W marcu 2005 roku w kibucu Ketura, na północ od Morza Martwego, wykiełkowało nasiono daktylowca wykopanego na Masadzie. Datowanie radiowęglowe wskazało pierwszy wiek naszej ery, a autorzy opisu nazwali je najstarszym bezpośrednio datowanym nasionem, które udało się doprowadzić do kiełkowania[1]. Ten jeden kiełek mówi jednak więcej o miejscu, w którym nasiono przeleżało wieki, niż o niezwykłej wytrzymałości samego nasiona.
Ziarna spod gruzu przy północnym pałacu
Nasiona trafiły do nauki przypadkiem. W latach sześćdziesiątych Yigal Yadin prowadził wykopaliska na Masadzie, twierdzy Heroda nad Morzem Martwym. Ziarna daktyli leżały pod gruzem, przy wejściu do północnego pałacu, obok dawnych magazynów żywności. Być może zostawili je rebelianci, którzy schronili się tu podczas powstania przeciw Rzymianom w latach 66-73.
Przez ponad czterdzieści lat przeleżały w magazynie kolekcji. Dopiero w 2005 roku Sarah Sallon z Centrum Medycyny Naturalnej Hadassah postanowiła sprawdzić, czy da się je obudzić, a kiełkowaniem zajęła się Elaine Solowey z Instytutu Arava, specjalistka od rolnictwa pustynnego. Nasiona namoczyła w wodzie z enzymami i nawozem, potem posadziła w sterylnej ziemi doniczkowej. W marcu 2005 roku jedno z nich wypuściło kiełek[2]. Siewkę nazwano Metuszelach, po biblijnym patriarsze, który według Księgi Rodzaju żył najdłużej ze wszystkich ludzi.
Nasiono to życie w trybie pauzy
Wnętrze nasiona jest gotowym zestawem: zarodek, zapas pokarmu i osłona. Dopóki nasiono jest suche, zarodek prawie nie pracuje. Zużywa tak mało energii, że zapas wystarcza mu znacznie dłużej niż w wilgotnym i ciepłym miejscu, o ile wokół nie zmienia się nic, co zmusza go do ruszenia.
Nie każde nasiono to potrafi. Te, które znoszą dosuszenie poniżej 12 procent wody i późniejsze przechowywanie w temperaturze poniżej zera, specjaliści nazywają ortodoksyjnymi. Dla nich działa prosta reguła z lat sześćdziesiątych: każdy procent mniej wilgoci podwaja czas przechowywania, a każde 5,6 stopnia mniej w chłodni podwaja go jeszcze raz. Nasiona przeciwnego typu, na przykład dębu czy awokado, po wyschnięciu zamierają, bo resztka wody w ich komórkach tworzy przy mrożeniu kryształki lodu[3]. Trzecia grupa, pośrednia, żyje w chłodzie około pięciu lat.
W bardzo suchym nasionie cytoplazma gęstnieje do stanu przypominającego szkło. Cząsteczki tracą swobodę ruchu, ale nie krystalizują, więc nie rozrywają błon komórkowych. Ten stan można utrzymywać latami, a im chłodniej i sucho, tym dłużej trwa[4]. Nasiono nie jest wtedy martwe ani uśpione w ludzkim sensie. Po prostu nie ma w nim żadnej reakcji, która wymagałaby wody.
Jak budzi się nasiono po dwóch tysiącleciach
Naukowcy nie zdali się na łut szczęścia. W późniejszej serii 32 nasiona z czterech stanowisk w Pustyni Judzkiej (Masada, Qumran, Wadi Makukh i Wadi Kelt) trafiły najpierw na 24 godziny do wody, potem na 6 godzin do kwasu giberelinowego, który pobudza zarodek, na 6 godzin do preparatu ukorzeniającego i na 12 godzin do nawozu organicznego. Wszystkie roztwory miały 35 stopni Celsjusza. Dopiero potem każde nasiono posadzono osobno, centymetr pod powierzchnią sterylnej ziemi, w zamkniętym miejscu kwarantanny[5].
