Πρόληψη περαιτέρω εξαφανίσεων βατράχων και έναρξη εξαφανίσεων
Από τη δεκαετία του 1960, περισσότερα από 200 είδη αμφιβίων παγκοσμίως έχουν εξαφανιστεί και η πλειονότητα αυτών των εξαφανίσεων έχουν συμβεί τα τελευταία 20 χρόνια. Ο δεντροβάτραχος Rabb's Fringe-limbed προστέθηκε πρόσφατα σε αυτήν την αναπτυσσόμενη λίστα όταν Toughie , ο τελευταίος στο είδος του, πέθανε τον Σεπτέμβριο του 2016 στο υιοθετημένο σπίτι του στους Βοτανικούς Κήπους της Ατλάντα, Τζόρτζια.
Υπάρχουν πολλά παρόμοια πρόσφατα παραδείγματα, και είναι τραγικό που η απώλεια ενός τόσο μοναδικού βιολογικού χαρακτήρα και ποικιλότητας εμφανίζεται μπροστά στα μάτια μας. Τουλάχιστον άλλα 950 είδη βατράχων ζουν στα πρόθυρα της εξαφάνισης, έτοιμα να ακολουθήσουν τον ίδιο δρόμο με τον Toughie, και οι συνθήκες είναι τόσο τραγικές που η επεμβατική προστασία της κτηνοτροφίας φαίνεται να είναι η μόνη ευκαιρία επιβίωσής τους. Δυστυχώς, υπάρχουν επί του παρόντος επαρκείς πόροι για τη φροντίδα μόνο περίπου 50 από αυτά τα είδη. Τι θα γίνει λοιπόν με τα άλλα 900 είδη;
Ο κύριος μοχλός της κρίσης εξαφάνισης των αμφιβίων είναι η ανθρώπινη δραστηριότητα μέσω της άμεσης καταστροφής των οικοτόπων και της σχετικής εισαγωγής ασθενειών (π. Η εφαρμογή πρωτοβουλιών για τη διατήρηση των οικοτόπων ήταν επιτυχής στην εξασφάλιση επιλεγμένων πληθυσμών. Ως τα πιο αξιόπιστα και ανθεκτικά εργαλεία προστασίας, αυτά τα προγράμματα πρέπει να διατηρηθούν και να επεκταθούν με ύψιστη προτεραιότητα. Ωστόσο, είναι σαφές ότι μια ευρύτερη σειρά συμπληρωματικών τεχνικών απαιτεί ταχεία ανάπτυξη για να αντιμετωπιστούν οι τρέχουσες ελλείψεις.
Τεχνικές υποβοηθούμενης αναπαραγωγής όπως η εξωσωματική γονιμοποίηση (in vitro λίπανση) είναι συμπληρωματικά προς τα προγράμματα διατήρησης και αντιπροσωπεύουν έναν τομέα όπου απαιτείται περισσότερη πρόοδος. Απαιτούνται αξιόπιστες τεχνικές κατάψυξης αυγών ή/και εμβρύων για τη μακροπρόθεσμη επιβίωση των ειδών, έτσι ώστε το υλικό της εξωσωματικής γονιμοποίησης να μπορεί να διαφυλαχθεί έως ότου αποκατασταθούν επαρκώς τα ενδιαιτήματα. Ωστόσο, λόγω της πολυπλοκότητάς τους, η πρόοδος σε αυτό το μέτωπο ήταν αργή. Τι μπορεί λοιπόν να γίνει στο μεταξύ;
Η καλλιέργεια κυττάρων βατράχου και η κατάψυξη κυττάρων είναι προφανείς αναπτυξιακές οδοί προς εξερεύνηση, επειδή, με αυτόν τον τρόπο, τα μόνιμα γενετικά και κυτταρικά αρχεία κάθε αντιπροσωπευτικού είδους βατράχου μπορούν να αποθηκευτούν επ' αόριστον, δίνοντας άλλες τεχνικές, καθώς και την επίγνωσή μας για την κρίσιμη φύση αυτού του προβλήματος. αρκετός χρόνος για να καλύψουν τη διαφορά. Επιπλέον, τέτοια κύτταρα θα αντιπροσώπευαν μια πηγή για επαγόμενη παραγωγή πολυδύναμων βλαστοκυττάρων (iPSC) και ως εκ τούτου κατασκευή τεχνητών γαμετών καθώς και τεχνικές κλωνοποίησης IVF και πυρηνικής μεταφοράς σωματικών κυττάρων (SCNT).
