بنك البذور

يُخزّن بنك البذور (ويُسمى أيضًا بنك البذور أو قبو البذور ) البذور للحفاظ على التنوع الجيني ؛ لذا فهو نوع من أنواع بنوك الجينات . ^{[ 1 ]} هناك العديد من الأسباب لتخزين البذور. أحدها هو الحفاظ على الجينات التي يحتاجها مُربّو النباتات لزيادة الإنتاجية، ومقاومة الأمراض، وتحمّل الجفاف ، والقيمة الغذائية، والمذاق، وما إلى ذلك للمحاصيل . سبب آخر هو منع فقدان التنوع الجيني في أنواع النباتات النادرة أو المُهدّدة بالانقراض في محاولة للحفاظ على التنوع البيولوجي خارج موطنه الأصلي . العديد من النباتات التي استخدمها الإنسان منذ قرون تُستخدم الآن بشكل أقل تكرارًا؛ تُوفّر بنوك البذور وسيلة للحفاظ على تلك القيمة التاريخية والثقافية. تُحفظ مجموعات البذور المُخزّنة في درجات حرارة ورطوبة منخفضة ثابتة من فقدان الموارد الجينية التي تُحفظ عادةً في موطنها الأصلي أو في مجموعات حقلية. يُمكن أن تتضرر هذه المجموعات "الحية" البديلة بسبب الكوارث الطبيعية ، أو تفشّي الأمراض، أو الحروب. تُعتبر بنوك البذور مكتبات للبذور ، تحتوي على معلومات قيّمة حول الاستراتيجيات المُطوّرة لمكافحة إجهاد النبات، ويُمكن استخدامها لإنشاء نسخ مُعدّلة وراثيًا من البذور الموجودة. غالباً ما يمتد عمل بنوك البذور لعقود، بل وحتى لقرون. معظم بنوك البذور ممولة من القطاع العام، وعادةً ما تكون البذور متاحة للأبحاث التي تعود بالنفع على الجمهور.

يُعدّ البحث عن البذور أسلوبًا معروفًا لدى القبائل في الهند والدول الآسيوية ، حيث يُساعد في البحث عن بذور النباتات المحلية والنادرة والمهددة بالانقراض أو المقدسة ، وجمعها وحفظها، وذلك لحماية التنوع البيولوجي وضمان موارد نباتية مستقبلية. وقد دأبت العديد من المجتمعات الأصلية والقبلية ، مثل قبائل غوند وموندا وسانثال وباهاريا وغيرها في ولايات بيهار وجارخاند وتشهاتيسغار وماديا براديش وأروناتشال براديش ، على اتباع هذه الممارسة ، حيث تحافظ على الأنواع القيّمة من خلال المعارف المحلية والممارسات الشعبية . ويُعدّ نبات البلاش الأصفر وخشب العود من الأمثلة المهمة المرتبطة بهذا الأسلوب. ويلعب البحث عن البذور دورًا هامًا في حماية التنوع البيولوجي، والحفاظ على أنواع النباتات المحلية والمتوطنة ^، وتعزيز التنمية المستدامة للغابات . ^{[ 2} ]

البذور نباتات حية، والحفاظ على حيويتها على المدى الطويل يتطلب ضبط رطوبة التخزين ودرجة الحرارة بشكل مناسب. مع نضوجها على النبات الأم، تكتسب العديد من البذور قدرة فطرية على تحمل الجفاف. ويمكن إطالة عمر هذه البذور، التي تُعرف باسم "البذور التقليدية"، عن طريق تخزينها في بيئة جافة ومنخفضة الحرارة. ويعتمد مستوى الجفاف والبرودة بشكل أساسي على مدة صلاحية البذور المطلوبة، وعلى مدى توفر الاستثمار في البنية التحتية اللازمة. تُعرف الإرشادات العملية التي وضعها العالم الأمريكي جيمس هارينغتون في خمسينيات وستينيات القرن الماضي باسم "القواعد العامة". وتنص "قاعدة المئات" على أن مجموع الرطوبة النسبية ودرجة الحرارة (بالفهرنهايت ) يجب أن يكون أقل من 100 لكي تبقى العينة حية لمدة خمس سنوات. وتنص قاعدة أخرى على أن خفض محتوى الماء بنسبة 1% أو خفض درجة الحرارة بمقدار 10 درجات فهرنهايت (5.6 درجة مئوية) سيؤدي إلى مضاعفة عمر البذور. أظهرت الأبحاث التي أجريت في التسعينيات أن هناك حدًا للتأثير المفيد للتجفيف أو التبريد، لذلك يجب عدم المبالغة في ذلك.  

