آیا تغییر ژن های گونه های در حال انقراض راه خوبی برای محافظت از آنهاست؟ – زومیت

در سراسر جهان، جمعیت بسیاری از گونه های محبوب با سرعت فزاینده ای در حال کاهش است. بر اساس پیش بینی های تاسف بار، تا سال 2050، تا 40 درصد از همه گونه ها در جهان ممکن است منقرض شوند. نگران کننده است که بسیاری از این کاستی ها ناشی از خطراتی است که راه حل های کمی برای آنها وجود دارد.

در حال حاضر، بسیاری از گونه ها برای بقای خود به برنامه های حفاظتی متکی هستند. اما این برنامه ها به طور کلی گونه ها را برای سازگاری و بقا در جنگل ها در مواجهه با تهدیدات غیرقابل کنترل مانند تغییرات آب و هوا و بیماری ها راهنمایی نمی کند. این بدان معنی است که برخی از گونه ها دیگر نمی توانند در طبیعت وجود داشته باشند. عدم وجود آنها تأثیرات عمده ای بر اکوسیستم خواهد داشت. مثلاً بدون حضور مرجان ها، کار صخره های مرجانی مختل می شد.

اگر راه دیگری وجود داشته باشد چه؟ تیفانی کوش و همکاران در دانشگاه ملبورن در استرالیا روش مداخله ای را با هدف شناسایی ویژگی های ژنتیکی مورد نیاز برای بقای حیات وحش در گونه های در معرض خطر توسعه داده اند.

_{جهش های ژنتیکی در مرجان ها می تواند به آنها کمک کند در آب و هوای گرم تر زنده بمانند.}

تئوری عمل

از طریق نژادها، انتخاب طبیعی گونه ها آنها را قادر می سازد تا با تهدیدات مقابله کنند. اما امروزه در بسیاری از موارد، گسترش خطرات سریعتر از توانایی گونه ها برای سازگاری است. این مشکل به ویژه در حیات وحش مشهود است که در معرض خطر بیماری های عفونی نوظهور و تغییرات آب و هوایی قرار دارند.

ابزار توسعه یافته توسط محققان “مداخله ژنتیکی هدفمند” یا TGI نام دارد. این رویکرد با افزایش فراوانی صفات ژنتیکی مؤثر بر پتانسیل بیولوژیکی گونه های در معرض خطر عمل می کند. محققان رویکرد خود را در مجله Trends in Ecology & Evolution شرح دادند.

ابزار پیشنهادی محققان شامل «انتخاب مصنوعی» و «زیست شناسی مصنوعی» است. این ابزارها در کشاورزی و پزشکی به خوبی تثبیت شده اند. اما آنها به طور گسترده به عنوان ابزاری برای حفاظت از گونه ها آزمایش نشده اند.

در دهه های اخیر، بسیاری از ابزارها در جعبه ابزار TGI به صورت نظری در ادبیات علم حفاظت مورد بحث قرار گرفته اند. اما با توالی یابی ژنتیکی و پیشرفت های سریع در زیست شناسی مصنوعی، اکنون می توان برخی از این موارد را به کار گرفت. این پیشرفت درک اساس ژنتیکی صفاتی را که گونه ها را قادر می سازد تا سازگار شوند را آسان تر می کند.

_{برخی از گونه‌های جانوران ممکن است در طول زمان برای جلوگیری از خطراتی مانند بیماری سازگاری پیدا نکنند.}

انتخاب مصنوعی چیست؟

انسان ها از مدت ها قبل از انتخاب های مصنوعی (فنوتیپی) برای بهبود صفات مورد نظر در حیوانات و گیاهانی که برای همراهی یا غذا پرورش داده شده اند، استفاده کرده اند. این جهش‌های ژنتیکی باعث ایجاد سگ‌های خانگی و موجودات ذرت‌مانندی شده است که تفاوت قابل‌توجهی با اجداد وحشی خود دارند.

انتخاب مصنوعی مرسوم می تواند منجر به نتایجی مانند نرخ های پرورش بالا شود که بر سلامت و انعطاف پذیری موجودات تاثیر می گذارد و از نظر ایمنی ناامن است. اگر تا به حال یک سگ اصیل بزرگ کرده اید، ممکن است از برخی از این اختلالات ژنتیکی آگاه باشید. از نظر حفاظت، برای تعیین اینکه کدام اعضای یک گونه، به عنوان مثال، در برابر یک پاتوژن کشنده مقاوم هستند، حیوان باید در معرض تهدیدی قرار گیرد که به وضوح حفاظت از گونه را مشخص می کند.

