Ultimul rinocer alb al nordului masculin - numele său era Sudan - a murit în martie, lăsând în urmă doar doi membri ai subspecii: fiica sa și nepoata sa.
În trecut, acele fapte clare ar fi precizat sfârșitul. Dar cercetătorii de la Institutul Zoologic din San Diego pentru cercetare în conservare - căminul unei menagere înghețate cunoscute sub denumirea de Frozen Zoo - lucrează pentru a oferi rinocerilor albi din nord o a doua șansă. Începând cu anul 1975, institutul colectează țesuturi de la creaturi, unele pe cale de dispariție și altele nu, apoi crește celulele din laborator și le păstrează la 321 grade sub zero Fahrenheit.
Zoo folosesc deja tehnologii de reproducere, cum ar fi fertilizarea in vitro pentru animale precum gorilele și inseminarea artificială pentru panduri. (În altă parte, oamenii de știință iau în considerare meritele învierii speciilor dispărute, cum ar fi mamutul lânos și porumbelul pasager, deși ar trebui să folosească ADN-ul antic pentru asta.) Zoo Frozen și-a folosit sperma păstrată pentru a crea pui de fazan, de exemplu. și a ajuns până la crearea embrionilor de ghepardi și fertilizarea ouălor de rinocerose albe din sud.
Zookeepers-urile sale speră că probele lor de rinocer alb din nord vor deveni părinți pentru o nouă generație într-un mod diferit: folosind tehnologia celulelor stem pentru a transforma țesutul pielii de rinocer alb conservat în ouă și spermă.
Cercetarea institutului depășește crearea de bebeluși. Oamenii de știință lucrează la metode de identificare genetică a cărnii din primate și antilope duiker care au fost vânate ilegal. Și în viitor, ei ar putea folosi colecția sa pentru a restabili diversitatea genetică la dihorii cu picioare negre pe cale de dispariție.
Extinderea acestor eforturi va avea nevoie de o rețea globală de grădină zoologică înghețată, scrie Oliver Ryder, directorul institutului de genetică a conservării și coautor Manabu Onuma în revista anuală a animalelor biologice .
Ryder, care a fost la institut de când a început, a vorbit cu Knowable despre trecutul, prezentul și viitorul Zoo Frozen. Această conversație a fost modificată pentru lungime și claritate.
Cum a început Zoo Frozen?
Ne place să spunem că Frozen Zoo a început atunci când dr. Kurt Benirschke a venit la Zoo din San Diego în 1975. Dr. Benirschke, care a murit în 2018, era interesat de fertilitate și cromozomi. Tehnologia de înghețare a celulelor și de decongelare cu funcția restaurată era încă destul de nouă - prima dată a fost făcută cu sperma în 1949 - dar a deschis tot felul de oportunități. Având culturi celulare pentru a îngheța, a reînvia și a crește mai multe celule din, pentru a privi cromozomii, a fost un avans cu adevărat semnificativ. Alți oameni de știință făceau acest lucru, dar mai ales în cercetarea medicală umană.
Dr. Benirschke a fost interesat în special de descrierea cromozomilor din diverse specii. Am profitat de fiecare ocazie care a venit pentru a colecta o nouă specie. Există încrederea că celulele care vor fi bancate vor găsi utilizări mult peste ceea ce ar putea fi prevăzut la momentul respectiv.
La Frozen Zoo, flacoanele ca acestea sunt „incinte pentru animale”. Fiecare conține spermă sau celule crescute dintr-un pic de piele animală sau alt țesut. Sunt depozitate în azot lichid la -321 grade Fahrenheit și dezghețate atunci când cercetătorii vor să le folosească. (Zoo din San Diego Global) De asemenea, v-ați alăturat Grădinii Zoologice Înghețate, numită apoi Centrul de reproducere a speciilor pe cale de dispariție, în 1975. Vă amintiți de primul animal din care ați păstrat celule vreodată?
Era un muntjac chinezesc, un cerb lătrat. A existat una care a avut o fractură și a fost reparată de chirurgii ortopedici. Au trebuit să o prindă și să o anestezieze pentru a schimba distribuția, așa că am putut să vin să fac o biopsie a pielii.
Cerbul lătrat este interesant. Există muntjacuri chinezești și indiene, iar persoana obișnuită ar fi provocată să identifice multă diferență între cele două. Totuși, în timp ce muntjacul chinez are 46 de cromozomi, muntjacul indian are cel mai mic număr de cromozomi cunoscut la mamifere: șase la femei, șapte la bărbați.
Cei dintre noi interesați de evoluție, de cum au evoluat cromozomii și cum se formează speciile, au fost provocați de acest „scandal”, cum a fost numit. Știm acum că cromozomii s-au contopit în strămoșul muntjac-ului indian. Ceea ce a declanșat acea fuziune nu se știe, dar trebuie să fi avut loc. În China s-a făcut un hibrid între cei doi; avea trei cromozomi mari și 23 de mici. Trăia, dar nu se putea reproduce.
