Skip to content

АНОНС !!!

13 тысяч семян под землей. Какие тайны скрывает криохранилище в толще вечной мерзлоты

Знаете ли вы, что в Якутске есть уникальный, единственный в мире объект с особым стратегическим значением? Он располагается на глубине около 12 метров и хранит в себе информацию о тысячах культурных растений.

Редакция News.Ykt.Ru начинает цикл материалов об интересных, необычных, особенных местах Якутска, и первым в нашем списке станет федеральное криохранилище семян, которое находится рядом с Институтом мерзлотоведения СО РАН имени Мельникова.

Немного истории

Первым в мире о создании большой коллекции семян различных растений в 1920 году задумался еще советский академик Николай Иванович Вавилов. В 1924 году он основал Всесоюзный институт растениеводства (ВИР), который теперь называется Всероссийским институтом генетических ресурсов растений имени Вавилова.

В течение многих лет ученый занимался исследованием растений по всему миру, провел 180 экспедиций и к 1940 году смог собрать коллекцию, насчитывавшую около 250 тысяч образцов. Постепенно коллекция стала увеличиваться и вскоре достигла внушительных размеров.

Борис Моисеевич Кершенгольц


Доктор биологических наук, профессор, вице-президент Академии наук Республики Саха (Якутия), главный научный сотрудник Института биологических проблем криолитозоны ФИЦ «ЯНЦ СО РАН».

«В 70-х годах прошлого века государственный банк семян основали на юге России в Краснодарском крае, — объясняет профессор Борис Кершенгольц. — Это были большие помещения с мощными холодильными установками, которые поддерживали температуру минус 18°С, чтобы сохранить семена. Но чтобы все это работало, требовались колоссальные затраты электроэнергии».

После распада Советского Союза часть коллекции этого банка была утрачена, осталось порядка 250 тысяч образцов. На сегодняшний день коллекция частично восстанавливается и составляет около 350 тысяч образцов семян.

После второй мировой войны многие страны стали создавать свои хранилища семян растений, работающие с помощью холодильных установок. К 2010 году в мире функционировало уже 1750 генбанков растений, где хранилось более семи миллионов образцов.

130 генетических банков растений, в каждом из которых хранится более десяти тысяч образцов

Самый крупный генетический банк, в котором собраны семена со всего мира, был построен в 2008 году в штольне на острове Шпицберген в Норвегии. По данным на 2020 год, там насчитывается более 900 тысяч образцов семян самых разных растений, а всего в хранилище могут разместить до 4,5 миллиона образцов.

Семена помещены в запечатанные конверты, которые, в свою очередь, упакованы в пластиковые четырехслойные пакеты и помещены в контейнеры, стоящие на металлических полках. Сохранность материалов обеспечивают холодильные установки, работающие на местном угле, а также вечная мерзлота.

«Проблема Всемирного семенохранилища на Шпицбергене в том, что температура грунтов там гораздо выше, чем у наших — всего минус 1,0–1,2 градуса. Они стали применять охлаждающие установки и понизили температуру в камерах штольни до минус 18 градусов. А электроэнергию стали брать на угольных электростанциях, расположенных также на Шпицбергене, потому что там есть большие залежи угля. Из-за большого количества выбросов там стал меняться микроклимат, и в основной штольне хранилища в последние годы начались протечки», — объясняет Кершенгольц.

Лаборатория в Институте мерзлотоведения

Как выяснили ученые, семена, хранившиеся в федеральном банке растений в Краснодарском крае, относительно быстро старели. Из-за этого каждые 12–15 лет их приходилось пересевать, чтобы обновлять собранные коллекции. Технология сложная и трудоемкая — ежегодно нужно было бы пересаживать до 30 тысяч различных образцов семян.

Банк семян растений во Всероссийском институте растениеводства имени Вавилова. Фото: spb.hipdir.com

«Еще в начале 70-х годов ХХ века профессор Федор Эдуардович Реймерс поднял вопрос о создании криохранилища в толще вечной мерзлоты, который был поддержан руководством ВИРа, Академией наук СССР, руководством ЯАССР, а также директором Института мерзлотоведения Павлом Ивановичем Мельниковым. В шахте этого института и появилась первая в мире опытно-экспериментальная лаборатория — криохранилище семян в многолетней мерзлоте», — говорит Борис Кершенгольц.

Изначально туда поместили порядка 11 тысяч семян бобовых растений из дублетной (повторной — прим. ред.) коллекции ВИРа, которые хранились специальным образом в запаянных банках при температуре около минус шести градусов без каких-либо холодильных установок. Коллекция находилась под зданием Института мерзлотоведения до 2013 года.

Через 25 лет (минимальный срок хранения образцов семян, после которого можно говорить о долговременности хранения — прим. ред.) образцы семян начали изучать на сохранность всего комплекса их свойств: физиологических, посевных, генетических. Оказалось, что за этот период, без пересевов, сохранность достигает 80–90%.

Всемирный банк семян на острове Шпицберген в Норвегии

Хранилище, расположенное в штольне, также называют «Хранилищем Судного дня»

Криохранилище семян

Проведя ряд экспериментов, якутские ученые доказали, что оптимальная температура хранения семян для сохранения всех их биологических свойств — от минус восьми до минус 12 градусов. При более низких температурах в молекуле ДНК семян растений начинаются процессы разрушения.

Но строить еще один энергозатратный объект было бы сложно и дорого. Сотрудники Института мерзлотоведения имени Мельникова под руководством главного научного сотрудника Георгия Кузьмина разработали систему охлаждения мерзлоты за счет запасания естественного, природного холода и применили ее при строительстве криохранилища в Якутске. На сегодняшний день это единственный в мире энергонезависимый объект.