إدراكًا لتأثير محتوى الماء ودرجة الحرارة على عمر البذور، وضعت شعبة الأغذية والزراعة في الأمم المتحدة، بالتعاون مع مجموعة استشارية تُدعى "التنوع البيولوجي الدولي"، مجموعة من المعايير لبنوك البذور الدولية ^{[ 3 ]} للحفاظ على عمر البذور. وتوصي الوثيقة بتجفيف البذور إلى حوالي 20% رطوبة نسبية، وحفظها في حاويات عالية الجودة مقاومة للرطوبة، وتخزينها عند درجة حرارة -20 درجة مئوية (-4 درجة فهرنهايت) . تُعرف هذه الظروف عادةً باسم بروتوكولات التخزين "التقليدية". تُخزن بذور الأنواع الأكثر أهمية - كالذرة والقمح والأرز وفول الصويا والبازلاء والطماطم والبروكلي والبطيخ وعباد الشمس، وغيرها - بهذه الطريقة . مع ذلك، هناك العديد من الأنواع التي تُنتج بذورًا لا تتحمل التجفيف أو درجات الحرارة المنخفضة لبروتوكولات التخزين التقليدية. يجب تخزين هذه الأنواع بالتجميد العميق . ومن أمثلة الأنواع التي ينبغي حفظها بالتجميد العميق: بذور الحمضيات والبن والأفوكادو والكاكاو وجوز الهند والبابايا والبلوط والجوز والصفصاف.  

كغيرها من الأشياء، تتدهور البذور مع مرور الوقت. يصعب التنبؤ بموعد فقدان البذور لقدرتها على الإنبات، لذا تراقب معظم بنوك البذور الموثوقة إمكانية الإنبات أثناء التخزين. ^{[ 4 ]} عندما تنخفض نسبة إنبات البذور عن النسبة المحددة، يجب إعادة زراعتها وجمع بذور جديدة لجولة أخرى من التخزين طويل الأمد. ^{[ 5 ]}

قد تعمل بنوك البذور في ظروف بدائية للغاية إذا كان الهدف هو الحفاظ على إمدادات البذور عامًا بعد عام وخفض التكاليف للمزارعين في منطقة معينة. ^{[ 6 ]}

يُعدّ اختيار البذور أحد أكبر التحديات التي تواجه بنوك البذور. يجب أن تكون المجموعات ذات صلة، أي أن توفر تنوعًا جينيًا مفيدًا ومتاحًا للجمهور. كما يجب أن تكون المجموعات فعّالة، أي ألا تُكرّر المواد الموجودة بالفعل في مجموعات أخرى.

يُعدّ الحفاظ على البذور حيةً لمئات السنين التحدي الأكبر التالي. فالبذور التقليدية قابلة للتخزين وفقًا للطرق المعتادة، لكن هناك أنواعًا عديدة من البذور تتطلب التخزين بطرق غير تقليدية. وتتطور التقنيات اللازمة لهذه الطرق بسرعة، وقد تفتقر البنية التحتية المؤسسية المحلية إلى الإمكانيات الكافية.

