داخل حديقة الحيوانات المجمدة، حيث يضع العلماء الأنواع المختفية على الجليد: “إنه أمل مصرفي” | الحفاظ على

أنافي مختبر في الطابق السفلي متاخم لمتنزه للحياة البرية مساحته 1800 فدان في سان دييغو، كاليفورنيا، تنظر مارليز هوك لترى رجلاً يرتدي الزي الرسمي يحمل حقيبة غداء زرقاء معزولة مليئة بقطع صغيرة من العيون والقصبة الهوائية والأقدام والريش.

“آه،” تقول بهدوء. “هذه عينات اليوم.”

تحتوي الحقيبة المعنية على قطع صغيرة من الأنسجة الرخوة التي تم جمعها منها الحيوانات التي ماتت لأسباب طبيعية في حديقة الحيوان. اليوم، تشمل العينات ضفدع ورقي وزرزور.

الرجل الذي يحمل الحقيبة هو جيمس بوجلن، وهو متطوع في حديقة الحيوان، والذي يسلمها إلى هوك، أمين هذا المختبر، المعروف باسم “حديقة الحيوانات المجمدة”. ستبدأ هي وفريقها عملية تحويل هذه الأجزاء من الأنسجة إلى بنك للأبحاث والحفظ للمستقبل. سيضعون الأنسجة في قوارير حيث تهضمها الإنزيمات، ثم يقوم أعضاء المختبر باحتضانها ببطء على مدار شهر – مما يؤدي إلى زيادة وفرة من الخلايا التي يمكن تجميدها وإعادة تنشيطها في النهاية لاستخدامها في المستقبل.

منذ ما يقرب من 50 عامًا، تضم حديقة الحيوانات المجمدة أقدم وأكبر وأكثر مستودع تنوعًا لثقافات الخلايا الحية في العالم – أكثر من 11000 عينة تمثل 1300 نوعًا ونوعًا فرعيًا مختلفًا، بما في ذلك ثلاثة أنواع منقرضة وأكثر من ذلك على وشك الانقراض.

اليوم، يتم تشغيل حديقة الحيوانات المجمدة من قبل فريق مكون من أربع نساء، يراقبن مجموعة كبيرة من القوارير التي تحمل علامات يدوية تحمل علامات مثل “الزرافة” و”وحيد القرن” و”المدرع”، وجميعها مخزنة في خزانات دائرية ضخمة مليئة بالكائنات الحية. النيتروجين السائل. في عالم يعاني من أزمة المناخ والتنوع البيولوجي، فإن وضع الأنواع على الجليد يوفر طريقة واحدة للتفاؤل بشأن المستقبل.

لطالما كان العمل المنجز هنا ذا معنى، لكن أزمة الانقراض المتسارعة وضعت ضغوطًا متزايدة على هوك وفريقها. إنه سباق مع الزمن لوضع العينات في حديقة الحيوانات المجمدة قبل أن تفلت من العالم خارج المختبر. ترى النساء اللاتي يشغلن هذه الوظائف أنه من واجبهن الحفاظ على المستقبل في مكانه.

يمكن أن يكون العمل شاقًا – على سبيل المثال، تتطلب عينات من الطيور والثدييات والبرمائيات والأسماك عمليات مختلفة. ولكن مع ارتفاع المخاطر، يصف هوك الأمر بنوع من التبجيل المقدس.

إنها تشعر بضغط الدور – عندما كان سلفها مسؤولاً، أدى عطل ميكانيكي إلى فقدان 300 عينة، وهو عمل لمدة عام. تقول هوك: “لذا يركز ذهنها على الحفاظ على العينات التي جمدتها حديقة الحيوان آمنة – “ولكن بعد ذلك يقترن ذلك بالإثارة وهذه الفرحة، لأنه لشرف كبير أن تكون قادرًا على القيام بذلك”.

