Запасы на черный день
Предсказания скорого апокалипсиса — это лишь одно направление научной мысли. Ученые всего мира объединились в попытке противостоять возможным катастрофам, которые угрожают флоре и фауне Земли в ближайшем будущем, и подготовить все, что может понадобиться человечеству для спасения: продукты, семена растений, геномы животных, биоматериал человека, архивы знаний. Расскажем про самые удивительные хранилища на случай конца света.
Запасы на черный день
В случае Апокалипсиса в первую очередь понадобятся продукты. К счастью, почти каждое государство имеет стратегические запасы на черный день. В России за это отвечает Росрезерв — его засекреченные комбинаты хранят все необходимые продукты для того, чтобы прокормить население России в течение как минимум 90 дней. Кроме основных продуктов питания, на складах хранятся различные виды топлива, промышленное сырье и материалы, техника, средства защиты и жизнеобеспечения в чрезвычайных ситуациях, медицинские препараты и др. Продукция регулярно обновляется — до истечения срока годности. Воду не хранят, но Росрезерв предусмотрел скважины и фильтры очистки воды.
Все скважины оснащены дополнительной защитой, что приводит к тому, что даже голая Софи Тернер из Игры Престолов, смогла бы искупаться в них, и насладиться всей красотой комбинатов.
При строительстве комбинатов используются материалы повышенной прочности, сейсмоустойчивые конструкции, водо- и энергосберегающее оборудование и самые современные технологии. Из запасов Росрезерва регулярно оказывается гуманитарная помощь — россиянам и жителям других государств, в частности это недавние поставки в Донбасс и Сирию.
Росрезерв ищет новые места для эффективного хранения стратегического запаса страны. Для этого проводится многолетнее научное исследование на Таймыре совместно с НИИ проблем хранения. Эксперимент начался в 1973 году, когда участники экспедиции газеты «Комсомольская правда» на Таймыре в нашли «продуктовый клад» из сухарей, тушенки, шоколада, чая, сахара, овсяной крупы, который оставил на полуострове путешественник Эдуард Толль в 1900 году. Ученые исследовали продукты и отметили их высокую сохранность. Консервы «Щи с мясом и кашею», произведенные в Санкт-Петербурге в 1900 г., до сих пор хранятся в Институте проблем хранения и, по заверениям ученых, съедобны. С тех пор исследователи всерьез взялись за изучение возможностей длительного хранения пищевых продуктов в условиях вечной мерзлоты: они регулярно изымают продукты из «заначек» на Таймыре и кладут новые. Проект ведут сразу 12 научно-исследовательских институтов России, на Таймыре побывали уже пять научных экспедиций, часть оставшихся банок «клада» Толля будет вынута и продегустирована в 2025 году, а окончательно эксперимент завершится в 2050 году. Если все пройдет успешно, возможно, Росрезерв предпочтет хранить продукты на Таймыре — вечная мерзлота не нуждается в дополнительной системе рефрежераторов.
Спасение флоры и фауны
Видовое и генетическое разнообразие флоры и фауны Земли находится в потенциальной опасности. Специалисты прогнозируют исчезновение значительной части видов из-за глобального изменения климата и антропогенного фактора. Природные и техногенные катастрофы, подъем уровня океана уже к середине XXI века могут уничтожить ареал обитания некоторых животных и растений, а прогнозируемое вымирание насекомых (40% видов насекомых исчезнут с лица Земли в ближайшие десятилетия, по прогнозам ученых) и распространение генно-модифицинованных сортов неизбежно приведет к гибели многих ценных растений. Что делают ученые для подстраховки от апокалипсиса? Создают хранилища биоматериалов.
Коллекция семян Вавилова
Первый в мире банк семян создал российский ученый-ботаник Николай Вавилов. С 1923 по 1940 год академик и его коллеги из Всероссийского института растениеводства совершили 180 научных экспедиций, пополняя коллекцию образцами со всех континентов. К 1940 году в ней насчитывалось 250 тысяч образцов. Эта самая богатая коллекция в мире нашла широкое применение в селекционной практике и стала первым в мире банком генов. Сегодня коллекция Вавилова насчитывает 330 тысяч единиц хранения. Большая часть находится в контролируемых условиях (+4,5 °C) в хранилище Кубанского генетического банка семян в поселке Ботаника — это подземелье высотой с четырехэтажный дом возводилось в годы Холодной воды с учетом возможного ядерного удара.
