冷凍種子防植物滅絕？建種子銀行的查爾斯王子可能沒想到會這樣

新聞 11-07

「種子銀行」，即通過脫水低溫冷凍方式保存植物種子的倉庫，一直被譽為是保存植物多樣性的「諾亞方舟」。

在這其中，位於英格蘭南部的邱園（KEW Gardens）,即英國皇家植物園中的「千年種子銀行」是其中最大、保存物種最多樣化的一座。它由查爾斯王子及植物學家們於2000年牽頭成立，是目前全球最大、保存物種最多樣化的種子銀行，保存的種子數量超過20億顆，理論上保存期限可以長達數千年。

邱園圖據《每日電訊報》

而這其中的種子，正是來自英國皇家植物園和中科院昆明植物研究所的共同成果。

在建立之初，科學家便希望能藉此為這個星球上高度複雜的植物生命體保存活體檔案，以防戰爭和生物入侵等極端情況。

但現在，這艘植物種子世界的「諾亞方舟」，似乎遭遇了難以逾越的礁石。據《每日電訊報》報道，11月2日最新出版的《自然植物》（Nature Plants)期刊論文指出，英國皇家植物園「千年種子銀行」的科學家發現，有多達36% 「極度瀕危」物種種子無法忍受脫水冷凍的過程，這意味著它們將無法通過傳統的「種子庫」形式進行保存。

超低溫的液氮冷凍，或許將成為「方舟」擺渡的最後方式。

「超低溫種子保存是新一代植物離體保存技術，有安全性高的特點，也有一些經濟技術指標的限制，目前大多處於實驗室研究階段，尚未得到大規模推廣。」中國科學院昆明植物研究所所長李德銖告訴紅星新聞的記者。

「以為能夠用冷凍方式保存所有物種，顯然過於天真。」千年種子銀行的科學家約翰·迪基表示。

科學家正在顯微鏡下觀察種子圖據GettyImage

研究：超三成「極度瀕危」物種無法保存

位於英格蘭南部的邱園，即英國皇家植物園中的「千年種子銀行」，由查爾斯王子及植物學家們於2000年牽頭成立，是目前全球最大、保存物種最多樣化的種子銀行。查爾斯王子還曾盛讚其為比黃金儲備更珍貴的貯藏所，「因為它收集的，正是生命本身」。

對於英國和世界，這座種子銀行無疑都具有深刻的含義。在2010年世博會上，英國館的蒲公英造型建築也與這座千年種子銀行息息相關——這座蒲公英建築的每一條觸鬚頂端都存儲著一顆植物的種子，包括傳統的農作物小麥、玉米，還有咖啡和茶葉，而它們正是來自邱園的「千年種子銀行」和中國科學院昆明植物研究所。

2010年世博會英國館，蒲公英形狀的建築中存儲著植物種子圖據世界建築新聞

在種子銀行中，種子被儲存在-20°C左右的地下室內，保存期限可達上千年，以避免它們從地球上滅絕。在儲存之前，它們都必須經過嚴格的收集及乾燥過程，確保它們能夠在較長時間內不變質。

邱園「千年種子銀行」建立之初曾經設定的目標是，到2010年前收集全球植物物種的10%，2020年前達到20%，前一個目標已經順利完成。而到目前為止，千年種子庫已經擁有近4萬種野生植物和它們的超20億顆種子。

邱園的標誌牌圖據Getty Images

但是，眼看這一數字在不斷上漲，英國皇家植物園科學家們卻發現，一個日益嚴峻的問題正擺在他們的眼前——最新發布的論文中指出，全球範圍內「極度瀕危」的植物中，36%的種子類型屬於「頑拗型種子」。這意味著，這些植物的種子無法在乾燥和深度冷凍的過程中存活下來; 33%樹種的種子也屬於「頑拗型」。

實際上，在此之前，科學家曾經對「頑拗型種子」的數量進行了估算，得出的結果相對樂觀，估計全世界約有8%的植物種子屬於「頑拗性種子」。然而，這項最新研究則警告稱，這個數字只是全球所有植物平均後得到的數字，如果將範圍縮小到瀕危，甚至極度瀕危物種的話，這個數字就會飛速上漲，後者的比例超過三分之一。

不僅如此，熱帶潮濕森林，如雨林或者雲霧林的問題則顯得更加嚴峻——多達半數的該類物種不適合被保存在種子庫中。

教訓：至少要把種子備份兩處

必須承認的是，目前，「種子銀行」仍然是異地保存物種最常用的方法之一。作為一種「保險政策」，它可以防止世界上的植物滅絕，特別是對於那些稀有、有特色或具有經濟重要性的植物，這樣的保存方式具有深刻意義。「千年種子銀行」科學家之一，約翰·迪基在接受採訪時表示，目前，通過人為干預保護物種的重要性已經到了前所未有的高度。