Παραδόξως, η επιτυχημένη καλλιέργεια κυττάρων βατράχου ήταν ιστορικά ένα σπάνιο επίτευγμα. Πρόσφατα, αφιερώσαμε χρόνο στην ανάπτυξη τεχνικών σχετικών με την καλλιέργεια κυττάρων βατράχου και την κρυοσυντήρηση. Περιγράψαμε πώς μπορούν να συλλεχθούν δείγματα ιστού από βατράχους που έχουν υποστεί ευθανασία λόγω ασθένειας ή τραυματισμού. Πολλαπλά φιαλίδια από καλλιέργειες κάθε είδους καταψύχονται στους -196 °C σε υγρό άζωτο. Μετά από αρκετούς μήνες, ένας αντιπροσωπευτικός σωλήνας αποψύχεται και καλλιεργείται ξανά για να δείξει ότι τα κύτταρα είναι ακόμα ζωντανά και έχουν ένα φυσιολογικό χρωμοσωμικό συμπλήρωμα. Επειδή αυτά τα κύτταρα αποθηκεύονται σε υγρό άζωτο, μια ζωντανή κυτταρική καταγραφή αυτού του συγκεκριμένου είδους καθώς και υλικό για πρωτοβουλίες υποβοηθούμενης αναπαραγωγής, επαναπληθυσμού και αποεξαφάνισης μπορεί, θεωρητικά, να υπάρχει για τουλάχιστον 100.000 χρόνια.
Αυτές οι τεχνικές είναι εντάξει για τα είδη βατράχων που εξακολουθούν να υπάρχουν. Τι γίνεται όμως με τους βατράχους όπως ο Toughie που ήταν ο τελευταίος του είδους του και για τους οποίους δεν είχαν ήδη αναπτυχθεί τεχνικές αποθήκευσης κυττάρων; Μη γνωρίζοντας τι άλλο να κάνουν, οι ερευνητές έχουν τοποθετήσει μερικές φορές ιστούς από «τελευταία στο είδος τους» είδη βατράχων σε καταψύκτες -80C για αποθήκευση, για να περιμένουν μια στιγμή που θα αναπτυχθούν τεχνικές για να τους αναστήσουν. Εν αναμονή τέτοιων γεγονότων, χρησιμοποιήσαμε αυτές τις τεχνικές καλλιέργειας σε ένα προκαταρκτικό πρόγραμμα αποεξαφάνισης, εξάγοντας ζωντανά κύτταρα από ιστούς που τοποθετήθηκαν στους -80 °C απουσία κρυοπροστατευτικού.
Σε μια αδημοσίευτη απόδειξη της βασικής άσκησης, αποθηκεύσαμε ιστό από έναν νεκρό δεντροβάτραχο Jervis Bay σε καταψύκτη -80 °C για πέντε μήνες. (Οι δεντροβάτραχοι του Jervis Bay δεν απειλούνται προς το παρόν με εξαφάνιση). Εφαρμόσαμε τις τεχνικές μας καλλιέργειας σε αυτόν τον ιστό και μπορέσαμε να απομονώσουμε ζωντανά κύτταρα. Από ένα δείγμα τυχαίου κυτταρικού πληθυσμού, και τα 33 κύτταρα που αναλύθηκαν είχαν φυσιολογικό χρωμοσωμικό περιεχόμενο, πράγμα που σημαίνει ότι, θεωρητικά, αυτά τα κύτταρα είναι κατάλληλα τουλάχιστον για κλωνοποίηση, και επομένως για την «αποεξαφάνιση» αυτού του ενός βατράχου.
