Centrul pentru Biodiversitate și Conservare al ICHAT-USAMV Cluj-Napoca – admirabil loc de conservare a plantelor din tezaurul natural al Transilvaniei

Este un privilegiu să fii primit în lumea feerică a Centrului pentru Biodiversitate și Conservare al Universității de Științe Agricole și Medicină Veterinară. De la bun început ești cucerit de estetica edificiului proiectat de arhitectul Vlad Sebastian Rusu care a îmbinat armonios în structura clădirii componente ultramoderne cu fragmente de zidărie de secol al XI-lea, de piatră și cărămidă, impecabil restaurate. Și tot un privilegiu e să urmărești explicațiile de mare ținută academică oferite de profesor universitar dr. Corina Cătană despre conservarea plantelor ”create de natură și nu de om”.

Reporter „Făclia”: La Centrul pentru Biodiversitate și Conservare ne afăm într-un adevărat univers legendar. Aici le spunem ”semințelor că sunt semințe” (Nichita Stănescu), aflăm lucruri neștiute despre germoplasmă, conservarea in vitro și crioconservarea plantelor, ori admirăm, în eprubete, etape din fireasca lor renaștere. Aici e locul minunat în care sunt conservate cu o pricepere fără egal mirabile creații vegetale ale naturii…

Prof. univ. dr. Corina Cătană: Mă bucur că folosiți termenul corect din limba română ”conservare” și nu împrumutul ”prezervare”, preluat din engleză, dar fără a acoperi în niciun fel o lacună a limbii noastre. Am văzut în foarte multe manuale dar și în exprimarea multor titrați că se folosește termenul ”prezervare”: NU!, corect e conservare, cuvântul moștenit de noi din limba latină. Ideea de conservare vine dintr-o necesitate. Activitatea antropică se dezvoltă din ce în ce mai mult, spațiile naturale încep să fie cotropite de orașe. Cele din mediul rural sunt stăbătute de șosele, de căi ferate ori devin extinse zone industriale. Aceste intervenții umane diminuează, divizează, decimează sau chiar blochează activitatea ecosistemelor. Când vorbim de un ecosistem ne referim la toate lanțurile trofice adiacente. Prima verigă sunt plantele. Conservarea speciilor poate fi alterată de prezența umană chiar în teritoriul în care ele trăiesc.

Viața economică își are dezvoltarea ei, lumii îi place tehnologia secolului în care trăim. Nu putem ignora această dezvoltare, numai că trebuie să o facem cu cap, adică să găsim linia de mijloc între a conserva natura și a o utiliza în scopurile noastre. A apărut ideea de conservare ex-situ, în laboratoare, deosebită radical de cea in situ – care se face exact pe locul unde se află specia respectivă. Din astfel de rațiuni au și fost delimitate rezervații naturale, arii protejate de nivel regional, național, european sau global, unde omul nu poate interveni în scopuri economice. În acest mod se poate vedea și cum evoluează aceste specii. Atunci când sunt lăsate în pace în spațiul lor, ele se adaptează la diferiți factori de stres biotici și abiotici – schimbări climatice, intervenția unei specii invazive, schimbări de compoziție chimică a solului, etc.. Viața și natura sunt mereu active, sunt într-o continuă schimbare. Și atunci, factorii aceștia de stres produc, evident, schimbări și asupra structurii genetice în primul rând și a evoluției plantelor in situ, adică în locul unde ele există. De exemplu, acum trăim sub influența fosforului din atmosferă, ca urmare a războaielor care se duc în jurul nostru, a exploziilor zilnice de bombe, a experimentelor de tot felul, a incendiilor devastatoare de păduri, a metalelor grele din apa freatică. Nu putem ignora aceste situații: au un efect distructiv asupra naturii. Specii noi de insecte prădătoare apar ca urmare a faptului că facem tot felul de schimburi alimentare comerciale, ne trezim cu tot felul de colonii de ouă de insecte din alte zone ale lumii, care se dezvoltă nestânjenite, fiindcă, necunoscându-le, păsările nu le mănâncă; așa că astfel de insecte se înmulțesc repede, își găsesc ușor plante gazdă.

