Der Vorfahre Ihrer Pfannengerichte wächst vielleicht näher, als Sie denken. Wilder Ackersenf, bzw Brassica rapa, ist eine bescheidene Pflanze, die ein paar Fuß hoch wird und Trauben kleiner, gelber Blüten hervorbringt, die auf dürren grünen Stielen sitzen. Es ist der nächsten wilden Verwandten um Ganghits wie Rüben, Napa-Kohl und Bok Choy zu produzieren. Außerhalb der landwirtschaftlichen Felder werden dank menschlicher Einführungen weltweit wilde Formen der Pflanze gefunden, und diese wachsen frei B. Rapa Sorten sind auch essbar. Die Pflanze wurde wahrscheinlich von Menschen angebaut, gezüchtet und gegessen Tausende von Jahren.

Aber Wissenschaftler haben einige kürzliche Veränderungen in bemerkt B. Rapa Populationen, die nichts mit gezielter menschlicher Zucht zu tun haben. Zwei Studien, eins ab 2007 und eine andere von 2018verglichen Feldsenfpflanzen, die aus Samen gezogen wurden, die während verschiedener Jahre in Kalifornien gesammelt und gelagert wurden. Die Forscher fanden heraus, dass sich Samen, die vor und nach großen Dürreperioden in der Region produziert wurden, zu Pflanzen mit bemerkenswert unterschiedlichen Eigenschaften entwickelten. Unter anderem neigten nach Dürren gesammelte Samen dazu, zu Pflanzen zu wachsen, die früher blühten.

Eine frühere Blüte ist eine „Flucht“-Strategie für Pflanzen, wie Steven Franks, Pflanzenökologe an der Fordham University und einer der Forscher, die an Senffeldstudien beteiligt sind, gegenüber Earther sagte. Dürre wurde für Pflanzen mit früheren Blütezeiten ausgewählt, da sich diese in trockenen Jahren am erfolgreichsten vermehren konnten.

Durch das Studium der Veränderungen in B. Rapa, Franks und seine Mitforscher hatten die Evolution, wahrscheinlich als Reaktion auf den vom Menschen verursachten Klimawandel, in Echtzeit dokumentiert. Der Klimawandel nimmt zu Frequenz und Intensität der Dürre im amerikanischen Westen; A lernen von Anfang dieses Jahres führten 42 % der derzeitigen Megadürre im Westen auf den anthropogenen Klimawandel zurück.

Franks führte die Feldsenffunde auch auf Glück zurück. Er sagte, es sei „ein Glück, dass wir diese Samen zur Verfügung hatten“. Die alten Samen aus der Zeit vor der Dürre waren von Forschern mit unheimlicher Weitsicht gesammelt und in einer Samenbank gelagert worden.

Es gibt verschiedene Arten von Samenbanken. Einige wie Projektgrundliniedie daraus entstanden sind B. Rapa Studien, werden mit einer bestimmten Forschungsabsicht erstellt. Andere sollen eine große Vielfalt seltener oder ökologisch wichtiger Wildpflanzen erfassen, die für verwendet werden biologische Erhaltung Projekte. Dann gibt es Samenbanken, die eine große Medienaufmerksamkeit auf sich ziehen, wie die Svalbard Global Seed Vaultdie darauf abzielen, die Widerstandsfähigkeit unserer zukünftigen Lebensmittelversorgung zu stärken, indem Backups von Nutzpflanzensamen und ihren nahen Verwandten gespeichert werden.

Die aktuellen Bedingungen auf der Erde – das sich verändernde Klima, invasive Arten, Umweltverschmutzung, Zerstörung von Lebensräumen – machen jede Art von Saatgutbank von unschätzbarem Wert. Demnach verlieren wir Pflanzenarten 500-mal schneller als die historische Aussterberate eine Studie aus dem Jahr 2019. Landwirtschaft ist immer schwieriger in vielen Regionen aufgrund von Faktoren wie extremem Wetter, Bodenerschöpfung und Krankheiten.

