در دهۀ ۱۹۲۰ میلادی، «آرتور واتکینز» (Arthur Watkins) گیاه‌شناس بریتانیایی، پروژهٔ خود را که جمع‌آوری نمونه‌هایی از ارقام مختلف گندم از سراسر جهان بود آغاز کرد. او با کمک کنسول‌ها و نمایندگان تجاری امپراتوری بریتانیا در آن زمان تلاش کرد نمونه‌هایی از گندم را از بازارهای محلی به‌ دست آورد، نگه‌داری کند. او این کار را با پافشاری فراوانی انجام داد؛ به‌طوری‌که در همان زمان این پروژهٔ نسبتاً پرخرج منتقدانی هم داشـت. اما حالا پس از یک قرن که کرهٔ زمین دو جنـگ جـهانی را تجربه کرده است و امروزه با گرم‌شـدن زمـین و بـحران اقـلیمی دست‌وپنجه نرم مـی‌کند، پروژه‌اش نتایـجی شگرف به‌ همراه داشته است. 

واتکینز موفق شده بود تا ۸۲۷ رقم مختلف گندم را جمع‌آوری کند. البته ارقامی که او جمع‌آوری کـرده، فقـط بـه‌شـکل نمــونـه‌هـای خـشک نگه‌داری‌شده در هـرباریوم مـوزه‌های تاریخ طبیعی یا تاریخ کشاورزی نبودند، بلکه در یک قرن اخیر این ارقام دائماً در محیط کنترل‌شدهٔ یک مرکز تحقیقاتی کشت شده‌اند. «مرکز جان اینس» (John Innes Centre) در نزدیکی شهر «نورویچ» (Norwich) انگلستان تمامی این ارقام بذر گندم را به‌صورت زنده نگه‌داری کرده است. 

  یافتن ارقام فراموش‌شده

حالا مطالعه‌ای گسترده روی تمامی ۸۲۷ رقم گندمی که واتکینز جمع‌آوری کرده بود انجام شده است. دانشمندان بریتانیایی و چینی در این مطالعه که نتایج آن در مجلهٔ «نیچر» (Nature) منتشر شده، موفق شدند توالی‌یابی ژنتیکی تمامی این رقم‌ها را انجام دهند. این مطالعه نشان داد که در کاشت گندم در دوران معاصر، تنها از حدود ۴۰ درصد ارقام گندمی که در گنجینهٔ واتکینز وجود دارد استفاده می‌شود. به بیان دیگر، ۶۰ درصد تنوع ژنتیکی گندم در سراسر جهان به دست فراموشی سپرده شده است. 

او همچنین گفته است: «ما متوجه شدیم که توده‌های [گندم جمع‌آوری‌شده توسط] واتکینز مملو از تنوع مفیدی هستند که به‌سادگی در گندم مدرن (گندم مورد استفاده در دوران معاصر) وجود ندارد و استفاده از آن در پرورش مدرن ضروری است. آنچه هیجان‌انگیز است این است که ژن‌ها و صفات با استفاده از داده‌ها و ابزارهایی که در دههٔ گذشته توسعه یافته‌اند، درحال کشف هستند.» 

گنجینهٔ گندم واتکینز در دهه‌های ۱۹۲۰ و ۱۹۳۰ از ۳۲ کشور جمع‌آوری شده‌اند و به‌عنوان جامع‌ترین مجموعهٔ گندمی که در طول تاریخ کشاورزی انسان استفاده می‌شده‌اند، در جهان شناخته می‌شود. در واقع این گنجینه، شمایی از تنوع ژنتیکی گندم‌های کشت‌شده قبل از ظهور روش‌های مدرن اصلاح نژاد را نشان می‌دهد و این موضوع را روشن می‌کند که پراکنش ژنتیکی گندم در جهان به چه شکلی است و چگونه اتفاق افتاده است. 

معدن طلایی که راهگشا است

یافتن تنوع ژنتیکی غنی گندم درحالی‌که در جهان کمتر از نیمی از این تنوع مورد استفاده قرار می‌گیرد، یک دستاورد بزرگ برای امنیت غذایی مردم جهان محسوب می‌شود. به‌طور متوسط، انسان‌ها یکی از هر پنج کالری که دریافت می‌کنند از گندم است و باتوجه‌به رشد جمعیت انسان‌ها، نیاز به تولید گندم بیشتر یکی از نگـرانی‌های مـهم اسـت. گـرم‌شدن زمین، فـرسایـش خــاک، افـزایـش شــوری خـاک‌ زمین‌های کشاورزی، تغییر اقلیـم و مسائل متعددی که در چند دههٔ اخیر تولید محصولات کشاورزی خصوصا گندم را با تهدید روبه‌رو کرده، در کنار افزایش جمعیت جهان بر این نگرانی اضافه می‌کند. 