بعض البذور لا يمكن حفظها حية في المخازن، ويجب إعادة إنباتها - أي زراعتها لإنتاج كمية جديدة من البذور تُخزن لفترة أخرى. ^{[ 7 ] [ 8 ]} وقد وجد بارزيس وآخرون (2000) أن هذا يقلل من حجم التجمع الفعال ، ويؤدي إلى فقدان بعض الأليلات . ^{[ 7 ] [ 8 ]} ومنذ ذلك الحين، أخذت البنوك حول العالم نتائج بارزيس على محمل الجد، وأثارت المزيد من الدراسات للتحقق من صحة هذه النتائج، إذ من المسلّم به على نطاق واسع أن إعادة الإنبات لا تحافظ على التنوع بشكل كامل. ^{[ 7 ] [ 8 ]}

يُعدّ الحفاظ على الأنواع النباتية المنتجة للبذور في بيئتها الطبيعية استراتيجية أخرى للحفاظ على البيئة . ويتضمن هذا الحفاظ إنشاء الحدائق الوطنية والغابات الوطنية ومحميات الحياة البرية الوطنية كوسيلة لحماية الموائل الطبيعية للكائنات الحية المستهدفة المنتجة للبذور. كما يسمح ذلك للنباتات بمواصلة التطور مع بيئتها من خلال الانتقاء الطبيعي. ويُنفّذ الحفاظ على الموارد الزراعية في بيئتها الطبيعية داخل المزارع.

يقوم المشجر بتخزين الأشجار عن طريق زراعتها في موقع محمي.

يمكن لمكتبة بذور مدعومة من المجتمع المحلي وبتكلفة أقل أن تحفظ المواد الوراثية المحلية. ^{[ 9 ]}

ظاهرة بقاء البذور كامنة في التربة معروفة وموثقة جيدًا (هيلز وموريس، 1992). ^{[ 10 ]} مع ذلك، فإن المعلومات التفصيلية حول دور "بنوك بذور التربة" هذه في شمال أونتاريو محدودة للغاية، وهناك حاجة إلى إجراء بحوث لتحديد أنواع البذور ووفرتها في التربة عبر مجموعة متنوعة من أنواع الغابات، فضلًا عن تحديد وظيفة بنك البذور في ديناميكيات الغطاء النباتي بعد الاضطرابات. تُعرض جداول مقارنة لكثافة البذور وتنوعها لأنواع الغابات الشمالية والمتساقطة الأوراق ، وتُناقش البحوث التي أُجريت في هذا المجال. تتضمن هذه المراجعة مناقشات تفصيلية حول: (1) ديناميكيات بنك البذور، (2) فسيولوجيا البذور في بنك البذور، (3) بنوك بذور الغابات الشمالية والمتساقطة الأوراق، (4) ديناميكيات بنك البذور والتتابع البيئي، و(5) توصيات لبدء دراسة بنك البذور في شمال أونتاريو.

قد تبقى البذور قابلة للإنبات لمئات بل وحتى آلاف السنين. أقدم بذرة مؤرخة بالكربون-14 نمت لتصبح نباتًا قابلاً للإنبات هي بذرة نخيل تمر يهودية عمرها حوالي 2000 عام، تم استخراجها من حفريات في قصر هيرودس الكبير في إسرائيل . ^{[ 11 ]}

في فبراير 2012، أعلن علماء روس عن نجاحهم في إنماء نبات الكامبيون ضيق الأوراق ( Silene stenophylla ) من بذرة عمرها 32 ألف عام. عُثر على البذرة في جحر على عمق 38 مترًا (124 قدمًا) تحت التربة الصقيعية في سيبيريا، إلى جانب 800 ألف بذرة أخرى. زُرعت أنسجة البذرة في أنابيب اختبار حتى أمكن نقلها إلى التربة. يُجسّد هذا الإنجاز قدرة الحمض النووي على البقاء لفترة طويلة في ظل الظروف المناسبة. ^{[ 12 ]} 

من المتوقع أن تلعب جهود الحفاظ على البيئة، مثل بنوك البذور، دورًا أكبر مع تفاقم تغير المناخ . ^{[ 13 ]} توفر بنوك البذور للمجتمعات المحلية مصدرًا للبذور المقاومة لتغير المناخ لمواجهة تغير المناخ المحلي. ^{[ 14 ]} ومع ظهور تحديات ناجمة عن تغير المناخ، يمكن لبنوك البذور المجتمعية تحسين الوصول إلى مجموعة متنوعة من المحاصيل المتأقلمة محليًا، مع تعزيز فهم السكان الأصليين لإدارة النباتات، مثل اختيار البذور ومعالجتها وتخزينها وتوزيعها. ^{[ 15 ]}

يوجد حوالي 6 ملايين عينة، أو عينات من مجموعة سكانية معينة، مخزنة كبذور في حوالي 1300 بنك جيني في جميع أنحاء العالم اعتبارًا من عام 2006. ^{[ 16 ]} يمثل هذا المبلغ جزءًا صغيرًا من التنوع البيولوجي في العالم ، ولم يتم استكشاف العديد من مناطق العالم بشكل كامل.