Samenbanken leisten mehr als nur Katalogisierung. Alle gespeicherten genetischen Informationen, die sie enthalten, können verwendet werden bessere Ernten schaffen mehr Menschen zu ernähren oder zu eine Pflanze zurückbringen in sein ursprüngliches Verbreitungsgebiet zurückführen und ein Ökosystem wiederherstellen. Aber dieselben Bedingungen stellen auch Saatgutbanken vor Herausforderungen. Wie kann eine Strategie, die an sich darauf basiert, die biologische Uhr anzuhalten, sicherstellen, dass sie mit der Zukunft Schritt hält? Wenn der Klimawandel und andere Faktoren Pflanzen dazu drängen, sich schneller zu entwickeln, müssen sich dann auch Samenbanken weiterentwickeln?

Blitz einfangen

Wildsamen, die zu Restaurierungszwecken in Gefrierschränken gelagert werden, durchlaufen nicht den gleichen Evolutionsprozess wie Wildsamen, die auf dem Boden zu Pflanzen heranwachsen, wie in den Studien von offensichtlich wurde B. Rapa. Die Samen, die Dürre erlebten, veränderten sich direkt. Ihre Kollegen, die in einer Einrichtung festgehalten wurden, taten dies nicht.

„Die Bemühungen um Saatgutbanken sind enorm, aber das beste Argument für die Erhaltung ist, die Dinge dort zu belassen, wo sie sind“, sagte Elizabeth Leger, Pflanzenbiologin an der Universität von Nevada, in einem Telefongespräch mit Earther. Das Einlagern von Samen bedeutet, dass diese beschlagnahmten Pflanzen sowohl buchstäblich eingefroren werden als auch im übertragenen Sinne in der Zeit eingefroren. Sie „verpassen die Gelegenheit, sich als Reaktion auf Temperatur, invasive Pflanzen oder Brände zu entwickeln“, sagte Leger. „Es hat Pluspunkte, da man etwas gespart hat. Aber auch Minuspunkte darin, dass dieses Ding keine Wildpflanze mehr ist und nicht die Dinge tun kann, die Populationen tun, um sich als Reaktion auf Veränderungen zu entwickeln.“

Leger hat diese Art von Veränderung in ihrer eigenen Forschung aus erster Hand gesehen. In einem Studie 2017, untersuchte sie, wie einheimische Pflanzen im trockenen Great Basin sich verlagerten, um mit Cheat Grass, einer invasiven Art, zu konkurrieren. Die einheimischen Pflanzen erledigten energieintensive Dinge wie die Produktion von mehr Samen oder das schnellere Wachstum ihrer Wurzeln, wo Cheat Grass vorhanden war. Cheatgrass zwang die einheimischen Pflanzen, sich eher wie eine invasive Art zu verhalten, indem sie selbst so dominant war. Wenn die einheimischen Pflanzen bestehen wollten, mussten sie versuchen, das Gras mit seinen eigenen Waffen zu schlagen. Einheimische Samen, die fern von Cheatgrass gelagert werden, hätten sich nicht so entwickelt wie diejenigen, die der wilden Umgebung ausgesetzt sind.

Laut Leger oder einem der Experten, mit denen ich gesprochen habe, ist das kein Argument, das Seed-Banking aufzugeben. Vielmehr ist es ein Plädoyer dafür, noch mehr davon zu tun – parallel zum Erhalt natürlicher Lebensräume. Je mehr Saatgut an mehr Orten und mit größerer Häufigkeit gesammelt wird, desto besser ist die Chance, eine Momentaufnahme nützlicher Anpassungen zu machen. „Es ist nur in dem Maße wertvoll, wie wir es aufrechterhalten“, sagte Leger.

Aber nur weil sich einige Pflanzen theoretisch als Reaktion auf vom Menschen verursachte Veränderungen anpassen, bedeutet das nicht, dass alle Arten oder Populationen dies können oder dass die Evolution ausreicht, um eine Katastrophe abzuwenden.

