把生命的时间胶囊,带上月球

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如果地球发生比新冠更加致命的流行病,或者大规模火山爆发、核战争,甚至是大范围干旱或小行星袭击等灾难,我们人类将面临灭顶之灾时,该如何延续我们的生命和文明?

年3月,美国亚利桑那大学的研究人员提出了一个在月球上建造“诺亚方舟”方案,详细阐述了他们对于在月球上建立“末日种子库”(DoomsdayVault)的构想:将地球万个物种的种子、精子和卵子送到“月球方舟”以备不时之需,用于保护生物多样性资源,来面对地球上的自然灾害、疾病、战争,乃至“世界末日”。

(挪威斯瓦尔巴群岛的全球种子库)

其实,在此之前,人类已经在地球上建立了许多末日种子库。这些种子库是什么样的?“在月球上建造一艘末日方舟”,现实吗?人类真的需要吗?

(为种子库准备的种子图:WikimediaCommons)

我们打游戏输了,可以点击“重新开始”,但是“世界末日”后残存的人类社会,又该怎样重新开始呢?没有电脑、手机、汽车这些工业产品,人类依然可以活下去。但没有食物、没有农业产品,人类根本无法生存。在灾难后快速恢复农业生产的方式就是提前把粮食种子存储在安全的地方,待灾难过后,立即恢复农业生产,保障粮食供应。而这个安全的地方,就是种子库,人类的“诺亚方舟”。

种子库,也叫种子银行。目前世界上最大的种子库是挪威的斯瓦尔巴德全球种子库。

(英国的千年种子库图:MillenniumSeedBank)

“许多人都认为,末日种子库直到世界末日来临的时候才会派上用场。但它其实是种子和作物的备份计划。种子的多样性每天都在流失,资源库是为生物多样性买的一份保险。”挪威斯瓦尔巴群岛全球种子库的负责人福勒(CaryFowler)说。

他指出,由于气候变化、社会偏好,以及来自市场的压力,许多作物种类正在消失。事实上,据联合国粮食及农业组织(FoodandAgricultureOrganizationoftheUnitedNations,缩写为FAO)估计,全世界75%的作物种类已经不再被农民种植。生物多样性降低之后,导致作物更容易收到疾病、虫害、干旱等灾害的侵袭。而末日种子库中的基因多样性,就提供了至关重要的保障。

(年,福勒在挪威种子库建设工地图:WikimediaCommons)

即使是看似简单的农作物,比如小麦,都可能有3万个不同的品种(数据来源:维基百科)。而每一个品种都有不同的特性,在面对不同的温度、干湿、病虫害等状况时,表现出不同的结果。“即使是出于保守预测,到本世纪中叶,全球气候也会发生巨大的变化,许多国家将经历自农业诞生以来,从来都未曾遇到过的气候。”福勒说道。

“末日种子库”势在必行。

据联合国粮农组织年的报告,目前全世界有座种子库,保存着各类农作物种质(Germplasm)资源共计多万份(含复份),其中种子约占90%。世界上收集保存农作物种质资源最多的3个国家分别是美国(50万份)、中国(40万份)和俄罗斯(37万份以上)。

我们一起来看看几个世界著名的种子库。

千年种子库

TheMillenniumSeedBank

全球最大的野生植物种子库

英国

(英国千年种子库图:MillenniumSeedBank)

英国千年种子库坐落在伦敦附近的西塞萨克斯郡(WestSussex)的维克赫斯特庄园(WakehurstMansion)。它是世界上最大的野生植物种子库,年储存量已经达到10亿颗种子。抗核爆炸,其最终目标是保存世界上所有可以保存的植物物种的种子。

截至年6月,英国千年种子库已保存了来自50多个国家,共种野生植物物种,占世界野生植物物种13%以上。

同时,它还向全世界分发种子,每10年或20年检测一次库存种子的萌发率,并开展有关种子保存技术和利用的种子生物学研究。

(英国千年种子库图:MillenniumSeedBank)

中国西南野生生物种质资源库

亚洲最大野生生物种质资源库

中国

中国西南野生生物种质资源库于年开工建设,年建成并投入试运行,总共投资约1.48亿元。种质资源库主要包括种子库、植物离体种质库、DNA库、微生物种子库、动物种质库、信息中心和植物种质资源圃。

(中国西南野生生物种质资源库中的种子图:文汇报)

截至年底,已累计采集保存种子总量达种,份,种数占中国种子植物总数的35.2%,分属科、属。

中国西南野生生物种质资源库用了15年的时间,从零起步,如今已成为亚洲最大、世界第二大的野生生物种质资源收集、保藏机构,仅次于英国千年种子库。

斯瓦尔巴德全球种子库

SvalbardGlobalSeedVault

全球最大的农作物种子库

挪威

(斯瓦尔巴德全球种子库图:WikimediaCommons)

斯瓦尔巴德全球种子库位于北纬78度人迹罕至的群岛上。在永冻冰山地下米深处,埋藏着这座占地约平米的神秘建筑物。这里不易受外界气温变化影响,即使在断电状态下也能使种子处于低温环境中。

