Die Geschichte der Samenkeimung auf dem Mount Everest

Forscher wandern auf dem Moränenkamm auf über 5.900 Metern Höhe. Foto von Guo Yongjie (People's Vision)

Schneehase mit Schnee bedeckt. Foto von Guo Yongjie (People's Vision)

Im vergangenen September sammelten chinesische Forscher erfolgreich Samen des Sumeru-Fächersenfs auf 6.212 Metern Höhe am Ost-Rongbuk-Gletscher des Mount Everest und stellten damit einen neuen Rekord für die höchste Höhe auf, in der in meinem Land Pflanzensamen gesammelt wurden.

Im Juli dieses Jahres keimten alle fünf gesammelten Samenarten der Mount-Everest-Pflanze erfolgreich, nachdem sie fast ein Jahr lang in einem Kühlhaus bei minus 20 Grad Celsius gelagert worden waren. Dies bedeutet, dass es meinem Land gelungen ist, die Samen von Pflanzen zu sammeln und zu konservieren, die in den höchsten Höhen der Welt wachsen, und damit den Grundstein für die künftige Forschung zu entsprechenden Keimplasmaressourcen zu legen.

Es liegt 6.212 Meter über dem Meeresspiegel und hat endlose schneebedeckte Gipfel. Am Fuße des Mount Everest ist sogar der felsige Strand das ganze Jahr über mit Schnee bedeckt. Starke Winde, extreme Kälte, Sauerstoffmangel … Können wir in dieser „verbotenen Zone des Lebens“ noch Spuren von Lebewesen finden?

Im September 2021 sammelten Forscher der Southwest China Wild Organisms Germplasm Bank (nachfolgend „Keimbank“ genannt) des Kunming Institute of Botany der Chinesischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer botanischen Forschungsexpedition auf 6.212 Metern Höhe am östlichen Rongbuk-Gletscher des Mount Everest erfolgreich Samen der Senfpflanze und stellten damit einen neuen Rekord für die höchste Höhe auf, in der in meinem Land Pflanzensamen gesammelt wurden.

Nachdem die Samen fast ein Jahr lang in einem Kühlhaus bei minus 20 Grad Celsius gelagert worden waren, beschlossen die Forscher, ein Keimungsexperiment mit ihnen durchzuführen. Kann der Sumeru-Fächersenf „wieder zum Leben erweckt“ werden und zum höchstgelegenen Pflanzensamen der Welt werden, der erfolgreich konserviert werden kann?

Die Sammlung wurde auf 6.212 Metern Höhe durchgeführt, womit der Rekord für die höchste Höhe zum Sammeln von Pflanzensamen in meinem Land gebrochen wurde.

Das Finden von Samen erfordert Geduld und Mut. Manchmal gehört auch ein wenig Glück dazu.

Am 24. September 2021 bestieg ein achtköpfiges Team, darunter Guo Yongjie und Zhao Yanhui, Mitglieder des Sammelteams der Keimplasmabank, erneut den Mount Everest, um den Höhenrekord meines Landes für das Sammeln von Pflanzensamen herauszufordern.

Ende September ist es zwar schon Herbst und die Tage werden kühler, aber für die Pflanzen auf dem Mount Everest ist es die beste phänologische Zeit zum Sammeln von Samen.

Bisher gab es 15 Pflanzenarten, die in Höhen über 6.100 Metern gesammelt und weltweit öffentlich zugänglich waren. Die meisten davon wurden von ausländischen Wissenschaftlern gesammelt. Das Sammelteam muss nicht nur Pflanzen finden, sondern auch reife Samen sammeln, was den Schwierigkeitsgrad erheblich erhöht.

Das Ziel dieser Reise ist der Geröllstrand des östlichen Rongbuk-Gletschers des Mount Everest. Die Bereiche zwischen den Felsen sind für die Entdeckung von Pflanzen am aussichtsreichsten. Vom Übergangslager auf 5.800 Metern Höhe ausgehend, verwischte der fliegende Schnee die Eisrisse unter ihren Füßen. Bei der Besteigung des Mount Everest mussten die Mitglieder des Sammelteams bei jedem Schritt äußerst vorsichtig sein.

Als sie eine Höhe von etwa 6.200 Metern erreichten, waren seit dem Aufbruch des Sammelteams mehrere Stunden vergangen. Der begleitende Führer summte eine alte lokale Ballade, während die Mitglieder des Sammlungsteams sich bückten und sorgfältig suchten.

