Mikilvægasta rými jarðar

Stærsta innlögn nýrra fræsafna í Alþjóðlegu fræhvelfinguna á Svalbarða átti sér stað við hátíðlega athöfn í lok febrúar síðastliðins. Heimsendahvelfingin hefur á sínum fimmtán starfsárum sannað gildi sitt og er, að sögn forstjóra Norrænu erfðaauðlindastofnunarinnar, NordGen, mikilvægasta rými jarðar.

Í daglegu tali er þetta mannvirki á hjara veraldar oft kallað dómsdagshvelfingin. Fræhvelfingin á Svalbarða (e. Svalbard Global Seed Vault) inniheldur fágætan varasjóð í formi fræja af nytjaplöntum frá öllum heimshornum, sem komið er haganlega fyrir svo þau varðveitist í lengri tíma. Tilgangur frægeymslunnar er að tryggja tilveru þeirra plöntuerfðaauðlinda sem grundvallar matvælaframboð heimsins og þjónar því sem baktrygging fyrir fæðuöryggi mannsins. Fræhvelfingin á Svalbarða var opnuð í janúar árið 2008 og er í eigu norska ríkisins en rekið í samvinnu við alþjóðlegu samtökin Crop Trust og NordGen, Norrænu erfðauðlindastofunarinnar, sem sér um starfsemi hvelfingarinnar.

Fræhvelfingunni er ætlað að geyma varasjóð fræsafna. Varðveisla þeirra baktryggir önnur fræsöfn og fer þeim ört fjölgandi. Í dag eru yfir 1,2 milljón fræsafna geymd á Svalbarða. Þarna leynast erfðaauðlindir frá 111 genabönkum í fimm heimsálfum af yfir 6.000 tegundum. Enn er nóg pláss í hvelfingunni sem rúmar um 4,5 milljón fræsafna.

Fræin eru læst inni í geymslu í átján stiga frosti djúpt inni í fjalli í sífrera. Þannig munu fræin halda kælingu jafnvel þótt rafmagn bresti. Aðstaða hvelfingarinnar tryggir litla efnaskiptavirkni og halda fræjunum því lífvænlegum í langan tíma. Fræin eru innsigluð í sérsniðnum álpappírspökkum inn í kassa sem geymdir eru í hillum og er raðað eftir þeim löndum sem innleggjendur tilheyra. Á vefnum seedvaultvirtualtour.com má fara í stafræna skoðun inn í heimsendahvelfinguna.

Starfsemi Nordgen

Lise Lykke Steffensen er forstjóri Nordgen sem sér um fræhvelfinguna. Sá rekstur er eingöngu lítill hluti af starfsemi stofnunarinnar, sem Lise Lykke lýsir sem þekkingarmiðstöð. Hún er staðsett í Alnarp, steinsnar frá Malmö í Svíþjóð, og þar starfa 35 manns allt árið.

„Við sinnum rannsóknum á erfðaauðlindum fyrir plöntur, skóg og búfé ásamt því að halda utan um norræna genabankann og sinna Fræhvelfingunni á Svalbarða. Stofnunin stendur á tveimur stoðum, fyrir rannsóknir annars vegar og varðveislu hins vegar. Nordgen á sér yfir fimmtíu ára sögu, en Norræna genabankanum var komið á fót árið 1979. Flest lönd eiga sér þjóðargenabanka en Norðurlöndin ákváðu að eiga slíkan banka saman, sem er einsdæmi og nokkurt afrek. Þetta skapar samlegðaráhrif og sameiginleg verðmæti.“

Norræna genabankann, sem hýstur er í Svíþjóð, telur Lisu Lykke vera mikilvægasta rými Norðurlanda. Þar er aðalgenabankinn. Varagenabanki er staðsettur í Danmörku. Fræhvelfingin í Svalbarða þjónar svo sem þriðja stoð – eins konar vara-vara-geymsla. Þar eru fræ af um 90% af safni Norræna genabankans varðveitt til langs tíma.