「因為，目前的植物正在遭受越來越多的威脅，包括氣候、生存環境的變化以及病原體的侵襲，我們必須確保盡其所能去保護那些最重要的以及最受威脅的物種。」迪基稱。而且，相比於在原棲息地進行保存，這種「異地」保護顯然成本更加低廉，可以在最小的空間內保存更多的物種，而且可以保存較長時間。

「如果只放在一個地方，當災難來臨，可能會損失所有的備份。現在已經有這樣的例子了。」邱園的創立者之一，英國植物學家保爾·史密斯（Paul Smith）表示，「比如，埃及的種子庫在火災中燒毀，敘利亞的種子庫毀於戰爭，日本的種子庫在地震中崩塌。」

今年5月，挪威末日種子庫也因為大量的海水進入隧道口，而開始結冰。「當你把所有風險都背在自己身上，也要冒著『絕種』的可能。所以，這也證明了為什麼我們至少要把種子備份兩處。」史密斯說。

但顯然，這樣的方式並不適用於所有的種子和作物，而這篇新的研究更加凸顯出了一個嚴峻的現實，那就是科學家們此前過高估計了種子庫能夠保存的物種數量——對於那些最稀有的植物來說，它們更有可能不適用於種子庫的方式進行儲存。

英國最具代表性的植物之一，橡樹。它的種子無法以慣常方式保存在種子庫中圖據邱園官網

為了精確估計問題的嚴重程度，邱園的兩名科學家開發了一套模型來預測物種可能的儲存行為。這一分析得出的結論顯示，全球植物保護戰略(GSPC)的目標，即到2020年將全球75%的瀕危植物物種保存在自然棲息地之外，幾乎是不可能的。研究人員警告說，此前很多科學家認為的，在其原產地之外，保護熱帶植物和樹木的想法可能有些天真。

希望：胚芽分離，冷凍-196°C液氮中

鑒於以上的種種問題，將物種以個體形式保留下來的冷凍「方舟」可能並不是萬全之策。但好在它仍然具有進步和發展的空間——邱園「千年種子銀行」的科學家在論文中指出，要達到2020年將全球75%的瀕危植物物種保存在自然棲息地之外的目標，必須要轉換思路，採取其他的措施，其中有可能的方法是使用液氮，這種方式為「頑拗型種子」提供了一種潛在的長期儲存解決方案。

此前在種子銀行中，種子一般保存在-20°C左右的冷藏室內，而低溫儲藏技術可以將植物種子的胚芽從種子中分離，冷凍於-196°C的液氮中。

「千年種子銀行」中儲存種子的罐子圖據邱園官網

目前，千年銀行植物園的繁殖實驗室還在嘗試用試管進行種子的培育。據BBC報道，近日，他們就在試管中「種」出了一棵微型橡樹，而橡樹種子正是屬於難以用常規手段保存的「頑拗型種子」，這株微型橡樹的種子所採用的保存技術，正是低溫儲藏保存。

「這一技術，可以說為保護野生植物免於滅絕上了一道保險。」實驗室人員約翰·迪基表示。

低溫冷凍技術不能完全取代就地保存

那麼，目前這一技術的推廣情況到底如何？

中科院昆明植物研究所，種質資源庫負責此項工作的林亮博士告訴紅星新聞記者，種質資源庫在運行初期就認識到超低溫保存的重要性，啟動了植物超低溫保存技術專項研究。

「經過幾年的努力，已經建立了完備的植物超低溫保存技術研究體系。」林博士告訴紅星新聞記者，「我們優先選擇建立了具有重要生態意義、社會經濟價值的蘭科、木蘭科、芸香科、苦苣苔科，以及黑葯花科（重樓屬）等40餘種植物的超低溫保存方案。」而這樣的努力，與英國方面率先對橡樹等代表性植物，嘗試進行低溫保存的努力不謀而合。

但是，林博士坦言，這種技術並不能完全取代就地保存，也就是原生生態系統（「原棲息地」）的保存。

「根據國內外保護生物學理論研究和保護工作實踐，瀕危植物的保護應綜合考慮就地（in situ）保護和遷地（ex situ）保護方案，以上兩類方案相輔相成，不可相互取代。」林博士表示。

///

特別提醒：紅星新聞app上線，歡迎掃碼下載