Conservarea ex situ, e în afara locului, adică în laboratoare. Înainte de a vorbi de Centrul nostru de la USAMV, vreau să vă spun că eu m-am familiarizat cu tema crioconservării încă de pe vremea când lucram la Institutul de Cercetări Biologice din Cluj. Acolo a fost și este activ și azi un colectiv de remarcabili promotori ai crioconservării în România. Cercetător Dr. Adela Halmagyi este biologul cu cea mai bună experiență din România pe acest domeniu. Tot ce știu eu legat de criocoservare, am învățat de la Dr. Adela Halmagyi. Clădirea Centrului pentru Biodiversitate și Conservare al USAMV a fost construită între anii 2001-2009, iar activitatea laboratoarelor a pornit concret, în 2017, în urma unui proiect major care a permis dotarea cu toate cele necesare. Este singurul centru din România cu cele patru forme de conservare ex situ. În țara noastră sunt foarte multe centre de cercetare care fac conservare, mare parte sunt centre de ameliorare care creează soiuri cultivate și hibrizi și se numesc ”menținători de soiuri, hibrizi și linii”, printre care, de exemplu, Staţiunea de Cercetare-Dezvoltare Agricolă Turda, Stațiunea Experimentală Agricolă Lovrin (Timiș). Sunt, desigur, centrele de tradiție națională în care sunt create soiuri, precum Institutul de Cercetare a Cartofului și Sfeclei (ICCS) din Brașov, Staţiunea de Cercetare-Dezvoltare pentru Cartof (SCDC) din Târgu Secuiesc, la fel cea din Sfântu Gheorghe, Stațiunea de Cercetare Dezvoltare pentru Legumicultură din Buzău, Institutul de Cercetare-Dezvoltare pentru Pomicultură din Mărăcineni (Argeș), etc. Banca de Resurse Genetice Vegetale „Mihai Cristea” din Suceava, Institutul de Cercetări Biologice din Cluj-Napoca și noi, Centrul pentru Biodiversitate și Conservare, facem conservarea formelor naturale, și NU a soiurilor create – în privința cărora există drepturi de autor. Așadar, institutele de cercetare creează soiuri, linii și hibrizi pentru valori tehnologice și pentru nevoile pedoclimatice ale momentului, sunt menținătoarele acestor soiuri și reglează, de asemenea, mecanismele care se potrivesc pentru parcursul climatic al unui an agricol. Dețin și ele colecții de germoplasmă pure genetic, urmând ca ele să fie baza pentru crearea și ameliorarea de forme noi cultivate. Centrul pentru Biodiversitate și Conservare al USAMV este axat prioritar pe formele naturale care stau la baza tuturor formelor cultivate. De ce vrem să conservăm aceste forme naturale? Pentru că din ele au pornit toate formele cultivate. În epoca în care trăim, cu enorme schimbări climatice, soiurile adaptate pe un anumit specific sau pe o anumită tehnologie depind de multele modificări circumstanțiale: sunt mereu schimbate fie ierbicidele, fie pesticidele, apoi nivelurile de producție. Pe de altă parte, e interesul pentru un anumit compus activ dintr-o plantă, care poate fi obținut doar prin proceduri tehnologice.

În schimb, Centrul pentru Biodiversitate și Conservare vizează păstrarea formelor naturale, tocmai pentru că sunt create de natură și nu de om, și au cea mai mare capacitate de adaptabilitate. Aceasta este marea diferență!

