Kew, ein weltweit führendes Programm zur Erhaltung von Saatgut, das von den Royal Botanic Gardens geleitet wird, feiert heute einen wichtigen Meilenstein in seinen Bemühungen, seltene, bedrohte und wichtige Wildpflanzen zu erhalten. Bis zum 1. März hat die Millennium Seed Bank (MSB) mehr als 2,4 Milliarden einzelne Samen gesammelt, die insgesamt 40.020 verschiedene Arten von Wildpflanzen repräsentieren.
Von Wissenschaftlern als „Noahs Arche für Pflanzen“ bezeichnet, ist das MSB das weltweit größte Wildsamenlager, das sich im Herzen von Kews „lebendem Labor“ und wilden botanischen Gärten, Wakehurst, im ländlichen Sussex befindet. In dem bomben- und hochwassersicheren Gebäude befinden sich 98.567 Saatgutsammlungen aus 190 Ländern und Territorien aus allen sieben Kontinenten, neun biogeografischen Regionen und 36 Biodiversitäts-Hotspots. Tatsächlich hält das MSB den Guinness World Records-Titel für die „größte Saatgutbank der Welt“.
Dr. Elinor Breman, Senior Research Leader bei der Millennium Seed Bank, sagt: „In den Gewölben der Millennium Seed Bank befindet sich die weltweit größte und vielfältigste Sammlung von Pflanzen auf der ganzen Welt, was sie zu einem unschätzbaren Werkzeug für Wissenschaftler macht die weltweite Biodiversitätskrise. Der Weg zum Sammeln von 40.000 einzelnen Arten war sowohl herausfordernd als auch lohnend, und wir sind zuversichtlich, dass sich die kommenden Jahre als ebenso fruchtbar erweisen werden. Bei der Konservierung von Saatgut auf der MSB geht es nicht nur darum, Zahlen zu jagen, sondern auch darum, die genetische Vielfalt zu erhöhen die Sammlungen und die Erschließung ihres Potenzials zur Lösung einiger der größten Herausforderungen, denen wir heute gegenüberstehen, vom Verlust der biologischen Vielfalt über die Ernährungssicherheit bis hin zum Klimawandel.“
Lord Benyon, Minister für Biosicherheit der britischen Regierung, sagt: „Kews weltweit führende Sammlung verschiedener Pflanzen wird ein wichtiges Instrument zur Bewältigung der Herausforderungen sein, vor denen unsere Nation heute steht, einschließlich der Aufrechterhaltung unserer Ernährungssicherheit, des Verlusts der Biosicherheit und des Klimawandels. Diese wegweisende Sammlung wirkt ist ein weiteres Beispiel für die Position Großbritanniens als weltweit führendes Unternehmen im Bereich Pflanzenbiosicherheit und setzt ein Beispiel, dem die Welt folgen soll.“
Welche Arten wurden hinzugefügt?
Zu den jüngsten Ergänzungen der Samenbank, die die Zahl der gesammelten Arten auf über 40.000 ansteigen lassen, gehören Wildpflanzen aus Madagaskar, Pakistan und dem Kaukasus. Dazu gehören der vom Aussterben bedrohte Affenbrotbaum Adansonia perrieri oder Perriers Affenbrotbaum und der gefährdete Erythrophleum couminga, ein Hülsenfruchtbaum, der im Bare de Ball Nationalpark an der Westküste Madagaskars endemisch ist. Obwohl die Stängel und Blätter der letzteren bekanntermaßen als Herztonikum verwendet werden, ist die Pflanze in hohen Dosen hochgiftig und ihr Rindenextrakt kann Atemnot, Krampfanfälle und sogar Herzstillstand verursachen.
