最後の木が伐採され、最後の川が汚染され、最後の魚が捕獲されたときに初めて、お金を食べてはいけないことに気づくのです。」これはインドの格言とされており、環境保護活動中のデモには欠かせませんでした。 1980年代のムーブメント。たとえこの言葉が情けないものであり、その由来が物議を醸しているとしても、40年前、この言葉は将来の世代が大きな苦闘を強いられるであろう問題、つまり人類の食糧安全保障を指摘していた。
気候変動は私たちの農作物に深刻な影響を与え、食料供給と食料サイクルの安全を脅かします。この影響がどのくらい強くなるかは、地球の平均気温の上昇に依存します。ミュンヘン大学の地理学者フロリアン・ザベル氏の主導のもと、2021年5月に発表された国際シミュレーション研究では、気温が摂氏1.5度を下回ると、既存の品種で栽培されている面積の15パーセントで収量の減少が予想されることが示された。 3.9 度の温暖化により、世界の耕作地の最大 40 パーセントで、適応した特性を備えた新品種が必要となります。
スーパーマーケットの疑似多様性
食料供給と食料循環の確保に対する主な脅威は、作物の多様性の欠如にあります。 「農業のグローバル化と、スーパーマーケットでの消費者の要求に応えようとする試みにより、この分野での作物の多様性はここ数十年で大幅に減少しました」と、グローバル作物多様性トラスト（GCDT）のマネージングディレクターである地理学者のステファン・シュミッツ氏は言う。 ）、作物多様性のための世界信託基金。 「今日スーパーマーケットの棚に並んでいるのは、疑似多様性です。世界中の食料の 75% は、わずか 12 種の植物と 5 種の動物から得られています。小麦、トウモロコシ、米、大豆が世界中の作物消費の大部分を占めていますが、テフやアワなどのいわゆる孤児作物はほとんどありません。」知られており、少数の地域で少数の農家によってのみ栽培されています。
何百万年もの存在の中で、地球上の植物の世界が生き残ってきたのは、主にそれが大きく異なっていたからです。ある植物はその遺伝子構造により暑さにうまく対処できましたが、別の植物は寒さによりよく適応しました。私たちが現在世界中で使用している栽培植物は、私たちの祖先による何千年にもわたる育種作業の結果であり、特定の地域のそれぞれの環境条件に最適に適応した、自然に存在する植物種から品種を育種しました。しかし、これらの環境条件は、気候変動により予見可能な将来に変化するでしょう。長期にわたる干ばつや洪水などの異常気象は世界各地で今後も増加し、気温や気候帯も変化するだろう。したがって、食糧不足を避けるためには、自然に存在する種や何世代にもわたって品種改良された品種から、人間や動物の餌となる適応作物を入手する必要がある。
「特定の品質特性を備え、害虫や病気に耐性があり、干ばつや熱ストレスに耐えられる可能性がある優れた種子には、場合によっては 50 ～ 100 の異なる遺伝形質が必要です。 「新しいものを育種するには、世界中の 50 ～ 100 の異なる遺伝子バンクまたは種子バンクに情報をリクエストする必要があります」とシュミッツ氏は説明します。
従来の育種法（育種に特に適した植物を的を絞って選択する方法）を使用した新品種の作出には長い年月を要する場合があるため、遺伝子研究の成果が利用されることが増えています。研究の大部分は、特定の遺伝的変異と植物の特定の特性の間の関連性を発見し、いわゆる分子マーカーを使用して特性の一種の遺伝的マッピングを実行することで構成されています。分子マーカーと育種形質のさまざまな発現との関係がわかれば、苗の段階で植物の特性を予測できます。これにより、望ましくない特性を持つ植物を栽培する時間のかかるプロセスが不要になります。遺伝子マッピングに基づいて、CRISPR/Cas 遺伝子シザーなどの特殊な遺伝子工学プロセスも、将来的にはより広範囲に使用される可能性があります。このゲノム編集は、ゲノムを変更することで地域の条件に適応するために、新しい品種をより迅速に、よりターゲットを絞った方法で育種するのに役立つ可能性があります。
アーカイブされたシード
