Dünya üzerinde 350.000'den fazla çiçekli bitki türü bulunmasına rağmen bunların yalnızca 12'si insanları açlıktan kurtarıyor. Charles Davis, insanların neden olduğu arazi kullanımı ve iklim değişiklikleri nedeniyle yakın gelecekte beş bitki türünden ikisinin neslinin tükeneceğini söylüyor.
Bilim Üniversitesi Herbaria (HUH) ve Kütüphaneler'de organizma biyolojisi profesörü ve damarlı bitkiler küratörü Davis, “Aslında çoğu bitki türü hakkında pek fazla şey bilmiyoruz” dedi. “Ve türler hızla yok olduğu için bu bilgi açığı giderek artıyor.”
Davis, eskiden Herbaria gibi koleksiyonların incelenmesinin, taksonomiyi daha iyi anlamak için bireysel bilim adamlarının çabası olduğunu söyledi. Artık genom bilimi ve dijitalleştirme sayesinde, dünyanın dört bir yanında işbirliği içinde çalışan araştırmacı ekipleri, doğanın hızla ısınan bir dünyaya dayanıklı olup olmadığı gibi büyük soruların üstesinden gelmek için herbaria ve diğer doğa tarihi koleksiyonlarına aynı anda erişebiliyor. Ve Bilim'daki yenilikçi bir proje, özellikle tıbbi amaçlı bitkilerle bu çabaya katkıda bulunacaktır.
Davis, “Türlerin ne olduğunu ve nerede yaşadıklarını anlamak biyolojik bilgi açısından temel olmaya devam ediyor, ancak artan arazi kullanımı ve iklim değişiklikleri karşısında artık herbaryum koleksiyonlarını birçok yeni ve önemli şekilde kullanıyoruz” dedi.
Dünya çapında yaklaşık 3.000 herbaryumda tutulan 450 milyon örnekten 5 milyondan fazlası, araştırmacılar ve arşivcilerden oluşan bir ekibin denetlediği, Bilim Üniversitesi Herbaria olarak bilinen Divinity Bulvarı'ndaki dört katlı tuğla binadaki metal dolaplarda bulunabilir. bunların kürasyonu ve dijitalleştirilmesi. Bilim'ın Teknoloji Geliştirme Ofisi yakın zamanda LVMH Recherche, Parfums Christian Dior ve Bilim ile Bilim Herbaria'daki Davis Laboratuvarı'nda tıbbi bitki koleksiyonlarının genomik analizini ve dijitalleştirilmesini destekleyecek üç yıllık bir araştırma anlaşmasını koordine etti. Bugün Current Biology'de yayınlanan yeni finanse edilen projeyi çerçeveleyen bir makale.
Davis, New England'da bulunan nilüferleri barındırması muhtemel olan dolaplardan birinin sıkıştırma kolunu çevirdiğinde Aframomum angustifolium Afrika ve Madagaskar'da yetişen yabani kakuleyi görünce, 30 yıl önce Michigan Üniversitesi'ndeki herbaryuma ilk girdiğindeki kadar heyecanlı.
“Uzun zamandır herbaryum koleksiyonları üzerinde çalışıyorum ve temel olarak bunların asıl amacı, gezegeni paylaştığımız bitki türlerinin kalıcı bir kaydını depolamak ve onların nerede yaşadıklarını anlamaktı. Ve bu hâlâ çok önemli. Ancak bu koleksiyonlar artık koruma, genomik, biyokimya ve insanların kullandığı bitkilerle ilgili diğer birçok soruyu yanıtlayan çok çeşitli şekillerde kullanılabilir. Ve bunlar, birçok yönden, Bilim'da bu alanda neredeyse yirmi yıldır ders verdiğim için şu anda en çok heyecanlandığım alanlardır” dedi.
Örnek olarak New England'da yaygın olarak bulunan ve çiçeklenme zamanları Dünya'nın ısınmasıyla yakından bağlantılı olan bitkilere işaret ediyor.