Коллекция Вавилова — старейший в мире и неприкосновенный запас, бесценный для науки в целом, и для селекционеров в частности. Образцы из Кубанского генетического банка семян берут в очень редких случаях и только для научных нужд института Вавилова. Коллекция изначально создавалась как «страховка» на тот случай, если какая-то из культур будет утеряна. В ней представлено все разнообразие семян сельскохозяйственных культур, из которых делают пищу, корма для животных, одежду и многие другие продукты. При этом, в коллекции нет семян генно-модифицированных растений, только то, что существует в природе.
Как правильно хранить семена, чтобы они оставались жизнеспособными? Правила разработаны Международным советом по генетическим ресурсам растений. Семенной банк состоит из базовой и рабочей коллекций, образцы из последней регулярно тестируются на жизнеспособность (всхожесть). Коллекции должны храниться в условиях, гарантирующих, что всхожесть семян составит не менее 65 % в течение 10—20 лет хранения. Для этого перед закладкой в хранилище их высушивают до 3—7%-ной влажности и хранят при отрицательных температурах в герметичной упаковке.
Хранилища в вечной мерзлоте
В ходе исследований ученые установили, что самый дешевый и эффективный способ хранения семян — это вечная мерзлота. Одними из первых это выяснили якутские ученые в ходе эксперимента в конце 1970-х годов. По их инициативе в Якутии было создано криохранилище для семян — подземная лаборатория, расположенная на глубине 12 метров в толще многолетнемерзлых пород. Собрание из 10 000 видов сохранило свою всхожесть на уровне 80% даже через 40 лет. Особенно хорошие показатели продемонстрировали семена, которые хранились в герметичной таре, заполненной углекислым газом, аргоном или азотом.
Если сравнить результаты эксперимента с показателями сохранности семян аналогичных сортов из коллекции Вавилова, то оказывается, что хранение семян в стандартных условиях (рефрижераторных камерах) в течение 11—13 лет привело к снижению всхожести до 50—80% при уровне хромосомных нарушений 6—28%. При хранении же в течение 28—30 лет все семена стали нежизнеспособными.
По такому же принципу хранения в условиях вечной мерзлоты было создано Всемирное семенохранилище или «Хранилище судного дня». Банк семян на норвежском острове Шпицберген был построен в 2006 году на 120-метровой глубине внутри скалы и на высоте 130 метров над уровнем моря, чтобы избежать затопления. Его стены настолько прочны, что выдержат попадание ядерных боеголовок. «Хранилище судного дня», по планам его создателей, станет источником продовольствия в случае ядерной войны, столкновения с астероидом или другой апокалиптической катастрофой.
Главная мирная задача хранилища — защита биологического разнообразия планеты. В подземелье, строительство которого обошлось Осло в $9,6 млн., помещается 4,5 млн образцов: они упакованы в вакуумные пакеты, которые похожи на алюминиевою фольгу, и сложены в специальные запломбированные контейнеры. Каждая страна получила собственный отсек для хранения посадочного материала растений. Поддерживается постоянная температура минус 18°С — кроме вечной мерзлоты, над климатом трудятся холодильные установки. В случае поломки температура не поднимется выше –3,5°С, а значит семена не будут уничтожены, как это случилось с японским банком семян, потерявшем почти половину коллекции из-за перебоев в электроснабжении во время цунами весной 2011 года.
В 2015 году к помощи «Хранилища судного дня» прибег банк семян Сирии, пострадавший от военных действий. Еще до войны сирийский центр отправил в Норвегию 325 ящиков с семенами растений, по просьбе исследователей 130 из них были возвращены.
«Ноевы ковчеги»
Сохранить биоразнообразие нашей планеты стараются и ученые МГУ. Проект «Ноев ковчег» на базе Московского университета посвящен созданию многофункционального сетевого хранилища биологического материала. Ведется работа с материалом всех возможных типов — от отдельных биологических молекул до биоматериалов живых организмов: животных и человека. Ученые уже приступили к созданию обширных коллекций человеческих клеток, как здоровых, так и больных людей. Одна из заявленных целей проекта — комплексный сбор и консервация разных категорий исходных научных данных о животных. Сохранение флоры обеспечивается за счет создания биобанка «Растения», включающего гербарии, крио коллекцию, банки клеток.
