W obliczu kryzysu różnorodności biologicznej i alarmujących danych wskazujących na 69% spadek światowej populacji zwierząt od 1970 r., naukowcy liczą na fajne rozwiązanie, które pomoże ocalić gatunki przed wyginięciem. Podobnie jak zamrażanie jaj jest stosowane w celu zachowania możliwości płodności człowieka na później, tak krio-zamrażanie próbek genetycznych pobranych od zwierząt może odgrywać zasadniczą rolę w ograniczaniu wymierania gatunków.

Nowe badanie opublikowane w Biologia ogrodu zoologicznegozatytułowany „Maksymalizacja potencjału banków żywych komórek w celu przyczynienia się do globalnych priorytetów ochrony”, rzuca światło na ogromny potencjał banków żywych komórek, znanych również jako kriobanki, w przyczynianiu się do globalnych priorytetów ochrony.

Te banki żywych komórek przechowują materiały genetyczne zwierząt, takie jak DNA, zarodki, nasienie i żywe tkanki, w bardzo niskich temperaturach. Komórki te można hodować i wykorzystywać do różnych zastosowań, w tym do analizy genetycznej, technik wspomaganego rozrodu, zapewniania różnorodności genetycznej w populacjach zwierząt, a nawet potencjalnego ponownego wprowadzania gatunków z powrotem do ich naturalnych siedlisk.

Na potrzeby badań naukowcy przeanalizowali zawartość Frozen Zoo® w San Diego Wildlife Alliance (SDZWA) – największej i najbardziej zróżnicowanej kolekcji żywych próbek genetycznych – w celu opracowania ram ustalania priorytetów gatunków do przyszłego pobierania próbek. Naukowcy wykorzystali również zagregowane dane z największej na świecie bazy danych wiedzy o gatunkach — systemu zarządzania informacjami zoologicznymi Species360 (ZIMS) — w celu zidentyfikowania możliwości przyszłego pobierania próbek genetycznych.

Badanie pokazuje, że 965 różnych gatunków, w tym 5% płazów, ptaków, ssaków i gadów wymienionych jako zagrożone na Czerwonej Liście IUCN jest obecnie przechowywanych w SDZWA Frozen Zoo® i że dalsze pobieranie próbek z ogrodów zoologicznych i akwariów może znacznie zwiększyć tę reprezentację do 16,6%, zapewniając dostęp do dodatkowych 707 zagrożonych gatunków.

Ponadto próbki genetyczne 50% gatunków obecnie uznanych za wymarłe na wolności są już reprezentowane w SDZWA Frozen Zoo®, ale pobieranie próbek od społeczności zoologicznej może zwiększyć tę liczbę do 91% – potencjalnie zapewniając krytyczną linię życia dla tych gatunków na na skraju wyginięcia.

Główny autor badania, dr Andrew Mooney, Dublin Zoo i Trinity College Dublin’s School of Natural Sciences, podkreśla znaczenie badania, mówiąc.

„To badanie nie tylko podkreśla niesamowitą pracę wykonaną do tej pory przez San Diego Zoo Wildlife Alliance, ale także zbiorowy potencjał globalnej społeczności ogrodów zoologicznych i akwariów w dalszym przyczynianiu się do globalnych inicjatyw kriobankowania i priorytetów ochrony. Ponieważ populacje dzikiej fauny i flory na całym świecie stale się zmniejszają, nigdy nie było bardziej krytycznego czasu na zbieranie i przechowywanie próbek genetycznych zagrożonych gatunków. Próbki przechowywane w bankach kriogenicznych zapewniają niezrównane możliwości ochrony, jednak musimy podjąć skoordynowany wysiłek, aby współpracować i zbierać próbki teraz, zanim będzie za późno”.

Yvonne Buckley, profesor zoologii w Szkole Nauk Przyrodniczych Trinity, mówi:

„Znajdujemy się w kryzysie wymierania różnorodności biologicznej, w którym ponad milion gatunków może być zagrożonych wyginięciem w nadchodzących dziesięcioleciach. Podczas gdy naszym głównym priorytetem jest zapobieganie wymieraniu gatunków na wolności, kriobankowanie zapewnia środki do ochrony kluczowej różnorodności genetycznej i ponownego wprowadzenia jej do populacji w celu zwiększenia ich zdolności adaptacyjnych i odporności”.

Współautorka Johanna Staerk, Species360 Conservation Science Alliance, mówi:

„To badanie podkreśla ogromny potencjał kriobankowania w ochronie zagrożonych gatunków, a także rolę ogrodów zoologicznych i akwariów w ochronie. Biorąc pod uwagę, jak trudno jest uzyskać próbki genetyczne od dzikich gatunków, ogrody zoologiczne i akwaria stanowią idealne źródło do pobierania próbek genetycznych w celu zapewnienia przetrwania gatunków w przyszłości”.

Oliver A. Ryder, Kleberg Endowed Director of Conservation Genetics, San Diego Zoo Wildlife Alliance, mówi:

„Ponad czterdzieści lat kriobankowania żywotnych komórek w Frozen Zoo® stworzyło merytoryczne i wpływowe zasoby do odkrywania różnorodności biologicznej w oparciu o genomikę i wykazało możliwości ratowania genetycznego opartego na komórkach. Pilnie potrzebne są rozszerzone wysiłki w krajach na całym świecie, aby ustanowić rozproszoną sieć biobanków, aby udostępnić zasoby genetyczne oparte na komórkach w sprawiedliwy sposób i zapewnić przyszłym pokoleniom opcje ochrony.

Marlys Houck, kuratorka Frozen Zoo®, San Diego Zoo Wildlife Alliance i współautorka badania, zauważyła:

„Dr Kurt Benirschke założył Frozen Zoo® w 1975 roku i każdego roku dodawane są setki próbek. Dzięki jego przezorności mamy linie komórkowe gatunków i osobników zebrane w banku dziesiątki lat temu, niektóre z nich się nie rozmnażały. Ich różnorodność genetyczna nie jest reprezentowana w obecnych populacjach, ale jest dostępna do przyszłego ratowania genetycznego poprzez próbki w Frozen Zoo®”.

Oprócz ram sugerujących, które gatunki należy traktować priorytetowo w przypadku pobierania próbek genetycznych, autorzy badania zachęcają również do tworzenia globalnej bazy danych kriobanków, ułatwiając wspólne wysiłki na rzecz zachowania różnorodności genetycznej.

Badanie było wynikiem warsztatów przeprowadzonych na spotkaniu IUCN Conservation Planning Specialist Group (CPSG) w 2016 r., zorganizowanym przez Species360 Conservation Science Alliance we współpracy z Oliverem Ryderem z Frozen Zoo®.

Rola kriobanków w ratowaniu gatunków przed wyginięciem – studium przypadku

Potężna rola kriobankowania w ochronie przyrody jest ilustrowana ciągłymi wysiłkami mającymi na celu uratowanie funkcjonalnie wymarłego nosorożca białego północnego. Mając tylko dwie samice, które przeżyły, naukowcy pracują nad uratowaniem podgatunku przed zniknięciem na zawsze za pomocą technik wspomaganego rozrodu przy użyciu próbek z Frozen Zoo®.

Podczas gdy przykład nosorożca białego północnego jest próbą uratowania podgatunku w ciągu jedenastej godziny, autorzy badania podkreślają znaczenie proaktywnego ustalania priorytetów gatunków i tworzenia globalnej bazy danych kriobanków, aby zapewnić podjęcie działań ochronnych znacznie wcześniej.

Cryobanking może być jedyną deską ratunku dla ratowania gatunków na skraju wyginięcia, takich jak nosorożec biały północny i vaquita, ze względu na dostępność żywych kultur komórkowych dla tych gatunków. Niestety, możliwości te nigdy nie zostaną zrealizowane w przypadku niedawno wymarłego delfina z rzeki Jangcy i karliczka z Wyspy Bożego Narodzenia – dla których nie istnieją żadne żywe próbki biologiczne.

W przypadku większości gatunków nadal istnieją jednak możliwości pobierania próbek. Biorąc pod uwagę, że 71% gatunków wymienionych jako „najmniejszej troski” na Czerwonej Liście Gatunków Zagrożonych IUCN jest zagrożonych wyginięciem z powodu skutków zmiany klimatu, przechowywanie próbek genetycznych pobranych teraz może pomóc w ochronie tych gatunków w przyszłości.

Odniesienie: Mooney A, Ryder OA, Houck ML, Staerk J, Conde DA, Buckley YM. Maksymalizacja potencjału banków żywych komórek, aby przyczynić się do globalnych priorytetów ochrony. Biologia ogrodu zoologicznego. Opublikowano w Internecie 7 czerwca 2023 r.: zoo.21787. doi: 10.1002/zoo.21787

Ten artykuł został ponownie opublikowany z następujących materiałów. Uwaga: materiał mógł zostać zredagowany pod względem długości i treści. Aby uzyskać więcej informacji, skontaktuj się z cytowanym źródłem.