Per quasi un decennio, i ricercatori della Svalbard Seed Bank in Norvegia hanno raccolto e conservato campioni di semi provenienti da tutto il mondo, conservandoli meticolosamente in una volta scavata a 400 piedi nel fianco di una montagna nel circolo polare artico. Poi, un giorno nell'ottobre 2015, è successo qualcosa di senza precedenti: i ricercatori hanno iniziato a estrarre i semi, facendo rotolare 138 scatole nere contenenti 38.000 semi dall'acciaio e dalla volta in cemento, attraverso le sue porte e di nuovo nel mondo.
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La Banca del seme delle Svalbard è forse l'esempio più famoso di una banca del seme, o banca genetica - un luogo destinato a conservare la biodiversità in modo che, in caso di un evento catastrofico come siccità, malattia o guerra, le specie di colture chiave possano essere ripopolate. Per il primo ritiro delle Svalbard, quella catastrofe fu provocata dall'uomo: i semi erano stati inviati alle Svalbard prima che i ribelli prendessero il controllo di un'altra banca del seme ad Aleppo durante la guerra civile siriana. I semi rimossi dalle Svalbard - un mix di cereali, grano, orzo, fave, lenticchie e ceci - furono inviati a circa 3.000 miglia in Libano e Marocco, dove gli scienziati continueranno le ricerche iniziate ad Aleppo. I ricercatori sperano che i loro progetti aiuteranno a sviluppare nuovi ceppi più duri di queste colture che potrebbero eventualmente resistere ai cambiamenti climatici o alle malattie.
I ricercatori che lavorano su questi semi, sia ad Aleppo che in tutto il mondo, sono stati fortunati. Sono stati in grado di garantire l'esistenza di duplicati dei loro semi in un luogo diverso dalla loro banca genetica e sono stati in grado di identificare rapidamente ed efficacemente i semi di cui avevano bisogno quando dovevano effettuare un prelievo. Per centinaia di banche genetiche in tutto il mondo - specialmente quelle che operano a livello regionale o nazionale - questo non avrebbe potuto facilmente succedere.
Le banche dei geni sono spesso pensate come un'ultima linea di difesa per la biodiversità - una rassicurazione che, anche se dovesse accadere il peggio, esistono backup per garantire che il mondo possa ancora accedere a colture cruciali come il mais o importanti depositi di materiale genetico, come una varietà di grano che cresce particolarmente bene nei climi secchi. In realtà, tuttavia, le banche genetiche affrontano una serie di problemi, dalla mancanza di elementi chiave della biodiversità alla mancanza di comunicazione tra le banche genetiche al finanziamento incerto.
Nella conservazione, esistono due metodi principali per preservare una particolare pianta, animale o informazione genetica: la conservazione in situ, in cui il campione in questione è conservato all'interno del suo ecosistema (sia naturale che di origine umana) e la conservazione ex situ, in cui il campione è conservato al di fuori del suo ecosistema. Le banche di semi, o banche di geni, sono uno dei principali metodi di conservazione ex situ - un luogo in cui semi, talee o materiale genetico importante proveniente da colture, sia domestiche che selvatiche, sono immagazzinati, catalogati e conservati per future ricerche.
Fagioli presso la banca genetica CIAT in Colombia. (Neil Palmer, CIAT (BY CC-SA)) Le banche genetiche sono un concetto relativamente nuovo legato a un'idea molto antica: raccogliere piante di interesse in uno spazio particolare nell'interesse dell'indagine scientifica. Tracciano le loro radici nei giardini botanici, che originariamente servivano da deposito per lo studio accademico delle piante medicinali già nel XVI secolo. Più tardi, mentre l'imperialismo europeo si espandeva in tutto il mondo, scienziati e collezionisti avrebbero riportato piante da luoghi esotici a giardini come il Royal Botanic Garden, Kew, in Inghilterra. Oltre ad essere utilizzate per la scienza, queste piante servivano come base per il fiorente commercio di colture come caffè, cacao e olio di palma.
Man mano che i collezionisti europei riempivano sempre più i giardini botanici di colture provenienti da locali lontani, le basi scientifiche dei giardini divennero meno prioritarie. Al loro posto, gli allevatori hanno iniziato a creare raccolte di materiale genetico vegetale a cui si poteva accedere per contribuire a introdurre tratti preziosi nelle razze vegetali. Poi, negli anni '60 e '70, nacque l'idea di raccogliere questa diversità genetica in modo organizzato e sistematico - nelle banche dei geni -.
