Revolucija u očuvanju prirode: Naučni eksperiment koji bi mogao da promeni sudbinu ugroženih vrsta

Naučnici širom sveta razvijaju novi inovativni projekat koji bi mogao da pomogne u spašavanju ugroženih vrsta: pretvaranje izmeta životinja u potomstvo. Iako ovo zvuči kao naučna fantastika, istraživači veruju da bi mogli koristiti izmet za prikupljanje genetske raznovrsnosti i omogućiti očuvanje vrsta na ivici izumiranja. Ovaj revolucionarni pristup mogao bi otvoriti vrata za kloniranje i čak reprogramiranje ćelija, što bi omogućilo stvaranje životinja i obnavljanje ekološke ravnoteže.

Cilj projekta je da pomogne u spašavanju ugroženih životinja od izumiranja. Od snežnih leoparda do morskih kornjača, životinje širom sveta su pod pretnjom, a neki naučnici nazivaju masovni gubitak divlje prirode u poslednjim decenijama "biološkom anihilacijom".

Sada istraživači proučavaju da li mogu da koriste izmet za prikupljanje - i iskorišćavanje - genetske raznovrsnosti životinja.

Projekt, nazvan "zoo izmet", zasniva se na jednostavnoj pretpostavci: osim što je bogat nesvarenom hranom, bakterijama i žučnom kiselinom, izmet takođe sadrži ćelije iz organizma životinje koja ga je ostavila, ispuštene sa sluzokože njihovih creva.

Ključno je da istraživanja sugerišu da su neke od tih ćelija u izmetu još uvek žive – barem dok je izmet svež.

"Još uvek smo u vrlo, vrlo ranim fazama", rekla je profesorka Suzan Vilijams sa Univerziteta u Oksfordu, koja vodi tim. 

Ona je dodala da su uspeli da izoluju žive ćelije iz miševog izmeta, kao i iz izmeta slonova.

Naučnici se nadaju da bi ove ćelije mogle biti korišćene za povećanje genetske raznovrsnosti unutar populacija, čime bi se povećale šanse za opstanak vrsta.

Ovaj pristup, poznat kao "genetski spas", može imati nekoliko oblika. Pre svega, DNK iz ćelija mogla bi biti analizirana kako bi naučnici razumeli genetsku varijaciju različitih populacija, što bi informisalo različite napore u očuvanju. Ta DNK je bolje kvaliteta ako je izdvojena iz živih ćelija.

Ali ako se ćelije iz izmeta mogu kultivisati i uzgajati, otvara se još jedna mogućnost: stvaranje celokupnih životinja korišćenjem najsavremenijih tehnologija asistiranog reproduktivnog inženjeringa.

To uključuje kloniranje - u kome se jezgro ćelije ubacuje u jajnu ćeliju donora, primenjuje se električni impuls, a rezultujući embrion se implantira u surogat da bi se proizveo genetski "blizanac" originalne životinje.

Možda je još uzbudljivija mogućnost reprogramiranja ćelija tako da imaju kapacitet da postanu bilo koji tip ćelije. Ono što je najvažnije, istraživanja na miševima sugerisala su da se takve ćelije mogu pretvoriti u spermu i jajašca – što znači da bi se mogle koristiti u tehnikama tipa IVF za proizvodnju potomstva.

AP/Steven Senne

"Ako koristite jaja i spermatozoide, možete iskoristiti reprodukciju i svu rekombinaciju koja se dešava tokom tih procesa, i zaista možete početi da gradite potencijal za adaptaciju na stres iz ćivotne sredine", rekla je dr Ešli Hačinson, koja je i došla do ideje o "zoo izmetu" i koja je menadžer programa "Revive & Restore", američke organizacije za očuvanje koja finansira ovaj rad.

Jednostavno rečeno, stvaranjem polnih ćelija u laboratoriji, moguće je iskoristiti genetsku raznovrsnost vrste bez potrebe da se okupljaju pojedinačne životinje – koje možda žive na različitim delovima sveta ili su na neki način nedostupne – ili da se prikupljaju njihov izmet i jaja.