“Bahar erken geldiğinde bu bitkiler daha erken çiçek açmaya başlıyor. Ancak dünyanın diğer bölgelerinde, özellikle de tropik bölgelerde yetişen bitki türlerinin büyük çoğunluğunun, küresel ısınmaya nasıl tepki verdiklerine dair hiçbir fikrimiz yok. Dolayısıyla yapmaya çalıştığımız şey, bu verileri toplamak ve bunları Büyük Veri'nin 'küresel meta herbaryumunda' birleştirmek için kitle kaynak kullanımı ve makine öğrenimini devreye sokmak” dedi.
Davis'in bitki çeşitliliği dersinde öğrenci olan araştırma asistanı ve proje yöneticisi Jackson Kehoe '22, insanlık tarihi boyunca tıbbi amaçlı kullanılan, dünyanın dört bir yanından önemli bitki türlerinden oluşan bir koleksiyonu harekete geçirecek olan proje hakkında heyecanla konuştu. amaçlar. “Hepimizin sağlıklı olmanın ne anlama geldiği ve insan vücut sisteminin hastalıkları iyileştirmek için bitkilerle nasıl etkileşime girdiği konusunda farklı fikirleri var. Ve bunu keşfetmek işin ilginç bir parçasıydı” dedi. “Ürettiğimiz devasa miktarda veri daha da heyecan verici. Haftalar geçtikçe araştırma olanakları çoğalıyor.”
Davis, bilinen 35.000 şifalı bitki türünün çoğunun, daha geleneksel, Batı merkezli anlamda tedavi edici değerleri açısından değerlendirilmediğini belirtti. “Jackson ve ben sadece Batı Avrupa'nın değil, geleneksel farmakopeler arasındaki bağlantıları arıyorduk. Tıbbi malzeme ama aynı zamanda Hindistan'dan ve Çin'den gelen eski metinler de var. Buradaki fikir şu; eğer Hindistan'daysanız X türünü kullanabilirsiniz, ancak X türünün yetişmediği Güneydoğu Asya'da onun yakın akrabalarından biri de benzer şekilde kullanılır. Daha sonra şifalı bitkilerin evrimsel sıcak bölgelerini bir araya getirmeye başlayabiliriz.”
“Çoğu insanın anlamadığı şey, gelişmekte olan dünyanın en az yüzde 75'inin, çoğu ya bütün bitkilerden, bitki parçalarından ya da bitkilerden elde edilen bileşiklerden oluşan doğal ilaçlara dayanmasıdır. Ancak önemlerine rağmen bitkilerden veya diğer türlerden yeni ilaçlar keşfetmeye yönelik geniş çaplı çalışmalar çok fazla değil.”
Coğrafi ve eko-evrimsel modeller oluşturmak için dijitalleştirilmiş örneklerin kullanılması, bilim adamlarının türlerin dağılımlarının farklı iklim değişikliği senaryoları altında nasıl değişeceğini tahmin etmelerine de olanak tanıyacak: “Kültürel yörüngeleri ve insan göçlerini şekillendiren önemli türler ne kadar güvenli ve yeterince güvenli miyiz? Gelecekteki felaketleri önlememizi sağlayacak genetik materyali toplayıp koruyabildik mi?” Davis dedi.
“Bitkiler dünyadaki tüm yaşamın temelini oluşturuyor, insanlara ve sayısız diğer türlere yiyecek, barınak ve ilaç sağlıyor, ancak bunların yüzde 40'ı hızla yok olma yolunda” diye ekledi. “Henüz tüm sonuçlara sahip değiliz, ancak tahminimce bu önemli türlerin çoğunu koruma konusunda oldukça zayıf bir iş yaptık.”
Bilim Üniversitesi Herbaria (HUH) ve Kütüphaneler'de organizma biyolojisi profesörü ve damarlı bitkiler küratörü Davis, “Aslında çoğu bitki türü hakkında pek fazla şey bilmiyoruz” dedi. “Ve türler hızla yok olduğu için bu bilgi açığı giderek artıyor.”
