شناسه خبر : 39216 لینک کوتاه
تاریخ انتشار:

بازگشت از جهان مردگان

امکان احیای گونه‌های منقرض‌شده

اواخر یک روز در آوریل 2002 پرنده‌ای زیبا و آبی‌رنگ با طوقه سفید و چشمانی سیاه در جنگل‌های انبوه جزیره مائوی در هاوایی رهاسازی شد. این پرنده ماده یکی از سه پوهولی (Po’ouli) باقی ‌مانده بود که گونه‌ای از عسل‌خواران هستند و در سال 1973 کشف شدند. پژوهشگران با این اندیشه که یک نر در میان سه پرنده باقی‌مانده وجود داشته باشد امیدوار بودند جفت‌گیری صورت گیرد. اما ظاهراً پرندگان علاقه‌ای به سرنوشت گونه خود نداشتند. پژوهشگران در ابتدای همان روز پرنده ماده را گرفته و یک فرستنده رادیویی کوچک را بر او نصب کرده بودند. آنها پرنده را در جایی رها کردند که آخرین‌بار پرنده نر در آنجا مشاهده شده بود. صبح روز بعد آنها با دستگاه گیرنده در جست‌وجوی پرنده برآمدند. اندکی بعد آنها پرنده را پیدا کردند که با اراده مصمم در عرض جزیره به سمت قلمرو خودش پرواز می‌کرد.

داستان حفظ محیط‌زیست از این حکایت‌های شکست سرشار است. هرگاه تعداد یک گونه به چند عدد برسد پژوهشگران تمام تلاش خود را انجام می‌دهند تا امکان جفت‌گیری را فراهم سازند. اگر این کار میسر نشد آنها حیوانات را در اسارت پرورش می‌دهند و سپس در جهان وحش رها می‌سازند. به این روش بود که کرکس کالیفرنیایی از 22 عدد و آهوی عربی از 9 عدد رو به افزایش گذاشتند. در مورد پوهولی نیز برنامه آن بود که سه پرنده برای تولیدمثل به اسارت گرفته شوند. پرنده نر در سپتامبر 2004 گرفته شد. او پیر بود و یک چشمش را از دست داده بود و چند هفته بعد مرد. دو پرنده دیگر در همان زمان شناسایی شدند اما پس از آن هیچ‌کس آنها را ندید.

شاید فکر کنید این پایان داستان غم‌انگیز پوهولی بود اما فناوری‌های ژنتیک و تولیدمثل که در دهه گذشته توسعه یافتند دستیابی به نتایج دیگر را امکان‌پذیر می‌سازند. خوشه سلولی که از پرنده نر یک‌چشم گرفته شد در بانک تنوع زیستی حیات وحش سن‌دیه‌گو که به باغ‌وحش منجمد شهرت دارد نگهداری می‌شود. نگهداری نمونه بافت‌های گونه‌های حیات ‌وحش در بانک امری غیرعادی نیست. بانک‌های بذر از اوایل قرن 20 این کار را انجام می‌دهند. اما در تاسیسات سن‌دیه‌گو بافت‌های نمونه فقط نگهداری نمی‌شوند بلکه در محیط کشت سلول زنده رشد می‌کنند. الیور رایدر مدیر بخش ژنتیک حفاظتی به خاطر می‌آورد که از درون میکروسکوپ به کروموزوم‌های پوهولی نگاه می‌کرد. او می‌دانست که به مواد ژنتیکی یک گونه منقرض‌شده می‌نگرد. او می‌گوید برای بسیاری از مردم انقراض یک مفهوم عینی است اما از دیدگاه ما یک احساس واقعاً درونی دارد.