気候変動が世界のさまざまな地域にどのような影響を与えるのか正確にはわかっておらず、したがって新しい作物がどのような特性を詳細に持たなければならないのかもまだ不明であるため、できるだけ多くの異なる植物のコレクションを持つことが理にかなっています。可能な限り遺伝子変異を持たないようにします。このアイデアは、ここではスピッツベルゲン島としてよく知られているノルウェーのスバールバル諸島諸島に 2008 年に開設された世界的な種子貯蔵庫である国際プロジェクト「スバールバル世界種子貯蔵庫」につながりました。
「スバールバル諸島の種子倉庫は、非公立の中央図書館のようなものです。 「唯一の違いは、ここには書籍や歴史的文書が保管されておらず、世界で最も重要な作物品種の種子が保管されていることです」とシュミッツ氏は言います。 「このシードバンクを使って、私たちは21世紀のノアの箱舟のようなものを作っている、と言えるかもしれません。」
この現代の箱舟は、ノルウェー本土と北極の中間にある北大西洋に位置し、世界中のあらゆる危機地域から遠く離れています。人口がまばらで地質学的に安定したこの地域では、戦争、空襲、地震のいずれも予想されません。スピッツベルゲン島では、年間を通じて気温が氷点付近にあり、この世界最大の種子貯蔵施設の入り口は目立たない田舎道の脇にあります。雪に覆われた山の奥深くに打ち込まれた三角形のコンクリートのくさびです。全体がディストピア黙示録的な映画のセットのように見えます。近くの小さな空港から種子のサンプルが配達されていないときは、その場所は不気味なほど静かです。数マイル離れた島の主要都市ロングイェールビーンには、監視カメラの映像を見ている警備員も含め、誰一人として姿が見えない。
入り口の巨大な鉄製のドアの後ろには、厚いコンクリートの壁を持つ長さ約 120 メートルのトンネルがあり、山奥へと続いており、最終的には大きなバンカーのような地下室に通じています。ここから、厳重に閉ざされた 3 つのドアが、実際の金庫である冷却室に通じています。室内には背の高い棚が並べられ、セルフサービスの家具店の保管エリアを彷彿とさせます。種子保管庫の宝物はこれらの棚にあります。種子のサンプルが入っている、しっかりと密閉された密閉された箱です。現在、種子保管庫には 100 万個を超える種子が真空密封されたアルミニウム袋に保管されており、それぞれ平均 500 個の種子が入っています。合計 450 万個の種子サンプル (各冷却チャンバーあたり 150 万個) の保管容量は、わずか約 3 分の 1 しかありません。さまざまな品種の種子が約 217,000 個あり、現在、小麦が種子保管庫に最も頻繁に保管されている作物であり、次に米と大麦が続きます。
マイナス18度で保存してください
種子を永久に保存し、発芽を確実にするために、冷却室内の空気はマイナス 18 度に冷却されます。 「これは冷蔵庫の三ツ星冷凍室でわかる温度です。ご存知のとおり、冷凍食品はこの温度で長期間安定しています。そして、低温でも長期間生存するという生物学的特性がここで利用されています」とシュミッツ氏は説明します。しかし、たとえ冷却システムが故障したとしても、山の北極気候によりマイナス4度前後の気温が恒久的に確保されているため、種子保管庫に選ばれた地理的位置により、保管されている宝物が差し迫った危険にさらされることはない。シュミッツ氏によると、ほとんどの種子はこのような条件下でも何年も損傷を受けずに生き残ることができるという。
たとえマイナス18度であっても長期保存がさまざまな種子の発芽にどのような影響を与えるかを明らかにするために、スバールバル世界種子貯蔵庫2020は100年間続くと予想される長期実験を開始した。ゲータースレーベンにあるライプニッツ植物遺伝学・作物研究研究所（IPK）が中心となって関与しており、同研究所には農園芸作物の連邦中央遺伝子バンクが置かれている。約 3,000 種の異なる種からの 150,000 を超える種子サンプルを擁するこの研究所は、世界最大かつ最も多様な遺伝子バンクのコレクションの 1 つであり、スバールバル世界種子貯蔵庫で最も多くの種子を保管している機関のトップ 10 に含まれています。