Reprogramirane ćelije bi takođe omogućile naučnicima da koriste tehnike uređivanja gena kako bi, na primer, razumeli gene koji su uključeni u bolesti divlje prirode ili adaptacije na okolinu – informacije koje bi kasnije mogle biti iskorišćene za inženjering veće otpornosti kod vrste, na primer, kroz testiranje polnih ćelija ili embriona na određene gene, ili čak putem genetskog inženjeringa.

Genetsko uređivanje već istražuju organizacije poput "Revive & Restore" kako bi vratile izumrlog putujućeg goluba, kao i biotehnološka kompanija Colossal u pokušaju da oživi vunastog mamuta.

Zamrzavanje kultivisanih ćelija u tečnom azotu na -196°C znači da one mogu biti sačuvane neograničeno, omogućavajući da DNK koju sadrže potencijalno bude korišćena u primenama o kojima se još nije ni sanjalo.

Biobankarstvo ćelija i tkiva ugroženih vrsta, od sperme i tkiva jajnika do ćelija kože, za genetsko spasavanje, već su prihvatile dobrotvorne organizacije i organizacije, od "Nature's Safe-a" sa sedištem u Velikoj Britaniji do "Frozen Zoo vrta" u San Dijegu.

Međutim, ovo obično podrazumeva uzimanje ćelija ili tkiva direktno od životinje, bilo dok je živa ili nakon njene smrti. Nasuprot tome, uzimanje ćelija iz izmeta je neinvazivno i ne zahteva hvatanje, što otvara mogućnost prikupljanja ćelija čak i od najneuhvatljivijih stvorenja – pristup koji bi mogao omogućiti naučnicima da pristupe većoj genetskoj raznovrsnosti uzorkovanjem divljih populacija.

AP/Richard Vogel

"Pitanje je kako možemo, u velikim razmerama, prikupiti žive ćelije od što više vrsta kako bismo sačuvali raznovrsnost koju gubimo zastrašujućom brzinom", rekla je dr Rianon Bolton, istraživač na ovom projektu iz zoološkog vrta u Česteru, humanitarne organizacije koja sarađuje na ovom projektu.

Međutim, ovaj pristup nije bez izazova. Ogroman obim izmeta koji mora da se preradi je značajan - "zamislite kante i sito na početku", rekla je Bolton.

Štaviše, izmet sadrži više od samo životinjskih ćelija i organskog otpada.

"Ovo je okruženje sa najvećim brojem bakterija iz kojeg biste mogli da sakupite ćelije. Tim već radi na rešenju - koristeći razblaživanje za uklanjanje bakterija. Onda uzgajamo (životinjske ćelije) u antibioticima i antifungalima", rekao je Vilijams.

Ali čak i ako se žive ćelije mogu izolovati iz izmeta i kultivisati, postoje prepreke koje treba ukloniti pre nego što se potomstvo može proizvesti. Među njima je nedostatak razumevanja reproduktivne fiziologije mnogih životinja, što znači da će fokus, barem u početku, verovatno biti na dobro proučenim vrstama.

Međutim, neki zaštitnici prirode smatraju da je prevencija bolja od lečenja.

"Najbolji način da zaštitimo vrste je da sprečimo njihov opadanje do tačke kada su potrebni pristupi kao što je kloniranje. Iako ove nove tehnologije mogu pružiti uzbudljive mogućnosti za očuvanje, verovatno neće doneti transformaciju koju moramo da vidimo", rekao je Pol De Ornelas, glavni savetnik za nauku o divljoj prirodi u WWF UK.

"Moramo da se fokusiramo na rešavanje osnovnih uzroka opadanja biodiverziteta kao što su gubitak staništa i prekomerno iskorišćavanje, dok podržavamo napore u očuvanju na globalnom nivou koji omogućavaju zaštitu i obnovu prirode, kako bismo rešili krizu biodiverziteta", dodao je.

Dr David Jachovski, vanredni profesor ekologije divljih životinja na Univerzitetu Klemson i stručnjak za crnonoge tvorove, dodao je da, iako je uporna genetska raznolikost važna, ona sama po sebi nije dovoljna.

"Proizvodnja više životinja ne znači nužno da ste uklonili pretnju u divljoj prirodi da biste pustili životinju i omogućili joj preživljavanje", rekao je.