Спасительный рис

В России создаются генетические банки для исчезающих растений

Человечество начало возделывать рис еще 9000 лет назад. Произошло это в долине реки Янцзы, откуда данная земледельческая традиция распространилась на всю территорию современной Азии, а также на Ближний Восток, Африку и Америку. Сегодня рис присутствует в рационе большей части населения земли. Между тем недавно ученые из Нью-Йоркского университета во главе с профессором биологии Майклом Пуруггананом выяснили, что толчком к распространению рисовых культур по всему миру стала климатическая катастрофа, приключившаяся в XXII столетии до нашей эры.

Около 2200 года до нашей эры планету охватило глобальное похолодание, сопровождавшееся резким сокращением уровня осадков в Северном полушарии и жестокими засухами, а также снижением средней температуры на 0,6 градуса по Цельсию. Считается, что это привело к гибели некоторых древнейших цивилизаций, в частности египетского Древнего царства и Аккадской империи. Именно с того момента традиция выращивания риса стала быстро распространяться по всем континентам.

Исследователи решили отследить процесс распространения. Для этого они использовали данные секвенирования геномов более чем 1400 сортов риса, которые известны сегодня. Ученые фиксировали время возникновения этих сортов, а также ареал их культивации.

Получилась следующая картина. Изначально тысячелетиями рис выращивали только в Китае – речь идет о различных сортах круглозерной «японики». Но после климатической катастрофы стали появляться новые сорта, лучше приспособленные к возделыванию как в более умеренном, так и в более жарком климате. «Резкие климатические изменения заставили растения, включая окультуренные, быстро адаптироваться», – пишут авторы исследования в статье, опубликованной в журнале Nature Plants.

Сначала «японика» распространилась на севере Китая, затем в Корее и Японии. Около 2500 лет назад она добралась до Юго-Западной Азии, до Филиппин и Индонезии, где быстро появился целый ряд новых тропических сортов. А вот длиннозерный рис «индика» стали выращивать гораздо позднее, около 4000 лет назад, в низовьях долины Ганга. И лишь около 2000 лет благодаря развитию торговых путей он дошел до Китая.

«Данные геномики дали нам базовую модель о том, где и когда, в каких частях Азии появлялся рис, – прокомментировали авторы работы. – Археология указала на места его возделывания, а климатическое моделирование обеспечило экологический контекст всего происходящего». Получается, не было счастья, да несчастье помогло… Благодаря экологическому кризису неприхотливый, устойчивый и питательный злак завоевал мир. Правда, в России рис впервые начали выращивать лишь в конце XIX века – может быть, поэтому он так и не стал для нас одним из основных источников рациона.

Впрочем, рис – не единственная в мире растительная культура со «сложной» судьбой. Та же кукуруза после начала окультуривания прошла длительный путь, подвергаясь независимой селекции в Северной и Южной Америке. Кстати, в последнюю она попадала аж дважды.

Увы, многие растения на Земле, в том числе и окультуренные, сегодня занесены в Красную книгу. По мнению исследователей, немало известных в древности растительных культур погибло вместе с ушедшими цивилизациями. Так, судя по некоторым палеонтологическим находкам, в допотопные времена растительный мир Земли отличался «гигантизмом». Древнейшие цивилизации тоже выращивали арбузы, дыни и тыквы, но вес этих плодов доходил до нескольких тонн. Арбуза такой величины семье могло хватить как минимум на целый сезон! Однако с изменением климата в результате природных катаклизмов биосфера Земли «измельчала». Правда, это лишь версия, она научно не доказана. Но, по всей вероятности, мы не имеем понятия о многих растениях, известных нашим далеким предкам…

Сейчас, в связи с изменениями в экологии, происходят растительные мутации, ставящие те или иные растительные виды на грань исчезновения. Поэтому возникла необходимость создания банков, где можно было бы сохранять образцы исчезающих растений. 26 февраля 2008 года на арктическом архипелаге Шпицберген было открыто Хранилище Судного дня, представляющее собой крупнейшую в мире коллекцию семян сельскохозяйственных культур. Помещение фонда выдолблено прямо в скале и способно выдержать различные катаклизмы, такие как землетрясение или атомный взрыв. В настоящее время там хранятся семена сотен тысяч видов зерновых растений. Среди них, в частности, различные сорта перца чили и сорго, растущих на территории Северной Америки, а также дыни, тыквы, арахиса, бобов, кунжута, гибискуса, многих экзотических растений, вроде дикой земляники, растущей на курильском острове Итуруп. Все эти виды могут быть подвержены исчезновению в связи с резким потеплением климата в регионах, где они растут.

В мире есть и другие крупные банки растительных культур. Так, в графстве Западный Суссекс (Великобритания) в 2000 году открылось Хранилище тысячелетия, спонсорами которого стали Королевские сады Кью (Royal Kew Garden). Сейчас там хранятся семена десятков тысяч видов культурных растений.

Генетические банки для сохранения исчезающих видов растений уже появились и в России. Одно из таких хранилищ создано на базе Волгоградского ботанического сада, где работает лаборатория биотехнологии растений. Банк in vitro позволит сохранять растительные генотипы, даже если клетки и ткани растений существуют в единичном экземпляре. Специалисты лаборатории уже освоили методики размножения отдельных видов без повреждения растений-доноров. В частности, благодаря лабораторным технологиям удастся сберечь редкие виды растений из национального парка Сочи. В скором времени будет сформирован федеральный банк ДНК редких и исчезающих видов флоры. Кто знает, может, когда-нибудь туда попадут и рис, пшеница, рожь, кукуруза, которые так привычны для нас…

Ирина ШЛИОНСКАЯ