„Það átta sig kannski ekki allir á því að Norræni genabankinn er íslenski genabankinn. Hér geymum við því plöntuerfðaauðlindir Íslands, þó listinn sé ekki ýkja langur.“

Tegundafábreytni íslenska vistkerfisins leiðir til þess að fræsafn Íslands í bankanum er með minnsta móti. Þrátt fyrir að hlutfall Íslands sé ekki hátt í Norræna genabankanum er rétt að undirstrika að bankinn er sameign allra Norðurlandanna. Þannig hefur Ísland jafn auðveldan aðgang að erfðaefnum frá samstarfslöndunum og sínum eigin, sem sé mikla úttektarheimild þrátt fyrir litla innlögn.

Lise Lykke segir þó að átak hafi verið gert í söfnun fræja villtra plantna sem geta blandast nytjaplöntum. „Villtar plöntur hafa þrifist á Íslandi í þúsundir ára og þolað hinar ýmsu breytingar og áföll. Þótt þær séu jafnvel óætar gætu þær borið dýrmæta eiginleika þegar fram í sækir,“ segir Lise Lykke.

Þrátt fyrir að plöntuþáttur Íslands í Norræna genabankanum sé lítill, segir hún að Ísland geti lagt mun meira af mörkum í starfsemi Nordgen. Íslenska ríkið mætti skapa grundvöll fyrir söfnun og varðveislu erfðaauðlinda á Íslandi, bæði fyrir plöntur, skóg og búfé. Þá þurfi ekki síður að stuðla að notkun erfðaefnisins og nefnir hún þar sem dæmi að styðja mætti betur við nýtingu á íslensku rótargrænmeti og stuðla þannig að hærri sjálfsaflahlutdeild þjóðarinnar.

Enda talar það til ýmissa áherslumála heimsins í dag þegar kemur að fæðuöryggi þjóða, meiri grænmetisneyslu á kostnað kjötneyslu sem og varðveislu menningararfs.

Henni er einnig tíðrætt um grös. „Ísland treystir mjög á gras fyrir uppeldi búfjár. Því er það þjóðinni mjög mikilvægt að eiga heilsteypt safn af grastegundum. Hafið þið greint hvort varðveisla grastegunda sé nógu góð og innihaldi nóg af erfðafjölbreytileika? Eru einhver göt í safninu?“

Fræin sem líftrygging

En aftur að Svalbarða. Finna má 499 fræsöfn frá Íslandi í fræhvelfingunni, aðallega grastegundir, en einnig gulrófur, bygg, burnirót, blóðberg, vallhumall og kúmen svo eitthvað sé nefnt.

Í ár eru fimmtán ár frá því heimsendahvelfingin var standsett. Hún er opnuð þrisvar á ári fyrir nýjar innlagnir og í febrúar síðastliðnum var stærsta innlögn í sögu hennar. Stærsta sendingin kom þá frá stofnun plöntufræða og plönturannsókna í Leibniz, Þýskalandi. Hún afhenti 2.679 sýni af 267 tegundum nytjaplantna. Landbúnaðarstofnun Malí var með næststærsta framlagið, með 1.601 sýni af ýmsum baunum, dúrru, fingragrasi, hirsi og staðbundnum hrísgrjónategundum sem fara halloka gagnvart afkastameiri afbrigðum.

BOLD (Biodiversity for Opportunities, Livelihoods and Development) heitir verkefni sem miðar að því að auka getu genabanka til að varðveita fjölbreytileika ræktunar í lágtekjulöndum. Í febrúar var Bold atkvæðamikill milliliður nýrra stofnana sem lögðu inn erfðaefni. Þar á meðal var Vísindarannsóknarstofnun um landbúnað og plönturækt í Kasakstan sem lagði inn til varðveislu fræ í fyrsta sinn. Vísindastofnun í Madagaskar sendi rúmlega þúsund sýni af hrísgrjónategundum.

Einn stærsti háskóli Afríku, Ahmadu Bello í Nígeríu, lagði inn erfðaefni af kúabaunum og hrísgrjónum. Háskólinn í Sarajevo í Bosníu og Hersegóvínu sendi fræ af maís og baunum. Þetta eru dæmi um framlag að frumkvæði BOLD sem fagnar áratugs starfsafmæli í ár.