种子库由挪威建筑师彼得·索德曼(PeterS?derman)设计,入口处的上方是由挪威艺术家戴维·桑恩设计的发光装置艺术《永恒的反射》(Perpetualrepercussion)。

它由许多高反射率的不锈钢、分色滤光镜和不同尺寸的棱镜所构成,夏季时会反射极光,冬季则由条光纤电缆使该装置发出柔和的绿松色和白色。

(入口顶部的发光艺术装置,图WikimediaCommons)

建筑内部分为3座储藏室,每个储藏室能够储存万份种子样品,每个样品保存约粒种子。

这里的种子三层铝箔包装密封好,保存在一个个箱子中。为保护种子,人员须穿越米长的隧道,并通过5道密码锁门,才可进入地下的种子储存库种子库拥有3个种子储存库,每个储存库可储藏万份种子,总共可储存约万份种子。

挪威政府承担了万美元的建筑成本,另提供每年15万美元的补助。北欧遗传资源中心负责日常管理运营。

(斯瓦尔巴德全球种子库结构示意图,图:CropTrust)

除此之外,许多国家和机构进行了捐助,国家包括美国、英国、德国、印度、日本、韩国等,机构则包括联合国粮农组织、比尔及梅琳达·盖茨基金会(BillMelindaGatesFoundation)等。

这个种子库近些年就曾派上过一次用场。在年,国际干旱地区农业研究中心申请提取在人类“诺亚方舟”的部分备份种子,包括箱种子,共计11.6万个样本。这是因为叙利亚战争破坏了其首都阿勒颇市的植物种子库,不过所幸在遥远的北极还有一处备份。

(斯瓦尔巴德全球种子库中的种子储存包装图:WikimediaCommons)

阿勒颇的种子库的事件中我们可以看出,“诺亚方舟”造一艘是不行的,万一种子库也被毁了呢?即使斯瓦尔巴种子库,年也因为冻土融化,而遭融水渗入。

所以我们要把种子备份地越多越好,备份的地点也越多越好。这样,万一一两个种子库被毁,还可以从其它的种子库调取。

那么还可以在哪里备份呢?科学家们的目光瞄准了月球。

月球是离地球最近的星球,而且月球上早就为人类建造避难所准备好了基础场所——熔岩管(Lunarlavatube)。

早在上世界70年代,人们就在月球上发现一些圆坑,这些圆坑不像是陨石撞击形成的环形山,而像是塌陷。

后来,这些圆坑被证明是月球熔岩管的塌陷。熔岩在月球表面流动的时候,外层的熔岩受冷形成岩石,里面的熔岩继续流动,于是形成了空心的熔岩管。由于月球上重力较小,所以流动的熔岩更高,即形成的熔岩管更大。而且这些熔岩管已经存在了30~40亿年,这意味着这些熔岩管包括它们的地质环境很稳定。

但据美国媒体报道,要修建“月球方舟”仍有很长一段路要走。

(从月球望向地球图:NASA)

首先,成本高昂。美国亚利桑那大学的杰坎·桑加(JekanThanga)教授介绍,依据粗略估算,将万种生物样本运送到月球,每次分别运送50个样本,共需要发射次火箭

此外,样品必须在零下至零下摄氏度的极低温度下保存,因此需要机器人开展作业,但如此低的温度对机器人来说也是一个巨大的挑战。

(月球种子库示意图图:亚利桑那大学)

科学家们设计了以熔岩管为基础的建筑,这些建造在岩馆内部,出口是塌陷形成的坑。建筑以太阳能进行供电,内部由机器人进行管理。未了避免机器人在寒冷状态下和仓壁冻结在一起,机器人通过磁悬浮的方式进行运动。

熔岩管坑口设置有信号塔,坑内设置有信号中继器,以保障种子库的通信。这些建筑是模块化建筑,这意味着未来可以不断进行扩建。

这个月球种子库里面存储的不仅有种子,还有动物和微生物,所以它其实是一个种质资源库。

库中预计可存放万种真菌、30万种植物、万种动物的孢子、种子、受精卵、DNA等遗传材料。这些材料在零下度的低温下储存,最久的预计可以存储数百年。

我们处在一个丰富多彩的世界中,有着丰富的生物多样性。生物多样性塑造了我们的世界,构成了人类赖以生存的基础。但我们也正处在一个物种不断灭绝的时代。在气候变化、生态系统退化、人为破坏等因素影响下,生物多样性资源正在严重丧失。

(巴拿马森林中多种多样的植物果实图:WikimediaCommons)

许多生物在我们认识它们之前,就已经悄悄离去。备份这些材料不仅有利于面对可能的灾难,更重要的是面对生物多样性流失的现状,保留濒危生物的基因,保护地球基因库。

当然无论是地球的末日也好,物种的末日也好,做这一切的最终目的还是保护人类的生存。我们需要时刻居安思危,因为,危机一直在我们卧榻之侧酣睡。

———撰文江笑川编辑许俊杰助理编辑毛俪蒙图片来自网络

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