الحفظ بالتبريد.. حل علمي لإنقاذ الأنواع من الانقراض.. شريان حياة جديد لأنواع على وشك الانقراض

في مواجهة أزمة التنوع البيولوجي، والبيانات المقلقة التي تظهر انخفاضًا بنسبة 69 ٪ في أعداد الحيوانات العالمية منذ عام 1970، يعتمد الباحثون على حل جيد للمساعدة في إنقاذ الأنواع من الانقراض.

يشبه إلى حد كبير استخدام تجميد البويضات للحفاظ على خيارات الخصوبة البشرية لتاريخ لاحق، قد يلعب التجميد بالتبريد للعينات الجينية المأخوذة من الحيوانات دورًا أساسيًا في الحد من انقراض الأنواع.

تلقي دراسة جديدة نُشرت في Zoo Biology ، بعنوان “تعظيم إمكانات بنوك الخلايا الحية للمساهمة في أولويات الحفظ العالمية”، الضوء على الإمكانات الهائلة لبنوك الخلايا الحية، والمعروفة أيضًا باسم cryobanks ، للمساهمة في أولويات الحفظ العالمية.

تحافظ بنوك الخلايا الحية هذه على المواد الجينية من الحيوانات، مثل الحمض النووي والأجنة والمني والأنسجة الحية، في درجات حرارة منخفضة للغاية.

ضمان التنوع الجيني

يمكن استزراع هذه الخلايا واستخدامها في تطبيقات مختلفة، بما في ذلك التحليل الجيني ، وتقنيات الإنجاب المساعدة، وضمان التنوع الجيني في مجموعات الحيوانات ، وحتى إعادة إدخال الأنواع إلى موائلها الطبيعية.

أكبر قاعدة بيانات في العالم

بالنسبة للدراسة، قام الباحثون بتحليل محتويات أكبر مجموعة في العالم وأكثرها تنوعًا من العينات الجينية الحية – لتطوير إطار عمل لتحديد أولويات الأنواع لأخذ العينات في المستقبل.

استخدم الباحثون أيضًا بيانات مجمعة من أكبر قاعدة بيانات في العالم للمعرفة حول الأنواع لتحديد الفرص المتاحة لجمع العينات الجينية في المستقبل.

أظهرت الدراسة، أن 965 نوعًا مختلفًا، بما في ذلك 5٪ من البرمائيات والطيور والثدييات والزواحف المدرجة على أنها مهددة في القائمة الحمراء للاتحاد الدولي لحفظ الطبيعة ، مخزنة حاليًا في SDZWA Frozen Zoo® ، وأن أخذ عينات إضافية من حدائق الحيوان وأحواض السمك يمكن أن يزيد بشكل كبير من هذا التمثيل إلى 16.6٪ ، من خلال توفير إمكانية الوصول إلى 707 نوعًا إضافيًا من الأنواع المهددة بالانقراض.

بالإضافة إلى ذلك، فإن العينات الجينية لـ 50٪ من الأنواع المدرجة حاليًا على أنها منقرضة في البرية ممثلة بالفعل في SDZWA Frozen Zoo® ، ولكن أخذ العينات من مجتمع الحيوان يمكن أن يزيد هذا العدد إلى 91٪ – مما قد يوفر شريان حياة بالغ الأهمية لهذه الأنواع على وشك الانقراض.

فرصًا لا مثيل لها للحفظ

أكد مؤلف الدراسة الرئيسي، الدكتور أندرو موني، وحديقة حيوان دبلن وكلية العلوم الطبيعية في كلية ترينيتي في دبلن، على أهمية الدراسة، قائلاً، “لا تسلط هذه الدراسة الضوء على العمل المذهل الذي قام به تحالف San Diego Zoo Wildlife Alliance حتى الآن، بل تسلط الضوء أيضًا على الإمكانات الجماعية لمجتمع حدائق الحيوان والأحواض المائية العالمية في الإسهام بشكل أكبر في مبادرات البنوك الباردة العالمية وأولويات الحفظ، مع استمرار انخفاض أعداد الحياة البرية حول العالم في جميع أنحاء العالم، لم يكن هناك وقت أكثر أهمية من أي وقت مضى لجمع العينات الجينية من الأنواع المهددة وحفظها، توفر عينات البنوك المبردة فرصًا لا مثيل لها للحفظ ، ومع ذلك يجب علينا بذل جهود متضافرة للعمل معًا وجمع العينات الآن، قبل فوات الأوان “.

تقول إيفون باكلي، أستاذة علم الحيوان في كلية ترينيتي للعلوم الطبيعية: “نحن في أزمة انقراض التنوع البيولوجي حيث من المحتمل أن يتعرض أكثر من مليون نوع للتهديد بالانقراض خلال العقود القادمة، في حين أن أولويتنا الأولى هي منع الأنواع من التدهور في البرية، فإن البنوك المتجمدة توفر وسيلة لحماية التنوع الجيني الحاسم وإعادة إدخاله العودة إلى السكان لزيادة قدرتها على التكيف والمرونة “.