În altă dată, în 1980, îmi amintesc de patologul care mi-a spus: „Avem un animal foarte interesant și rar în camera de necropsie [autopsie a animalelor]. Ar trebui să obțineți o probă. Și era un rinocer alb de nord. Eșantionul a furnizat materialul, ani mai târziu, pentru a face primul studiu de genetică care a comparat rinocerozele albe din nordul și sudul.
Acum avansăm rapid în prezent și avem un proiect ambițios de salvare genetică pentru a preveni stingerea rinocerului alb nordic, și depinde de cele 12 culturi de rinocer alb din nord, pe care le-am bătut de-a lungul anilor.
Cum puteți utiliza acele celule pentru a salva rinocerul alb din nord?
Din acele probe de piele bancare, avem celule înghețate numite fibroblaste. Decongelăm aceste culturi și le transformăm în ceea ce se numește celule stem pluripotente induse. Acestea, teoretic, se pot transforma în aproape orice fel de celule din corp: ele pot face bătăi de celule cardiace, pot face celule nervoase.
Scopul nostru final este să transformăm celulele stem în ouă și spermă, astfel încât să putem face embrioni. Cu alte cuvinte, acei fibroblasti vor putea avea copii.
Acest lucru a fost făcut la șoarecii de laborator, dar încă nicio specie încă. Până în prezent, am primit celule stem pluripotente induse de rinocerii albi nordici. Acum perfecționăm metodele pentru a confirma că sunt pluripotente. Există o altă echipă care lucrează cu o turmă de rinichi albi din sudul femeii pe care intenționăm să o utilizăm ca surogat. Ne aflăm la cel puțin un deceniu distanță de un rinocer alb al nordului, dar progresăm.
Dacă m-ai fi întrebat în 1985, puteți lua o celulă din Zoo Frozen și să o transformați într-un animal, aș fi spus nu. Acum intenționăm să o facem în laborator aici.
Oocite proaspete (ouă) colectate dintr-un rinocer alb de sud. Pentru a ajuta la readucerea rinocerului alb din nord, în pragul dispariției, cercetătorii de la Zoo Frozen speră să transforme celulele de piele de rinocer din nord, conservate, în ouă și spermă și să implanteze embrioni într-o mamă de rinocer alb. (TB Hildebrandt și colab. / Nature Communications 2018) Ce mai faci cu probe de la Zoo Frozen?
Suntem o sursă excelentă pentru proiectele genomului. Am contribuit cu mostre la ceva de genul 140 de proiecte de secvențiere a genomului întreg.
Colaborăm cu Broad Institute din Cambridge, Massachusetts, la proiectul 200 de mamifere, care va compara ADN-ul uman cu cel al altor 199 de mamifere. Îi va ajuta pe cercetători să înțeleagă ce nucleu de gene este atât de important încât au fost păstrate la noi și la alte animale. Și sunt implicat cu Proiectul Genomilor Vertebrați pentru a secunda toate 66.000 de specii de vertebrate vii. Aceste genomuri dezvăluie multe lucruri interesante despre istoria unei populații animale, modelele sale de migrație și dacă este hibridizat cu alte specii. Acest tip de analiză genetică va deschide o fereastră uimitoare și nouă despre modul în care funcționează viața.
În recenzia dvs., ați discutat despre crearea unei bănci biologice globale pentru animale sălbatice. De ce este atât de important?
Deși Grădina zoologică din San Diego are grădina zoologică, cu peste 1.000 de specii, aceasta este o mică parte din biodiversitatea lumii. Există aproximativ 26.500 de specii amenințate care au fost numite - și mai multe care nu au fost înscrise pe listă.
Anul viitor va fi mai puțină biodiversitate decât există acum. Deci, ar trebui să fim bancare în timp ce putem. Trebuie să fie făcut în diferite țări, astfel încât să aibă resursele genetice proprii bancare.
Ai spus că, când ai ajuns la Zoo Frozen în urmă cu 44 de ani, nu te-ai fi imaginat să crești animale întregi din celule. Ce proiect ți-ar plăcea să vezi cum va avea parte de Frozen Zoo în următorii 44 de ani?
Pe măsură ce populațiile speciilor se micșorează, ele pierd și versiuni valoroase ale genelor care erau prezente doar la anumite animale. Bazinul de gene devine o baltă de gene. Îmi imaginez că, în viitor, folosind material bancar, am putea restabili variația genetică.
Cum ai face asta?
Ar trebui să transformăm celulele în animale. De exemplu, s-ar putea să luați un animal de sex feminin, care trăiește în sălbăticie și să transferați un embrion cu câteva gene utile în ea.
Unii ar putea spune că readucerea genelor pierdute, sau specii aproape dispărute, îl joacă pe Dumnezeu.
Dar oamenii fac asta de mult timp: Am provocat stingerea speciilor. Le-am schimbat iremediabil habitatele. Le-am modificat comportamentul. Le-am amestecat. Le-am modificat mediile, prădătorii, bolile. Toate aceste lucruri le-am făcut deja.
Utilizarea eșantioanelor bancare pentru promovarea diversității ne-ar oferi o șansă de a schimba lumea naturală într-un mod pozitiv.
Knowable Magazine este un efort jurnalistic independent din Review-uri anuale. 