Banca de Resurse Genetice Vegetale „Mihai Cristea” din Suceava este Banca Națională de Resurse Genetice Vegetale a țării. Toate celelalte instituții de profil din România îi sunt subordonate, inclusiv noi, Centrul pentru Biodiversitate și Coservare. Buzăul are o colecție minuată și complexă de germoplasmă de legume cultivate, dar este și creator și producător de sămânță pentru cultivatorii de legume. Așadar, e normal să aibă o bază de date și o colecție de germoplasmă pe speciile de legume. Dar: la nivel național, prin Ministerul Agriculturii și prin Ministerul Mediului și Dezvoltării Rurale, România este semnatara unor acorduri internaționale. În țară avem o singură instituție care ne reprezintă în acordurile internaționale, cea din Suceava. Unitatea a funcţionat inițial ca laborator specializat în domeniul resurselor genetice vegetale, în cadrul Staţiunii de Cercetare-Dezvoltare Agricolă Suceava, iar în anul 1990 a devenit instituţie publică de interes național – Banca de Resurse Genetice Vegetale. Întreaga strategie a activităților și, de exemplu, formularul de descriptori de pașaport – care înseamnă contribuția noastră la bazele de date interaționale -, sunt generate de Suceava, în baza acordurilor internaționale. Evident că fiecare instituție, fie de plante cultivate, fie de plante naturale, își alege speciile și colecțiile, dar respectă formularistica și acordurile internaționale. Suceava este și din punct de vedere istoric prima Bancă de Gene din România. Noi avem periodic întâlniri cu cercetătorii suceveni. Centrul nostru are un Acord de parteneriat care se reînnoiește o dată la 5 ani. Prin acest parteneriat susținem ideea că noi respectăm direcțiile stabilite prin acordurile internaționale de către instituția din Suceava. Centrul pentru Biodiversitate și Coservare, fiind construit din start ca loc de conservare, are cele patru forme de conservare ex situ: în câmp – ați văzut colecțiile din Grădina Agrobotanică, apoi Colecția de Semințe, care gestionează peste 3.200 de schimburi semincere – atenție! vorbim de specii din flora spontană și nu de soiuri. Colegii de la Facultatea de Biologie a Universității ”Babeș-Bolyai” (UBB) fac o treabă extraordinară, respectiv descrieri morfologice de plante, după o susținută munca din teren. Ei nu se ocupă de conservare ex situ ci strict de partea de identificare și monitorizare. Noi suntem cei care cultivăm în Grădina Agrobotanică aceste specii aduse din flora sponană. În fiecare an sunt colectate semințele, se fac testele de viabilitate și caracterizarea morfologică, precum și includerea în Cataloage de Colecție și de Schimb. Toate colecțiile sunt realizate de biolog dr. Ioana Crișan și aparțin de Catedra de Botanică.

Pe lângă Grădina Agrobotanică și Colecția de Semințe, avem și ”Living Collections” care se referă la colecțiile in vitro. Facem studii asupra unor specii de interes agronomic sau cu potențial farmaceutic ori alimentar, care sunt din flora spontană, din rezervații naturale, dar care nu pot fi exploatate in situ, nu pot fi înmulțite, cosite, culese. Și atunci, micropropagarea este metoda de clonare a unei forme de interes, care poate pune la dispoziție industriei materia primă, fără să se încalce nicio reglementare legală, fiindcă este o înmulțire controlată, la cerere, și care clonează exemplarul ideal, nu neapărat cel mai frumos/cel mai bun, dar cel mai valoros pentru conținutul compușilor bioactivi pentru industria extractivă. De , avem Drosera rotundifolia (”Roua cerului”) plantă erbacee, insectivoră, perenă, și Drosera ovata, ambele din familia Droseracee. Se găsesc numai în rezervații naturale. Noi le multiplicăm în vitro, pentru conținutul de plumbagină, compus activ din compoziția siropului de tuse ”Tusin”. Avem contracte cu micile laboratoare care fac acest produs farmaceutic, curativ. Fiind culturi in vitro sunt libere de agenți patogeni. Cultura in vitro garantează doar ADN-ul speciei dorite, pentru că este o monocultură garantată. ”Living Collections”, colecțiile în vitro, sunt culturi pe medii nutritive statice, pe medii lichide sau în micro-bioreactoare. Noi avem sistemul RITA (n.r.: Recipient cu Imersie Temporară Automată). Prin cultura in vitro avem posibilitatea să producem calus – masă de celule amorfe, nespecializate, dar care conține absolut toată informația genetică a plantei-mamă.