الإمكانات الهائلة للبنوك الباردة

تقول المؤلفة المشاركة جوانا ستيرك، “تسلط هذه الدراسة الضوء على الإمكانات الهائلة للبنوك الباردة في حماية الأنواع المهددة بالانقراض بالإضافة إلى دور حدائق الحيوان وأحواض الأسماك في الحفاظ عليها. وبالنظر إلى مدى صعوبة الحصول على عينات وراثية من الأنواع البرية، فإن حدائق الحيوان وأحواض الأحياء المائية توفر المورد المثالي الذي يمكن من خلاله جمع الجينات عينات لضمان بقاء الأنواع في المستقبل “.

يقول أوليفر أ.رايدر، مدير كليبرج لعلم الوراثة الحفظ ، تحالف سان دييجو للحيوانات البرية: “على مدار أكثر من أربعين عامًا من إنشاء البنوك الباردة للخلايا القابلة للحياة في Frozen Zoo® ، أنتجت مورداً جوهريًا ومؤثرًا لاكتشاف التنوع البيولوجي القائم على علم الجينوم، وأظهرت إمكانيات الإنقاذ الجيني المستند إلى الخلايا، وهناك حاجة ماسة إلى بذل جهود موسعة في الدول في جميع أنحاء العالم لإنشاء شبكة من البنوك الحيوية لإتاحة الموارد الجينية القائمة على الخلايا بطريقة عادلة وتزويد الأجيال القادمة بخيارات الحفظ “.

تكوين قاعدة بيانات عالمية للبنوك المبردة

لاحظ مارليس هوك، أمين متحف Frozen Zoo® ، San Diego Zoo Wildlife Alliance ، والمؤلف المشارك في الدراسة: “بدأ الدكتور Kurt Benirschke حديقة Frozen Zoo® في عام 1975 ويستمر إضافة مئات العينات كل عام، وبفضل بصيرته، لدينا خطوط خلوية من الأنواع والأفراد الذين تم تخزينهم منذ عقود، وبعضها لم يتكاثر، وتنوعها الجيني ليس كذلك ممثلة في المجموعات السكانية الحالية ولكنها متاحة للإنقاذ الجيني في المستقبل من خلال العينات الموجودة في Frozen Zoo® “.
بالإضافة إلى الإطار الذي يقترح أي الأنواع تحتاج إلى إعطاء الأولوية لأخذ العينات الجينية، يشجع مؤلفو الدراسة أيضًا على تكوين قاعدة بيانات عالمية للبنوك المبردة ، مما يسهل الجهود التعاونية في الحفاظ على التنوع الجيني.

كانت الدراسة نتيجة ورشة عمل عُقدت في اجتماع مجموعة أخصائي تخطيط الحفظ (CPSG) في عام 2016 الذي عقده تحالف Species360 Conservation Science Alliance بالتعاون مع Oliver Ryder من Frozen Zoo®.

دور البنوك المبردة –دراسة حالة

يتجلى الدور القوي للبنوك الباردة في الحفاظ على البيئة من خلال الجهود المستمرة لإنقاذ وحيد القرن الأبيض الشمالي المنقرض وظيفيًا الآن، مع وجود امرأتين فقط على قيد الحياة، يعمل العلماء على إنقاذ الأنواع الفرعية من الاختفاء إلى الأبد من خلال تقنيات الإنجاب المساعدة باستخدام عينات من Frozen Zoo®.

في حين أن مثال وحيد القرن الأبيض الشمالي هو محاولة مدتها 11 ساعة لإنقاذ الأنواع الفرعية، يؤكد مؤلفو الدراسة على أهمية إعطاء الأولوية بشكل استباقي للأنواع وإنشاء قاعدة بيانات للبنوك الباردة العالمية لضمان اتخاذ إجراءات الحفظ في وقت أقرب بكثير.

قد تكون البنوك المبردة هي شريان الحياة الوحيد لإنقاذ الأنواع التي على وشك الانقراض، مثل وحيد القرن الأبيض الشمالي والفاكويتا، نظرًا لتوافر مزارع الخلايا الحية لهذه الأنواع، للأسف ، لن تتحقق هذه الاحتمالات أبدًا بالنسبة لدلفين نهر اليانغتسي المنقرض مؤخرًا وأنبوب جزيرة الكريسماس – حيث لا توجد عينات بيولوجية حية لهما.

ولا تزال فرص أخذ العينات موجودة بالنسبة لمعظم الأنواع. بالنظر إلى أن 71٪ من الأنواع المدرجة على أنها “الأقل قلقًا” في القائمة الحمراء للأنواع المهددة بالانقراض التي وضعها الاتحاد الدولي لحفظ الطبيعة والموارد الطبيعية معرضة لخطر الانقراض بسبب تأثيرات تغير المناخ، فإن تخزين العينات الجينية المأخوذة الآن يمكن أن يساعد في الحفاظ