「種子の発芽能力は、湿度と温度に大きく依存します。寒くて乾燥しているほど、発芽時間が長くなります」と、IPKの資源遺伝学および生殖作業グループの責任者である農業科学者のアンドレアス・ベルナー氏は言う。 「私たちの在来植物は、室温および適度に乾燥した条件下で平均 5 年間発芽する能力を保持します。しかし、植物には大きな違いがあり、また植物の種類によっても大きな違いがあります。タマネギ、レタス、または油を含む種子は、エンドウ豆などのマメ科植物よりもはるかに早く発芽能力を失います。室温で乾燥した場所に保管しておけば、20年後でも発芽する可能性があります。」
保管された種子の発芽を確実にするために、種子バンクの作業の大部分は、定期的な種子の更新、つまり保管された種子の植え付けと対応する種子の回収で構成されます。アンドレアス・ベルナー氏によると、IPK では毎年約 6,000 ～ 8,000 個の種子サンプルが栽培されています。課題は、異なる種だけでなく、その異なる品種すべてを再繁殖させる適切な時期を見つけることです。それらの発芽特性は大きく異なる場合があります。遅すぎると種子は発芽しなくなり、早すぎると不必要な作業が発生します。したがって、マイナス 18 度の保管条件下で特定の種子が一定期間にわたって発芽能力をどの程度失うかについての確実な知識は、スピッツベルゲン島の種子保管所だけでなく、種子を保管するすべての大規模種子銀行にとっても興味深いものです。
スヴァールバル世界種子貯蔵庫での長期試験のために、世界中の 6 つの遺伝子バンクが 13 種類の重要な作物の種子サンプルを提供しています。小麦、大麦、エンドウ豆、レタス、キャベツはIPKから来ています。実験用の種子サンプルはマイナス18度の種子保管庫に100年間保管される。 10 年ごとにサンプルが採取され、種子が栽培されるため、発芽能力の発達を 1 世紀にわたって注意深く監視できます。
「長期保存実験はこれまでに何度か行われてきましたが、これらの実験では通常、少数の種のみが考慮されており、遺伝的変異は考慮されていませんでした」とIPKの極低温およびストレス生物学作業グループの責任者であるマヌエラ・ナーゲル氏は説明する。 「長期実験の特別な点は、これらのパラメーターを組み込もうとしたことです。したがって、最も重要な 13 作物の種子だけでなく、環境条件として、種ごとに 5 品種、品種ごとに 3 つの連続ヴィンテージも保存されています。」植物が成長するときの条件も影響を受け、種子の発芽に影響を与えます。
同時に、すべての参加機関からの対応する精液サンプルは、IPK の液体窒素を備えた極低温タンク内で摂氏マイナス 196 度で保管されます。この状態では分子プロセスが無効になるため、元の種子の品質はこの方法でほぼ保存され、100年後にマイナス18度で保存された種子サンプルと比較できると想定されているとマヌエラ・ナーゲル氏は述べています。しかし原則として、少なくとも裕福でない国では、すべての種子を冷凍タンクに保管するという選択肢はありません。これは多くのスペースとエネルギーを消費するため、高価で複雑です。
正当な批判？
長期実験の結果によって、種子保管庫に保管されている種子サンプルを更新する必要がある頻度も決まります。ただし、主な目標は、できるだけ多くの異なるシードを確保することです。保管されている種子は、世界中の国および地域の種子銀行から提供されています。このようなシードバンクは世界中に 1,700 以上あります。播種して栽培することにより、種子のストックがそこで複製され、複製されたものがスピッツベルゲン島に送られます。つまり、シード ボールトを一種のバックアップ システムとして使用します。種子の所有者は保管機関にあります。
ただし、シードの複製には時間とコストがかかります。富裕国の種子図書館では重複は大きな課題ではありませんが、発展途上国や新興国の種子銀行では財政上の理由から問題になる可能性があります。しかし、まさにそこに最も貴重な生物学的宝物が見つかるのです。 「世界で最も重要な遺伝的ホットスポットの一部は、熱帯諸国、エチオピアの高地、ケニア、ナイジェリア、アマゾン、メキシコの高地、東南アジアにあります。だからこそ、この遺伝物質を確保し、スピッツベルゲン島に保管することが極めて重要なのです」とシュミッツ氏は言う。
Global Crop Diversity Trust は、これを主な任務とみなしています。世界種子貯蔵庫の構築と運営の費用はノルウェー国が負担しますが、グローバル作物多様性トラストは、主に種子の重複作成が行われない国や地域で種子の収集を調整し、資金を提供しています。
