів (води, електроенергії тощо). З точки зору екології це не дуже добре. Значні площі лісів вирубують, аби створити пасовища для корів. Так стається з лісами Амазонії. Близько 65% її території розташовано у Бразилії. Керівництво країни підтримує вирубку лісів зокрема заради створення пасовищ для великої рогатої худоби.

     

    Тваринництво шкодить довкіллю ще й значними викидами метану. Останній є парниковим газом, що у 30 раз сильніше нагріває нашу планету, ніж діоксид вуглецю. Отже, зменшення ферм означає зменшення викидів метану, але водночас – і менше м’яса. Що ж робити, коли традиційне м’ясо погане для довкілля, а їсти хочеться?

     

    Останніми роками у світі з’являються компанії, які здатні віднайти відповіді на це запитання. Деякі пропонують друкувати м’ясо на 3D-принтерах, використовуючи культуру тваринних клітин замість чорнил. Однак створення замінника м’яса з рослинного білка – також популярний вихід. Саме тут в пригоді стануть високобілкові бобові. Прикладом таких вдалих стартапів є найбільш відомі американські компанії Beyond Meat та Impossible Foods. Компанії активно співпрацюють із закладами швидкого харчування та  великими мережами супермаркетів по всьому світу. Аби створити структуру альтернативного м’яса, використовують білки сої, картоплі, рису, бобів мунг тощо. Джерелом жирів у такому м’ясі слугують кокосова, соняшникова та рапсова олії. Для надання червонуватого відтінку додають сполуку леггемоглобін.

     

    Крім того, зернобобові культури не потребують для вирощування багато місця. У XXI сторіччі світ дедалі активніше будує ферми не в ширину, а у висоту. Так звані вертикальні ферми відкривають колосальні можливості перед виробниками важливих сільськогосподарських культур. Вони значно економлять площу, воду та зберігають довкілля.

     

    Тож зернобобові культури у скрутній ситуації можуть ще й замінити для нас тваринне м’ясо. У рослин є шанс врятувати людство від голоду та вимирання, коли Годинник Судного дня проб’є північ. А поки у людини ще є час подумати над своїми взаємовідносинами з планетою. Адже Марс колонізують ще нескоро, а планета Земля у нас одна.

    ТЕКСТ: Анастасія Кирієнко
    Ілюстрації: Каталіна Маєвська
    Статті
    Медицина
    Невидимий ворог на нашій землі: чому варто зробити щеплення від правця

    За останні декілька місяців українці навчились остерігатись багатьох речей: ракет, мін, російської музики та ютубу, але ми все ще забуваємо про невидимого ворога у нашій землі. Неприємно познайомитись – Clostridium tetani, збудник правця.

    Промо
    Проєкт інтелект. Воєнний сезон. Епізод 5: NFT та Україна

    Чи можна написати «Проєкт інтелект» на гривні й продати за мільйони доларів як NFT?

    Людина
    Від батька до сина: що таке генеалогія і як досліджувати свій рід

    Що таке ДНК-генеалогія і як далеко кожний з нас може просунутися у вивченні свого роду?

    Наука
    Екологічно чиста отрута: уривок з книжки «Зоологічна екскурсія супермаркетом»

    Чому краще утриматися від «дикого» промислу морепродуктів, особливо у водоймах, де цвіте вода?

    Наука
    Передумови приходу диктаторів до влади: Італія, Німеччина, РФ

    Що стало передумовами приходу диктаторів до влади на прикладі фашистської Італії, нацистської Німеччини та путінської росії? Розповідає співавтор і ведучий каналу «Історія Без Міфів» Владлен Мараєв.

    Людина
    Як кожен з нас може подякувати військовим і допомогти їм з адаптацією

    Як змінюється світосприйняття військових і що ми можемо зробити, аби висловити їм вдячність і допомогти в адаптації до мирного життя?