دکتر رایدر و دیگران در حال ساخت تکنیک‌هایی هستند که از جنبه نظری قادرند موجود زنده‌ای را مدت‌ها پس از مرگ آخرین گونه آن به دنیا آورند. آنها اولین کسانی نیستند که در این راه تلاش می‌کنند. در سال 2009 تیمی از پژوهشگران اعلام کرد که آنها توانستند بزغاله یک بوکاردو را تولید کنند. این‌گونه بز وحشی 9 سال قبل از آن منقرض شده بود. بافت پوستی که از آخرین بز ماده برداشته شده بود سلول‌هایی زنده تولید کرد. تیم پژوهشگر بسته‌ای DNA را از درون آن سلول‌ها برداشت و به داخل تخمدان خالی یک بز محلی تزریق کرد. آنها با استفاده از جریان خفیف برق DNA را با پوسته سلولی تخمدان پیوند دادند و بیش از 400 جنین تولید کردند که همگی ژن‌های بوکاردو داشتند. بیش از 200 جنین در رحم‌های بزهای محلی قرار داده شدند اما فقط یک عدد بزغاله زنده به دنیا آمد. طبق گزارش‌ها این بزغاله با عمل سزارین به دنیا آمد اما فقط چند دقیقه زنده ماند.

تکنیکی که به خلق بزغاله کم‌عمر بوکاردو انجامید شبیه تکنیکی است که در خلق گوسفند شبیه‌سازی‌شده دالی (Dolly) در سال 1996 به کار رفت. DNA آن گوسفند از یک حیوان به ارث گرفته شده بود. حتی اگر دالی زنده می‌ماند می‌توانست فقط جمعیت گوسفندهای شبیه‌سازی‌شده را افزایش دهد که با تنوع زیستی مغایرت دارد. تنوع ژنتیکی شرط لازم برای تنوع زیستی است. تلاش برای نجات یک گونه از انقراض باید مدت‌ها قبل از آنکه تعداد جانوران آن‌گونه به یک یا حتی سه عدد برسد آغاز شود.

بنابراین احتمال ندارد که سلول‌های منجمد پوهولی بتوانند جمعیت جدیدی از پرندگان ایجاد کنند. اما در کنار آنها در سن‌دیه‌گو ظرف‌های آزمایشگاهی دیگری وجود دارد که وعده‌ای متفاوت به ما می‌دهند. این ظروف حاوی بقایای نه یک عدد بلکه 12 کرگدن سفید شمالی (پنج نر و هفت ماده) هستند. کرگدن سفید شمالی عملاً منقرض‌شده به حساب می‌آید. آخرین کرگدن نر به نام سودان در سال 2018 مرد و فقط دو کرگدن ماده، یک مادر و یک دختر، در کنیا به نام‌های ناجین و فاتو زنده مانده بودند. پژوهشگران در جلسه‌ای که در سال 2015 در وین برگزار شد توافق کردند برای جلوگیری از انقراض این‌گونه از رویکردی با دو مسیر پیش بروند.

در اولین رویکرد که توسط تیمی به نام «نجات زیست» دنبال می‌شود از نمونه‌ای از باروری خارج رحم (آزمایشگاهی) استفاده می‌‌شود. این روش بیشتر به سفرهای بین‌المللی نیاز دارد تا رویکردهای انسانی. از سال 2019 تاکنون تیمی متشکل از پژوهشگران، حافظان محیط‌زیست، ماموران پارک ملی و دامپزشکان پنج بار در پارک گرد هم آمدند تا سلول‌های تخمک‌های نارسیده را از رحم یک یا هر دو کرگدن ماده بگیرند. در این فرآیند کرگدن‌ها به‌طور کامل بیهوش می‌شدند. تخمک‌ها بلافاصله با هواپیما به ایتالیا فرستاده می‌شوند تا با استفاده از اسپرم منجمد‌شده برگرفته از یک کرگدن نر که سلول‌های آن در بانکی در آلمان نگهداری می‌شوند بارور شوند. اسپرم‌ها با استفاده از سوزن مستقیماً به تخمک‌ها تزریق می‌شوند و سپس در داخل یک انکوباتور ویژه قرار می‌گیرند. این دستگاه به دوربینی مجهز است که به تیم امکان می‌دهد پیشرفت سلول‌ها را پایش کنند. هر جنینی که با موفقیت در ظرف آزمایشگاه رشد کند در نیتروژن مایع قرار می‌گیرد تا زمانی که تیم برای انتقال آن به داخل یک رحم پذیرنده آماده شود.