„Sumeru-Fächersenf!“ Guo Yongjie erkannte die getarnte Pflanze auf den ersten Blick in den Rissen der Trümmer. Er kniete und hockte halb, um den Sumeru-Fächersenf aus verschiedenen Winkeln zu fotografieren, und notierte sorgfältig die Höhe und andere Standortinformationen des Sammelorts – 6.212 Meter über dem Meeresspiegel. Dies war die erste Pflanze, die das Sammelteam in einer Höhe von über 6.000 Metern sah. Was Guo Yongjie noch glücklicher machte, war, dass einige der Schoten dieser Senfpflanze Risse hatten, was auch bedeutete, dass das Sammelteam die Möglichkeit hatte, die Samen dieser Pflanze zu sammeln.

In diesem Moment offenbarte der Mount Everest in der Ferne sein wahres Aussehen. Guo Yongjie konnte nicht anders, als die Pflanze vorsichtig in seine Hand zu heben. Die kleinen und zerbrechlichen Zweige und Blätter schwankten im Wind und blickten auf die hoch aufragenden schneebedeckten Berge in der Ferne. Der Mount Everest ist beeindruckend, aber seine Zähigkeit steht der des Mount Everest in nichts nach.

Schließlich erreichte das Sammelteam eine Höhe von 6.605 Metern am Mount Everest, konnte dort aber leider keine Spur von Pflanzen finden. Die diesmal gesammelten Samen des Sumeru-Fächersenfs brachen den Rekord für die höchste Höhe, in der in meinem Land Pflanzensamen gesammelt wurden.

Bei -20 Grad Celsius gelagert, können Samen Jahrzehnte oder sogar Jahrtausende überdauern

Tatsächlich startete die Keimplasmabank im August 2021 einen Aktionsplan zur Sammlung von Samen der am höchsten wachsenden Pflanzen der Welt. Im September desselben Jahres bestiegen Wissenschaftler zum zweiten Mal den Mount Everest. Als nationale strategische biologische Ressource wurden die am Mount Everest gesammelten Pflanzensamen schnell an die Keimplasmabank in Kunming geschickt.

Für eine vollständige Saatgutprobe sind gemäß den Standards der Keimplasmabank mindestens 2.500 Samen erforderlich, optimal sind etwa 10.000 Samen. Allerdings sind Pflanzensamen in den Höhenlagen des Mount Everest äußerst knapp und können den Grundbedarf von 2.500 Samen nicht decken. Wir können nur so viele wie möglich sammeln und bewahren.

Jeder Samen ist sehr wertvoll und muss mit besonderer Sorgfalt gelagert und behandelt werden. „Zeitpunkt und Ort der Samensammlung, Längen- und Breitengrad, Höhe, Arteninformationen, ursprüngliche Samenqualität, Menge und andere Informationen müssen zeitnah und genau in die Datenbank eingegeben werden, um sie für zukünftige Forschungen und ökologische Wiederherstellungen verwenden zu können.“ sagte Qin Shaofa, Leiter des Saatgutmanagementteams des Germplasm Bank Preservation Center.

Qin Shaofa und sein Team legten die gezählten und gewogenen Samen von Pflanzen wie dem Sumeru-Fächersenf und dem Mausknochen-Schneekaninchen in den Haupttrockenraum. Nach einem Monat Lagerung in einer Umgebung mit einer Temperatur von 15 Grad Celsius und einer Luftfeuchtigkeit von 15 % sank der Feuchtigkeitsgehalt der Samen auf etwa 5 %.

Bei niedrigen Temperaturen und Trockenheit verfallen die wertvollen Samen von Pflanzen wie dem Sumeru-Fächersenf und dem Schneehasen in eine „Ruhephase“, werden dann versiegelt und zur langfristigen Konservierung in ein Kühlhaus geschickt. „Bei einer konstanten Temperatur von minus 20 Grad Celsius werden diese Samen voraussichtlich Jahrzehnte oder sogar Tausende von Jahren überdauern“, sagte Qin Shaofa.

„Die Keimplasma-Ressourcen am Mount Everest sind einzigartig und die darin enthaltenen Gene extrem selten. Gerade wegen ihrer Seltenheit müssen wir Schwierigkeiten überwinden und dem Sammeln und Bewahren Priorität einräumen“, sagte Cai Jie, Direktor des Germplasm Bank Preservation Center. Darüber hinaus sammelte das Sammelteam im Höhenbereich zwischen 3.700 und 4.700 Metern auch mehr als 40 Arten Wildpflanzensamen, die im Lager aufbewahrt wurden.