Wzeszło sześć z nich. Razem z Metuszelachem daje to siedem siewek z 35 nasion posadzonych w obu seriach, czyli mniej więcej jedno na pięć. Co ciekawe, przed posadzeniem nie dało się przewidzieć, które nasiona mają szansę. Wygrane i przegrane nie różniły się istotnie ani masą, około 1,7 grama, ani długością, około 27 milimetrów. Wygląd zewnętrzny nie zdradzał niczego.
Wiek potwierdzono datowaniem radiowęglowym fragmentów łupiny, które zostały przy korzonkach w chwili przesadzania siewek do większych doniczek. Trzeba było przy tym poprawić wynik, bo rosnąca siewka wciąga węgiel ze współczesnego powietrza i odmładza pomiar o około 250 do 300 lat. Po korekcie najstarsze okazy, Metuszelach i Hannah, wypadły między czwartym a pierwszym wiekiem przed naszą erą, a najmłodsze, Uriel i Jonah, na pierwszy i drugi wiek naszej ery.
Dlaczego przetrwały właśnie tam
Masada leży w Pustyni Judzkiej, na skraju obszaru, gdzie deszcz jest rzadkością, a powietrze prawie zawsze suche. Dno tej depresji wypełnia Morze Martwe, 415 metrów poniżej poziomu oceanu. Nad najniżej położonym lądem na Ziemi leży najgrubsza warstwa atmosfery, a autorzy badania wymieniają ten osobny reżim promieniowania obok bardzo niskich opadów i bardzo małej wilgotności wśród możliwych powodów wolniejszego starzenia się materiału biologicznego. Nasiona leżały dodatkowo pod gruzem: bez deszczu, bez światła, przy niewielkich wahaniach temperatury.
Autorzy obu prac zgodnie przyznają, że mechanizmu nie da się wskazać z pewnością. Żadna widoczna cecha nasion nie tłumaczyła, które wykiełkują. W suchym materiale DNA niszczeje głównie od wilgoci, tlenu i promieniowania jonizującego, a pod gruzem na Masadzie tych czynników było wyjątkowo mało. Możliwe też, że komórki zarodka naprawiały uszkodzenia na bieżąco, choć tego nikt nie zmierzył. Samo miejsce tłumaczy więc dużo, ale nie wszystko.
Co wyrosło z tych siewek
Z siedmiu wykiełkowanych nasion naukowcy odczytali pełne genomy. Wyszło z tego coś, czego nie da się zobaczyć w żadnym muzeum: pięć z siedmiu daktyli miało w genomie domieszkę dzikiej palmy kreteńskiej, Phoenix theophrasti, która dziś rośnie na Krecie i wyspach Morza Egejskiego. Udział tej domieszki rósł z czasem. Dwie najstarsze siewki nie miały jej prawie wcale, trzy najmłodsze średnio około 10 procent. Mieszanie się obu gatunków zachodziło więc w regionie już około 2200 lat temu[6].
Genomy pokazały też, jak wyglądały owoce. W materiale były obecne wszystkie trzy warianty genu odpowiadającego za barwę: i te dające daktyle czerwone, i te dające żółte, co zgadza się z uwagą w Talmudzie, że uprawiano oba rodzaje. Nie było natomiast wariantów związanych z wysoką zawartością sacharozy, więc owoce dawnych palm z Judei były prawdopodobnie bogatsze w glukozę i fruktozę niż w zwykły cukier.
Nasiona z wykopalisk były przy tym większe od współczesnych: średnio 27,6 milimetra długości wobec 20,6 milimetra u dzisiejszych odmian uprawnych. Autorzy wiążą to z wielkością owocu i przypominają opisy starożytnych pisarzy, od Teofrasta po Pliniusza, którzy zachwycali się judejskimi daktylami, w tym odmianą Nicolai o owocach do 11 centymetrów. Do XIX wieku nie zostało po tych plantacjach śladu.