Veränderung jagen

„Eines der Dinge, die uns beim Klimawandel große Sorgen bereiten, ist der [rate of] Anpassungsfähigkeit von Arten“, sagt Julie Etterson, Evolutionsbiologin an der University of Minnesota. Etterson arbeitet mit Franks im Rahmen von Project Baseline zusammen, der Samenbank, die aus Feldsenfstudien hervorgegangen ist und sich der Unterstützung der Erforschung der zeitgenössischen Pflanzenevolution angesichts rascher Umweltveränderungen verschrieben hat.

Einige der frühesten akademischen Forschungen von Etterson konzentrierten sich auf die Frage, ob Pflanzen sich schnell genug entwickeln können, um mit dem Klima Schritt zu halten. Durch diese Arbeit „habe ich mich einfach mit der Tatsache abgefunden, dass ich denke, dass die Antwort im Allgemeinen nein ist“, sagte Etterson. Selbst dort, wo Pflanzen Anpassungsmerkmale zeigten, machte der allgemeine Verlust der Anzahl einer Art die Gemeinschaft oft anfälliger für den Zusammenbruch. Ihrer Ansicht nach besteht die Zukunft des Naturschutzes durch Saatgutbanken nicht nur darin, Arten dorthin zurückzubringen, wo sie einmal waren, sondern auch darin, dass Menschen aktiv daran arbeiten, Arten in geeignete Umgebungen umzusiedeln, wenn sich diese idealen Lebensräume verschieben. „Weißt du, unterstützte Migration, Arten mit nach Norden bringen [rising temperatures]“, führte Etterson als Beispiel an.

Und die Notwendigkeit für diese Art von Arbeit ist offensichtlich. Schon jetzt werden Pflanzen durch den Klimawandel verdrängt. Was als hoffnungsvolles Zeichen der Pflanzenanpassung und Widerstandsfähigkeit begann, wurde in diesen beiden Wildfeld-Senfstudien zu einem Porträt der Pflanzengrenzen. Die erste Studie aus dem Jahr 2007 verglich Samen, die 1994 und 2004 (vor und nach der Dürre) an zwei Orten in Kalifornien gesammelt wurden. Das stellten die Forscher nach der Dürre fest B. Rapa früher blühten und dass es diesen Pflanzen nach der Dürre gut ging. Im Follow-up von 2018 fügten Franks und seine Mitforscher zwei spätere Generationen von Samen hinzu, die 2011 und 2014 an denselben Orten gesammelt wurden. Sie beobachteten auch ein früheres Blühen bei Pflanzen, die der Dürre ausgesetzt waren.

Aber in dieser zweiten Studie stellten die Wissenschaftler noch etwas anderes fest: Die Pflanzen, die aus kürzlich gelagerten Samen gezogen wurden, hatten ihre „Fitness“ verloren. Sie produzierten weniger eigene Samen und schienen weniger gut gerüstet zu sein, um zu gedeihen. Sie hatten einige Anpassungen an Trockenperioden, aber in anderer Hinsicht ging es ihnen schlechter, weil sie sich überhaupt umziehen mussten.

Die Forscher stellten die Hypothese auf, dass das Ausmaß der anhaltenden Dürre die Grenze dessen überschritten hatte, was die Pflanzen bewältigen konnten. In der Zwischenzeit hatte diese lokale Wildfeld-Senf-Gemeinschaft mit schrumpfender Zahl genetische Vielfalt verloren, wodurch die gesamte Population weniger wahrscheinlich in der Lage war, sich als Reaktion auf die nächste Herausforderung weiterzuentwickeln. Schließlich ist diese Linie von B. Rapa könnte ganz ausfallen. Die Pflanze ist nicht in Kalifornien beheimatet, also ist es keine große biologische Tragödie – aber Verluste wie diese sind ein großes Problem für Saatgutbanken, die sich auf Nutzpflanzen konzentrieren.

