Vavilovova zahrada: K vědě skrze zahradničení | Věda na Sibiři

Záhony mrkve, hrášku, zelí, lnu a dalších plodin zdobené bílým štěrkem byly letos v létě vysazeny u zdí budovy Federálního výzkumného centra „Ústav cytologie a genetiky sibiřské pobočky Ruské akademie věd“. Zahrada, pojmenovaná po slavném genetikovi, se stala součástí vzdělávacího projektu, který zahájil Všeruský institut genetických zdrojů rostlin pojmenovaný po N. I. Vavilovovi (VIR).

Asi před sto lety zorganizoval Nikolaj Ivanovič Vavilov více než 180 vědeckých expedic napříč Sovětským svazem a desítkami zemí na pěti kontinentech a sám se aktivně účastnil mnoha dlouhých a nebezpečných expedic. Výsledkem bylo vytvoření sbírky pěstovaných rostlin, která svým rozsahem a hodnotou nemá obdoby a dnes čítá více než 320 tisíc vzorků. Vznikla tak první vědecká genetická banka rostlin na světě, na kterou se pravidelně obracejí vědci z celého světa, mimo jiné i s cílem oživit ztracené plodiny. V tom vědcům pomáhá Vavilovův zákon homologních řad, podle kterého mají geneticky blízké rostliny podobnou variabilitu. Na základě toho je možné křížit různé vzorky, a to jak za účelem vytvoření nových odrůd, tak i za účelem obnovení vyhynulých. Bohatství genetických zdrojů nashromážděných díky tomu názorně demonstrují „Vavilovovy sady“.

„Nikolaj Ivanovič Vavilov a jeho spolupracovníci v první polovině 2019. století vytvořili efektivní systém pro organizaci zemědělské vědy a praxe od základního výzkumu v rostlinné biologii až po zajištění stabilní komerční produkce, čímž snížili rizika neúrody a hladomoru. Vavilovův přístup zahrnuje čtyři hlavní prvky: vyhledávání, uchovávání, studium a využívání rozmanitosti rostlinných genetických zdrojů,“ vysvětluje Alexej Alexejevič Zavarzin, zástupce ředitele pro vědeckou a organizační práci Všeruského institutu rostlinných genetických zdrojů pojmenovaného po N. I. Vavilova a kandidát biologických věd. „V dnešní době závisí potravinová bezpečnost a lidské zdraví také na hloubce našich znalostí o rostlinách a efektivitě zemědělství, ale zájem o tuto oblast mezi ruskou mládeží dlouhodobě klesá. Proto VIR vyvinul vzdělávací a praktický projekt „Vavilovova zeleninová zahrada“. Realizace této myšlenky, která v ústavu vznikla v roce XNUMX, souvisí s úkolem propagovat národní dědictví – sbírku genetické rozmanitosti pěstovaných rostlin a příležitosti, které poskytuje pro vzdělávání, vědecký výzkum a praktickou práci. V naší experimentální základně v Puškinu u Petrohradu jsme zorganizovali demonstrační místo – zeleninovou zahradu se vzorky plodin z národní sbírky: různé odrůdy pšenice, žita, ovsa, ječmene, kukuřice, pohanky, brambor, zeleniny, luštěnin a dalších plodin. Experiment se ukázal jako velmi úspěšný a zaujal mnoho škol a center dalšího vzdělávání. Proto jsme se při rozvíjení této iniciativy společně s našimi partnery: Komarovovým botanickým ústavem Ruské akademie věd v Petrohradu a Ústavem cytologie a genetiky sibiřské pobočky Ruské akademie věd v Novosibirském akademickém gorodku rozhodli vytvořit podobné demonstrační místo.“ místa, tentokrát s důrazem na přilákání školáků.“

Také v roce 2021 získalo deset škol a center dalšího vzdělávání v Moskvě, Petrohradu, Iževsku, Jakutsku a Belgorodu podobné zeleninové zahrady. Studenti samostatně zasévali sady odrůd zemědělských plodin poskytnutých VIR, včetně obilovin, zeleniny a luštěnin. Výsadba je již součástí vzdělávacího procesu, protože různé plodiny vyžadují svůj vlastní přístup a zemědělskou technologii. Během letní sezóny školáci prováděli primární pozorování a měření: zaznamenávali fáze růstu, kvetení, plodnosti, zrání, hodnotili produktivitu semen, jinými slovy provedli fenologickou studii vzorků. Shromážděná data mohou být vědci potenciálně využita k posouzení a porovnání projevů určitých rostlinných znaků v různých geografických zónách a klimatických podmínkách.