Weitere aktuelle Höhepunkte sind eine Reihe von Orchideenarten, die in der gesamten Kaukasusregion gesammelt wurden, wie Orchis coriophora, wo das MSB ein spezielles Saatgutschutzprogramm in Armenien koordiniert. Orchideensamen sind besonders schwierig zu sammeln und zu konservieren, da sie die kleinsten der Welt sind, eine einzelne Pflanze, die Millionen von staubähnlichen Samen produziert. Aufgrund ihrer winzigen Größe fehlt ihnen eine Nahrungsreserve und sie können in der Regel nicht selbst keimen. Stattdessen verlassen sich viele Arten auf Pilzpartner – sogenannte Mykorrhiza-Beziehungen – um zu keimen. Orchideensamen sind ebenfalls schwierig zu lagern, aber Forscher am MSB und in Partnerländern entwickeln neue Methoden, um ihre Langlebigkeit zu maximieren.
Warum es wichtig ist
Laut dem Bericht State of the World’s Plants and Fungi von Kew aus dem Jahr 2020 sind zwei von fünf Pflanzen weltweit vom Aussterben bedroht, was auf die Verschlechterung natürlicher Ökosysteme, Landnutzungsänderungen und zunehmend die durch den Klimawandel verursachten Unsicherheiten zurückzuführen ist. Wissenschaftler sind heute mehr denn je der Meinung, dass Schritte unternommen werden müssen, um die Natur positiv für die Zukunft zu verändern. Die Ex-situ-Erhaltung, wie z. B. Saatgutbanken, wurde als eine Möglichkeit zum Schutz der Biodiversität und der darin enthaltenen genetischen Vielfalt identifiziert.
Im Gegensatz zu Partner-Genbanken, die sich darauf konzentrieren, die Vielfalt sowohl domestizierter als auch wilder Pflanzen zu sichern, wie z. B. das Svalbard Global Seed Vault für Nahrungspflanzen, repräsentieren die Sammlungen des MSB nur bedrohte und wilde Nutzpflanzen. Wildpflanzen, wie die wilden Verwandten der beliebten Kulturpflanzen, die wir konsumieren, weisen eine viel größere Vielfalt an Genen und Merkmalen auf, von denen Forscher hoffen, dass sie das Potenzial freisetzen können, um Herausforderungen wie Klimawandel, Dürre, Krankheiten und Schädlinge anzugehen.
Im Jahr 2010 bezeichnete der Naturforscher Sir David Attenborough das MSB als „vielleicht bedeutendste Naturschutzinitiative aller Zeiten“ und betonte die Bedeutung der Ex-situ-Erhaltung. Anschließend wiederholte er diese Botschaft in der Sky Atlantic-Dokumentarserie Kingdom of Plants, als er sagte, das MSB sei nicht nur „eine Versicherungspolice gegen die ultimative Apokalypse“, sondern eine Ressource zur Rettung von Pflanzen, „die am Rande des Aussterbens stehen“.
Dr. Kate Hardwick, Conservation Partnership Coordinator am MSB, sagt: „Wissenschaftler in Kew schätzen, dass zwei Fünftel aller Pflanzen in freier Wildbahn vom Aussterben bedroht sind, und das zeigt uns, wie groß die Krise ist, der wir in Bezug auf die Biodiversität gegenüberstehen Verlust, der stark durch den Verlust von Lebensräumen und den Klimawandel verursacht wird.Um diese Probleme anzugehen, gründete Kew vor mehr als 20 Jahren die Millennium Seed Bank, um ein Sicherheitsnetz bereitzustellen, das die Samen von Wildpflanzen aus aller Welt sicher lagern würde . In Zusammenarbeit mit über 260 Partnern in mindestens 97 verschiedenen Ländern hat Kew effektiv eine Arche Noah für Pflanzen geschaffen und ihr Überleben im Wettlauf gegen das Aussterben gesichert.“
Der Schutz der Biodiversität geht über die bloße Kennzeichnung der am stärksten bedrohten und nützlichsten Pflanzen hinaus, es beinhaltet den Schutz der darin enthaltenen unglaublichen genetischen Vielfalt. Dazu gehört zum Beispiel die Erhaltung der wildlebenden Verwandten der heute von uns konsumierten Lebensmittel durch die Erhaltung ihrer natürlichen Ökosysteme (In-situ-Erhaltung) und die Lagerung ihres genetischen Materials in Samenbanken (Ex-situ-Erhaltung).
