Badak putih utara lelaki yang terakhir-namanya Sudan-meninggal pada bulan Mac, meninggalkan hanya dua ahli subspesies di belakang: anak perempuan dan cucu perempuannya.
Pada masa lalu, fakta-fakta yang tegas itu akan dieja. Tetapi penyelidik di Institut Penyelidikan Konservasi Zoo San Diego-rumah untuk menagerie yang sejuk dikenali sebagai Zoo Beku-sedang berusaha untuk memberikan badak putih utara peluang kedua. Sejak tahun 1975, institut ini telah mengumpul tisu daripada makhluk, beberapa yang terancam dan beberapa tidak, kemudian mengembangkan sel-sel di dalam makmal dan memelihara mereka di 321 derajat sejuk di bawah sifar Fahrenheit.
Zoo sudah menggunakan teknologi pembiakan seperti persenyawaan in vitro untuk haiwan seperti gorila, dan inseminasi tiruan untuk panda. (Di tempat lain, para saintis menimbangkan merit untuk membangkitkan spesies yang sudah pupus seperti raksasa yang besar dan burung merpati penumpang, walaupun mereka perlu menggunakan DNA purba untuk itu.) Zoo Beku telah menggunakan spermanya yang disimpan untuk membuat anak ayam, contohnya, dan telah pergi sejauh membuat embrio cheetah dan membaja telur-telur dari badak putih selatan.
Kini zookeepers berharap bahawa sedozen sampel badak putih utara akan menjadi ibu kepada generasi baru dengan cara yang berbeza: menggunakan teknologi stem-cell untuk memulihkan tisu kulit badak putih yang dipelihara menjadi telur dan sperma.
Penyelidikan institut melangkaui pembuatan bayi. Para saintis ada yang bekerja pada kaedah untuk mengenal pasti daging dari primata dan antelop duiker yang telah diburu secara haram. Dan pada masa akan datang, mereka mungkin menggunakan koleksinya untuk memulihkan kepelbagaian genetik kepada marmar berkaki hitam yang terancam.
Memperluaskan usaha sedemikian akan mengambil rangkaian zoo beku global, tulis Oliver Ryder, pengarah genetik pemuliharaan institut, dan pengacara Manabu Onuma dalam Kajian Tahunan Bioscience Haiwan .
Ryder, yang telah di institut sejak ia bermula, bercakap dengan Ketahui mengenai masa lalu, masa kini dan masa depan Zoo Beku. Perbualan ini telah diedit untuk panjang dan kejelasan.
Bagaimanakah Zoo Beku bermula?
Kami ingin mengatakan Zoo Beku bermula apabila Dr. Kurt Benirschke datang ke Zoo San Diego pada tahun 1975. Dr. Benirschke, yang meninggal pada tahun 2018, berminat untuk kesuburan dan kromosom. Teknologi untuk membekukan sel dan mencairkannya dengan fungsi yang dipulihkan masih lagi baru-pertama kali dilakukan dengan sperma pada tahun 1949-tetapi ia membuka semua jenis peluang. Mempunyai budaya sel untuk membekukan, memulihkan dan mengembangkan lebih banyak sel daripada, untuk melihat kromosom, adalah pendahuluan yang sangat penting. Para saintis lain melakukan ini, tetapi kebanyakannya dalam penyelidikan perubatan manusia.
Dr. Benirschke sangat berminat untuk menerangkan kromosom spesies yang pelbagai. Kami mengambil kesempatan yang datang untuk mengumpul spesies baru. Terdapat keyakinan bahawa sel-sel yang dipinjamkan akan mencari kegunaan jauh melebihi apa yang boleh dibayangkan pada masa itu.