NordGen lagði meðal annars inn fræ af dönsku grænkáli, finnskum blaðlauk, norskum smára, sænsku byggi, vallhumli frá Færeyjum og íslensku grasi.

Lise Lykke segir innlagnir á borð við þá sem fór fram í febrúar oft afar tilfinningaþrungnar. Fulltrúar þjóða sem koma með sínar fyrstu sendingar fella oft tár enda innlögnin ekki eingöngu táknræn. „Þeim finnst eins og þeir séu að bjarga þjóð sinni á einhvern hátt. Enda eru fræin líftrygging, eins konar öryggisafrit fyrir lífsskilyrði landsins. Öll þessi fræ hafa þá getu að geta vaxið á tilteknu landsvæði. Við erum háð þessum fræjum og þeirri erfðafjölbreytni sem í þeim liggur.“

Hryllingurinn nálægur

Um 1.700 fræbanka er að finna um allan heim en þeir geyma birgðir af fræjum til varðveislu eða tilrauna, oft í eigu rannsókna- og menntastofnana, opinberra stofnana eða hagsmunafélaga. Aðstaða slíkra fræbanka er misjöfn og tilvera þeirra oft fallvölt. Þannig geta þeir orðið undir vegna náttúruhamfara á borð við þurrka, elda og flóða, eins og gerðist t.d. á Filippseyjum árið 2006 þegar fellibylurinn Xangsane
eyðilagði stærsta fræsafn landsins. Einnig geta rekstrarerfiðleikar orðið til þess að þessum mikilvæga málaflokki er ekki sinnt sem skyldi. Stríðsátök hafa einnig orðið til þess að eyðileggja fræsöfn og útrýma þar með mikilvægum erfðaauðlindum.

Fræg er sagan af grasafræðingum Valilov-stofnunarinnar í umsátrinu um Leníngrad í seinni heimsstyrjöldinni sem kusu frekar að deyja úr hungri en að hrófla við fræsöfnum stofnunarinnar sem var þá það stærsta í heiminum.

Fræbankinn í Leníngrad átti ekki öryggishólf í öðrum fræbanka og fólkið áttaði sig á að fræbanki stofnunarinnar væri brýn nauðsyn til að byggja upp innlenda matvælaframleiðslu aftur eftir styrjöld.

Þessu tengdu segir Lise Lykke að fræhvelfingin á Svalbarða geymi lítið af plöntuerfðaefnum frá Úkraínu sem ljóst sé að sækja þurfi í þegar enduruppbygging landsins getur hafist aftur. Varasafnið sé því miður lítið. Aðalfræbanki Úkraínu sé staðsettur í borginni Kharkiv sem hefur mátt þola sífelldar sprengjuárásir og því er staða plöntuerfðaauðlinda sérlega viðkvæm fyrir þetta mikla landbúnaðarland.

Ein stök úttekt

Aðeins einu sinni hefur innleggjandi þurft að taka út úr heimsendahvelfingunni. Það var árið 2015 þegar 90.000 fræsöfn í eigu Sýrlendinga voru tekin út til endurræktunar eftir að fræsafnið í Aleppo var eyðilagt í stríðsátökum. Í Sýrlandi voru meira en 135.000 afbrigði varðveitt og mörg af útdauðum tegundum, að því er fram kemur í pistli Torfa Jóhannssonar á vef norræna samstarfsins, Norden, frá 2018. „Fræin hafa gífurlegt sögulegt og menningarlegt gildi vegna þess að vagga landbúnaðarins er einmitt á slóðum Sýrlands hins forna. Mikilvægastir eru kannski erfðaeiginleikar hinna fornu nytjaplantna á Sýrlandi, það er viðnámsþróttur gagnvart hita og þurrki. Svo vel vildi til að varaeintök af fræsöfnum hvelfingarinnar í Aleppo voru varðveitt í Alþjóðlegu fræhvelfingunni á Svalbarða.

Fræin voru notuð til ræktunar í Líbanon og Marokkó og úr þeim urðu til ný fræ sem send voru aftur til varðveislu á Svalbarða.

