“末日粮仓”真的存在!
2023-05-11史英静
史英静
科幻大片《流浪地球2》有一段剧情:“莫斯将启动火种计划,领航员空间站冷藏了三十万人类的受精卵,和一亿颗基础农作物的种子……以确保在新的移民星球重建完整的人类文明。”
电影中,人工智能莫斯的“火种计划”是应对“流浪地球”计划失败的备用计划,也是地球毁灭时人类文明延续的终极选择。你以为这很科幻?其实,电影里的种子库,在现实生活中真实存在。
考古学家曾在伊拉克耶莫遗址中发现了大约公元前6750年的种子遗存,可以推测,人类也许很早就有了保存种子的意识。科幻电影《瓦力》里也有经典一幕:地球上最后一株植物的死亡象征着生态系统被摧毁,而后人类在荒芜的星球上发现了一株嫩芽,预示着文明的新生。
种子的重要性不言自明,但现实有些残酷,种子世界里也存在着“优胜劣汰”。在长达万年的人工选育历程里,人们总是追逐更高产的“良种”,而抛弃其他种质。粗略统计,至少75%的人工选育作物品种,因性状暂时不占优势而被淘汰消亡。
地球上,大约有1万~8萬种可食用植物,人类在各个时期仅利用了约3000种,其中仅有约150种被大面积种植。随着不可持续的农业实践、工业化和日益加剧的城市化,全球作物多样性早已持续下降。相关专家估算,上世纪人类大约失去了世界上一半以上的可食用植物品种。在美国,1804年至1905年间,曾经存在过7098种苹果,但现在只剩下不到百余种;19世纪70年代,法国曾拥有多达2000个品种的苹果,100年后仅保留了12种,这样的情况比比皆是。
种质资源的减少破坏了种质完备的系统,也直接导致粮食危机与人类灾难。17世纪初,南美舶来的马铃薯逐渐成为爱尔兰和苏格兰高地的主要粮食作物。但自19世纪40年代开始,卵菌导致的“马铃薯晚疫病”在西欧蔓延,爱尔兰和苏格兰高地马铃薯单一品种剧烈减产,由此造成了地区持续近十年的惨烈饥荒。现代农业技术发达的20世纪,历史竟还在重新上演。1970年,美国南部种植的玉米有一半以上被玉米大斑病摧毁,农民损失高达10亿美元;1972年,苏联持续多年的暖冬气候,使冬小麦的一个品种大量超出其适宜生长区,然而就在这一年的冬天,突如其来的严寒最终造成了上千万吨冬小麦的损失。
很难想象,未来随着地球人口不断增加、战争威胁,以及全球极端气候灾难频发,那些存于世的单一种质被摧坏时,粮食危机引发的“末日灾难”或许会席卷而来,如猛虎般吞噬文明。这时候的人类或许会悔不当初,曾经那些产量暂时不占优势的农作物品种,很可能就拥有对某些特定疾病的耐受力,因此更能适应极端环境条件而挽救人类。
正因为认识到了种质多样性的重要性,上个世纪以来,越来越多的国家注重野生植物种子的保护和研究。保护种子,就是保护人类生存发展的根脉。种子包含能够决定植物性状的基因蓝图,而对农作物基因多样性进行保存,能使人们找到适宜生长在不同气候、抗击不同病虫害的植物种子,从而找到应对气候转变、农作物病虫害问题的方法。
为种子建设储存库已然成了全球各国的共识。
上世纪20年代,世界第一家“种子银行”建立,建造者为苏联植物学家尼可莱·瓦维洛夫(Nikolay Vavilov)。自幼生活在粮食短缺环境的他,长大后踏遍全球五大洲的土地,搜集了许多农作物的野生近缘品种,以及一些不知名的可食用植物的种子,希望通过自己的努力,解决国家乃至全世界的粮食问题。
此后,全球范围内系统地整理并保存种子的工作开始了。各地陆续建造“种子库”,以期通过种子交换、经验交流等形式,携手编织物种多样性的保护网。联合国粮农组织驻华代表处GEF项目官员赵巍曾称,种子是农业生物多样性的一个非常重要的载体,全球种子库就可以作为一个备份,来保证这些对于农业和粮食可持续生产比较重要的种质资源不会丢失。