Davis, eskiden Herbaria gibi koleksiyonların incelenmesinin, taksonomiyi daha iyi anlamak için bireysel bilim adamlarının çabası olduğunu söyledi. Artık genom bilimi ve dijitalleştirme sayesinde, dünyanın dört bir yanında işbirliği içinde çalışan araştırmacı ekipleri, doğanın hızla ısınan bir dünyaya dayanıklı olup olmadığı gibi büyük soruların üstesinden gelmek için herbaria ve diğer doğa tarihi koleksiyonlarına aynı anda erişebiliyor. Ve Bilim'daki yenilikçi bir proje, özellikle tıbbi amaçlı bitkilerle bu çabaya katkıda bulunacaktır.
Davis, “Türlerin ne olduğunu ve nerede yaşadıklarını anlamak biyolojik bilgi açısından temel olmaya devam ediyor, ancak artan arazi kullanımı ve iklim değişiklikleri karşısında artık herbaryum koleksiyonlarını birçok yeni ve önemli şekilde kullanıyoruz” dedi.
Dünya çapında yaklaşık 3.000 herbaryumda tutulan 450 milyon örnekten 5 milyondan fazlası, araştırmacılar ve arşivcilerden oluşan bir ekibin denetlediği, Bilim Üniversitesi Herbaria olarak bilinen Divinity Bulvarı'ndaki dört katlı tuğla binadaki metal dolaplarda bulunabilir. bunların kürasyonu ve dijitalleştirilmesi. Bilim'ın Teknoloji Geliştirme Ofisi yakın zamanda LVMH Recherche, Parfums Christian Dior ve Bilim ile Bilim Herbaria'daki Davis Laboratuvarı'nda tıbbi bitki koleksiyonlarının genomik analizini ve dijitalleştirilmesini destekleyecek üç yıllık bir araştırma anlaşmasını koordine etti. Bugün Current Biology'de yayınlanan yeni finanse edilen projeyi çerçeveleyen bir makale.
Davis, “İnsanlığın yayılmasında ve kültürel yörüngelerde merkezi rol oynayan, insan kullanımına yönelik bu önemli bitkilerle ilgili büyük resim türünden soruları gerçekten ele almak için çok büyük kaynaklar üretiyoruz” dedi. “Türlerin 'barkodlanması' için, bu numunelerden ve son teknoloji DNA dizisi teknolojilerinden ve yapay zekadan yararlanarak sahadaki şifalı bitkilerin tanımlanmasını geliştiren yeni bir yöntem geliştirdik. Dijitalleştirme süreci, araştırmacıların antik ekosistemleri yeniden yapılandırmaktan, tarımı etkileyen mikroskobik istilacı patojenleri hedeflemekten yeni türleri tanımlamaya kadar her şeyi yapmasına olanak tanıyacak.”
Davis, New England'da bulunan nilüferleri barındırması muhtemel olan dolaplardan birinin sıkıştırma kolunu çevirdiğinde Aframomum angustifolium Afrika ve Madagaskar'da yetişen yabani kakuleyi görünce, 30 yıl önce Michigan Üniversitesi'ndeki herbaryuma ilk girdiğindeki kadar heyecanlı.
“Uzun zamandır herbaryum koleksiyonları üzerinde çalışıyorum ve temel olarak bunların asıl amacı, gezegeni paylaştığımız bitki türlerinin kalıcı bir kaydını depolamak ve onların nerede yaşadıklarını anlamaktı. Ve bu hâlâ çok önemli. Ancak bu koleksiyonlar artık koruma, genomik, biyokimya ve insanların kullandığı bitkilerle ilgili diğer birçok soruyu yanıtlayan çok çeşitli şekillerde kullanılabilir. Ve bunlar, birçok yönden, Bilim'da bu alanda neredeyse yirmi yıldır ders verdiğim için şu anda en çok heyecanlandığım alanlardır” dedi.