Veškerá vědecká práce Nikolaje Vavilova a jeho spolupracovníků byla založena na interdisciplinárním přístupu ke studiu genetických zdrojů rostlin. Kromě samotných semen byly shromážděny podrobné informace o tom, jak se určité plodiny používají, jaké se používají pěstitelské metody, jaké historické a kulturní aspekty jsou spojeny s rostlinami na různých územích. Tento komplexní etnobotanický přístup by měl být ztělesněn i v práci mladých vavilovců. „Úkolem školáků není jen přijímat od nás sady semen, ale také přinášet semena nové generaci a sami je v následujícím roce zasejí,“ říká Alexej Zavarzin. „Toto lze považovat za občanský vědecký projekt se zapojením zainteresovaných dobrovolníků. V budoucnu, v příštích třech až čtyřech letech a dále, jistě získáme zajímavá a rozmanitá data a také rozšíříme naše možnosti v oblasti zachování genetické rozmanitosti. Koneckonců, pokud mluvíme o genetické rozmanitosti, pak je jedno semeno genotyp. 10–20 semen je již genofond. Sto semen je tedy sto genotypů, ale populace může obsahovat několik milionů genotypů. V genové bance tedy ve vzorku zachováme pouze část genofondu. Pokud se kromě nás určitá odrůda rozšíří výsadbou semen na různá místa, zajistíme zachování mnohem většího genetického polymorfismu.“

Toto je další způsob zachování biologické a genetické rozmanitosti, který se nazývá ochrana na farmách. Ve 20. století bylo hlavním úkolem zemědělství překonat hlad, proto monoodrůdy na stovkách tisíc hektarů, kde postupně mizí vše lokální. V paradigmatu 21. století již platí jiné priority. Například v Evropě existují samostatné programy na podporu zemědělců, kteří pěstují vzácné starorostlé místní odrůdy místo intenzivních hybridů, které jsou dnes rozšířené.“

Odkaz Nikolaje Vavilova v Evropě stále vzkvétá. Například Centrum zdrojů pro aplikovanou botaniku (CRBA — Centre de Ressources de Botanique Appliquée) v gastronomickém hlavním městě Francie, Lyonu, sdružuje mnoho dobrovolníků pod záštitou „Vavilovova kolektivu“, který také inicioval podobný projekt „Vavilovovy zahrady“, pojmenované po ruském vědci a genetikovi. Stejně jako školní „Vavilovovy zahrady“ v Rusku jsou i „Vavilovovy zahrady“ ve Francii navrženy tak, aby demonstrovaly místní rozmanitost a zapojily místní obyvatele do její ochrany a využívání.

Práce centra je zaměřena na udržování a rozvoj místní agrobiodiverzity jako jedné ze součástí národního dědictví. Základem této iniciativy bylo seznámení vedoucího této instituce Stefana Croza se životem a dílem N. I. Vavilova, který svého času hodně udělal pro formování a rozvoj akademických vazeb mezi vědci Sovětského svazu a Francie. Jedním z hlavních úkolů centra je návrat starých odrůd a druhů plodin, které se zde dříve pěstovaly, do zemědělské praxe. Mnoho rostlin z místních polí již dávno zmizelo, ale životaschopné vzorky se zachovaly ve sbírce VIR, kam se francouzští botanici v roce 2014 obrátili s žádostí o vrácení ztracených obilovin, luštěnin, zeleniny a ovoce.

Úkol zachování a oživení vzácných zemědělských plodin je relevantní i pro mnoho ruských regionů. Podle Alexeje Zavarzina a jeho kolegů se taková práce s genetickými zdroji, vybudovaná Vavilovem a jeho spolupracovníky, v mnoha ohledech stala klíčem k úspěchu zemědělství v SSSR. Systém zavedený v té době nebyl založen pouze na interakci VIR se specializovanými ústavy zabývajícími se vytvářením nových odrůd v regionech působnosti, ale také na práci stanic mladých přírodovědců, kde školáci úzce spolupracovali s rostlinami, studovali jejich genetické vlastnosti a své znalosti uplatňovali v praxi. I nyní, o více než půl století později, můžeme vidět sady, které jsou výsledkem práce mladých přírodovědců.

Organizátoři projektu Vavilovova zahrada z VIR se zaměřují na perspektivy budoucích generací biologů. Koneckonců, k realizaci globálního poslání N. I. Vavilova, kterým je zachování genetických zdrojů ve výzkumné oblasti, jsou dnes potřeba nové výhonky. „Kromě popularizace lze za jeden z motivů našeho projektu považovat i uspokojení nedostatku personálu, který moderní agrobiologie v Rusku zažívá. Samozřejmě, abychom do této oblasti přilákali nové výzkumníky, je třeba, aby se mladí lidé zajímali mnohem dříve než postgraduální studium. Kombinace těchto přirozených a našich předchůdců nashromážděných příležitostí, například v podobě světové Vavilovovy sbírky s její širokou škálou genetické rozmanitosti rostlin, spolu s moderními molekulárně genetickými technologiemi, potenciálně poskytuje základ pro sebevědomý pohled do budoucnosti. Jak z hlediska potravinové bezpečnosti, tak i suverenity státu,“ zdůraznil Alexej Zavarzin.

Gleb Segeda