低温冷冻 - 设想中拯救物种免于灭绝的全新解决方案

低温冷冻-设想中拯救物种免于灭绝的全新解决方案研究人员强调了低温库在保护全球日益减少的动物种群方面的巨大潜力,低温库可以在超低温下储存动物的各种遗传物质。这项研究得到了多家全球保护机构的支持,研究人员建议,今后应优先对物种进行采样,并建立一个全球低温库数据库,以促进合作保护工作,并有可能将受威胁物种重新引入其自然栖息地。最近发表在《动物园生物学》(ZooBiology)杂志上的一篇论文强调了冷冻库或活细胞库在应对全球保护挑战方面的深远前景。这些活细胞库在超低温下保存动物的遗传物质,如DNA、胚胎、精液和活体组织。这些细胞经培养后可用于各种用途,包括遗传分析、辅助生殖技术、确保动物种群的遗传多样性,甚至有可能将物种重新引入其自然栖息地。在这项研究中,研究人员分析了圣地亚哥野生动物联盟(SDZWA)冰冻动物园的内容,该动物园是世界上规模最大、种类最丰富的活体基因样本库,研究人员以此为基础制定了一个框架,用于确定未来采样物种的优先顺序。研究人员还利用世界上最大的物种知识数据库--Species360动物学信息管理系统(ZIMS)--中的汇总数据来确定未来基因样本采集的机会。研究结果表明,SDZWA冷冻动物园目前储存了965种不同的物种,其中包括5%的两栖类、鸟类、哺乳类和爬行类动物,而进一步从动物园和水族馆采集样本可将这一比例大幅提高到16.6%,从而获得另外707种濒危物种。此外,SDZWA冷冻动物园中已经保存了50%目前被列为野外灭绝物种的基因样本,但从动物园采样可以将这一数字提高到91%,从而有可能为这些濒临灭绝的物种提供重要的生命线。这项研究的主要作者、都柏林动物园和都柏林圣三一学院自然科学学院的安德鲁-穆尼(AndrewMooney)博士强调了这项研究的重要意义,他说:"这项研究不仅凸显了都柏林动物园和都柏林圣三一学院自然科学学院在保护濒临灭绝的物种方面所做的努力,而且也为都柏林动物园和都柏林圣三一学院自然科学学院提供了宝贵的经验。""这项研究不仅彰显了圣地亚哥动物园野生动物联盟迄今为止所做的令人难以置信的工作,还体现了全球动物园和水族馆界在进一步推动全球低温银行计划和保护优先事项方面的集体潜力。随着全球野生动物数量的不断减少,现在是收集和保存濒危物种基因样本的最关键时刻。冷冻样本提供了无与伦比的保护机会,但是,我们必须齐心协力,现在就收集样本,以免为时已晚"。"三一学院自然科学系动物学教授伊冯娜-巴克利(YvonneBuckley)说:"我们正处于生物多样性灭绝的危机之中,在未来几十年中,可能有超过一百万个物种面临灭绝的威胁。虽然我们的首要任务是防止物种在野外减少,但低温保存提供了一种手段来保护关键的遗传多样性,并将其重新引入种群,以提高它们的适应性和复原力。"这项研究的共同作者、物种360保护科学联盟的约翰娜-斯塔克(JohannaStaerk)说:"这项研究强调了低温保存在保护濒危物种方面的巨大潜力,以及动物园和水族馆在保护方面的作用。鉴于从野生物种中获取基因样本的难度很大,动物园和水族馆提供了理想的资源来收集基因样本,以确保物种未来的生存"。圣地亚哥动物园野生动物联盟保护遗传学克莱伯格捐赠主任奥利弗-莱德(OliverA.Ryder)说:"冷冻动物园四十多年来对有活力细胞的冷冻保存为基于基因组学的生物多样性发现提供了大量有影响力的资源,并展示了基于细胞的基因拯救的可能性。全球各国亟需扩大努力,建立分布式生物库网络,以公平的方式提供基于细胞的遗传资源,并为子孙后代提供保护选择。"圣地亚哥动物园野生动物联盟冰冻动物园馆长、该研究的共同作者马里斯-霍克(MarlysHouck)说:"库尔特-贝尼斯克博士于1975年创建了冰冻动物园,每年都有数以百计的样本加入其中。由于他的远见卓识,我们拥有了几十年前储存的物种和个体的细胞系,其中一些还没有繁殖过。它们的遗传多样性在目前的种群中没有体现,但可以通过冰冻动物园中的样本进行未来的遗传拯救。"除了建议哪些物种需要优先进行基因采样的框架外,研究报告的作者还鼓励建立一个全球冷冻样本库数据库,以促进在保护基因多样性方面的合作。这项研究是世界自然保护联盟(IUCN)保护规划专家组(CPSG)2016年会议期间举行的一次研讨会的成果,由物种360保护科学联盟与冰冻动物园的奥利弗-莱德(OliverRyder)合作举办。低温基因银行在拯救物种免于灭绝中的作用冷冻库在保护方面的强大作用体现在拯救现已功能性灭绝的北方白犀牛的努力中。由于仅有两头雌性白犀牛存活,科学家们正在利用来自冰冻动物园的样本,通过辅助繁殖技术拯救这一亚种,以免其永远消失。虽然北方白犀牛的例子是拯救该亚种的最后尝试,但研究报告的作者强调,积极主动地确定物种的优先次序并建立全球冷冻数据库以确保能更快地采取保护行动非常重要。低温保存可能是拯救濒临灭绝的物种(如北方白犀牛和虎鲸)的唯一救命稻草,因为这些物种可以获得活细胞培养物。遗憾的是,最近灭绝的长江江豚和圣诞岛琵琶蜥将永远无法实现这些可能性,因为它们没有活体生物样本。不过,大多数物种仍有采样机会。考虑到在世界自然保护联盟(IUCN)濒危物种红色名录上被列为"最不受关注"的物种中,有71%的物种因气候变化的影响而濒临灭绝,现在储存基因样本有助于将来保护这些物种。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1383167.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1383167.htm