„Das Sammeln und Aufbewahren von Saatgut in der Mount-Everest-Region ist eine nationale strategische biologische Ressource und wird dazu beitragen, die Arten- und genetische Vielfalt in der Mount-Everest-Region zu schützen und gleichzeitig Rohstoffe für die Forschung und Nutzung damit verbundener Keimplasma-Ressourcen in der Zukunft bereitzustellen“, sagte Cai Jie.

Samen von fünf Wildpflanzen in der Everest-Region keimten alle erfolgreich

Im Juli dieses Jahres wurden die Samen von fünf Wildpflanzen aus der Mount Everest-Region, darunter Senf, Schneehase, Tibetischer Sanddorn, Pedicularis cardinalis und Oxytropis microphylla, nach fast zehnmonatiger Lagerung bei niedrigen Temperaturen vom Saatkeimungsleiter Yang Juan aus dem Kühlhaus geholt. Nachdem sie zum Aufwärmen in einen Trockenraum gestellt wurden, wurden einige von ihnen vorsichtig auf das Agar-Nährmedium gelegt.

„Um sicherzustellen, dass die in der Keimplasmabank gelagerten Samen lebendig sind, wird jeder Samen in regelmäßigen Abständen beprobt und auf Vitalität getestet.“ Yang Juan sagte, dass zehn Monate nach der Sammlung der Samen der Mount-Everest-Pflanze das erste Keimungsexperiment mit fünf Arten von „Mount-Everest-Samen“, darunter dem Samen aus der höchsten Höhe, dem Senffarn, eingeleitet wurde.

Dieses Experiment ist entscheidend. Wenn die Samen erfolgreich keimen, ist dies der Beweis dafür, dass diese Partie Wildpflanzensamen im Gebiet des Mount Everest wirksam konserviert wurde. Tatsächlich hatten ausländische Forscher zuvor Samen aus größeren Höhen gesammelt, doch die Samen keimten nicht, nachdem sie eine Zeit lang in einem Kühlhaus gelagert worden waren. Wenn der Sumeru-Fächersenf erfolgreich keimen kann, bedeutet dies, dass es sich um den in der höchsten Lage der Welt erfolgreich konservierten Samen handelt.

Aus populärwissenschaftlichen Gründen hat der Reporter den gesamten Prozess der Samenkeimung mit einer Makrokamera und Zeitrafferfotografie aufgezeichnet. Allerdings kann niemand garantieren, dass Pflanzensamen aus extrem hochgelegenen Gebieten nach fast einem Jahr Gefrierzeit in einem Gebiet auf 1.900 Metern Höhe keimen können.

In den ersten beiden Tagen zeigten die fünf Samenarten, abgesehen von der Wasseraufnahme und dem Größerwerden, fast keine Bewegung. Cai Jies Worte zerstreuten die Sorgen des Teams jedoch: „Das Klima in der Everest-Region ist rau und wechselhaft. Um den Lebenszyklus so schnell wie möglich abzuschließen, sollten die Samen schneller keimen.“

Und tatsächlich begannen ab dem dritten Tag die Keimwurzelenden vieler Samen Veränderungen zu zeigen. zwei Tage später durchbrach die Keimwurzel des Tibetischen Sanddorns als erste die Samenschale und wuchs nach unten; Auch die Samen von Pflanzen wie dem Sumeru-Fächersenf und dem Schneehasen durchbrachen nacheinander die Samenschale, und der Embryo und die Keimblätter streckten sich langsam aus und wuchsen zu Sämlingen heran.

In nur 9 Tagen keimten alle Samen von 5 Wildpflanzenarten in der Mount Everest-Region erfolgreich. Insbesondere die Keimung des Sumeru-Fächersenfs beweist, dass es meinem Land gelungen ist, die Samen der höchstgelegenen Pflanze der Welt zu sammeln und zu konservieren.

Die Keimplasmabank bewahrt nicht nur Pflanzensamen des Mount Everest auf, sondern auch Zehntausende wertvoller Keimplasmaressourcen. Seit ihrer Inbetriebnahme hat die Keimplasmabank 87.863 Kopien von 10.917 Arten wilder Pflanzensamen in meinem Land konserviert, und 36 % der Gesamtzahl der Blütenpflanzenarten in meinem Land sind hier gesichert.

Ein Samenkorn trägt vom Augenblick seiner Geburt an die Hoffnung auf Leben in sich. Die in der Southwest China Wildlife Germplasm Resource Bank gesammelten Samen geben zweifellos neue Hoffnung für den Erhalt der Artenvielfalt.

(Ursprünglich veröffentlicht in People's Daily, 21.12.2022, S. 13)