حالا اما گنجینه‌ای در اختیار دانشمندان است که آن‌ها را قادر ساخته تا ژن‌های ناشناختهٔ ارقام مختلف گندم را بشناسند و شناختن این ژن‌ها به آن‌ها کمک می‌کند تا بتوانند ارقامی مقاوم از گندم برای کشت در شرایط مختلف را ایجاد کنند. ارقامی می‌تواند به تغذیهٔ جمعیت روبه‌رشد زمین کمک کند. مثلاً پژوهشگران دانشگاه کشاورزی پنجاب که درحال توسعهٔ ارقامی از گندم مقاوم به شوری بودند، حالا با استفاده از بذرهایی که از مرکز جان اینس در اختیارشان قرار گرفته، درحال کار روی بهبود مقاومت بذرها در برابر بیماری‌ها هستند. علاوه‌براین، مطالعاتی روی ارقامی دیگر درحال انجام است که نیاز به کودهای نیتروژنی را کاهش می‌دهند. 

«گریفیث» گفته است: «ما واقعاً یک معدن طلا را پیدا کرده‌ایم. این کشف، تفاوت بزرگی در توانایی ما برای تغذیهٔ جهانی که با تغییر اقلیم و کشاورزی تحت فشارهای اقلیمی فزاینده روبه‌‌رو است، ایجاد می‌کند.» 

گیاهی که انسان را یک‌جانشین کرد

برخی می‌گویند انسان عامل اهلی کردن بسیاری از گونه‌های گیاهی و جانوری است، اما خود انسان توسط گندم اهلی شده است. هرچند این گفته‌ای بحث برانگیز است، اما امروز این را می‌دانیم که در یک‌جانشین‌شدن انسان‌ها و گذار از انسان شکارچی‌گردآور به انسان کشاورز، گندم نقشی بسیار مهم داشته است. 

گندمی که امروزه مورد استفاده قرار می‌گیرد، از گونه‌های وحشی که حدود ۱۰ هزار سال قبل در هلال حاصلخیز خاورمیانه، اهلی و کشت شده، به‌ دست آمده اسـت. بسـیاری از این گونه‌ها و ارقام آن‌هـا در طـول هـزاره‌ها از بین رفته‌اند و همین فرآیند کاهش تـنوع ژنتیکی گندم از حدود یک قرن قبل با پیشرفت علم و ظهور علم مدرن اصلاح نباتات تسریع شد و رفته‌رفته ارقام و گونه‌هایی با خواص و ویژگی‌هـایی که در آن زمان بی‌ارزش تلـقی می‌شـدند، کنار گذاشته شدند. تا اینکه امروزه تنها تنوع محدودی از ارقام مختلف گندم در جهان کشت می‌شوند. 

گریفیث می‌گوید: «اهمیت گنجینهٔ واتکینز هم در همین است. این گنجینه شامل ارقامی است که از بین رفته‌اند اما می‌توانند در تولید محصول سالم گندم در شرایط سختی که اکنون کشاورزی را تهدید می‌کند، ارزشمند باشند.» 

چمدانی شگفت‌انگیز از داده‌ها

دیگر سرپرست این پروژۀ مطالعاتی، «شیفنگ چنـگ» (Shifeng Cheng) از آکـادمی علوم کشاورزی چین است. او به «گاردین» گفته است: «ما می‌توانیم تنوع بدیع، عملکردی و مفیدی را که پس از انقلاب سبز در قرن بیستم در گندم‌های مدرن از بین رفته بود، بازیابی کنیم و این فرصت را داشته باشیم تا آن‌ها را دوباره به برنامه‌های اصلاح نژاد اضافه کنیم.» 

مـقصـود چـنـگ از عـبارت «انـقلاب سبـز»، مجـموعه‌ای از روش‌های کاربرد ماشیـن‌آلات کشاورزی، انتخاب ارقام پربازده کشـاورزی، استفاده از کودها و بهبود روش‌های آبیاری است که از اوایـل دهـهٔ ۱۹۶۰ میـلادی آغـاز شـد. دستکاری ژنتیکی محصـولات کشاورزی نیز از همین زمان آغاز شد و کشت محصولات موسوم به «تـراریخته» در ایـن دوران آغـاز شد. عبارت انقـلاب سبز اولیـن‌بار توسـط «ویلـیام گاد» (William S. Gaud)، سرپرست وقت آژانس توسعهٔ ایالات متحده به‌ کـار رفت. چرا که در آن زمان هدف از به‌کارگیـری روش‌هـای جـدید کشاورزی، پایان دادن به گرسـنگی در جهان بود. هرچند آمریکایی‌ها با ترویج این روش‌ها سعی داشتند در حوزهٔ کشاورزی در دوران جنگ سرد در برابر اتحاد جمهوری‌های شوروی سابق دست بالا را داشته باشند. 