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超过50%的数据缺失的物种可能面临灭绝的危险"我们研究了那些相对不为人知的物种,但至少地理分布是已知的。"挪威科技大学(NTNU)工业生态学项目的教授弗朗西斯卡-维罗尼斯(FrancescaVerones)说:"这些物种往往比我们了解更多的物种更容易受到灭绝的威胁。"事实上,这些鲜为人知的物种中,有一半以上可能面临着消失的危险。此外,还有其他一些更不为人所知的物种。我们甚至不知道这些物种是否处于危险之中。Oedipinacapitalina是几年前在洪都拉斯发现的。它被列为"数据不足",但事实上它可能处于灭绝的巨大危险之中。资料来源:JosueRamosGaldamez,CreativeCommonsIPBES,一个由领先的生物多样性研究人员组成的国际小组,估计我们星球上至少有100万个物种有灭绝的危险。但有可能你还听到了其他数字。世界自然保护联盟已经评估了大约147000个物种。其中41000个,即2%受到威胁。为什么会出现这种差距?存在这种差距的部分原因是我们还没有发现许多物种。科学家们认为我们的星球有1000万个物种,但我们对其中的20%都不了解。有些物种可能在我们不知道它们存在的情况下就消失了。如果我们要照顾地球上的生命,我们首先需要知道存在什么,所以尽可能多地了解与我们共享地球的生物是很重要的。然而,我们往往知之甚少,包括对我们已经知道的物种。威胁和趋势是不断变化的,我们只是没有足够的研究人员和助手来调查一切。但技术可以提供帮助。计算机工具计算出的概率NTNU能源和过程工程系的博士后JanBorgelt说:"我们用机器学习来计算7699种鲜为人知的物种的灭绝风险。"世界自然保护联盟将20469个物种列为"数据缺失"。各种统计工具可以用计算机得出的概率来填补其中的一些知识空白。这些计算机模型创建的概率与研究人员手工处理的个别例子进行了比较。事实证明,计算机模型是非常准确的。Borgelt强调说,这些模型的目的并不是要取代研究人员的工作。但他说:"在我们还没有足够数据的情况下,它们可以为物种灭绝的风险提供初步估计。研究人员可以通过使用这些计算机模型来节省自己的工作,当资源与工作量不匹配时,这些模型就会派上用场。对保护物种有用"我们发现,在我们掌握的有限知识中,多达85%的两栖动物面临着灭绝的危险。对于其他群体,如哺乳动物和爬行动物,这适用于大约一半的物种,"Borgelt说。因此,我们未知的物种往往面临着一场艰苦的战斗。但令人欣慰的是,如果使用得当,新知识可以发挥巨大的作用。如果我们把那些我们没有什么数据的物种考虑在内,更多的地区可能成为值得保护的措施。例如,所谓的生物多样性"热点"--特别需要被保护的地区--可以因此变得更多,并被认为更加重要。这些结果也可以对世界自然保护联盟有所帮助,以及他们自己得出的结果。研究发现不同物种群体和地区的灭绝概率有很大的不同。这可能表明,一些基于风险评估的研究并不总是正确的。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1335763.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1335763.htm