如今,全球各国已建有约1750座种子库,分布在中国、英国、日本、俄罗斯、印度、爱尔兰、韩国、美国、德国和加拿大等国家。这些种子库共收集保存了740多万份种质资源,绝大部分以农作物种子为保存对象。
2000年建造的英国基尤千年种子库收集各国的种子,实验室外的白板上书写着几行字:“我们收到来自赞比亚、巴西、马达加斯加的新种子,并有来自中国从事种子保护项目的研究人员参观访问。”这座种子库位于英国南部韦克赫斯特植物园,重点关注濒危野生植物,并对其种子开展科学研究,是世界上规模较大的种子库之一,来自中国的野生芭蕉种子于2009年成为该机构储藏的第2.42万种野生植物种子。
位于澳大利亚悉尼安南山地区的“种子银行”,是英国基尤千年种子库的合作伙伴。2013年建成以来,种子银行累计储存全澳超过11000个“种子包”,储存种子总数超过1亿粒,涉及超过5300个植物种类。这里的科研人员不仅采集种子,还记录采集地点的气候、土壤,以及被采集植物的花朵颜色等信息,一并存入数据库。
此外,2019年7月,新加坡启动植物园种子库,目标是每年采收100批种子,针对每个植物品种收集3批不同种子,每批约有1万粒。他们广泛收集,不僅从本地公园、自然保护区和森林采集种子,还会与外国植物园和研究机构交换种子。
种子库建设愈发“流行”。2022年3月,哥伦比亚宣布成立世界最大的热带作物基因库,命名为“未来种子库”,主要收藏豆类、木薯和热带牧草等。它由国际生物多样性中心和国际热带农业中心管理,拥有来自100多个国家和地区超过6.7万个样本,还将利用基因组学、大数据、无人机和人工智能等技术,加速开发适应气候的作物。
除了发达国家,发展中国家也纷纷建立种子库。世界知名科学家和环保主义者Vandana Shiva博士创立了印度Navdanya,在过去的30年里,该组织帮助建立了150多个社区种子库,保护和推广了小米、豆类和伪谷类等被低估的作物,拯救了4000多个水稻品种。在中国, 由中国科学院昆明植物研究所运营的“中国西南野生生物种质资源库”,已经从1万多种野生植物中收集了8万多份种子样本。资源库里包括种子库、DNA库、微生物库、动物种质库和种子生物学研究中心。据悉,2018年底,“西南野生生物种质资源库”占全国野生植物物种总数的三分之一,成为亚洲最大的种子库,也是全球第二大野生植物种子库。
各国设立种子库,目的是保护种质多样性,以防人类赖以生存的农作物和某些野生植物因灾害而绝种。但可惜的是,各式各样的种子库分属不同国家,规模大小不一,运营情况良莠不齐,甚至有的会因为安全措施不健全,受天灾人祸,如战争、政局动荡、自然灾难和经济因素的影响,导致从前的努力付之东流。
2006年,菲律宾的国家种子库曾毁于台风引起的洪水,艰难重建后又于2012年毁于火灾;在阿富汗、伊拉克等战乱地区,当地种子库损毁严重;埃及北西奈省的埃及沙漠基因银行,所有仪器设备在骚乱中被暴徒洗劫一空,冷却系统被破坏,近几十年来的研究数据毁于一旦。甚至,欧洲最重要的果类作物中心 —— 俄罗斯帕夫洛夫斯克试验站即将被推土机夷为平地。这些延续人类文明基因的种子库“自身难保”,它们需要一个更为安全的备份基地。
种子的独特性不可替代,然而各个国家自立门户也容易造成种子“失孤”。为此,2005年6月,挪威政府正式提议“诺亚方舟世界种子计划”,选址挪威朗伊尔城所在的斯匹次卑尔根岛,依托深山致密岩石包裹形成的天然冰库,建造“末日粮仓”,即斯瓦尔巴全球种子库。
