涼しい霧と黒い溶岩の中で、植物学者のヴィッキーファンクは、 イリマ （ Sida fallax ）と呼ばれる黄色の花のハワイ植物から茎を切り取ります。 「溶岩が海に出ると、これが新しい島に定着します」と彼女は説明します。
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しかし、スミソニアン国立自然史博物館の研究者であるファンクは、ハワイから遠く離れています。 代わりに、彼女はワシントンDCにある米国植物園のガラス張りの温室の部屋にいます。きれいな薄い紙の上に茎を素早く振り回した後、Funkはそれを押した植物のアコーディオンのようなファイルに追加します。 それぞれが紙と厚紙の間に保存され、木製のスラットでブックエンドにされ、明るいオレンジ色のストラップで結ばれています。 一方、彼女の研究室の高校と大学のインターンは、同じ植物から組織サンプルを切り取り、液体窒素の泡立つ大釜に保管されている試験管に素早く貼り付けます。 「イリマ」にとって、スピードが重要です。 「DNAはすぐに劣化し始めます」とファンクは説明します。
水曜日に、ファンクと彼女のチームは、他の植物（カカオの木、スノーフレークアロエ、アリ植物など）からもサンプルを採取して庭を動き回りました。 彼女の作品は、スミソニアンのグローバルゲノムイニシアチブ（GGI）の一部であり、今週、大規模なサマーガーデンプロジェクトを開始しました。
Sida fallaxまたは 'ilimaは、ハワイの故郷から遠く離れた米国植物園の温室の火山岩の生息地に住んでいます。 （ヒラリー・モーガン・ワット、スミソニアン研究所） GGIは2年前に立ち上げられ、その目的は世界中のリポジトリで世界の生物多様性の半分を維持することです。 この目的を達成するために、研究者は世界中の野外調査で植物、動物、昆虫をサンプリングしてカタログ化しました。 「21世紀の保存生物学と考えてください」と、プロジェクトを監督する博物館の昆虫学者Jon Coddington氏は言います。
植物については、古い学校を新しい学校収集技術と統合することを意味します。 植物学者は、伝統的な標本標本で葉、花、さらには根を記録するために、長い間木製の植物プレスを使用してきました。 現在、組織サンプルをシリカゲルに懸濁し、液体窒素で凍結することにより、植物の遺伝的秘密をよりよく理解できます。 プレスされたサンプルは乾燥して、迷走虫を殺し、組織サンプルはメリーランド州スーツランドにある施設の博物館サポートセンターの巨大な極低温チャンバーに保管されます。
圧縮された植物標本は、植物のDNAが時間とともに分解するため、植物について多くを知ることができます。 植物の遺伝学を保存することにより、多くの研究の可能性が開かれますが、「ゲノム品質の資料へのアクセスは植物ゲノミクスの最も制限的なステップです」とコディントンは言います。 DNAを保存する最良の方法は、液体窒素でDNAを凍結し、施設の極低温貯蔵所のような施設で保存することです。
GGI Gardensプロジェクトの植物の組織サンプルは、液体窒素で満たされた巨大な極低温タンクに保管されます。 これらの氷点下のフリーザーは、最大400万個のサンプルを保持できます。 （ドナルドE.ハルバート、スミソニアン） 研究者は、人間にとって有用な植物について多くのことを知っていますが、植物の家系図には大きなギャップがあります。 大量の植物ゲノムを配列決定することで、これらのギャップを埋めることができます。 幸いなことに、それを行うためのテクノロジーは、過去10年間で大幅に安く、速くなっています。 「ヒトゲノムの配列決定には10年かかりました。 博物館の植物学者であり、スミソニアン科学副次官でもあるジョン・クレスは、次のように述べています。
現在、研究者は世界中の植物属の約3パーセントからのゲノムサンプルを持っています。 夏の間、フィールドチームは、ワシントンDCの庭園や公園で収集するだけで、世界の植物家族の半分をサンプリングするよう努めます。 次に、彼らはプロジェクトを他の植物園への道に連れて行きます。 次の2年間で、科学者は地球に生息する植物属の半分からサンプルを集めることを望んでいます。 「3パーセントから50パーセントに変わることは大きな違いです」とCoddington氏は言います。
ただし、非常に多くの植物のシーケンスには時間がかかります。 今のところ、GGIはサンプルを氷上で取得したいだけです。 簡単に識別できるように、植物ごとに異なる2つの遺伝子をシーケンスすることにより、サンプルごとにDNAバーコードを作成します。 サンプルはオンラインのデータベースに保存され、世界中の植物愛好家や研究者が利用できます。 現在のところ、このライブラリは世界中の植物を特定するのに役立ち、将来的には、科学者はそれを使用して植物ゲノム全体をシーケンスし、研究することができます。