از دست رفتن ارقام قدیمی، کاهش تنوع ژنتیکی گونه‌ای ارزشمند و حیاتی مانند گندم را رقم می‌زند و همین کاهش تنوع ژنتیکی، این گونه را بیش از پیش با تهدیدهایی جدی روبه‌رو خواهد کرد. درک اینکه چه ارقامی از گندم در جهان مورد استفاده قرار می‌گیرند و چه ارقامی از گنجینهٔ واتکینز به فراموشی سپرده شده‌اند، نیاز به مطالعات ژنتیکی داشت. 

دانشمندان از حدود یک دهه قبل به این فکر افتاده بودند که پس از توالی‌یابی دی‌ان‌ای (DNA)، ژن‌های گندم گنجینۀ واتکینز را شناسایی و مطالعه کنند، اما با یک مشکل غیرعادی روبه‌رو شده بودند. مشکل آنجا بود که ژنوم گندم بسیار بزرگ است و ۱۷ میلیارد واحد دی‌ان‌ای تشکیل شده است. برای درک بزرگی این عدد می‌توان آن را با ژنوم انسان که تشکیل شـده از سـه میلـیون جـفت دی‌ان‌ای اـست مقایسه کرد. 

گریفیث می‌گوید: «ژنوم گندم مملو از عناصر کمّی قدیمی است و همین امر توالی‌یابی آن را دشوارتر و مهم‌تر گران‌تر کرده است. اما به لطف همکاران چینی ما که کار توالی دقیق را انجام دادند، ما بر این مـشکل غـلبه کردیم.» او و همکارانش نمونه‌هایی از گنجینهٔ واتکینز را برای چنگ فرستادند و سه ماه بعد با رسیدن چمدانی ممـلو از هارد دیسک، پاداش خود را دریافت کردند. 

چـمدان‌ها حـاوی یـک پـتابایت (یک میلیون گیـگابایت) از داده‌هایی بودند که با استفاده از گنجینهٔ واتکینز توسط گروه چینی رمزگشایی شده بود.

یک پیشگام خجالتی

واتکینز که این گنجینهٔ ارزشمند را به یادگار گذاشته است، خود به‌طوری اتفاقی و غیرعادی وارد حوزهٔ کشاورزی شد. او در ۱۹ سالگی و در دوران جنگ جهانی اول به جبهه اعزام شد. او توانسته بود جان سـالم به‌ در ببرد؛ چند ماه پس از آتش‌بس، دستوری مبنـی بر ماندن در فرانسه دریافـت کـرد. او بـاید به‌عنـوان دستیار افسر کشاورزی در فرانسه می‌ماند و وظیفهٔ کمک به کشاورزی محلی برای تأمین غذای سربازانی که هنوز در انتظار انتقال به خانه بودند را بر عهده داشت. 

آن‌طور که گریفیث می‌گوید، همین باعث علاقهٔ او به کـشاورزی شـد و پـس از بـازگـشت به انگلسـتان برای تحصیل در دانـشگاه کمبریج درخواست داد. او پـس از فارغ‌التحصیلی به بخـش کشـاورزی ایــن دانـشـگاه پیـوست. همکارانش او را «یک دانشـگاهی حجالتی و محبوب» توصیف کرده‌اند؛ مردی خجالتی که در همان دانشگاه مهم‌ترین پروژهٔ زندگی خود یعنی جمع‌آوری نمونه‌های گندم از سراسر سیاره را آغاز کرد. گریفیث می‌گوید: «واتکینز متوجه شده بود که با شـروع به پـرورش ارقـام جـدید گندم، ژن‌هایی که در آن زمان تصور می‌شد کاربرد کمی دارند و از چرخهٔ کشاورزی حـذف می‌شوند، ممکن است در آینده ارزشمند باشند. تفکر او به طرز باورنکردنی‌ای جلوتر از زمان خود بود. او متوجه شد که تنوع ژنتیکی -در این مورد، گندم- درحال فرسایش است و ما به‌شدت نیاز داریم این فرسایش را متوقف کنیم. در آن روزها تعداد بسیار کمی از دانشمندان به این موضوع فکر می‌کردند. اما واتکینز به‌وضوح خیلی جلوتر از زمان خود فکر می‌کرد و ما باید قدردان این پیشگامی او باشیم.» 

منبع: 

این گزارش با نگاهی به گزارشی با عنوان  «Goldmine collection of wheat from 100 years ago may help feed the world, scientists say» که روز ۲۴ تیر در «گاردین» منتشر شده، نوشته شده است.