ここで、このプロジェクトに対する批判も出てきます。種子の複製と収集にかかる資金は、気候に適応した植物が自然に育つように、現地で品種を保存し、伝統的な農業を支援することに費やすべきです。 Crop Trust と IPK はどちらも、地域の多様性を維持することが望ましいと考えていますが、それは唯一の手段として、将来の課題に適切に対処するには不適切です。
「2050年までに人口は100億人になると予想されています。これは、使用可能なスペースの割合がますます小さくなる可能性があることを意味します。 「だからこそ、多くの人々に供給できるように、ストレス耐性があり、収量が多く、タンパク質の品質が高い植物が必要なのです」とIPKの種子生物学者ナーゲル氏は言う。 「野外で遺伝的多様性を維持することはかなり非現実的だと思います。なぜなら、種子バンクで材料を確保するよりもはるかにコストがかかるからです。」そして彼女の同僚のベルナー氏は次のように指摘しています。種子はいつでも入手できるわけではなく、収穫の準備ができたときにのみ入手可能です。また、貴重な種子は火災やその他の自然災害からも保護されません。」
スヴァールバル世界種子貯蔵庫プロジェクトに対するもう一つの批判は、国連食糧農業機関によって設立されたクロップ・トラスト財団も、地球上の生物多様性の削減に関与している、または関与している営利企業から資金を受け取っているということである。遺伝子組み換え植物の特許を取得してお金を稼ぐ。
この告発に対し、作物トラストは現実主義で反論している。人類は多様性の維持に依存しており、そうでなければ多様性は回復不能に失われるため、私たちは作物の多様性の維持に関心を持つすべての関係者と協力しなければなりません。実際、企業は新品種の可能な限り最大の特性セットにも依存しています。ただし、その使用を許可するかどうか、およびその方法を決定するのは作物信託ではなく、種子保管庫に種子を保管する機関と国内法によって規制されます。
緊急時のバックアップコピー
スヴァールバル世界種子貯蔵庫を通じて生物多様性を保全することが、人類が気候変動の影響にどの程度対処できるかは、時間が経てば分かるだろう。グローバル シード ボールトのバックアップ機能の利点はすでに証明されています。これはシリア内戦中に顕著でした。 「数十年にわたり、イカルダ州アレッポには世界の乾燥地帯の農業を専門とする主要な国際農業研究機関の一つがありました。そして、これらすべての大規模な国際農業研究機関と同様に、対応する種子バンクもありました」とシュミッツ氏は説明します。 「武力紛争が始まったとき、この研究所の所長は種子を安全に運ぶ必要性をすぐに認識しました。彼はそれを蒔き、複製をスヴァールバル諸島に送りました。そして、恐れられていたことが起こりました。戦争の結果、アレッポの重要な種子資源が破壊されるか、アクセスできなくなったのです。」
種子保管庫に保存されていたバックアップ コピーのおかげで、イカルダは 2015 年にスピッツベルゲン島に種子を要求し、さらなる研究のためにレバノンとモロッコにある研究所の支部に種子を提供することができました。戦争や自然災害による種子銀行の損失は何度も起こります、とシュミッツ氏は強調します。 「その結果、重要な遺伝物質が回復不能に破壊されてしまいます。だからこそバックアップコピーが必要なのです。」
希望の兆し
しかし現在、気候変動が種子貯蔵庫自体に問題を引き起こしている。地球温暖化の影響で、スバールバル諸島の永久凍土も解けつつあります。 2016年には、設計ミスにより種子貯蔵庫への水漏れが発生しましたが、幸いにもアクセストンネルの入口部分のみでした。構造的な問題は現在解決されているため、プロジェクト自体が危険にさらされることは一度もなかったとシュミッツ氏は説明します。たとえ永久凍土が解け続けたとしても、実際の保管庫の宝物庫は何世紀も経っても気温がマイナス4度を超えることのない山奥にあったため、危険はありません。
シュミッツ氏にとって、スピッツベルゲン島の種の箱舟は希望のしるしです。「このプロジェクトは、適切な政治的意志があれば、人々が国際的に効果的に協力し、その結果、未来を建設的に形作ることができるという証拠としてしばしば賞賛されてきました。手。”