植物園は珍しい野原のように見えるかもしれません。 一般的に、植物学者はジャングルの中を歩き回って山頂に登り、珍しい未発見の植物を集めると想像します。 ファンクと植物学の大学院生であるモーガン・ゴステルは、植物の標本を収集するためにアンデス山脈の高地に登山し、時々氷点下でキャンプし、液体窒素タンクを山に引き上げました。 このフィールド遠征では、明らかに天候が良くなり、ヒップフードトラックのランチオプションが豊富になり、彼らは家にずっと近くなります。 しかし、「コレクションを作るという汚い仕事は、実際にあなたが現場でやることと同じです」とGostel氏は述べています。
サラゲーブラーは、プリマスローズリンドウ（ サバティアケンネドゥアナフェルナルド ）から組織サンプルを採取します。 試験管をホイルで包み、携帯用液体窒素タンクに落とします。 （米国植物園） 
クリステン・ヴァン・ネストとヴィッキー・ファンクはピンクの花のプリマス・ローズリンドウの標本を押します。 植物は、サンプリングに基づいた季節の開花に選択されました。 （米国植物園） 
ファンクと彼女のチームは植物を探してUSBGでサンプリングします。 （ヘレン・トンプソン） 
ヴィッキーファンクは、マダガスカル原産の珍しいスノーフレークアロエ（ Aloe rauhii ）のサンプルをカットします。 （ヒラリー・モーガン・ワット、スミソニアン研究所） 
スノーフレークアロエのサンプルは、ファンクの植物プレスで平らになるのを待っています。 プレスを作成する際、研究者は花から根まで可能な限り多くの植物の部分を含めようとします。 （ヘレン・トンプソン） 
Sarah GablerとVicki Funkは、アリ植物（ Hydnophytum formicarum ）の組織サンプルを含む試験管を液体窒素フィールドタンクに落とします。 小さなアリはこの植物の茎に生息しています。 （米国植物園） 
米国植物園の植物学芸員ビル・マクラフリンは、水曜日のデモでサンプリングされたいくつかの植物の1つであるカカオの木（ Theobroma cacao ）からの実を保持しています。 カカオのような、人間の農業に役立ついくつかの植物ゲノムはすでに配列決定されています。 （スミソニアン協会、ジェームス・ディ・ロレート） 
インターン（左から） サラゲーブラー、アジアヒル 、クリステンヴァンネステは、米国植物園でヴィッキーファンク（右端）が植物マスコミを締めて、プリマスローズゲンチアナ（ サバティアケネドゥエンヤフェルナルド ）と呼ばれる沼地植物のサンプルを保存する様子を見るチームはまた、メモと画像を取り、収集した圧縮サンプルと凍結サンプルを別の場所に移動しました。 （スミソニアン協会、ジェームス・ディ・ロレート） 
サラ・ゲーブラー、クリステン・ヴァン・ネスト、ヴィッキー・ファンク、アジア・ヒル、モーガン・ゴステルは、サンプリング植物から休憩を取って、米国植物園の温室の外で集合写真のポーズをとります。 （スミソニアン協会、ジェームス・ディ・ロレート） では、なぜ非正統的な会場なのでしょうか？ 生きた植物博物館として、庭はゲノム配列決定のために準備された十分に文書化されたサンプルでこれらのギャップを埋める理想的な場所にあります。 「植物園は何百年もの間、このようなコレクションを集めて、何百年もの間、ルネサンスにまでさかのぼります」と、園長のアリ・ノヴィは言います。 庭園は、種の発見に関わるグループの包括的な組織としても機能します。 いくつかは種子バンクの本拠地でもあり、特定の種類の植物に特化しています。
研究者は、侵入種の特定から植物の進化に関する大きな質問への回答まで、種子および組織サンプルからあらゆる種類のことを学ぶことができます。 「無限です」と、英国のキュー王立植物園の植物進化生物学者フェリックスフォレストは指摘します。キューは、2020年までに野生植物種の25％の遺伝子サンプルを保存する同様のプロジェクトに取り組んでいます。
GGIとKewは、スミソニアンの極低温施設やスバールバル諸島の南極の種子保管庫など、バイオリポジトリの植物の多様性を維持するための大きな動きの一部です。 彼らは同様の組織と協力して、Global Genome Biodiversity Network（GGBN）を形成しました。
なぜそんなに急いでいるのか？ 「理想的には、生きた標本を保存したいのですが、それは実行不可能になりつつあります」とコディントンは言います。 先月、研究者たちは、地球はすでに6回目の大量絶滅の真っthat中にいることを示唆した。 生息地の破壊と、気候変動に関連する多くの脅威が地平線上にあるため、科学者は、できる限りサンプルを保存したいと考えています。 「これには一定の緊急性があります」とクレスは付け加えます。
現在これらのゲノムを保存することは、将来それらから学ぶのに役立ちます。 フォレストは、「遺伝子の多様性が何らかの形で保存されていれば、20年で元に戻すことができます」と同意します。 種を死から元に戻すという考えは、当然のことながら議論の余地がありますが、先に進まないでください。 森林は、「これはジュラシックパークではありません。 しかし、テクノロジーは急速に動いているため、20年後にDNAのチューブを使って何ができるかを誰が知っているのか。