„Þannig starfa erfðabankar. Þeir halda utan um hina gríðarlegu fjölbreytni plöntuyrkja sem bændur rækta um heim allan. Við erum sem betur fer farin að átta okkur á þeim verðmætum sem felast í fjölbreytilegum matvælum. Fólk um allan heim er að uppgötva bragð og áferðir á ný sem leynast í ýmsum afbrigðum plantna,“ segir Torfi jafnframt í pistli sínum, „Þess vegna skiptir Alþjóðlega fræhvelfingin máli“, sem nálgast má á vef Norden.

Grundvöllur mikilvægra erfðaframfara

En hlutverk fræbanka eru ekki síður grundvöllur erfðaframfara og þá spilar varðveisla sögunnar stóra rullu.

Í aldanna rás hafa menn hagnýtt sér kynbætur til að koma sér upp afkastameiri afbrigðum nytjaplantna. Við slíka framþróun hafa erfðaauðlindir einnig glatast. Varðveisla eldra erfðaefnis, í nafni menningargildis, gæti nefnilega falið í sér bjargráð í framtíðinni. Ef þær afkastamiklu arfgerðir sem notaðar eru í framleiðslu í dag bresta af einhverjum ástæðum, t.a.m. vegna sjúkdóma sem á þær herja, gætu reynst úrræði í eldra erfðaefni. Í söfnunum geta því leynst uppsprettur sjúkdómsvarna eða eiginleikar sem viðbragð við ófyrirsjáanlegum breytingum á ræktunaraðstæðum.

Hrannar Smári Hilmarsson, tilraunastjóri í jarðrækt hjá Landbúnaðarháskóla Íslands, er varaformaður stjórnar Nordgen.

„Til þess að geta stundað kynbætur á nytjajurtum þarftu erfðafjölbreytileika. Uppsprettu erfðabreytileikans er ekki að finna í afkastamestu yrkjunum á markaði. Það þarf kannski heldur ekki að varðveita yrki á markaði, því þau eru til úti um allt í nægu upplagi. En um leið og notkun yrkja hættir þá vaknar spurning um hvort eigi að geyma þau. Yrki á markaði eru kynbætt fyrir aðstæður í dag. Þegar þær aðstæður fara að breytast rosalega mikið þá þurfa kynbótafræðingar að leita til erfðabreytileika sem er ekki virkur, en gæti verið geymdur í fræbönkum.“

Mótstaða fannst við sveppasjúkdómi

Nýlegt dæmi um þetta er nýr sveppasjúkdómur sem fór að herja á salat í Evrópu fyrir fáeinum árum. Óværan lýsir sér í svörtum og ólystugum blöðum sem stórskaðað hefur salatframleiðslu álfunnar. Lise Lykke segir að rannsakendur hafi leitað lausna í genabönkum. Í Norræna genabankanum fundust fjórar villtar salattegundir sem voru með mótstöðu gegn sveppinum og nú er unnið að krossræktun þeirra við framleiðslutegundir sem munu skapa nýjar arfgerðir sem eru ónæmar fyrir hinum nýja sveppasjúkdómi.

„Árið 2018 voru miklir þurrkar í Evrópu, þá rigndi stanslaust á Íslandi. En þurrkatíðin varð til þess að fóðurjurtir uxu ekki sem skyldi og grípa þurfti til niðurskurðar á búfé í Svíþjóð og Noregi vegna þessa. Á nokkrum litlum lífrænum búgörðum var hins vegar notuð gömul hveititegund, sem við geymum í genabankanum. Þessi tegund er mjög há og leggst auðveldlega í vindi, þá passar hún ekki í vélar sem notaðar eru í dag. En þetta ár reyndist þessi hveititegund skila sömu uppskeru og alltaf. Hún óx vel í þurrkunum, því tveggja metra planta er með tveggja metra rætur.“

Þetta segir Lise Lykke annað dæmi um mikilvægi varðveislu gamalla tegunda sem gætu reynst dýrmæt auðlind þegar bregðast á við loftslagsbreytingum.