Oggi ci sono circa 1.750 banche genetiche in tutto il mondo, conservando oltre 7 milioni di campioni di semi, talee o materiale genetico. Esistono enormi banche genetiche internazionali come le Svalbard, gestite dal Crop Trust, con l'aiuto del governo norvegese e dell'organizzazione regionale NordGen. E ci sono banche genetiche regionali, che operano con piccoli budget in aree remote. Entrambi sono fondamentali per preservare la biodiversità, ma per le banche genetiche più piccole, le difficoltà associate all'acquisizione, alla conservazione e alla diffusione del materiale genetico possono essere difficili da superare. Le banche genetiche internazionali come le Svalbard hanno spesso l'aiuto di organizzazioni come il Crop Trust e dotazioni che le aiutano a mantenere uno staff relativamente stabile di ricercatori e finanziamenti a lungo termine, lussi che a volte possono mancare le banche genetiche nazionali e regionali.
"Le banche dei geni sono un costrutto antropogenico", afferma Christina Walters, responsabile della ricerca sul germoplasma delle piante con il National Center for Genetic Resources Preservation dell'USDA, con sede a Fort Collins, Colorado. “Sono buoni solo quanto l'infrastruttura che noi umani forniamo, anche l'immaginazione che noi umani applichiamo a loro. Le banche dei geni non creano biodiversità più di quanto le biblioteche non creino letteratura. "
Un importante pezzo di biodiversità che spesso manca alle banche genetiche sono i parenti selvatici delle colture - i ceppi non addomesticati, ma correlati, delle colture alimentari di base come mais e grano. Un recente studio condotto da Crop Trust ha esaminato 1.076 parenti selvatici relativi a 81 specie di alcune delle colture di base più importanti al mondo. I ricercatori hanno scoperto che il 70% di quei parenti selvaggi non è sufficientemente rappresentato nelle banche genetiche del mondo. Forse più preoccupante, hanno scoperto che il 29 percento di quei parenti selvatici del raccolto - circa 313 specie - non sono affatto rappresentati nelle banche genetiche.
Questo è un problema, soprattutto perché i parenti selvatici delle colture si sono spesso evoluti per crescere in condizioni tutt'altro che ideali, prosperando in luoghi in cui l'umidità è relativamente bassa o altitudine estremamente elevata. Poiché i cambiamenti climatici spostano i modelli di precipitazione e la temperatura globale, è difficile dire quali tratti diventeranno più importanti per le colture, motivo per cui preservare i tratti - anche quelli che in precedenza non hanno mostrato molte promesse per la crescita commerciale - è cruciale.
"Pensa alla razza umana: non sapevamo nulla dell'Ebola 20 anni fa e non avevamo idea che avremmo avuto bisogno di un vaccino per l'Ebola", afferma Charlotte Lusty, coordinatrice dei programmi di banca genetica per il Crop Trust. “È lo stesso per una pianta in un campo. Se stai coltivando mais o grano in un campo, non hai idea di cosa avrai bisogno o di quale malattia arriverà e che il vaccino verrà da una banca genetica. "
La volta di semi delle Svalbard è piena di oltre un milione di semi distinti, ma tenerli in celle frigorifere è solo una parte di ciò che fa la volta. (Dag Endresen [CC BY 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0)], tramite Wikimedia Commons) Oltre a mancare elementi cruciali della diversità genetica, le banche genetiche, specialmente a livello nazionale e regionale, spesso mancano del tipo di finanziamento coerente necessario per garantire che i progetti possano svolgere le loro missioni a lungo termine. Una banca genetica è molto più che raccogliere materiale genetico vegetale per la conservazione - gran parte del lavoro quotidiano delle banche genetiche che prevede la preparazione e la spedizione di campioni a ricercatori e allevatori di tutto il mondo. I direttori delle banche genetiche spesso amano mettere in mostra le celle frigorifere, dove è immagazzinato il materiale genetico, ma quelle aree sono spesso piuttosto a bassa manutenzione e a basso costo rispetto alla sfida di mantenere effettivamente le collezioni.