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科学家尝试冷冻储存大堡礁珊瑚随着海洋温度升高破坏脆弱的生态系统的稳定,科学家们正在抓紧时间保护珊瑚礁。大堡礁在过去7年里经历了4次白化事件,包括首次在拉尼娜现象期间发生的白化事件。拉尼娜现象通常会导致温度变低。低温冷冻的珊瑚可以被储存,然后重新放归野外,但目前的方法要求有包括激光在内的尖端设备。科学家说,可以用较低成本制造一种新的轻型“低温网”来更好地保护珊瑚。在一次实验室测试中,科学家在澳大利亚海洋科学研究所使用低温网冷冻了珊瑚幼虫。这是世界上首次对大堡礁珊瑚进行此类试验。澳大利亚海洋科学研究所的高级研究科学家玛丽·哈格多恩说:“如果我们能够确保珊瑚的生物多样性……那么我们就有了未来真正帮助恢复珊瑚礁的手段。这项用于未来的技术是真正的游戏规则改变者。”此前,研究人员曾用这种低温网对较大和较小的夏威夷珊瑚进行过试验。其中对较大珊瑚的试验失败了。对大堡礁较大珊瑚的试验还在继续进行。参与试验的科学家来自澳大利亚海洋科学研究所、史密森国家动物园、史密森学会生物保护研究所、大堡礁基金会和澳大利亚塔朗加保护协会。这项低温网技术将帮助科学家把珊瑚幼虫保存在-196℃,它是由明尼苏达大学科学与工程学院的一个研究团队开发的。(编译/宋彩萍)...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1345615.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1345615.htm

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自人类出现以来物种灭绝的速度加快了35倍尽管人类对陆地生态系统造成了巨大影响,但我们仅占地球生物量的0.01%。然而,人类不断进步,减少了其他动物的生存空间,变得越来越孤独。第六次生物大灭绝是第一次由单一动物引起的生物大灭绝;之前的生物大灭绝是由陨石(如消灭恐龙的陨石)和极端地质过程造成的。而这种影响并不局限于孤立的物种。《美国国家科学院院刊》(PNAS)上发表的一篇文章指出,进化树的整个分支正在被摧毁。袋狼和江豚等动物是其属中的最后一种,而属是将多个相关物种组合在一起的类别。在墨西哥国立自治大学研究员赫拉尔多-塞瓦略斯的领导下,这项研究利用国际自然保护联盟数据库等数据库,对过去500年间5400个脊椎动物属中的34600个物种进行了研究。在这五个世纪中,有73个属的物种灭绝,灭绝速度是之前6500万年灭绝速度的35倍。如果没有人类的影响,这么多属的消失需要1.8万年的时间。文章作者称,至少有三分之一的已知脊椎动物数量正在减少,并被挤压到越来越小的生态系统中。例如,20世纪初,世界上有1000万头大象。如今,大象的数量已不足50万头,而且直到最近,大象已经从它们居住过的许多国家消失了。整个种属的消失会影响整个生态系统的运作。人类强加给它们的环境同质化也导致有利于我们生存的平衡消失,改变了进化的进程。"在美国东部,大型食肉动物--熊、美洲狮、狼--已经消失,白尾鹿和老鼠的数量大量增加。鹿和老鼠是传播莱姆病的蜱虫宿主,莱姆病是一种非常严重的疾病。"塞瓦略斯解释说:"这导致美国每年出现数百万病例。"这项研究的作者之一、斯坦福大学教授保罗-埃利希(PaulEhrlich)指出:"我们正在失去我们所知的整个宇宙中唯一的生物伙伴。"除了像"COVID-19"那样加剧疾病在动物和人类之间的传播之外,生物多样性的丧失和对野生空间的过度开发,还助长了对本可用于改善人类健康的资源的破坏。胃锦蛙(Rheobatrachus)是已经消失的蛙属之一。这些原产于澳大利亚昆士兰热带森林的动物有着奇特的生殖系统。雌蛙吞下受精卵,把胃变成蝌蚪生长的子宫。由于青蛙必须关闭胃中的胃酸分泌以保护幼蛙,因此它们是研究胃反流和相关癌症等疾病的有趣模型,但现在地球上已经没有这种动物了。尽管这种动物的数量很少,但它们也可能在维持生态平衡方面发挥重要作用。塞瓦略斯表示,这些数据是对行动的呼吁。"如果我们不采取必要的行动,文明就会崩溃。人类不会灭绝,但会出现[像]电影中那种只有最强者才能生存的末日景象。在过去,每次大灭绝(有时地球上超过70%的生物灭绝)之后,随着新物种的慢慢出现,生命之树就会重建。但这需要1500万到2000万年的时间,人类等不了那么久。为了避免或减轻崩溃,作者呼吁进行前所未有的投资,特别关注保护热带森林,因为那里的生物多样性最丰富。"也许这将花费4000亿美元,这是一笔不小的数目,但如果我们继续像现在这样下去,崩溃的范围将比我们看到的大得多。"尽管《国家科学院院刊》(PNAS)上发表的类似研究对人类面临的生态问题的严重程度有所了解,但宇宙中唯一已知的智慧物种正越来越接近于被自身的生存和繁殖效率所扼杀。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1385303.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1385303.htm

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