آخرین دور جمع‌آوری تخمک در 28 مارس انجام گرفت. در مجموع 19 تخمک از فاتو گرفته و 14 عدد از آنها با اسپرم سونی، کرگدن نری که در سال 2014 مرد، بارور شدند. چهار تخمک به جنین تبدیل شدند و تعداد کل جنین‌های منجمد‌شده به 9 عدد رسید. گام بعدی آن است که این جنین‌ها به یک رحم میزبان انتقال یابند. فاتو و ناجین نمی‌توانند حاملگی سالمی داشته باشند بنابراین جنین‌ها به رحم کرگدن سفید جنوبی ماده انتقال می‌یابد که گونه‌ای نزدیک به کرگدن سفید شمالی و با جمعیت قابل قبول است. گروه نجات زیست قبل از انتقال جنین‌ها فرآیند IVF لازم را با استفاده از سلول‌های کرگدن سفید جنوبی آزمایش کردند. این امر به خلق جنین‌هایی منجر شد که ظاهراً سالم هستند اما هنوز نوزاد زنده‌ای متولد نشده است. تیم امیدوار است که انتقال جنین‌ها در حیات وحش موفقیت بیشتری از انجام آن در یک باغ وحش اروپایی داشته باشد.

توماس هیلد برانت از موسسه پژوهش حیات وحش لایبنیز (Leibniz) که رهبری بخش بزرگی از کار را بر عهده دارد می‌گوید «پنجره انتقال جنین‌ها کوچک است چرا که ناجین و فاتو کاملاً پیر شده‌اند. ما تلاش می‌کنیم مواد زیستی را به خوبی نگهداری کنیم اما نمی‌توانیم از دانش اجتماعی محافظت کنیم. ما فقط دو کرگدن داریم که می‌توانند به نوزادان یاد بدهند چگونه رفتار یک کرگدن سفید شمالی داشته باشند». علاوه بر این، رویکرد این‌چنینی IVF با محدودیت‌های بنیادین تنوع ژنتیکی مواجه می‌شود. جنین‌های فاتو فقط ژن‌های او و سونی را حمل می‌کنند اما سلول‌هایی که در دمای منفی 196 درجه در سن‌دیه‌گو و دیگر انبارهای انجماد نگهداری می‌شوند ژن‌های بیشتری دارند و کلید راهبرد دوم نجات کرگدن سفید هستند.

به منظور تعیین امکان ساخت یک گروه سالم از حیوانات، دکتر رایدر مجموعه سن‌دیه‌گو را در توالی قرار داد. او می‌گوید «ما متوجه شدیم که این 12 نمونه تنوع ژنتیکی بیشتری نسبت به حدود 20 هزار کرگدن سفید زنده جنوبی داشتند. اگر ما بتوانیم این سلول‌ها را به جاندار تبدیل کنیم امکان بازیابی کرگدن سفید شمالی کاملاً منطقی خواهد بود».

اکنون به ابزاری نیاز است که سلول‌های منجمدشده پوستی برگرفته از کرگدن‌هایی را که مدت‌ها قبل مرده‌اند، به تخمک‌های مناسب تبدیل کند. آقای هایاشی زیست‌شناس متخصص تولیدمثل و همکارانش از دانشگاه کیوشو ژاپن راهی را برای انجام این کار پیشنهاد می‌کنند. تیم او در سال 2016 موفق شد چند بچه موش را با کمک سلول‌های پوستی و اسپرم خلق کند. آنها در این راه سلول‌های دم موش بالغ را گرفتند و در محیط کشت رشد دادند. سپس سیگنال‌هایی شیمیایی به سمت آنها ارسال کردند تا برخی از آنها از نو برنامه‌ریزی و به «سلول‌های بنیادین توانمند» تبدیل شوند. این سلول‌های خاص می‌توانند به هر سلولی که در بدن وجود دارد، از جمله تخمک‌ها، تبدیل شوند. به دنبال آن تخمک‌ها بارور و در رحم‌های میزبان جاگذاری شدند. نتیجه این کار خلق موش‌هایی بود که قادرند خود تولیدمثل کنند.