دانشمندان صنعت دام راه جدیدی برای جلوگیری از این مشکلات ابداع کرده اند. این رویکرد که «انتخاب ژنومی» نامیده می‌شود، داده‌های حاصل از مطالعات آزمایشگاهی (مانند آزمایش بیماری) را با اطلاعات ژنتیکی حیوانات ترکیب می‌کند تا مشخص کند کدام حیوانات دارای ویژگی‌های ژنتیکی هستند که به سازگاری کمک می‌کند. سپس این افراد برای تولید مثل انتخاب می شوند.

در نسل های آینده، توانایی جمعیت برای زنده ماندن از این تهدیدات گسترده افزایش می یابد. انتخاب ژنومی منجر به توسعه ماهی آزاد و دام مقاوم به بیماری شده است که شیر بیشتری تولید می کند و گرما را بهتر تحمل می کند. اما این روش هنوز در زمینه حفاظت از حیات وحش آزمایش نشده است.

_{برای ایجاد صفات انسانی مورد نظر در حوزه ها از انتخاب مصنوعی استفاده شده است.}

زیست شناسی مصنوعی چیست؟

موجودات مصنوعی جعبه ابزاری برای ایجاد تغییرات در موجودات زنده هستند. این رشته از زیست شناسی شامل روش هایی مانند همسویی (تکنولوژی تولید ارگانیسم های تراریخته) و ویرایش ژن است که می تواند برای درج ژن های گم شده یا جدید یا اصلاح صفات ژنتیکی خاص استفاده شود. ابزارهای بیولوژیکی مصنوعی اخیر مانند CRISPR-Cas9 سر و صدایی در دنیای پزشکی ایجاد کرده و توجه زیست شناسان فعال در زمینه حفاظت را به خود جلب کرده است.

چنین ابزارهایی می توانند به طور دقیق صفات ژنتیکی معنی داری را در موجودات زنده ایجاد کنند (افزایش ظرفیت سازگاری آنها). در حالی که بقیه ژنوم حفظ می شود. سپس این جهش های ژنتیکی به نسل بعدی منتقل می شود. این روش احتمال جهش های ژنتیکی ناخواسته را که ممکن است در مورد انتخاب مصنوعی رخ دهد، کاهش می دهد.

روش‌های زیست‌شناسی مصنوعی در حال حاضر برای اهداف حفاظتی در بسیاری از گونه‌ها در سراسر جهان آزمایش می‌شوند. این گونه ها عبارتند از درخت اقاقیا در ایالات متحده و نازل و مرجان در استرالیا.

تیفانی کوش و همکارانش در دانشگاه ملبورن در حال کار بر روی توسعه روش های TGI در قورباغه های استرالیایی هستند. آنها در حال آزمایش این روش ها بر روی قورباغه Corobor هستند و قصد دارند در صورت موثر بودن آنها را روی نژادهای دیگر آزمایش کنند.

در سراسر جهان، بیماری قارچی Ambibian (کیتریدیومیکوزیساز بین بردن جمعیت قورباغه. این بیماری توسط یک پاتوژن قارچی ایجاد می شود. باتراکوشیتریوم دندروباتیدیس این امر منجر به انقراض حدود 90 گونه قورباغه و کاهش جمعیت 500 گونه شده است.

بسیاری از گونه های قورباغه در حال حاضر برای زنده ماندن به پرورش محافظتی تکیه می کنند. هیچ راه موثری برای بازگرداندن قورباغه های حساس به بیماری زا به طبیعت وجود ندارد. زیرا این قارچ را نمی توان ریشه کن کرد.

به آینده نگاه کنید

مانند بسیاری از روش های حفاظتی، مداخلات ژنتیکی هدفمند احتمالاً شامل بدهی است. به عنوان مثال، ویژگی های ژنتیکی که گونه ای را در برابر بیماری مقاوم می کند، ممکن است آن را در برابر بیماری دیگری مستعدتر کند.

با این حال، نرخ چشمگیر کاهش گونه ها به این معنی است که ما باید قبل از اینکه خیلی دیر شود، چنین راه حل های ممکنی را بررسی کنیم. هر چه مدت طولانی تری در اکوسیستم وجود نداشته باشد، احتمال وقوع تغییرات آب و هوایی برگشت ناپذیر بیشتر می شود.

هر گونه مداخله ژنتیکی باید همه ذینفعان از جمله مردم محلی و جوامع محلی را درگیر کند. باید دقت شود که گونه برای رهاسازی مناسب باشد و تهدیدی برای محیط زیست نباشد. محققان امیدوارند که با جلب توجه عموم، دولت و دانشمندان به مفهوم TGI، بتوانند در مورد خطرات و مزایای این رویکرد بحث و تحقیق کنند.