Essen der Zukunft

Auf Lebensmittel ausgerichtete Samenbanken rennen darum, einzigartige Erbstück-Samensorten zu sammeln oder wilde Verwandte (wie z B. Rapa) von Populationen, die auf der ganzen Welt verbreitet sind, bevor sie verschwinden. Sie zielen darauf ab, genügend genetische Vielfalt zu erhalten, damit widerstandsfähigere Pflanzen gezüchtet oder sogar direkt gentechnisch verändert werden können, um den Stress anhaltender Umweltveränderungen zu bewältigen. Aber der Klimawandel beschleunigt sich und das Sammeln von Saatgut verlangsamt sich, sagte Hannes Dempewolf, leitender Wissenschaftler bei Crop Trust, der von den Vereinten Nationen finanzierten gemeinnützigen Organisation, die bei der Verwaltung des Svalbard Global Seed Vault hilft.

„Ich denke, dass wir weit davon entfernt sind, das zu erreichen [our] Tore“, sagte er. „Ich denke, wir verlieren immer noch jeden Tag viel Vielfalt auf den Feldern der Landwirte. Und es wird sehr wenig getan, um diesen Verlust tatsächlich aufzuhalten.“ Während es schwierig sei, Sammelgenehmigungen zu bekommen, sagte er, sei der schwierigere Teil die Finanzierung und die Ressourcen.

Leger wies darauf hin, dass eine einzige Sammelreise, um wildes Saatgut von nur einer Population zu erhalten, 5.000 bis 10.000 US-Dollar kosten kann. „Das ist wirklich viel“, sagte sie. Der Prozess beinhaltet manchmal das Wandern über weite Strecken, und dann kommt das Timing ins Spiel: nur ein oder zwei Wochen Pause, und es gibt möglicherweise überhaupt keine Samen zum Sammeln.

Nachdem die Samen gesammelt wurden, fallen die Kosten weiter an – und es sind nicht nur die Kosten für die Kühlung. Dempewolf erklärte, dass der teuerste Teil des Saatgutbankings oft darin besteht, die Samen „herauszuzüchten“, wenn sie alt sind. Samen verlieren mit der Zeit ihre Lebensfähigkeit, unabhängig davon, wie gefroren sie sind, daher wird alles, was in einer gut geführten Samenbank aufbewahrt wird, genau überwacht, um zu sehen, wie würdevoll es altert.

Wenn Proben aus einer Samensammlung die Keimungstests nicht bestehen, pflanzt die Samenbank die gesamte Sammlung und gewinnt daraus neue, frische Samen. Dieser Prozess erfordert viel Land und viel Arbeit. Die Pflanzen werden während ihres Wachstums isoliert, um zu versuchen, die genetische Integrität der ursprünglichen Sammlung zu bewahren. Saatgutbanken müssen sogar ihre eigenen Bestäuber bereitstellen, um die nächste Generation in Schwung zu bringen. Trotzdem ist es ein unvollkommener Prozess. Ein Teil der anfänglichen genetischen Vielfalt geht zwangsläufig verloren. Sammlungen können nur einige Male erweitert werden, bevor Inzucht im Weg steht. Und je mehr Samen Sie anhäufen, desto mehr Pflanzen müssen Sie aufziehen können.

Sowohl die Kosten als auch die Unvollkommenheit beweisen einen wichtigen Punkt: Samen waren es nicht gemeint um in der Zeit eingefroren zu bleiben. Saatgutbanken sind ein nützliches Instrument, aber es kann nicht das einzige Instrument für die Zukunft der Ernährung oder der Biodiversität sein.

Wir brauchen mehr Samenbanken und Samenbanken brauchen mehr Ressourcen, aber wir brauchen auch Land, das in seinem natürlichen Zustand erhalten bleibt. Und mehr als alles andere, wenn wir einen grünen, lebensfähigen Planeten voller vielfältiger Pflanzengemeinschaften garantieren wollen, müssen wir unser Bestes tun, um den Klimawandel einzudämmen. Menschen müssen die Dinge verlangsamen, damit alles andere aufholen kann.

Diese Geschichte ist Teil von Covering Climate Now’s ‘Nahrung & Wasser’ gemeinsame Betreuungswoche.