«Задачей было создать объект, который будет совершенно автономным, не требующим подключения к электроэнергии. Сначала был вырыт котлован глубиной около 2,5 метра, затем туда были уложены трубы. Зимой, когда в Якутске наступают сильные морозы, идет накопление холода, который затем используется в течение весны, лета и осени», — рассказывает младший научный сотрудник лаборатории инженерной геокриологии Института мерзлотоведения СО РАН имени Мельникова Василий Куваев.

Макет криохранилища, расположенного рядом с Институтом мерзлотоведения СО РАН в Якутске

Маленький домик с двумя трубами — вход в подземное хранилище

За тем, чтобы температурные показатели были в норме, специалисты следят с помощью специальных датчиков — термощупов и термометрических кос (цепочка проводов с температурными датчиками, расположенными через определенное расстояние; чаще всего применяется в инженерно-геологических изысканиях — прим. ред.). Все данные передаются на сервер в кабинет лаборатории.

«За почти десятилетнюю работу криохранилища сбоев в работе практически не было. Только один раз, в 2013 году, возникли проблемы — прорвало летний водопровод и часть помещений была затоплена. Но тогда хранилище еще не было полноценно запущено в работу, поэтому несильно пострадало. Температурный режим был достаточно быстро восстановлен», — говорит Куваев.

Температурные датчики установлены в разных местах криохранилища

Датчик у входа в криохранилище

Банк семян как гарантия продовольственной безопасности

Для чего же все-таки нужно сохранять семена? В первую очередь, говорят ученые, это сохранение биологических видов и развитие селекционной работы. Специалисты по ботанике периодически берут образцы из криохранилища, часть из которых хранится там уже более 40 лет, и проращивают их. Семена дают успешные всходы и дочерние семена, которые также успешно прорастают.

«Важнее всего то, что с помощью таких банков мы можем восстанавливать утраченные виды растений. Один из недавних примеров — Сирия. После боевых действий страна полностью потеряла свой посевной фонд. Они обратились во Всемирный банк и за десять лет смогли полностью восстановиться. Другой пример — лесные пожары. Около десяти лет назад из ряда институтов России были присланы образцы семян древесных растений. Они сохраняют свои хорошие качества, и мы уже вели переговоры о том, чтобы взять оттуда часть семян и начать выращивать саженцы для восстановления лесов», — объясняет Кершенгольц.

Среди новых образцов, переданных в криохранилище, есть и семена якутских дикоросов, которые в будущем помогут сохранить или восстановить биологическое разнообразие, а также семена якутских сортов сельскохозяйственных растений, заложенные специалистами якутского НИИ сельского хозяйства. Сегодняшние технологии сохранения семян отличаются от советского периода: образцы семян упаковывают не в стеклянные баночки и бутыли, а в трехслойный прочный зип-пакет, из которого затем удаляют воздух. Также проводили испытания с различными инертными газами — азотом, углекислым газом и аргоном.

Пророщенные образцы из криохранилища и их дочерние семена, давшие всходы

Современная упаковка семян в трехслойных пакетах

«Создание таких криохранилищ — это еще и гарантия продовольственной безопасности страны. Ни для кого не секрет, что, к сожалению, две трети семян сельскохозяйственных растений Россия закупает за рубежом. И то, что нам поставляется, дает хорошие всходы зеленой массы и семена, которые уже на следующий год обладают очень низкой всхожестью. Фактически это требует в следующем году покупки новых семян. Таким образом, страна автоматически подсаживается на своеобразную семенную иглу. Кроме этого, кто-то может взять и ввести санкции в этом направлении, и тогда все поставки закроются», — говорит ученый.

На протяжении последнего десятилетия ученые ведут переговоры о строительстве на территории Якутска большого федерального комплекса криохранилищ вместимостью до одного миллиона образцов, в котором семена смогут храниться до 70–80 лет. Возведение объекта в условиях многолетней мерзлоты, которая будет обеспечивать естественное охлаждение, на порядок снизит затраты на электроэнергию.

«Мы давно ведем переписку с различными ведомствами. Писали министру науки и высшего образования России Валерию Фалькову, пришел ответ, что надо тщательнее изучить этот вопрос. Видимо, 40-летний срок хранения, по мнению министра, является недостаточным. В 2021 году в Якутию приезжал президент Российской академии наук Александр Сергеев, и он поддержал наш проект, провел переговоры на уровне заместителя председателя Совета безопасности России Дмитрия Медведева.

Кроме этого, мы вышли на профильный агропромышленный комитет в Госдуме РФ с вопросом о необходимости ускорить процесс создания федерального криохранилища семян растений на территории Якутии в целях обеспечения продовольственной и экологической безопасности страны. Особенно в наше, очень непростое и нестабильное как в политическом, так и в экологическом (изменения климата) отношении время», — объясняет Борис Кершенгольц.

Экскурсии не проводят

Так как криохранилище семян растений — это научно-исследовательский объект, попасть обычному жителю Якутска или туристу туда не получится. Специалисты объясняют это тем, что тогда произойдет нарушение температурного режима и научный эксперимент будет сорван.

А вот попасть на экскурсию в подземную лабораторию Института мерзлотоведения имени Мельникова, в которой изначально и хранились семена из Всероссийского института растениеводства, может любой желающий. Посещение проводят небольшими группами до шести человек, важно заранее забронировать дату.

Подробнее о записи и стоимости посещения можно узнать по телефону +7-914-290-73-76 (Розалия Никифоровна).


О каких интересных местах вы хотели бы еще прочитать? Делитесь предложениями в комментариях.

Оставить комментарий

Войти с помощью: