بانک ژنتیک نجات‌بخش گونه‌های جانوری در خطر انقراض

به گزارش خبرنگار خبرگزاری علم و فناوری آنا، در بانک سلولی زنده مواد ژنتیکی متنوعی از حیوانات جمع‌آوری، ذخیره‌سازی، منجمد و برای مدت طولانی نگهداری می‌شوند.

این مطالعه که با مشارکت چند سازمان حفاظت جهانی انجام شد، اولویت‌بندی گونه‌ها برای نمونه‌برداری در آینده و ایجاد یک بانک اطلاعاتی جهانی برای تسهیل تلاش‌های مشترک حفاظتی و احتمالاً معرفی مجدد گونه‌های در معرض تهدید به زیستگاه‌های طبیعی آن‌ها پیشنهاد می‌شود.

در بحبوحه وخیم تنوع زیستی که شاهد کاهش خیره‌کننده 69 درصدی جمعیت حیوانات جهان از سال 1970 هستیم، متخصصان، راه‌حل نوآورانه‌ای برای کمک به جلوگیری از انقراض گونه‌ها ارائه کرده‌اند. در روشی مشابه انجماد تخمک انسان، که امکان تأخیر در باروری را فراهم می‌آورد، انجماد نمونه‌های ژنتیکی حیوانات نیز ممکن است در متوقف کردن انقراض گونه‌های مختلف، مثمر ثمر باشد.

مقاله‌ای که به‌تازگی در مجله Zoo Biology منتشر شده است، نویدبخش بهره‌مندی از کرایوبانک‌ها یا بانک‌های سلولی زنده در پرداختن به چالش‌های حفاظتی جهانی است. در این بانک‌های سلولی زنده، مواد ژنتیکی حیوانات مانند DNA، جنین، مایع اسپرم و بافت زنده در دمای بسیار پایین حفظ می‌شوند. این سلول‌ها را می‌توان برای کاربردهای مختلف ازجمله مطالعات ژنتیکی، روش‌های کمک باروری، اطمینان از تنوع ژنتیکی در جمعیت‌های جانوری و حتی بازگرداندن گونه‌ها به زیستگاه‌های طبیعی خود کشت و استفاده کرد.

برای این مطالعه، دانشمندان محتویات باغ‌وحش منجمد در «اتحاد حیات وحش سن دیگو» «SDZWA» را که بزرگ‌ترین و متنوع‌ترین مجموعه نمونه‌های ژنتیکی زنده در جهان است، مورد بررسی قرار دادند تا چارچوبی برای اولویت‌بندی گونه‌ها برای نمونه‌برداری در آینده عرضه کنند.

محققان همچنین از داده‌های جمع‌آوری‌شده از بزرگ‌ترین پایگاه داده دانش در مورد گونه‌ها یا همان «سیستم مدیریت اطلاعات گونه‌های جانورشناسی 360» (ZIMS) برای شناسایی فرصت‌ها برای جمع‌آوری نمونه ژنتیکی آینده استفاده کردند.

نتایج این مطالعه حاکی از آن است 965 گونه مختلف ازجمله 5 درصد از دوزیستان، پرندگان، پستانداران و خزندگان که در فهرست قرمز IUCN در معرض خطر قرار گرفته‌اند در حال حاضر در باغ‌وحش منجمد SDZWA نگهداری می‌شوند و نمونه‌برداری بیشتر از باغ‌وحش‌ها و آکواریوم‌ها می‌تواند با فراهم کردن دسترسی به 707 گونه دیگر در معرض خطر، به‌طور قابل‌توجهی این میزان را به 16.6 درصد افزایش دهد.

همچنین، نمونه‌های ژنتیکی 50 درصد از گونه‌هایی که اکنون به‌عنوان منقرض‌شده در طبیعت فهرست شده‌اند، قبلاً در باغ‌وحش منجمد SDZWA وجود دارند؛ اما نمونه‌برداری از جامعه جانورشناسی می‌تواند این تعداد را تا 91 درصد افزایش دهد که به‌طور بالقوه یک اقدام حیاتی برای این گونه‌های در آستانه انقراض در جهان است.

دکتر «اندرو مونی» «Andrew Mooney»، مجری این تحقیقات از باغ‌وحش دوبلین و استاد دانشکده علوم طبیعی کالج ترینیتی دوبلین، بر اهمیت این مطالعه تأکید کرد و گفت: این مطالعه نه‌تنها کار باورنکردنی انجام شده توسط اتحاد حیات وحش باغ‌وحش سن دیگو تا به امروز را برجسته می‌کند؛ بلکه ظرفیت جمعی باغ‌وحش‌ها و جامعه آکواریوم جهانی را در همکاری بیشتر با طرح‌های کرایوبانک جهانی و اولویت‌های حفاظتی نشان می‌دهد.

با ادامه روند کاهش جمعیت حیات وحش در سرتاسر جهان، هرگز زمان حساس‌تری برای جمع‌آوری و حفظ نمونه‌های ژنتیکی از گونه‌های در معرض خطر وجود نداشته است.

وی ادامه داد: نمونه‌های کرایوبانک‌ها فرصت‌های حفاظتی بی‌نظیری را فراهم می‌کنند، با این حال، باید قبل از اینکه خیلی دیر شود، اکنون تلاش هماهنگی را برای همکاری و جمع‌آوری نمونه‌ها انجام دهیم.

«ایوان باکلی» «Yvonne Buckley» استاد جانورشناسی در دانشکده علوم طبیعی ترینیتی، دراین‌باره می‌گوید: در یک بحران انقراض تنوع زیستی قرار داریم و بیش از یک میلیون گونه حیوانی احتمالاً در دهه‌های آینده در معرض خطر انقراض قرار خواهند گرفت. درحالی‌که اولویت اول ما جلوگیری از کاهش گونه‌ها در طبیعت است، ذخیره‌سازی سلول‌های زنده وسیله‌ای برای محافظت از تنوع ژنتیکی حیاتی و بازگرداندن آن به جمعیت‌ها برای افزایش سازگاری و انعطاف‌پذیری آن‌ها فراهم می‌کند.

«جاناتان استرک» یکی دیگر از محققان این مطالعه نیز می‌گوید: این مطالعه پتانسیل قابل‌توجه بانک سلولی زنده را در حفاظت از گونه‌های در معرض خطر و همچنین نقش باغ‌وحش‌ها و آکواریوم‌ها در حفاظت از آن‌ها را برجسته می‌کند. با توجه به‌دشواری به دست آوردن نمونه‌های ژنتیکی از گونه‌های وحشی، باغ‌وحش‌ها و آکواریوم‌ها منبع ایده آلی را برای جمع آوری نمونه های ژنتیکی به منظور اطمینان از بقای گونه ها در آینده فراهم می کنند.

«الیور رایدر» « Oliver A. Ryder »، مدیر ژنتیک حفاظتی کلبرگ، اتحاد حیات وحش باغ وحش سن دیگو، گفت: بیش از چهل سال ذخیره سازی سلول‌های زنده در باغ‌وحش منجمد، منبع مهم و تاثیرگذاری برای کشف تنوع زیستی مبتنی بر ژنومیک و امکان‌هایی برای نجات ژنتیکی مبتنی بر سلولی را نشان داده است.

وی تاکید کرد: تلاش‌های فوری در کشورهای سراسر جهان برای ایجاد یک شبکه توزیع‌شده از بانک‌های زیستی برای در دسترس قرار دادن منابع ژنتیکی مبتنی بر سلول به شیوه‌ای عادلانه و ارائه گزینه‌های حفاظتی برای نسل‌های آینده ضروری است.

دکتر «کرت بنیرشک» « Kurt Benirschke » باغ وحش منجمد را در سال 1975 راه اندازی کرد و هر سال صدها نمونه به آن اضافه می شود. با توجه به آینده نگری او، رده های سلولی از گونه های چندین دهه پیش وجود دارد که برخی از آنها تکثیر نشده اند. تنوع ژنتیکی آن‌ها در جمعیت‌های فعلی نشان داده نمی‌شود؛ اما برای نجات ژنتیکی آینده از طریق نمونه‌های موجود در باغ وحش منجمد در دسترس هستند.

علاوه بر چارچوبی که نشان می‌دهد کدام گونه‌ها باید برای نمونه‌گیری ژنتیکی اولویت‌بندی شوند، نویسندگان مطالعه همچنین تشکیل یک پایگاه داده جهانی بانک‌های ذخیره سلول زنده را تشویق می‌کنند که تلاش‌های مشترک برای حفظ تنوع ژنتیکی را تسهیل می‌کند.

این مطالعه نتیجه کارگاهی بود که در نشست گروه تخصصی برنامه‌ریزی حفاظت از محیط زیست IUCN (CPSG) در سال 2016 توسط اتحاد علم حفاظت Species360 با همکاری الیور رایدر از باغ وحش منجمد برگزار شد.

نقش بانک سلولی در نجات گونه ها از انقراض ( مطالعه موردی)

یک نمونه از نقش قدرتمند ذخیره سازی ژنتیکی در حفاظت از گونه های در معرض خطر، نجات کرگدن سفید شمالی است که اکنون از نظر عملکردی منقرض شده است. دانشمندان با تنها دو ماده زنده مانده از اینگونه در تلاش هستند از طریق روش‌های کمک باروری با استفاده از نمونه هایی از باغ وحش منجمد، این زیرگونه را از انقراض همیشگی نجات دهند.

به دلیل در دسترس بودن کشت های سلولی زنده برای این گونه ها، بانک سلولی ممکن است تنها راه نجات گونه هایی باشد که در آستانه انقراض هستند، مانند کرگدن سفید شمالی. متأسفانه، این احتمالات هرگز برای دلفین رودخانه یانگ تسه که اخیراً منقرض شده و خفاش « pipistrelle » جزیره کریسمس که نمونه‌های بیولوژیکی زنده‌ای برای آنها وجود ندارد، محقق نخواهد شد.

با این حال، فرصت های نمونه برداری هنوز برای اکثر گونه ها وجود دارد. با توجه به اینکه ۷۱ درصد از گونه‌هایی که به عنوان «کمترین نگرانی» در فهرست قرمز گونه‌های در معرض خطر IUCN فهرست شده‌اند، به دلیل تأثیرات تغییرات آب و هوایی در معرض خطر انقراض هستند، ذخیره‌سازی نمونه‌های ژنتیکی گرفته‌شده اکنون می‌تواند به حفظ این گونه‌ها در آینده کمک کند.