Bis 2020 haben im Rahmen der globalen Saatbanking-Bemühungen der MSB-Partnerschaft mindestens 350 Partner in 74 Ländern das Saatgut von mehr als 57.000 Arten in Saatgutbanken auf der ganzen Welt gelagert. Ziel 8 der Global Strategy for Plant Conservation 2011-2020, veröffentlicht vom Übereinkommen der Vereinten Nationen über die biologische Vielfalt (CBD), fordert, dass mindestens 75 % der bedrohten Pflanzenarten in Ex-situ-Sammlungen gehalten werden, einschließlich lebender Pflanzen in der Botanik Gärten sowie mindestens 75 % der bekannten bedrohten Pflanzen, die in situ erhalten werden sollen.
Reise eines Samens
Samen kommen in verschiedenen Formen und Zuständen beim MSB an, manchmal noch an Pflanzen und Früchten haftend. Bevor sie in den unterirdischen Gewölben der Einrichtung gelagert werden können, werden sie in einem Trockenraum bei 15 % relativer Luftfeuchtigkeit und 15 °C getrocknet, bevor sie verarbeitet, gereinigt und auf Anzeichen von Schädlingen und schlecht geformten Embryonen geröntgt werden. Sie werden dann erneut getrocknet, um ihre Lagerfähigkeit zu verlängern, wobei sich die Lebensdauer eines Samens für jede Verringerung seines Feuchtigkeitsgehalts um 1 % verdoppelt.
Nach dem Trocknen haben die Samen typischerweise einen Feuchtigkeitsgehalt von 3-6 % – das Entziehen des gesamten Wassers aus den Samen kann schädlich sein. Sobald die Samen fertig sind, werden sie in versiegelte Glasbehälter gegeben und in einem Kühlraum bei -20 °C gelagert, um ihr Überleben für Hunderte von Jahren zu gewährleisten. Alle 10 Jahre werden Samen entnommen, um ihre Keimfähigkeit zu testen.
Neben der Lagerung in den Tresoren des MSB wird mindestens die Hälfte der im Ausland gesammelten Samen im Herkunftsland gelagert. Dies fügt ein zusätzliches Sicherheitsniveau hinzu, macht Saatgutsammlungen für Wissenschaftler und Regierungen auf internationaler Ebene zugänglicher und trägt dazu bei, die Beziehungen zwischen Kew und seinen Partnern zu fördern.
Interessante Arten umfassen
Zu den interessantesten Exemplaren in den Sammlungen des MSB gehören die Samen von Pflanzen, die in freier Wildbahn bedroht oder bereits ausgestorben sind. Dazu gehören die gelbe Fatu-Blume (Abutilon pitcairnense), die kleinste Seerose der Welt (Nymphaea thermarum) und eine seltene und bedrohte Erbse, die nur in Ostaustralien vorkommt und als Klee-Glycin (Glycine latrobeana) bekannt ist. Im Jahr 2020 wurden 250 Samen von Klee-Glycin aus dem MSB zurückgezogen und zur Vermehrung an das South Australian Seed Conservation Center geschickt, um die Wiederherstellung der Brandnarbe von Cudlee Creek zu unterstützen.
Zu den jüngsten Zugängen gehören Samen des Antarktischen Haargrases (Deschampsia antarctica) – eine der beiden einzigen Blütenpflanzen, die in der Antarktis beheimatet sind –, die während einer Exkursion Anfang 2022 gesammelt wurden. Die Samen dieser bemerkenswerten Pflanze wurden kürzlich von einem ukrainischen Forscher angefordert nach Deutschland verbannt, der wegen des andauernden Krieges seine Forschungen in Kiew nicht durchführen konnte.