• تم بناء قبو سفالبارد العالمي للبذور داخل جبل من الحجر الرملي في نفق اصطناعي على جزيرة سبيتسبيرجن النرويجية المتجمدة ، وهي جزء من أرخبيل سفالبارد ، على بُعد حوالي 1307 كيلومترات (812 ميلًا) من القطب الشمالي. صُمم القبو ليتحمل الكوارث مثل الحرب النووية والحرب العالمية. وتتولى إدارته مؤسسة التنوع العالمي للمحاصيل . سيحافظ الصقيع الدائم في المنطقة على درجة حرارة القبو أقل من درجة تجمد الماء، كما تُحفظ البذور بجدران من الخرسانة المسلحة بالفولاذ بسمك متر واحد. ويحتوي القبو على غرفتين لمعادلة الضغط وبابين مقاومين للانفجار. ^{[ 17 ]} استقبل القبو أولى البذور في 26 فبراير 2008. 
• يقع بنك بذور الألفية في أراضي ويكهيرست بليس في غرب ساسكس ، بالقرب من لندن ، المملكة المتحدة . تأسس عام 1996، وهو أكبر بنك بذور في العالم (وسيتجاوز حجمه على المدى البعيد حجم قبو سفالبارد العالمي للبذور بمئة ضعف على الأقل )، ^{[ 18 ]} موفرًا مساحة لتخزين مليارات عينات البذور في قبو تحت الأرض متعدد الطوابق مقاوم للقنابل النووية. ^{[ 18 ]} هدفه النهائي هو تخزين جميع أنواع النباتات الممكنة. ويضم حاليًا (حتى عام 2024) أكثر من 2.4 مليار بذرة، تمثل أكثر من 39,000 نوع مختلف من البذور القابلة للتخزين في العالم. ^{[ 19 ]} ومن المهم أيضًا أنه يوزع البذور على مواقع رئيسية أخرى حول العالم، ويجري اختبارات إنبات على كل نوع كل 10 سنوات، بالإضافة إلى أبحاث مهمة أخرى. ^{[ 18 ] [ 20 ]}
• يُعدّ معهد الموارد الوراثية النباتية في سانت بطرسبرغ ، روسيا ، على الأرجح أقدم معهد من نوعه في العالم، ولا يزال من بين أكبر خمسة أو ستة معاهد في هذا المجال. تأسس المعهد عام 1924 على يد عالم الوراثة وعالم النبات الروسي نيكولاي فافيلوف ، ونجا من حصار لينينغراد الذي دام 28 شهرًا خلال الحرب العالمية الثانية ، وذلك بفضل تضحية العديد من علماء النبات الذين فضلوا الموت جوعًا على تناول البذور والبطاطا التي جمعوها. ^{[ 21 ]} وينسب بعض الباحثين تأسيس بنك البذور هذا إلى ألكسندر باتالين عام 1894. ^{[ 22 ]}
• يقع بنك النباتات الأسترالي في الحدائق النباتية الأسترالية ، ماونت أنان ، نيو ساوث ويلز . وهو جزء من مشروع بنك بذور الألفية في لندن، ويضم بنك بذور نيو ساوث ويلز السابق، الذي تأسس عام 1986 للحفاظ على النباتات الأسترالية الأصلية، وخاصة الأنواع المهددة بالانقراض في نيو ساوث ويلز. ^{[ 23 ]}