Di Zoo Beku, botol seperti ini adalah "kandang haiwan." Setiap mengandungi sperma, atau sel-sel yang ditanam dari sedikit kulit haiwan atau tisu lain. Mereka disimpan dalam nitrogen cecair pada -321 darjah Fahrenheit dan dicairkan apabila para penyelidik ingin menggunakannya. (San Diego Zoo Global) Anda juga menyertai Zoo Beku, kemudian dipanggil Pusat Pengeluaran Semula Spesies Terancam, pada tahun 1975. Adakah anda ingat haiwan pertama yang pernah dipelihara oleh sel?
Ia adalah muntjac Cina, rusa menyalak. Terdapat satu yang mengalami patah tulang dan dibaiki oleh pakar bedah ortopedik. Mereka terpaksa menangkapnya dan membiasakannya untuk menukar pelakon, jadi saya dapat datang dan melakukan biopsi kulit.
Rusa yang menyalak menarik. Terdapat kedua-dua Cina dan India muntjacs, dan orang purata akan dicabar untuk mengenal pasti perbezaan antara kedua-dua. Namun, manakala muntjac Cina mempunyai 46 kromosom, muntjac India mempunyai bilangan kromosom yang paling rendah dalam mamalia: enam orang perempuan, tujuh lelaki.
Mereka yang berminat dalam evolusi, bagaimana kromosom berkembang dan bagaimana spesies terbentuk, dicabar oleh "skandal" ini, seperti yang dipanggil. Sekarang kita tahu bahawa kromosom bersatu bersama dengan nenek muntjac India. Apa yang mencetuskan gabungan itu tidak diketahui, tetapi ia mesti berlaku. Hibrid antara kedua-dua dibuat di China; ia mempunyai tiga kromosom besar dan 23 orang kecil. Ia hidup, tetapi ia tidak dapat menghasilkan semula.
Pada masa yang sama, pada tahun 1980, saya teringat ahli patologi yang memberitahu saya, "Kami mempunyai haiwan yang sangat menarik dan jarang berlaku di bilik bedah siasat [haiwan]. Anda perlu mendapatkan sampel. "Dan ia adalah badak putih utara. Sampel itu menyediakan bahan, beberapa tahun kemudian, untuk melakukan kajian genetik pertama membandingkan badak putih utara dan selatan.
Sekarang dengan cepat ke masa kini, dan kami mempunyai projek menyelamat genetik yang bercita-cita tinggi untuk mengelakkan kepupusan daripada badak putih utara, dan ia bergantung pada 12 budaya badak putih utara yang telah kami perbankan selama ini.
Bagaimana anda boleh menggunakan sel tersebut untuk menyelamatkan badak putih utara?
Daripada sampel kulit yang dipaku, kita mempunyai sel-sel beku yang dipanggil fibroblas. Kami mencairkan budaya tersebut, dan mengubahnya menjadi apa yang dipanggil sel induk pluripotent yang disebabkan. Ini boleh, secara teorinya, berubah menjadi hampir semua jenis sel dalam badan: Mereka boleh membuat sel-sel jantung menewaskan, mereka boleh membuat sel-sel saraf.
Matlamat akhirnya ialah menjadikan sel stem menjadi telur dan sperma, supaya kita dapat membuat embrio. Dalam erti kata lain, fibroblas ini akan dapat mempunyai bayi.
Ini telah dilakukan dalam tikus makmal, tetapi tiada spesies lain lagi. Setakat ini, kami mendapat sel stem pluripotent daripada badak putih utara. Sekarang kita sedang menyempurnakan kaedah untuk mengesahkan mereka adalah pluripotent. Terdapat satu lagi pasukan yang bekerja dengan kumpulan badak putih selatan wanita yang kami merancang untuk digunakan sebagai pengganti. Kami setidaknya satu dekad jauh dari badak putih bayi utara, tetapi kami membuat kemajuan.
Sekiranya anda akan bertanya pada tahun 1985, bolehkah anda mengambil sel dari Zoo Beku dan menjadikannya sebagai haiwan, saya akan berkata tidak. Sekarang kami merancang untuk melakukannya di makmal di sini.