Crioconservarea, stocarea prin înghețare, se poate face în congelatorul clasic, din orice frigider alimentar, adică la -18C sau -20C. Avem în dotare frigidere funcționale până la – 35C și le folosim la testările pentru punctele critice. Când conservăm prin frig, trebuie să ne asigurăm că activitatea biologică nu este distrusă. Conservarea prin frig înseamnă inducerea stării de hibernare, adică reducerea activității metabolice la limita minimă de supraviețuire, și asigură o eficientă păstrare, timp de peste 100 de ani. După conservare, facem reactivarea, adică regenerări, ca să vedem dacă protocolul de conservare – respectiv eliminarea apei, introducerea crioprotectorilor, în speță a glicerinei, care seamănă ca acțiune cu un antigel, pentru că, înghețând, apa își mărește volumul, prin urmare, sparge celula -, a avut rezultatul scontat. Facem testele spectrofotometrice și cromatografice pentru compușii activi, testele genetice, iar compararea a ceea ce am supus procesului de înghețare, cu materialul biologic inițial, trebuie să indice rezultate aproape egale. Atunci păstrăm germoplasma respetivă, în congelator, la -85C sau în stația de azot lichid, la -196C .

De ce la -196C ? Lumea crede că o crioconservare se face la -196C. NU! -196C este temperatura azotului lichid – cea mai ieftină metodă de crioconservare. Noi avem și congelatoare (deepfreezers) care funcționează până la -85C. Celula vegetală intră în hibernare și se conservă perfect, la – 40C. De ce, totuși, -85C ? Pentru că bacteriile endogene, adică cele din interiorul plantelor, intră în hibernare la -80C. Noi conservăm plantele timp de un secol. Bacteriile au un ritm rapid de diviziune, de multiplicare, și s-ar putea ca după perioada celor 100 de ani, când dezghețăm, să ne trezim cu o colecție de bacterii, și nu de celulele vegetale, pentru că ele au fost consumate de baterii. Din acest. motiv, temperatura optimă de păstrare este de 85C. Repet, pentru plante temperatura de conservare ar trebui să fie de – 40C . Noi preferăm stațiile de azot lichid, pentru că sunt mult mai ieftine. Într-un container cu azot lichid se pot pune, pentru crioconservare, câteva zeci de mii de tuburi cu celule vegetale.

Să mai fac o specificație necesară: toate acestea sunt proceduri care necesită foarte mult timp, iar o colecție nu poate acoperi tot necesarul umanității. Prin urmare, fiecare centru își alege, în funcție de nevoi sau de strategia de conservare regională, niște colecții specifice, ”de nișă”. Colegii de la Biologie UBB au ales speciile din flora spontană a României. Noi, fiind Centrul pentru Biodiversitate și Conservare al Universității clujene de Științe Agricole, este normal să fim specializați pe plante de interes agronomic. În 2017, când am ales colecțiile, eu fiind și absolventă a Liceului de Arte Plastice ”Romulus Ladea” din Cluj, m-am gândit la foștii mei colegi de la specialitatea ”Textile” care mă întrebau mereu din ce plante și-ar putea face coloranți naturali pentru lucrările lor artistice. Plantele textile pentru fibre – inul, cânepa, bumbacul, urzica -, și cele tinctoriale – arinul, afinul, arţarul, ceapa, măceşul, nucul, păpădia, urzica şi multe alte specii -, din care se obțin coloranții cu dizolvare în apă și pigmenții cu dizolvare în solvenți, sunt excepționale surse pentru un creator de opere de artă textile. Căutând în colecțiile botanice, am constatat că nu există nicio colecție specifică pentru plantele textile și tinctoriale. Așa că am început să facem o colecție de nișă, de plante tinctoriale, care are acum peste 318 specii. În România avem, institute de cercetare care sunt ”menținătoare de soiuri”.

