Sursa foto: Pexels
Acum o sută de ani, omul de știință în domeniul plantelor, Arthur Watkins, a lansat un proiect remarcabil. El a început să colecteze mostre de grâu din întreaga lume, solicitând în mod constant consulilor și însărcinaților cu afaceri din întregul imperiu britanic și dincolo de acesta să-i furnizeze grâu din piețele locale.
”Mina de aur” care dă speranță omenirii
Perseverența sa remarcabilă, un secol mai târziu, este pe cale să producă rezultate senzaționale. O colaborare între Marea Britanie și China a secvențiat ADN-ul celor 827 de tipuri de grâu, adunate de Watkins și care au fost cultivate la Centrul John Innes, lângă Norwich, în ultimulu secol.
În acest fel, oamenii de știință au creat o mină de aur genetică prin identificarea genelor necunoscute anterior, care sunt acum folosite pentru a crea soiuri rezistente cu randamente îmbunătățite care ar putea ajuta la hrănirea populației în creștere a Pământului.
Acum se dezvoltă soiuri care includ grâu capabil să crească în soluri sărate, în timp ce cercetătorii de la Universitatea Agricolă Punjab lucrează pentru a îmbunătăți rezistența la boli folosind semințe primite de la Centrul John Innes. Alte soiuri au prezentat o nevoie redusă de îngrășăminte pe bază de azot, a căror producție este o sursă majoră de emisii de carbon.
„Practic, am descoperit o mină de aur”, a spus Simon Griffiths, genetician la Centrul John Innes și unul dintre liderii proiectului, pentru The Guardian. „Acest lucru va face o diferență enormă în capacitatea noastră de a hrăni lumea pe măsură ce clima se încălzește și agricultura este supusă unor presiuni crescânde.”
Grâul – aliment de bază pentru populația umană
Astăzi, una din cinci calorii consumate de oameni provine din grâu, iar în fiecare an această plantă este consumată de tot mai mulți oameni pe măsură ce populația lumii continuă să crească.
„Grâul a fost o piatră de temelie a civilizației umane”, a adăugat Griffiths. „În regiuni precum Europa, nordul Africii, mari părți din Asia și, ulterior, America de Nord, cultivarea sa a hrănit mari imperii, de la Egiptul antic până la creșterea Marii Britanii moderne.”
Acest grâu a fost derivat din soiuri sălbatice care au fost inițial adaptate și cultivate în Semiluna Fertilă din Orientul Mijlociu, acum 10.000 de ani. Multe dintre aceste soiuri și genele lor au dispărut de-a lungul mileniilor, un proces care s-a accelerat acum aproximativ un secol, pe măsură ce știința ameliorării plantelor a devenit din ce în ce mai sofisticată și soiurile cu proprietăți considerate atunci fără valoare au fost eliminate. „De aceea colecția Watkins este atât de importantă”, a spus Griffiths. „Conține soiuri care au fost pierdute, dar care vor fi de neprețuit în crearea unui grâu care poate oferi randamente sănătoase în condițiile dure care amenință acum agricultura.”
Celălalt lider al proiectului, profesorul Shifeng Cheng de la Academia Chineză de Științe Agricole, a declarat: „Putem retrasa diversitatea nouă, funcțională și benefică care a fost pierdută în tipurile de grâu moderne după ‘revoluția verde’ din secolul 20 și avem oportunitatea de a le readăuga în programele de ameliorare.”
Colaborare anglo-chineză
Oamenii de știință au dorit să identifice și să studieze genele grâului din colecția Watkins după dezvoltarea secvențierii ADN la scară largă cu mai mult de un deceniu în urmă, dar s-au confruntat cu o problemă neobișnuită. Genomul grâului este uriaș: este alcătuit din 17 miliarde de unități de ADN, comparativ cu cele 3 miliarde de perechi care alcătuiesc genomul uman.
„Genomul grâului este plin de mici elemente retro și asta l-a făcut mai dificil și, cel mai important, mai costisitor de secvențiat”, a spus Griffiths. „Cu toate acestea, datorită colegilor noștri chinezi care au realizat munca detaliată de secvențiere, am depășit această problemă.”
Griffiths și colegii săi au trimis mostre din colecția Watkins lui Cheng și au fost recompensați trei luni mai târziu cu sosirea unei valize pline cu hard disk-uri. Acestea conțineau un petabyte – un milion de gigabytes – de date care au fost decodate de grupul chinez analizând colecția Watkins.
Uimitor, aceste date au dezvăluit că soiurile moderne de grâu folosesc doar 40% din diversitatea genetică găsită în colecție. „Am descoperit că această colecție Watkins este plină de variații utile care pur și simplu lipsesc în grâul modern”, a spus Griffiths.
Aceste trăsături pierdute sunt acum testate de cercetători, cu scopul de a crea o serie de noi soiuri care ar fi fost pierdute complet, dacă nu ar fi existat eforturile lui Arthur Watkins.
Un pionier al domeniului
Inițierea lui Arthur Watkins în tainele agriculturii a fost neobișnuită. La vârsta de 19 ani, a fost trimis să lupte în tranșeele din primul război mondial. A supraviețuit și, timp de câteva luni după armistițiu, i s-a ordonat să rămână în Franța pentru a acționa ca ofițer agricol asistent, însărcinat cu ajutarea fermierilor locali să hrănească trupele care încă așteptau să fie repatriate.
Acest post i-a declanșat interesul pentru agricultură și s-a decis să studieze la Cambridge când s-a întors în Marea Britanie, a spus Simon Griffiths de la Centrul John Innes. După ce a absolvit, Watkins – un academician timid și rezervat – s-a alăturat departamentului de agricultură al universității, unde și-a început munca de o viață: colectarea de mostre de grâu din întreaga planetă.
„În mod crucial, Watkins a realizat că, pe măsură ce începeam să ameliorăm noi soiuri de grâu, genele considerate atunci de puțin folos și care erau eliminate din soiuri ar putea avea încă valoare în viitor”, a spus Griffiths.
„Gândirea sa a fost incredibil de avansată pentru vremurile de atunci. A realizat că diversitatea genetică – în acest caz, a grâului – era erodată și că era urgentă nevoie să conservăm informația. Foarte puțini oameni de știință se gândeau la această problemă în acele zile. Watkins era clar cu mult înaintea vremurilor sale și îi datorăm mult pentru asta.”