Самый большой «зоологический банк» в мире работает при зоопарке в Сан Диего в США. Там хранятся порядка 8 400 образцов: ДНК 800 видов зверей, птиц, пресмыкающихся и земноводных. Сперма, эмбрионы, яйца и стволовые клетки находятся в контейнерах с жидким азотом, при температуре в -196°С. Все они жизнеспособны: сперму можно использовать при искусственном оплодотворении, яйца — поместить в инкубатор, для эмбрионов найти суррогатных матерей, а из стволовых клеток получить половые клетки. Теоретически, «замороженные зоопарки» можно использовать для того, чтобы возродить не только знакомых нам животных, но и уже вымершие виды: например, тасманийских волков или даже мамонтов.
Ради сохранения видов мировое сообщество ученых инициировало Проект геномов позвоночных (Vertebrate Genomes Project, VGP). Его целью является сбор высококачественных последовательностей генома 66 000 видов позвоночных по всей Земле, включая млекопитающих, птиц, рептилий, амфибий и рыб. Специалисты считают, что наша планета переживает шестое массовое вымирание видов — худшее со времен вымирания динозавров 66 млн лет назад. Один из каждых восьми видов позвоночных, то есть всего около 8000, обречены на вымирание. VGP нацелена на сохранения ДНК исчезающих видов, чтобы предотвратить их исчезновение, но ученые намерены собрать генетическую информацию всех позвоночных. Новые технологии секвенирования ДНК позволяют создавать целый геном за короткие сроки. Материал хранится в базе данных Genome Ark («Ковчег») в цифровой открытой библиотеке геномов.
Биоматериал человека
В человеческом теле проживают триллионы микробов, в том числе полезные, которые отвечают за иммунитет и профилактику болезней. Ученые констатируют, что в урбанизированном обществе разнообразие бактерий постоянно снижается. Поэтому в научном мире возникла идея сохранить полезные для человека бактерии в специальном хранилище. Миллион образцов кишечных бактерий уже находится во Всемирном семенохранилище на Шпицбергене. Они собраны на случай апокалипсиса, при котором человечество по каким-то причинам лишится защитных клеток. Также существует Хранилище клеток и ДНК при Ратгерском университете в США, одна из целей которого — сохранять для будущих поколений полезные бактерии человека.
В Китае в 2016 году открылся национальный банк генов в Шэньчжэне, аналогичные банки генов есть в США и Европе. Конечно, пока не идет речи об искусственном создании людей, но уже ведется работа по синтезу полного искусственного генома человека — этим занимается международный научный проект Genome Project-write.
Архив знаний
Рукописи горят. А еще мокнут, рвутся, стареют, а в интернет-пространстве могут пострадать от хакерских атак. Для надежного хранения всех человеческих знаний создан «Арктический мировой архив» в 2017 году. Он сохраняет книги, фильмы, документы, музыкальные произведения и другое культурное наследие для будущих поколений человечества.
Располагается архив на Шпицбергене по соседству с банком семян, и его здание также надежно защищено от техногенных, климатических и других угроз. Инициатором проекта была Норвегия. Специалисты компании Piql переводят цифровую информацию на особую светочувствительную пленку, способную «прожить» от 500 до 1000 лет в условиях холода. Одними из первых в хранилище сдали культурное наследие Мексика и Бразилия. Создатели архива призвали последовать этому примеру остальные государства мира.
Самая большая виртуальная библиотека — это сервис Google Books, в которой собраны больше 30 млн оцифрованных книг. Но никто точно не знает, будет ли она доступна при апокалипсисе.
Для сохранения языков создано устройство «Розетта»: это диск из прочного никелевого сплава диаметром 7,6 см, на поверхности которого выгравирован текст: более 14 000 страниц на 1500 языках, включая редкие и исчезающие. Артефакт позволит сохранить данные на срок от 2000 до 12 000 лет. Это поможет будущим ученым-лингвистам восстановить или даже оживить исчезнувшие языки. Основой для изобретения послужил Розеттский камень с текстами на египетском и древнегреческом языках, обнаруженный в 1822 году — именно он помог основателю египтологии Жану-Франсуа Шампольону впервые дешифровать текст, написанный иероглифами.