Ιστορικά, οι βάτραχοι χρησιμοποιήθηκαν πιθανώς στο πρώτο επιτυχημένο πείραμα εξωσωματικής γονιμοποίησης που διεξήχθη από τον Spallanzini το 1770. Η καλλιέργεια νεύρων βατράχου από τον Harrisson το 1907 καταγράφεται ως το πρώτο παράδειγμα επιτυχημένης καλλιέργειας ζωικών κυττάρων. Οι Briggs και King χρησιμοποίησαν κύτταρα βατράχου στο πρώτο επιτυχημένο πείραμα κλωνοποίησης το 1952. Θα ήταν ικανοποιητικό εάν όλες αυτές οι σημαντικές επιστημονικές ανακαλύψεις μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για να σώσουν τους βατράχους από εξαφανίσεις και να επαναφέρουν αυτούς που έχουν εξαφανιστεί πρόσφατα από τον πλανήτη μας. Θα ήταν ακόμη πιο ικανοποιητικό εάν δημιουργηθεί επαρκής ευαισθητοποίηση για την προστασία του περιβάλλοντος μας, ώστε βάτραχοι όπως ο Toughie να μπορούν να σωθούν.
Αυτές οι τεχνικές καλλιέργειας περιγράφονται στα άρθρα με τίτλο:(i) Καλλιέργεια, κρυοτραπεζική και διέλευση καρυοτυπικά επικυρωμένων εγγενών αυστραλιανών κυττάρων αμφιβίων, που δημοσιεύθηκαν πρόσφατα στο Cryobiology , και (ii) Καρυοχάρτες καλλιεργημένων και κρυοτραπεζών Litoria infrafrenata κύτταρα βατράχου και γυρίνου, που δημοσιεύθηκαν πρόσφατα στο Δεδομένα εν συντομία . Η εργασία διεξήχθη από τον Richard Mollard, επίτιμο συνεργάτη της Σχολής Κτηνιατρικών και Γεωργικών Επιστημών του Πανεπιστημίου της Μελβούρνης.
Αναφορές:
- J. Clulow, S. Clulow, Cryopreservation και άλλες τεχνολογίες υποβοηθούμενης αναπαραγωγής για τη διατήρηση απειλούμενων αμφιβίων και ερπετών:επιτάχυνση των Τεχνών, Reprod. Γόνιμη. Dev., DOI 10.1071/rd15466 (2016).
- L.E. Rose, G.W. Heard, Y.E. Chee, Β.Α. Wintle, Οικονομική διατήρηση ενός απειλούμενου βατράχου υπό αβεβαιότητα, Conserv. Biol., 30 (2016) 350-361.
- J. Saragusty, S. Diecke, M. Drukker, B. Durrant, I. Friedrich Ben-Nun, C. Galli, F. Goritz, K. Hayashi, R. Hermes, S. Holtze, S. Johnson, G. Lazzari, P Loi, J.F. Loring, Κ. Okita, Μ.Β. Renfree, S. Seet, T. Voracek, J. Stejskal, Ο.Α. Ryder, T.B. Hildebrandt, Rewinding the process of mammalian extinction, Zoo Biol., 35 (2016) 280-292
- L.R.E. Kouba A. J., Houck M. L., Silla A. J., Calatayud N., Trudeau V. L., Clulow J., Molinia F., Langhorne C., Vance C., Arregui L., Germano J., Lermen D., Della Togna G., Emerging τάσεις για βιοτραπεζική γενετικούς πόρους αμφίβιων:Η ελπίδα, η πραγματικότητα και οι προκλήσεις για την επόμενη δεκαετία, Biol. Conserv., 164 (2013) 12.