البته یک موش تفاوت زیادی با کرگدن دارد. با وجود این اوایل امسال ماریسا کرودی از اتحادیه حیات وحش سن‌دیه‌گو و همکارانش از موسسه پژوهشی اسکریپس (Scripps) گزارش دادند که موفق شده‌اند سلول‌های پوستی متعلق به 9 عدد از 12 کرگدن سفید شمالی مرده را دوباره برنامه‌ریزی و به سلول‌های بنیادی توانمند تبدیل کنند. تیم نجات زیست نیز موفقیت مشابهی داشت. همه این سلول‌ها به معنای واقعی توانمند نیستند بنابراین نمی‌توان تولید تخمک توسط تیم را بدیهی فرض کرد. اما آزمایش‌های ابتدایی امیدوارکننده هستند. امروزه مجموعه منجمدشده در بانک تنوع زیستی حیات وحش سن‌دیه‌گو حاوی بیش از 10 هزار خط سلولی از 1100 گونه و زیرگونه‌های مهره‌داران و بافت‌ها و نمونه‌های خونی است که هنوز در محیط کشت قرار نگرفته‌اند. اعضای پروژه «کشتی نوح منجمد» (Frozen Ark) وظیفه نگهداری از بانک‌های زیستی دیگر تحت مدیریت دانشگاه ناتینگهام لندن را بر عهده دارند. حتی اگر احیای گونه‌های انقراض‌یافته در چند سال آینده امکان‌پذیر نباشد این بانک‌های زیستی برای بهبود تنوع ژنتیکی در گونه‌های در معرض خطر کاربرد خواهند داشت. به عنوان مثال گربه پاسیاه آمریکایی که در قرن 20 در معرض انقراض قرار گرفته بود با پرورش 18 حیوان در اسارت نجات یافت. پژوهشگران در سال 2015 نشان دادند که بارورسازی حیوان ماده با اسپرم‌های منجمد‌شده موسسه حفظ محیط‌زیست اسمیت‌سون (Smithson) می‌تواند تنوع ژنتیکی آن را افزایش دهد. کارهای مشابهی را می‌توان برای احیای جمعیت گونه‌های ارزشمند مانند ماهیان در معرض تهدید انجام داد اما لازم است سلول‌های آنها از هم‌اکنون برای آینده‌ای نامعلوم در بانک قرار گیرند. باید متذکر شویم که همه بافت‌ها را نمی‌توان در نیتروژن مایع نگه داشت. حفظ به روش سرماداری (Cryopreservation) نیز پرهزینه و انرژی‌بر است. طبق مقاله‌ای که جوزف ساراگوستی و همکاران از دانشگاه ترامو ایتالیا در جولای 2020 منتشر کردند تاکنون فقط اسپرم 116 گونه یا تقریباً دو درصد پستانداران، تخمک‌های تعدادی انگشت‌شمار از آنها و جنین‌های 51 گونه گردآوری و نگهداری شده‌اند. تولد نوزاد زنده از اسپرم‌های منجمد پستانداران فقط در حدود 45 گونه گزارش شده است. اما حفاظت در سرما می‌تواند گونه‌ها را در شرایط تعلیق حیات نگه دارد تا زمانی که فناوری‌های جدید اختراع شوند یا فناوری‌های موجود بهبود یابند. آن‌گونه که کورت بنیرشکه بنیانگذار مجموعه سن‌دیه‌گو می‌گوید «شما باید چیزها را به دلایلی که نمی‌فهمید گردآوری کنید».

دراین پرونده بخوانید ...