Örnek olarak New England'da yaygın olarak bulunan ve çiçeklenme zamanları Dünya'nın ısınmasıyla yakından bağlantılı olan bitkilere işaret ediyor.
“Bahar erken geldiğinde bu bitkiler daha erken çiçek açmaya başlıyor. Ancak dünyanın diğer bölgelerinde, özellikle de tropik bölgelerde yetişen bitki türlerinin büyük çoğunluğunun, küresel ısınmaya nasıl tepki verdiklerine dair hiçbir fikrimiz yok. Dolayısıyla yapmaya çalıştığımız şey, bu verileri toplamak ve bunları Büyük Veri'nin 'küresel meta herbaryumunda' birleştirmek için kitle kaynak kullanımı ve makine öğrenimini devreye sokmak” dedi.
Davis'in bitki çeşitliliği dersinde öğrenci olan araştırma asistanı ve proje yöneticisi Jackson Kehoe '22, insanlık tarihi boyunca tıbbi amaçlı kullanılan, dünyanın dört bir yanından önemli bitki türlerinden oluşan bir koleksiyonu harekete geçirecek olan proje hakkında heyecanla konuştu. amaçlar. “Hepimizin sağlıklı olmanın ne anlama geldiği ve insan vücut sisteminin hastalıkları iyileştirmek için bitkilerle nasıl etkileşime girdiği konusunda farklı fikirleri var. Ve bunu keşfetmek işin ilginç bir parçasıydı” dedi. “Ürettiğimiz devasa miktarda veri daha da heyecan verici. Haftalar geçtikçe araştırma olanakları çoğalıyor.”
Davis, bilinen 35.000 şifalı bitki türünün çoğunun, daha geleneksel, Batı merkezli anlamda tedavi edici değerleri açısından değerlendirilmediğini belirtti. “Jackson ve ben sadece Batı Avrupa'nın değil, geleneksel farmakopeler arasındaki bağlantıları arıyorduk. Tıbbi malzeme ama aynı zamanda Hindistan'dan ve Çin'den gelen eski metinler de var. Buradaki fikir şu; eğer Hindistan'daysanız X türünü kullanabilirsiniz, ancak X türünün yetişmediği Güneydoğu Asya'da onun yakın akrabalarından biri de benzer şekilde kullanılır. Daha sonra şifalı bitkilerin evrimsel sıcak bölgelerini bir araya getirmeye başlayabiliriz.”
“Çoğu insanın anlamadığı şey, gelişmekte olan dünyanın en az yüzde 75'inin, çoğu ya bütün bitkilerden, bitki parçalarından ya da bitkilerden elde edilen bileşiklerden oluşan doğal ilaçlara dayanmasıdır. Ancak önemlerine rağmen bitkilerden veya diğer türlerden yeni ilaçlar keşfetmeye yönelik geniş çaplı çalışmalar çok fazla değil.”
Coğrafi ve eko-evrimsel modeller oluşturmak için dijitalleştirilmiş örneklerin kullanılması, bilim adamlarının türlerin dağılımlarının farklı iklim değişikliği senaryoları altında nasıl değişeceğini tahmin etmelerine de olanak tanıyacak: “Kültürel yörüngeleri ve insan göçlerini şekillendiren önemli türler ne kadar güvenli ve yeterince güvenli miyiz? Gelecekteki felaketleri önlememizi sağlayacak genetik materyali toplayıp koruyabildik mi?” Davis dedi.
“Bitkiler dünyadaki tüm yaşamın temelini oluşturuyor, insanlara ve sayısız diğer türlere yiyecek, barınak ve ilaç sağlıyor, ancak bunların yüzde 40'ı hızla yok olma yolunda” diye ekledi. “Henüz tüm sonuçlara sahip değiliz, ancak tahminimce bu önemli türlerin çoğunu koruma konusunda oldukça zayıf bir iş yaptık.”