Allerdings sind 8-20 % der Blütenpflanzen sogenannte widerspenstige Arten – sie können nicht konventionell im MSB gelagert werden, da ihre Samen kein Austrocknen vertragen. Wissenschaftler untersuchen daher Technologien wie Kryokonservierung (schnelles Einfrieren und Lagern von Samen bei niedrigen Temperaturen), um ihre Haltbarkeit zu erhöhen.
Die Verwendung der Samen – vom Samen über den Keimling bis zur Pflanze
Keimungsspezialisten des MSB testen Saatgut alle zehn Jahre aus zwei Gründen: um die Lebensfähigkeit einzelner Sammlungen zu überwachen und um Protokolle zu entwickeln, um aus den Samen ausgewachsene Pflanzen zu machen. Die Samen werden in Petrischalen mit Agar – einer geleeartigen Substanz aus Algen, die ein sehr praktisches Substrat zur Wasserversorgung ist – zum Keimen gebracht und in einigen Fällen vorsichtig aufgeschnitten oder „gechipt“, um Wasser hineinzulassen und die Ruhephase zu überwinden.
Rachael Davies, Germination Specialist, sagt: „Die Erforschung von Samenruhe, Keimung, Lebensfähigkeit und Langlebigkeit ist ein wertvolles Werkzeug, das uns hilft, viele Probleme im Zusammenhang mit der Sammlung zu lösen. Die Entwicklung von Keimprotokollen und die Überwindung dieser Probleme ermöglichen es auch, dass sowohl Samen als auch Pflanzen verfügbar sind für Forschung und Erhaltung, Maximierung ihrer potenziellen Nutzung für die Wiederherstellung von Lebensräumen oder nachhaltige Nutzungsprojekte.“
Einige der Samen, die beginnen, Triebe zu produzieren, werden in die MSB Nursery gebracht, wo sie von Gärtnern in der Plant Propagation and Conservation Unit von Wakehurst in eine Kompostmischung gepflanzt werden. Bei Erfolg werden die Setzlinge im Kompost Wurzeln schlagen und unter den wachsamen Augen eines Gärtners weiter wachsen.
Eine weltweit vernetzte Partnerschaft
Die Sammlungen des MSB befinden sich in ständigem Wandel, da Samen in seine Tresore hinein- und herausbewegt, Taxonomen Arten revidieren oder Samen für Forschungszwecke zurückgezogen werden. Weltweit ist die Zahl der Arten, die von der MSB-Partnerschaft (MSBP) geschützt werden, ebenfalls höher als die der einzelnen Sammlungen, die in Wakehurst aufbewahrt werden, und repräsentiert fast 57.500 Arten von Wildpflanzen. Durch das MSBP gesammeltes Saatgut wird gemäß der Konvention für biologische Vielfalt und des Nagoya-Protokolls an die Saatgutbank dupliziert.
Das MSBP ist folglich sowohl eine Versicherungspolice für die Zukunft der globalen Biodiversität als auch ein Instrument zur Förderung neuer Beziehungen und Saatgutlagerkapazitäten in Partnerländern. Zu diesem Zweck bieten die MBSP Seed Conservation Standards ein nützliches Toolkit für Länder und Institutionen, um die Qualität und Vielfalt ihrer Saatgutsammlungen unter einem gemeinsamen, international anerkannten Erhaltungsstandard zu erhöhen.
Zu den erfolgreichen Partnerschaften gehört eine langjährige Zusammenarbeit mit dem South Africa National Biodiversity Institute (SANBI), um die Entwicklung und Finanzierung einer nationalen Saatgutsammlung für Südafrika zu unterstützen – Heimat von mehr als 21.000 Pflanzenarten. Die Zusammenarbeit mit Partnern in mehr als 100 Ländern seit dem Jahr 2000 hat es dem MSB ermöglicht, die größte und genetisch vielfältigste Ressource für Pflanzenwissen auf dem Planeten zu werden.