La Buzău e cea mai mare colecție de germoplasmă de legume, la Turda, cea mai mare colecție de germoplasmă de porumb, la Lovrin, cele mai mari colecții de germoplasmă de floarea soarelui și de grâu, la Mărăcineni – de specii pomicole, iar la Piatra Neamț – de plante medicinale. Toate aceste institute au și partea de cultură in vitro și de ”Living Collections”, colecții de semințe și, evident, colecții în câmp. Mi-am spus că o colecție de nișă, cu plante tinctoriale, este mai mult decât binevenită și de mare interes. Și într-adevăr, am fost contactați de Universitatea de Artă și Design din Cluj-Napoca, de Facultatea de Arte a Universității din Oradea, de Laboratorul de Restaurare al Muzeului Național de Istorie a Transilvaniei, cu care avem, de altfel, excelente colaborări, apoi de Muzeul Etnografic al Transilvaniei, pentru lucrări de conservare a valoroaselor lucrări din patrimoniul instituției. Am fost foarte fericită când am intrat și în circuitul european: suntem pe harta centrelor dedicate conservării plantelor tinctoriale. Și am fost recunoscuți pentru rezultatele muncii noastre.

Avem și o colecție de plante ornamentale comestibile, folosite în patiserie, pentru decorarea torturilor, iar în gastronomie, pentru extragerea aromelor. Un cub de gheață în care sunt și niște floricele care dau culoare sucului e cu mult mai atrăgător. Am lucrat câțiva ani să facem o listă cu momentele optime de recoltare a petalelor sau a întregii flori, ori a segmentului plantei care e pretabil pentru înghețare, pentru că nu trebuie să-și schimbe culoarea la procesare și mai ales să nu aibă o reacție toxică în contact cu alcoolul din băuturi. Nu toate floricelele și nici toate plantele medicinale pot fi folosite pentru decorarea produselor gastronomice. Era o glumă la un moment dat: ”Toate ciupercile sunt comestibile, dar unele se mânâncă numai o singură dată”. La fel și cu anumite plante. Noi, Centrul pentru Biodiversitate și Conservare al USAMV, suntem conservatori de specii. Fiind pe piață doar din anul 2017, nu putem intra în concurență cu redutabile colecții din lume.

De pildă, în Peru, la colecția de solanacee lucrează 210 de oameni specializați strict pe această familie de plante superioare, care include cartoful dar și tomatele, ardeii ori vinetele. Nu avem șanse de concurență nici cu Grădina Botanică ”Kew Gardens” din sudul Londrei, cu colecții din 1700, dar foarte bine organizate după anul 1800. Și nici cu faimoasa colecție din Alep (Siria), care există de când lumea și pământul. În 2015, când a început războiul în Siria, a fost o înțelegere internațională, ca timp de un an să nu se bombardeze zona Centrului de Conservare, răgaz necesar pentru transferarea colecțiilor de germoplasmă de cereale, un patrimoniu extraordiar ce conține expemplare vechi de peste 10.000 de ani. La Alep sunt forme sălbatice de graminee (transferate momentan la Damasc și Maroc), din care institutele de cercetate creează soiuri. De aceea, colecțiile institutelor de cercetare poartă denumirea de ”menținători de soiuri”. Soiurile vin și pleacă, speciile rămân..

Centrul pentru Biodiversitate și Conservare, cunoscut ca și Banca de Gene este inclus în activitatea de cercetare şi cea didactică a Institutului de Cercetări Horticole Avansate a Transilvaniei (ICHAT), inaugurat de USAMV la 31 octombrie 2016.

Carmen FĂRCAȘIU