Гербарии приобретают новую важность в условиях изменения климата
Из более чем 350 000 видов цветковых растений на Земле только 12 отделяют человечество от голода. При этом, по словам Чарльза Дэвиса, 2 из 5 видов растений, вероятно, исчезнут в ближайшем будущем из-за изменения землепользования и климата, вызванных людьми.
«Мы действительно очень мало знаем о большинстве видов растений, — говорит Дэвис, профессор организменной биологии и куратор сосудистых растений в Гербарии и библиотеках Гарвардского университета (HUH). — И эта пропасть в знаниях ощущается всё острее, поскольку виды исчезают стремительно».
Раньше изучение коллекций, подобных Гербарию, было уделом отдельных учёных, стремящихся лучше понять таксономию. Теперь же, благодаря геномике и оцифровке, команды исследователей по всему миру могут совместно получать доступ к гербариям и другим коллекциям естественной истории, чтобы решать масштабные вопросы, например, устойчива ли природа к стремительно нагревающемуся миру. Инновационный проект в Гарварде внесёт вклад в эти усилия, особенно в отношении растений, имеющих лекарственное значение.
В мире насчитывается около 3000 гербариев, в которых хранится 450 миллионов образцов. Более 5 миллионов из них находятся в металлических шкафах четырёхэтажного кирпичного здания на Дивинити-авеню, известного как Гербарий Гарвардского университета.
Офис технологического развития Гарварда недавно координировал трёхлетнее исследовательское соглашение с LVMH Recherche, Parfums Christian Dior и Гарвардом, которое поддержит геномный анализ и оцифровку коллекций лекарственных растений в лаборатории Дэвиса. Статья, описывающая новый финансируемый проект, была опубликована 26 февраля в журнале Current Biology.
«Мы создаём огромные ресурсы, чтобы подойти к фундаментальным вопросам, связанным с этими важными для человека растениями, которые были центральными для человеческой экспансии и культурных траекторий», — сказал Дэвис.
В лаборатории разработан новый метод «штрихкодирования» видов, который использует образцы, передовые технологии секвенирования ДНК и искусственный интеллект для улучшения идентификации лекарственных растений в полевых условиях. Процесс оцифровки позволит исследователям реконструировать древние экосистемы, выявлять микроскопических инвазивных патогенов, влияющих на сельское хозяйство, и описывать новые виды.
Из 35 000 известных видов лекарственных растений большинство не были оценены на предмет их терапевтической ценности в более традиционном, западном понимании. Идея проекта — найти связи между традиционными фармакопеями, включая не только европейскую «De materia medica», но и древние тексты Индии и Китая. Это позволит собрать воедино «эволюционные горячие точки» лекарственных растений.
Использование оцифрованных образцов для построения географических и эко-эволюционных моделей также позволит учёным прогнозировать, как изменится распространение видов при различных сценариях изменения климата.
«Растения формируют матрицу для всей жизни на Земле, обеспечивая пищу, кров и лекарства людям и бесчисленным другим видам, но 40% из них находятся на быстром пути к исчезновению, — добавил Дэвис. — У нас ещё нет всех результатов, но я полагаю, что мы проделали довольно плохую работу по защите многих из этих важных видов».