  • يُعدّ بنك الجينات الأسترالي للحبوب (AGG)، الكائن في هورشام، فيكتوريا ، أستراليا ، مركزًا وطنيًا لحفظ المواد الوراثية لأغراض تربية النباتات والبحوث. ويتعاون البنك مع شراكة بنك البذور الأسترالي في مشروع خاص بالأقارب البرية للمحاصيل الأسترالية. وقد افتُتح رسميًا في مارس 2014. وكان السبب الرئيسي لإنشاء البنك هو درجات الحرارة المرتفعة للغاية في المنطقة، والتي تصل إلى 40 درجة مئوية (104 درجة فهرنهايت) خلال فصل الصيف. ولذلك، كان لا بد من ضمان حماية الحبوب على مدار العام. ويهدف بنك الجينات إلى جمع وحفظ بذور الأنواع البرية للمحاصيل الأسترالية، والتي لا تزال غير ممثلة بشكل كافٍ في المجموعات الحالية.  
  • يُكرس قبو جورج هولبرت للبذور في واجا واجا ، نيو ساوث ويلز ، أستراليا ، لحفظ أصناف الأرز، بما في ذلك بعض الأصناف التي تعود إلى ما قبل الثورة الخضراء. ^{[ 24 ]}
• يُعدّ قبو البذور الهندي بنك بذور آمن يقع في ممر جبلي مرتفع على طريق تشانغ لا في لاداخ ، الهند . وقد بُني عام 2010 ويُزعم أنه ثاني أكبر قبو بذور في العالم. ^{[ 25 ]}
  • بدأت حركة "بيج باتشاو أندولان" (حركة إنقاذ البذور) في أواخر ثمانينيات القرن العشرين في ولاية أوتاراخاند بالهند، بقيادة فيجاي جاردهاري. وقد تم إنشاء بنوك البذور لتخزين الأصناف المحلية من البذور. ^{[ 26 ]}
• يُعد المركز الوطني لحفظ الموارد الوراثية، ^{[ 27 ]} في فورت كولينز، كولورادو ، أكبر بنك للبذور في الولايات المتحدة.
  • يركز برنامج البقوليات الصحراوية (DELEP) في توكسون ، أريزونا ، على الأنواع البرية من النباتات التابعة لفصيلة البقوليات ( Fabaceae )، وتحديدًا البقوليات من المناطق الجافة حول العالم. يضم بنك بذور DELEP حاليًا أكثر من 3600 مجموعة بذور تمثل ما يقرب من 1400 نوع من بقوليات الأراضي القاحلة، موطنها 65 دولة في ست قارات. ويتم دعمه (جزئيًا على الأقل) في المركز الوطني لحفظ الموارد الوراثية، وفي قبو سفالبارد العالمي للبذور . يُعد بنك بذور DELEP مجموعة معتمدة من قبل اتحاد أمريكا الشمالية لحفظ النباتات. ^{[ 28 ]}
• أُنشئ البنك الوطني لجينات النباتات في أوكرانيا في تسعينيات القرن الماضي. ويُعدّ من أكبر بنوك البذور في العالم، ^{[ 29 ]} وقد تضرر خلال الغزو الروسي لأوكرانيا عام 2022، لكنه نجا بجزء كبير منه. ^{[ 30 ] [ 31 ]}
• يخزن مركز INRAE ​​للأصول الوراثية النباتية في أفينيون ، فرنسا، أكثر من 10000 نوع من خمسة محاصيل نباتية على شكل بذور: الباذنجان، والفلفل، والطماطم، والبطيخ، والخس، بالإضافة إلى أقاربها البرية أو المزروعة. تتميز الأنواع الموجودة في هذه المجموعات بأصول جغرافية متنوعة، وهي موصوفة بشكل جيد ومحددة لصفات ذات أهمية زراعية أو علمية، كما تتوفر بياناتها التعريفية. ^{[ 32 ]}
• يضمّ منتزه ميس النباتي في بلجيكا بنكًا للبذور. ويهدف، من بين أمور أخرى، إلى الحفاظ على الأنواع البرية المهددة بالانقراض والنادرة من النباتات البلجيكية. كما يضمّ الفاصوليا البرية والموز البري وبذور نباتات النحاس في كاتانغا.