Oosit segar (telur) yang dikumpul dari badak putih selatan. Untuk membantu mengembalikan badak putih utara dari ambang kepupusan, penyelidik Zoo Frozen berharap dapat menghidupkan sel-sel kulit badak utara terpelihara ke dalam telur dan sperma dan menanam embrio menjadi ibu badak selatan selatan. (TB Hildebrandt et al. / Komunikasi Alam 2018) Apa lagi yang anda lakukan dengan sampel dari Zoo Beku?
Kami adalah sumber yang sangat baik untuk projek-projek genom. Kami telah menyumbangkan sampel kepada sesuatu seperti 140 projek penjujukan genom keseluruhan.
Kami bekerjasama dengan Institut Luas di Cambridge, Massachusetts, mengenai 200 Projek Mamalia, yang akan membandingkan DNA manusia dengan 199 mamalia lain. Ini akan membantu para penyelidik memahami bahawa teras gen yang penting sangat penting yang telah dipelihara dalam diri kita dan haiwan lain. Dan saya terlibat dengan Projek Genom Vertebrate untuk menyusun semua 66, 000 spesies vertebrata yang hidup. Genom ini mendedahkan banyak perkara menarik tentang sejarah populasi haiwan, pola migrasi dan jika ia hibridisasi dengan spesies lain. Analisis genetik seperti ini akan membuka jendela baru yang mengagumkan tentang bagaimana kehidupan berfungsi.
Dalam ulasan anda, anda membincangkan penciptaan biobank hidupan liar global. Kenapa itu penting?
Walaupun Zoo San Diego mempunyai Zoo Beku, dengan lebih daripada 1, 000 spesies, itu adalah sebahagian kecil daripada biodiversiti dunia. Terdapat kira-kira 26, 500 spesies terancam yang telah dinamakan - dan lebih banyak yang belum dimasukkan ke dalam senarai.
Tahun depan akan ada kurang biodiversiti daripada sekarang. Oleh itu, kita perlu perbankan semasa kita boleh. Ia perlu dilakukan di negara-negara yang berbeza supaya mereka mempunyai sumber genetik mereka sendiri.
Anda berkata bahawa apabila anda tiba di Zoo Beku 44 tahun yang lalu, anda tidak dapat membayangkan haiwan yang tumbuh dari sel-sel. Projek apa yang anda mahukan untuk melihat Zoo Beku dalam tempoh 44 tahun yang akan datang?
Apabila populasi spesies 'menyusut, mereka juga kehilangan versi gen yang berharga yang hanya ada pada haiwan tertentu. Kolam gen menjadi genangan gen. Saya membayangkan bahawa pada masa akan datang, dengan menggunakan bahan yang disalurkan, kita boleh memulihkan variasi genetik.
Bagaimana anda melakukannya?
Kita perlu menukar sel ke dalam haiwan. Sebagai contoh, anda mungkin mengambil seekor haiwan betina, tinggal di alam liar, dan memindahkan embrio dengan beberapa gen berguna ke dalamnya.
Ada yang mungkin mengatakan bahawa membawa gen hilang, atau spesies yang hampir pupus, sedang bermain Tuhan.
Tetapi manusia telah melakukannya untuk jangka masa panjang: Kami telah menyebabkan kepupusan spesies. Kami telah mengubah semula habitat mereka dengan sempurna. Kami telah mengubah tingkah laku mereka. Kami telah mengaitkan mereka. Kami telah mengubah persekitaran mereka, pemangsa mereka, penyakit mereka. Semua perkara ini telah kami lakukan.
Menggunakan sampel yang dipinjamkan untuk mempromosikan kepelbagaian akan memberikan kita peluang untuk mengubah dunia semula jadi dengan cara yang positif.
Majalah yang boleh dipercayai adalah usaha kewartawanan bebas daripada Kajian Tahunan. 
