_ Utilizarea și importanța plantelor crește odată cu schimbările climatice

Există peste 350.000 de specii de plante cu flori pe Pământ, dar doar 12 dintre ele separă oamenii de foame. Și, spune Charles Davis, 2 din 5 specii de plante sunt probabil să dispară în viitorul apropiat din cauza utilizării terenurilor și a schimbărilor climatice cauzate de oameni.

„Nu știm foarte multe despre majoritatea specii de plante”, a spus Davis, profesor de biologie organismică și curator al plantelor vasculare la Harvard University Herbaria (HUH) and Libraries. „Și acest decalaj de cunoștințe se simte din ce în ce mai mare, deoarece speciile dispar rapid.”

Înainte, studiul colecțiilor precum Herbaria a fost efortul individual al oamenilor de știință în căutarea unei mai bune înțelegeri a taxonomiei, a spus Davis. Acum, datorită genomicii și digitalizării, echipele de cercetători care lucrează în colaborare pe tot globul pot accesa simultan ierburi și alte colecții de istorie naturală pentru a aborda întrebări mari, cum ar fi dacă natura este rezistentă la o lume care se încălzi rapid. Iar un proiect inovator de la Harvard se va adăuga la acest efort, în special cu plantele cu scop medicinal.

„Înțelegerea ce specii sunt și unde trăiesc ele rămâne fundamentală pentru cunoștințele biologice, dar în fața intensificării utilizării terenurilor și schimbările climatice, acum folosim colecții de herbari în multe moduri noi și importante”, a spus Davis.

Din cele 450 de milioane de exemplare deținute în aproximativ 3.000 de herbari din întreaga lume, mai mult de 5 milioane pot fi găsite în dulapurile metalice dintr-o clădire din cărămidă cu patru etaje de pe Divinity Avenue, cunoscută sub numele de Herbaria Universității Harvard, unde o echipă de cercetători și arhiviști supraveghează conservarea și digitizarea acestora.

Oficiul de Dezvoltare Tehnologică din Harvard a coordonat recent un studiu cu trei etaje. Acord de cercetare anual cu LVMH Recherche, Parfums Christian Dior și Harvard, care va sprijini analiza genomică și digitizarea colecțiilor de plante medicinale din Laboratorul Davis de la Herbaria din Harvard. O lucrare care încadrează noul proiect finanțat a fost publicată pe 26 februarie în Current Biology.

„Generăm resurse masive pentru a aborda cu adevărat un fel de întrebări de ansamblu care se referă la aceste plante importante de uz uman. care au fost esențiale pentru expansiunile umane și traiectorii culturale”, a spus Davis.

„Am dezvoltat o nouă metodă pentru „codarea de bare” a speciilor, care valorifică aceste mostre și tehnologii de ultimă oră de secvență ADN plus inteligența artificială. pentru a îmbunătăți identificarea plantelor medicinale în domeniu. Iar procesul de digitalizare va permite cercetătorilor să facă totul, de la reconstrucția ecosistemelor antice și țintirea agenților patogeni microscopici invazivi care afectează agricultura până la descrierea de noi specii."

Când Davis trece la compactare. mâner pe unul dintre dulapuri, care este la fel de probabil să țină nuferi găsiți în Noua Anglie, precum Aframomum angustifolium (cardamom sălbatic) care crește în Africa și Madagascar, este la fel de entuziasmat ca acum 30 de ani când a intrat pentru prima dată în ierbar. la Universitatea din Michigan.

„Lucrez de mult timp cu colecții de erbari și, fundamental, principala lor utilizare a fost stocarea unei evidențe permanente a speciilor de plante cu care împărțim planeta. și să înțeleagă unde locuiesc. Și asta este încă foarte important.

„Dar aceste colecții pot fi acum utilizate într-o varietate de moduri, care rezolvă o mulțime de întrebări legate de conservare, genomică și biochimie și multe altele legate de plantele de utilizarea umană. Și acestea sunt, în multe privințe, domeniile de care sunt cel mai încântat acum, după ce am predat în acest domeniu la Harvard timp de aproape două decenii", a spus el.

El subliniază, ca un de exemplu, la plantele întâlnite în mod obișnuit în New England ale căror perioade de înflorire sunt strâns legate de încălzirea Pământului.

„Când primăvara vine mai devreme, aceste plante încep să înflorească mai devreme. Dar pentru marea majoritate a speciilor de plante care cresc în alte părți ale lumii, în special la tropice, nu avem idee cum răspund la acestea. încălzirea globală. Și, prin urmare, ceea ce am încercat să facem este să introducem crowdsourcing și învățarea automată pentru a aduna aceste date și a le combina într-un „meta-erbarium global” de Big Data”, a spus el.

Asistentul de cercetare și managerul de proiect Jackson Kehoe '22, care a fost student la cursul Davis despre diversitatea plantelor, s-a bucurat cu entuziasm de proiect, care va mobiliza o colecție de specii cheie de plante din întreaga lume care au fost folosite de-a lungul istoriei omenirii pentru scopuri medicinale.

„Cu toții avem idei diferite despre ce înseamnă să fii sănătos și despre modul în care sistemul corpului uman interacționează cu plantele pentru a vindeca bolile. Și explorarea asta a fost o parte interesantă a lucrării”, a spus el. a spus. „Cantitatea masivă de date pe care o generăm este și mai incitantă. Pe măsură ce săptămânile trec, posibilitățile de cercetare se înmulțesc.”

Davis a remarcat că dintre cele 35.000 de specii cunoscute de plante medicinale, cele mai multe au nu au fost evaluate pentru valoarea lor terapeutică într-un sens mai convențional, centrat pe Occident. „Jackson și cu mine am căutat legături între farmacopeea tradițională, incluzând nu numai De materia medica din Europa de Vest, ci și texte antice din India și altele din China.

„Deci, ideea aici este că dacă” În India, puteți folosi specia X, dar în Asia de Sud-Est, unde specia X nu crește, una dintre rudele ei apropiate este folosită într-un mod similar. Și apoi putem începe să punem cap la cap genul de zone calde evolutive ale plantelor medicinale."

"Ceea ce majoritatea oamenilor nu înțeleg este că cel puțin 75% din lumea în curs de dezvoltare se bazează pe medicamente naturale, majoritatea dintre care sunt fie plante întregi, părți ale plantelor, fie compuși extrași din plante. Cu toate acestea, în ciuda importanței lor, nu există multe eforturi pe scară largă care să vizeze descoperirea de noi medicamente din plante sau alte specii.”

Folosirea specimenelor digitalizate pentru a construi modele geografice și eco-evolutive va permite, de asemenea, oamenilor de știință să prezică cum distribuția speciilor se va schimba în diferite scenarii de schimbări climatice: „Cât de sigure sunt speciile importante care au modelat traiectorii culturale și migrațiile umane și am adunat și păstrat în mod adecvat materialul genetic care ne va permite să prevenim catastrofele viitoare?”, a spus Davis. .

„Plantele formează matricea întregii vieți de pe Pământ, oferind hrană, adăpost și medicamente oamenilor și a nenumăratelor alte specii, dar 40% dintre ele sunt pe calea extincției”, a adăugat el. „Nu avem încă toate rezultatele, dar cred că am făcut o treabă destul de slabă protejând multe dintre aceste specii importante.”

Această poveste este publicată prin amabilitatea Harvard Gazette, Universitatea Harvard. ziarul oficial. Pentru știri suplimentare despre universități, vizitați Harvard.edu.

(Fluierul)