Undir það tekur Hrannar Smári. „Á Íslandi eigum við engan stofn af hveiti fyrir íslenskar aðstæður. Ef hveiti á að fara að hefja innreið sína inn í íslenskan landbúnað, eins og áætlanir standa til um, þá þurfa íslenskir kynbótafræðingar að leita að efnivið sem gæti sýnt einhvers konar aðlögun að aðstæðum hér. Önnur kynbótafyrirtæki í heiminum eru ekki að fara að gefa Íslandi aðgang að sínum stofnum. Þannig að eina leiðin fyrir okkur að leita að breytileika er í gegnum Norræna genabankann. Það sem stendur til er að planta eins stóru safni og við mögulega ráðum við úr bankanum til prófana á Íslandi, sem verða svo foreldrar hins nýja íslenska hveitistofns. Það sem er áhugavert í því sambandi er að gömul yrki geta reynst góður upphafspunktur. Ef kynbótasaga hveitis í Noregi undanfarna hálfa öld er skoðuð, þá hefur vaxtartími hveitisins lengst, þ.e.a.s. nýtt hveiti í Noregi þroskast seinna en gamalt hveiti. Ef ekki hefði verið fyrir varðveislu á gömlum norskum hveitiyrkjum þá hefðum við þurft að byrja á að kynbæta fyrir flýti í nýju hveiti. Það tekur óratíma – en í stað þess ætlum við að byrja með eldra efni og leita þar að erfðabreytileika fyrir flýti.“

Dystópían

Hrannar Smári segir það eingöngu tímaspursmál hvenær heimsendahvelfingin á Svalbarða fái friðarverðlaun Nóbels.

„Mér finnst þetta alveg ótrúlega fallegt og hræðilegt í senn. Þarna hefur mannkynið komið sér saman um að geyma fræ nytjajurtanna í sameiningu og í einhvers konar sameign, vegna þess að það treystir ekki sjálfu sér. Við vitum að við getum orðið til þess að glata þeim. Það er hræðilegi hlutinn. Fegurðin er að þetta sé allt saman; Bandaríkin, Rússland, Norður-Kórea og Íran eiga öll kassa í hvelfingunni saman í hnapp. Við höfum ákveðið að geyma þessar erfðaauðlindir þar sem enginn nær til þeirra og enginn getur tortímt þeim. Þetta er því svolítið dystópískt.“

Byggsafn Jónatans í óviðunandi aðstæðum

Ekkert stórt fræsafn er til staðar á Íslandi en Hrannar Smári Hilmarsson, tilraunastjóri í jarðrækt hjá Landbúnaðarháskóla Íslands og varaformaður stjórnar Nordgen, þætti æskilegt að góð aðstaða til geymslu fræsafna væri til staðar hér á landi.

„Norræni genabankinn getur ekki geymt allt sem mögulega gæti verið okkur mikils virði. Á tímabili var mikið yfirálag á stofnuninni og hún fjársvelt. Þó það sé búið að vinda ofan af því þá er margt, sem við hefðum kannski átt að geyma, ekki til staðar. Stórt kynbótaverkefni eins og á sér stað núna í byggi mun gefa af sér þúsundir nýrra arfgerða sem engin geta er til að halda utan um eða geyma. Mörgu af því efni er hent eða geymt við svo ömurlegar aðstæður að við getum alveg eins hent því. Alvarlegra mál er að ævistarf Jónatans Hermannssonar er geymt við fullkomlega óviðunandi aðstæður í núverandi Jarðræktarmiðstöð, í leku, mygluðu húsi þar sem mýs geta gætt sér á fræjunum.“

Jónatan Hermannsson, jarðræktarfræðingur og fyrrum tilraunastjóri við LbhÍ, er handhafi fálkaorðu fyrir framlag sitt til kornræktar og íslensks landbúnaðar. Hann var aðaldrifkraftur í byggkynbótum á Íslandi síðustu áratugi og eftir hann liggur stórt safn byggerfðaauðlinda aðlagað íslenskum aðstæðum, s.s. þegar kemur að flýti og strástyrks. Sá efniviður er nú notaður til áframhaldandi kynbóta á byggi til eflingar kornræktar á Íslandi.