"Non è un investimento enorme per farlo", dice Lusty di raccolta e conservazione dei semi. "La difficoltà viene nel monitorarli, assicurarsi che rimangano vitali e distribuire quei semi".
Prendiamo ad esempio un paese come il Venezuela, che è nel mezzo di una crisi economica che si è manifestata, almeno in parte, con continui blackout in tutto il paese. Quando si verificano questi blackout, le banche genetiche del paese - di cui ne ha diverse - non hanno l'elettricità necessaria per garantire che i semi rimangano ad una temperatura ottimale per la conservazione. Entro pochi giorni da un blackout prolungato, quelle collezioni potrebbero essere completamente perse nel mondo.
“Quando si tratta di banche genetiche nazionali, ci troviamo in una situazione molto difficile. È molto il governo che deve riconoscere l'importanza e il valore di queste collezioni ”, afferma Lusty.
Le sfide associate alle banche geniche regionali e nazionali sono in gran parte il motivo per cui organizzazioni come il Crop Trust e il CGIAR, un consorzio globale di ricerca agricola che gestisce 11 banche genetiche in tutto il mondo, sono così concentrate nel garantire che nessuna banca genetica sia un isola a se stessa. Il Crop Trust da anni fa una campagna per raccogliere una dotazione che può essere utilizzata per aiutare le banche genetiche a garantire il tipo di finanziamento coerente necessario per effettuare investimenti a lungo termine in ricerca e personale. Secondo Lusty, la dotazione è attualmente abbastanza grande da rendere ogni anno tra i 5 e i 6 milioni di dollari disponibili per le banche dei geni ogni anno - che, considerando che una banca dei geni di medie dimensioni ha bisogno di circa $ 1 milione all'anno per funzionare, è tutt'altro che sufficiente.
"Purtroppo, i governi generalmente non mettono il tipo di risorse di cui hanno bisogno dietro queste banche genetiche per essere in grado di consentire loro di lavorare a questo livello, motivo per cui è essenziale che qualcosa come il Crop Trust sostenga almeno questi internazionali banche genetiche ", afferma Lusty.
In un sistema perfetto, le banche dei geni internazionali, nazionali e regionali funzionerebbero tutte in tandem, lavorando per preservare la maggior quantità di diversità genetica con la minima quantità di duplicazione. Ciò significa che le banche geniche regionali si concentrerebbero in gran parte sulla raccolta di specie native di quella particolare area, con banche genetiche internazionali più grandi che fungono da backup di queste raccolte.
E il sistema funziona così, almeno un po 'di tempo. Ma per aiutare le banche genetiche del mondo a funzionare in modo ancora più efficiente, esperti come Lusty affermano che è sempre più importante per le banche genetiche, ad ogni livello, avere un modo chiaro di comunicare tra loro ciò che hanno - e ciò di cui hanno bisogno. Per garantire l'esistenza di questo tipo di percorso comunicativo, il Crop Trust ha contribuito a creare uno strumento online noto come Genesys, nel 2008, che funge da specie di catalogo open source per le banche dei geni partecipanti. Ma Genesys rimane incompleto, con raccolte mancanti che i dipendenti del Crop Trust stanno lavorando per includere nel database. Ad aprile, l'organizzazione nazionale di ricerca agricola brasiliana, EMBRAPA, ha annunciato che avrebbe aggiunto le sue collezioni a Genesys, che è stata una grande vittoria per la continua espansione del database del Crop Trust.
In definitiva, l'immagine di una banca genetica come "caveau del giorno del giudizio" potrebbe essere la più grande sfida da superare. Pensando alle banche genetiche come a programmi apocalittici statici di ultima istanza, ricercatori come Walters temono che il ruolo quotidiano che le banche genetiche svolgono nel garantire la sicurezza alimentare alla fine sia perso per il pubblico.
"Le persone non considerano realmente le banche genetiche utilizzate attivamente, come una biblioteca", afferma. “[The USDA's] National Plant Germplasm System distribuisce 250.000 accessioni all'anno. Le persone pensano alle banche genetiche come se fossero un magazzino, come se fosse semplicemente un esercizio di mettere semi in sacchetti e mettere sacchetti nel congelatore. Ma l'utilità e l'accessibilità delle risorse genetiche nella banca genetica è la grande storia. "