يمكن تصنيف بنوك البذور إلى ثلاثة أنواع رئيسية: المساعدة، والإنتاجية، والحفظ. عمليًا، يجمع العديد من بنوك البذور بين هذه الأنواع الثلاثة، وقد تختلف أولوياتها تبعًا لسياق وأهداف بنك البذور. ^{[ 33 ]}

1. بنوك البذور المساعدة: تهدف هذه البنوك في المقام الأول إلى دعم احتياجات المجتمعات المحلية والمزارعين أصحاب الحيازات الصغيرة. وتركز على توفير عينات بذور ملائمة للظروف المحلية وسهلة الزراعة والصيانة. وتعطي الأولوية لعينات البذور ذات الإنتاجية العالية، والمقاومة للآفات والأمراض، والتي يمكن زراعتها بأقل قدر من المدخلات.
2. بنوك البذور الإنتاجية: تهدف هذه البنوك بشكل أساسي إلى دعم الإنتاج الزراعي واسع النطاق والزراعة التجارية. وتركز على توفير عينات بذور ذات إنتاجية عالية، ومقاومة للآفات والأمراض، ويمكن زراعتها بأقل قدر من المدخلات. كما تعطي الأولوية لعينات البذور الملائمة للزراعة الآلية واسعة النطاق والقادرة على الإنتاج بكميات كبيرة.
3. بنوك البذور المحافظة: تهدف هذه البنوك في المقام الأول إلى الحفاظ على التنوع الجيني لأنواع النباتات البرية والمستأنسة. وتركز على الحفاظ على هذا التنوع، وتوفر عينات من البذور لبرامج البحث والتهجين. وتعطي الأولوية لعينات البذور النادرة أو المهددة بالانقراض أو ذات الخصائص الجينية الفريدة.

In Zoroastrian mythology, Ahura Mazda instructed Yima, a legendary king of ancient Persia, to build an underground structure called a Vara to store two seeds from every kind of plant in the known world. The seeds had to come from plant specimens that were free of defects, and the structure itself had to withstand a 300-year apocalyptic winter.^[34] Some scholars have suggested that the Norse equivalent of this myth is the underground garden Odainsaker, which was intended to withstand the three-year fimbul winter preceding Ragnarok, to protect the people (and seemingly the plants) that would repopulate the world after this event.^[35]

• إليس، آر إتش، تي دي هونغ، وإي إتش روبرتس (1985). دليل تكنولوجيا البذور لبنوك الجينات، المجلد الثاني: خلاصة معلومات محددة عن الإنبات وتوصيات الاختبار . برنامج الموارد الوراثية على مستوى النظام (SGRP). روما، إيطاليا. مؤرشف من الأصل بتاريخ 11 ديسمبر 2008.{{cite book}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
• إنجلز، جيه إم إم، وإل. فيسر، محرران (2003). دليل الإدارة الفعالة لمجموعات الأصول الوراثية . CGN، منظمة الأغذية والزراعة، GRST، IPGRI، SGRP. مؤرشف من الأصل بتاريخ 25-05-2007.
• كاميسوارا راو، ن.، ج. هانسون، م. إ. دولو، ك. غوش، أ. نويل، وم. لاريندي (2006). دليل التعامل مع البذور في بنوك الجينات . برنامج الموارد الوراثية على مستوى النظام (SGRP). روما، إيطاليا. مؤرشف من الأصل بتاريخ 21 يناير 2008.{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list ( link ) 147 p.
• كو، ب.، باردي، ب.ج.، رايت، ب.د.؛ وآخرون  . (2004). حفظ البذور . CABI، IFPRI، IPGRI، SGRP. مؤرشف من الأصل بتاريخ 11-12-2008.{{cite book}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
• كارافيليس، نيكول سي، أد. (2018). Theorien der Lebendsammlung. Pflanzen وMikroben وTiere als Biofakte في Genbanken . كارل البير. فرايبورغ، ألمانيا.

• Sustainablelivingsystems.org: "تصنيف بنوك البذور المجتمعية"