国际生物多样性日|从基因到生态,浅析生物多样性保护“冻龄”科技

2025年05月22日15:00:13 科学 6663

  5月22日是第25个国际生物多样性日,今年的主题是“万物共生 和美永续”,呼吁以人与自然和谐共生之道,创和美永续之路,推进全球生物多样性保护治理新进程。

  什么是生物多样性?我们为什么要保护生物多样性?种质资源保护与生物多样性保护到底有何关系?目前中国在生物多样性保护方面有哪些强有力的举措?在2025年国际生物多样性日来临之际,我们不妨透过本文,从了解生物多样性保护出发,探寻下埋藏在-80℃冷冻技术下的“生命密码”。

  生物多样性:护持地球生命的“免疫系统”

  万物各得其和以生,各得其养以成。生物多样性是指所有来源的形形色色生物体,这些来源包括陆地、海洋和其他水生生态系统及其所构成的生态综合体。从基因和染色体到动物、植物和生态系统,可以说,生物多样性是支配所有物种生态互动的生命之网。

  人们生活的自然界极其复杂且色彩缤纷,其根本在于生物的多样性。它包含物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性三个层次,不仅是自然界形成与进化的重要基础,也为人类的生存与发展提供物质与环境方面的保证。

  全球有一半的gdp产出都与生物多样性有关,近40%人口的生计依赖海洋生物的多样性,鱼类为近30亿人口提供了20%的动物蛋白;超过80%的人类膳食来自植物,70%用于治疗癌症的药物中,约七成来源于动植物。

  然而,栖息地日益缩小、气候变化、环境污染、自然资源过度开采等问题,正在严重威胁地球的生物多样性。联合国发布的相关评估报告显示,全球有超过100万种生物正面临灭绝威胁,灭绝速度为2000年前的一千倍以上。联合国粮农组织发表报告称,自1900年至2000年的100年间,粮食作物的多样性已经损失了75%。并预测,至2055年,花生、土豆和豆类等重要粮食作物多达22%的野生近缘物种将会因气候变化而消失……

  国际生物多样性日:全球意识觉醒与共识行动

  每一个物种都扮演着独一无二的角色,为地球生命构筑起坚固的防线。生物多样性如果不加以保护,人类将面临食物不足、清洁水源缺乏、空气质量下降等问题,世界将充满各种废弃物。由于人类频繁的工业和商业活动,近年来,物种灭绝加剧、遗传多样性减少及生态系统特别是热带森林和湿地大规模破坏引起国际社会极大关注。

  在此背景之下,1993年,联合国环境规划署设立了国际生物多样性日(international day for biological diversity)这一全球性纪念日,旨在增强公众对生物多样性三大层次的理解和认识,同时鼓励在地方、国家和国际层面倡导生物多样性保护的理念和行为。

  最初节日定于每年12月29日。2000年,联合国大会通过决议,将日期调整为5月22日,以纪念1992年5月22日内罗毕会议通过的《生物多样性公约》文本。也因此,2001年5月22日成为日期更改后的第一个"国际生物多样性日"。

  中国行动:生物多样性保护的多元实践

  生物多样性丧失对人类社会的影响广泛而深远。保护生物多样性已成为关乎人类未来生存和发展的迫切需求。

  作为全球生物多样性最丰富的国家之一,多年来,中国的生物多样性保护一直铿锵有力。从构建以国家公园为主体的自然保护地体系,优化就地保护体系;到完善迁地保护体系,加快重要生物遗传资源收集保存和利用,系统实施濒危物种拯救工程;再到签署《生物多样性保护公约》,制定生物多样性保护相关的法律法规,承办缔约方大会……

  在多方的共同努力下,我国90%的陆地生态系统类型和74%的国家重点保护野生动植物种群得到有效保护,300多种珍稀濒危野生动植物野外种群数量得到恢复与增长。值得一提的是,历时13年创建完成的中国西南野生生物种质资源库,抢救性采集和保存了中国大量具有重要价值的生物种质资源,与英国的“千年种子库”、挪威的“斯瓦尔巴全球种子库”一起成为全球生物多样性保护的重要设施,守卫着粮食安全的底线和地球多样之美。

  种质资源库:物种复苏的“生命密码”

  种子、植株、胚胎、细胞、组织等,这些植物、动物或微生物等身上的可以用于遗传改良和利用的生物物质都是种质资源,也叫遗传资源,是生物多样性的基石。研究表明,在极端低温下,活细胞内的物质代谢和生长活动几乎完全终止,可长期保持形态发育的潜能,并能保持遗传形状的稳定。因此,在诸多生物多样性保护措施中,通过建立种质资源库等迁地保护体系,将各种种质资源进行长期、有效、安全的“冻龄”保存,可以为物种的复育和繁衍提供保障。这就对种质资源保存的数量和质量提出了更高要求。

  “传统的种质资源存储模式,因存储设备的自动化、智能化程度不高,加上操作标准不一,存在种质资源保存不当,人工低效、易丢失出错,信息难追溯等问题。”海尔生物医疗生物样本库产业相关负责人介绍道,“聚焦不同种质资源保藏管理,我们已创新出包含超低温保存箱、-80℃智能化生物样本存储系统、 -196℃智能化液氮生物样本存储系统、生命方舟等,覆盖-196℃至常温全温域、贯穿样本从采集、运输、处理、存储到信息管理等全场景、全生命周期的智慧生物样本库场景,为植物、动物、微生物等不同种质资源提供全方位保存和利用技术保障。”

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海尔生物医疗全球第四代生物样本库“生命方舟”

  据了解,海尔生物医疗是盈康一生旗下面向全球的生命科学与医疗创新数字化场景方案服务商,已在生物样本库领域深耕多年,曾主导或参与制定《生物样本深低温储存技术规范》《自动化低温生物样本库》等多项标准及技术规范。其智慧生物样本库方案已应用于中国西南野生生物种质资源库旗下动物种质资源库、中国大熊猫保护研究中心都江堰基地、中科院成都生物研究所两栖爬行动物标本馆、国家中药种质资源库、南方海洋实验室(珠海)海洋生物资源库、英国国家动物学生物样本库cryoarks等国内外多个大型种质资源库,助力全球生物多样性治理水平提升。

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南方海洋实验室(珠海)海洋生物资源库

  其中,依托海尔生物医疗智慧生物样本库方案,在中国西南野生生物种质资源库旗下动物种质资源库,库内朱鹮滇金丝猴绿孔雀亚洲象等250多万份珍稀或特有动物的组织、核酸、细胞样本,实现了自动化、信息化、智能化保藏管理。在南方海洋实验室(珠海)海洋生物资源库,可同时开展活体与菌株、化合物、dna等多层次的种质资源保存,库内规划保藏的超500万份海洋生物的种质资源、基因资源和天然产物资源等,均可实现从预处理、转运到入库、出库全流程的自动化、无人化、智能化管理。

  生物多样性保护作为一项长期性系统工程,需依赖社会多元主体的协同推进。当前,越来越多的企业开始将生态保护纳入战略规划,与公众环保行为形成良性互动,逐步构建了新型生态治理格局,促进人与自然和谐共生,共享地球多样之美。

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