Ile naprawdę może przeczekać nasiono
Najdłuższy eksperyment na świecie trwa od 1879 roku. William James Beal zakopał wtedy na terenie dzisiejszego Uniwersytetu Stanowego Michigan 20 butelek, w każdej 50 nasion z 21 gatunków roślin. Butelki miały być wykopywane co pięć lat, ale odstępy później wydłużano. Po 120 latach przechowywania w jednej z prób wzeszły 23 nasiona dziewanny Verbascum blattaria i dwa kolejne z tego samego rodzaju, co dało połowę możliwych kiełków. Ostatnią butelkę wydobyto w 2021 roku i na wyniki trzeba jeszcze poczekać.
Banki nasion planują przechowywanie na dziesięciolecia, nie na tysiąclecia. Dla porównania, nasiona Silene stenophylla z syberyjskiej zmarzliny, liczące około 31 800 lat, są często podawane jako najstarsze zdolne do życia. To nieporozumienie. Rośliny nie wyrosły tam z nasion, lecz z niedojrzałej tkanki owocu, hodowanej w laboratorium metodą kultur in vitro[7]. Nasiono z Masady pozostaje więc rekordzistą w swojej kategorii, ale kategoria jest wąska.
Dla banków nasion historia z Pustyni Judzkiej jest instrukcją, nie obietnicą: suszyć, chłodzić, odcinać tlen i światło. Reszta zależy od miejsca, które przez dwa tysiące lat nie dało nasionu powodu, żeby się obudziło. Kiedy w końcu trafiło do doniczki z wodą i nawozem, zrobiło dokładnie to, co robi każde inne nasiono daktyla.
Źródła
- S. Sallon, E. Solowey, Y. Cohen i in., „Germination, genetics, and growth of an ancient date seed”, Science 320 (5882), 2008, s. 1464, doi 10.1126/science.1153600. Odczytano abstrakt. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18556553/
- Arava Institute for Environmental Studies, „Ancient Date Palm”, strona Centrum Zrównoważonego Rolnictwa. https://arava.org/arava-research-centers/arava-center-for-sustainable-agriculture/methuselah/
- Center for Plant Conservation, „Orthodox, Intermediate, and Recalcitrant Seed”, Best Practices. https://saveplants.org/best-practices/difference-between-orthodox-intermediate-and-recalcitrant-seed/
- M. Trusiak, B. P. Plitta-Michalak, M. Michalak, N. Vidal, „Choosing the Right Path for the Successful Storage of Seeds”, Plants 12 (1), 2022, art. 72, doi 10.3390/plants12010072. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9823941/
- S. Sallon, E. Cherif, N. Chabrillange i in., „Origins and insights into the historic Judean date palm based on genetic analysis of germinated ancient seeds and morphometric studies”, Science Advances 6 (6), 2020, art. eaax0384, doi 10.1126/sciadv.aax0384. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7002127/
- M. Gros-Balthazard, J. M. Flowers, K. M. Hazzouri i in., „The genomes of ancient date palms germinated from 2,000 y old seeds”, PNAS 118 (19), 2021, art. e2025337118, doi 10.1073/pnas.2025337118. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8126781/
- S. Yashina, S. Gubin, S. Maksimovich i in., „Regeneration of whole fertile plants from 30,000-y-old fruit tissue buried in Siberian permafrost”, PNAS 109 (10), 2012, doi 10.1073/pnas.1118386109. Odczytano abstrakt. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22355102/
- Zdjęcie: Mussi Katz (Wikimedia Commons), „Date palm plantation – north of the dead sea”, CC0 1.0, kadr 16:9 i skalowanie do 1200×675. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Date_palm_plantation_-_north_of_the_dead_sea_-_Flickr_-_Mussi_Katz.jpg