这座末日粮仓,旨在保护全球农作物多样性和应对小行星撞击地球、核战争、全球气候变暖、恐怖主义等灾难,是确保全球粮食安全的最后一道防线。为此,它的选址、温度、安全、设备等诸多方面设计都堪称完美。
种子库位置偏远,人迹罕至。这里南距挪威大陆北海岸有657公里,北距北极仅1千公里,是北极熊的故乡,自然而然地远离了各种人为威胁。有意思的是,这里还是世界的中立场,永无战火纷争。根据《斯瓦尔巴条约》规定,群岛的主权归挪威所有,但包括中国在内的四十多个缔约国都可以在岛上进行商业开发活动,群岛本身也被定义为非军事区。
种子库内外层层设防,固若金汤。建筑主体深入岩体内部120米,建造等级是惊人的“永久级”,可以承受里氏规模6.2核武器级攻击和强震。种子库有厚1公尺的水泥壁,2个气闸舱,高安全性的防弹门,甚至还有四道紧锁的钢制大门,乃至大门背后每时每刻监控着一切的监视器,安全性堪比美国肯塔基州国家黄金储藏地纳克斯堡。
进入种子库,是一条深约122米的隧道。人们可以通过一条稍微倾斜的踏板进入山洞入口,经过一条由钢筋水泥建造的、长约40米的通道,即可见到1千平方米空间里,3座并排的独立冷藏室。里面的金属架上容纳大约450万个编有条形码的植物种子样品,每个储藏室能够存储150万个样本,而每个样本将保存约5百粒种子。
种子库封闭又开放。在山下不远处,人口不到2000的朗伊尔城拥有一座机场和邮轮码头,这为运输种子提供了便利。一旦灾难降临,它也有足够的条件把种子疏散到世界各地。法国摄影师卡洛琳·波伦拍摄过一组从印度农场将植物晶胚运到斯瓦尔巴种子库的神奇过程:经过长途飞行后,种子库的管理员在机场把种子集中到一起,并对出货清单进行核实,然后,种子被封存在种子库零下18℃的低温环境下,开始长达百年的“冬眠”。
极度低温可以延长种子寿命。斯瓦尔巴种子库建于冻土地带的岩石中,安全高度经过反复推敲,位置高于海平面130米左右,据说即便格陵兰的冰盖融化,或者南极洲的冰层完全消融,海平面上升 61米,种子库也安然无恙。种子库里配备着大型制冷空调设备,储藏室能够常年保持在零下18℃。室外,种子库有1米厚的隔温混凝土板保温,所以即使意外停电,室温也要在200年后才缓慢升至0℃。更何况种子库附近有一座煤矿和一个发电厂,可为其运转提供充足能量。如此条件,小麦、大麦和豌豆等重要农作物種子可以持续保存长达1000年。
斯瓦尔巴全球种子库作为世界种子的备份,发挥着巨大作用。就在去年1月,位于澳大利亚维多利亚市霍舍姆镇的澳大利亚温带地区农作物采集中心(ATFCC),将一批种子样本运往斯瓦尔巴德全球种子库,数天后,洪水淹没了霍舍姆镇。北欧基因资源中心的种子库协调人阿斯蒙德·阿斯达尔指着其中一批黑色箱子说,这批种子是国际干旱地区农业研究中心寄存的。该中心曾因为叙利亚战乱从那里提取过种子样本,经过培育生长后,现在又把部分新长出的种子送至斯瓦尔巴全球种子库保存。
挪威人给斯瓦尔巴全球种子库取了响亮的名字——“末日穹顶”。它的入口顶部镶有一件方形灯光雕塑,由数百块三角形钢片和变色玻璃组成,泛着璀璨绿光。设计出自挪威女艺术家迪弗克·桑内之手,题为《永恒的反射》,寓意光的反射,也寓意种子库对人类未来的反射。
然而,种子库并不是人类的最终解。2017年,全球变暖导致北极地区气温飙升,雪水夹杂着雨水涌入斯瓦尔巴全球种子库入口,险些危及珍贵的种子。而且单凭种子库能否抵御全球粮食危机,依然是个疑问。
这座“末日粮仓”是进行曲,也是哀歌。我们努力的方向,或许是永远不需要用到它。
(编辑 周影)