“اجمع الأشياء لأسباب لم تفهمها بعد”

تأسست حديقة الحيوان على يد عالم الأمراض الألماني الأمريكي كيرت بينيرشكي في عام 1972، والذي بدأ بجمع عينات من جلود الحيوانات في مختبره بجامعة كاليفورنيا في سان دييغو ثم نقلها إلى حديقة حيوان سان دييغو بعد بضع سنوات. في ذلك الوقت لم تكن هناك تقنية لاستخدامها خارج نطاق أبحاث الكروموسومات الأساسية، لكن بينيرشكي غالبًا ما كان يستشهد بـ يقول المؤرخ الأمريكي دانييل بورستين: “عليك أن تجمع الأشياء لأسباب لا تفهمها بعد”.

لا يزال هذا الاقتباس معلقًا على ملصق في حديقة الحيوانات المجمدة، حيث يسحب هوك قوارير من خزانات النيتروجين السائل التي تشبه الترمس الفضي العملاق بحجم الإنسان. يتم ضغط الخزانات عند -320 فهرنهايت، وهي درجة الحرارة التي تمنع الخلايا من الحركة أو التغيير، مما يبقيها على قيد الحياة ولكن في حالة تعليق الحركة. ومن درجة الحرارة هذه، يمكن للخلايا أن تنشط وتستمر في العيش وكأن عقودًا – أو قرونًا – لم تمر.

لا توجد أنواع متماثلة تمامًا، وبعض المجموعات يصعب الحفاظ عليها أكثر من غيرها. بدأت حديقة الحيوانات المجمدة بالثدييات، ثم توسعت لتشمل الطيور والزواحف والبرمائيات. ويقول هوك إن معدل النجاح مع الثدييات يقترب من 99%. “في حالة البرمائيات، كانت النسبة قريبة من 1% لعدد من السنوات، والآن أعتقد أننا ربما وصلنا إلى 20 إلى 25%. الطيور مرتفعة جدًا.”

تحتوي كل رفوف في خزانات النيتروجين على 100 قارورة، وتحتوي كل قارورة على مليون إلى 3 ملايين خلية حية. تحمل هذه الخلايا – الزرافة، أو الليمور، أو أي شيء أكثر عرضة للانقراض مثل الفاكويتا – حلولًا محتملة لمجموعة من المشاكل الحالية والمستقبلية.

في نهاية المطاف، يمكن استخدام الخلايا لإعادة الأنواع المنقرضة بالكامل، لكن هذا ليس الهدف الرئيسي. وبدلا من ذلك، يتم استخدام هذه المادة بشكل عام لإنقاذ الأنواع الموجودة التي تكافح. في عام 2020، استخدمت حديقة الحيوانات المجمدة الحمض النووي المحفوظ بالتبريد لاستنساخ نمس أسود القدم، وهو أول نوع مهدد بالانقراض يتم استنساخه في الولايات المتحدة. في العام الماضي، تم استخدام الخلايا المجمدة المحفوظة بالتبريد منذ 42 عامًا لاستنساخ اثنين من خيول برزيوالسكي البرية المهددة بالانقراض، مما أدى إلى إعادة التنوع الجيني القيم إلى السكان الأحياء مما سيجعلهم أكثر مرونة في مواجهة الأمراض الجديدة أو التهديدات البيئية. أحد المهرات كان اسمه كورت، على اسم مؤسس حديقة الحيوان.

يعد العمل الذي تقوم به حديقة الحيوانات المجمدة في سان دييغو جزءًا من حركة عالمية لإنشاء بنك تبريد لكل شيء بدءًا من الحيوانات وحتى البذور. يوجد اليوم ما يقرب من اثني عشر بنكًا للتبريد تعتمد على الحياة البرية في جميع أنحاء العالم، ويقع معظمها في أمريكا الشمالية وأوروبا.

كان العمل الذي تم إنجازه في سان دييجو رائدًا بشكل خاص، كما تقول سو ووكر، رئيس قسم العلوم في حديقة حيوان تشيستر، والمؤسس المشارك ونائب رئيس منظمة Nature’s Safe غير الربحية في المملكة المتحدة، وهي بنك تبريد يجمع الخلايا الحية والحيوانات المنوية والبويضات. وتقول إنه في غضون بضعة عقود أخرى، قد يكون من الممكن تحويل هذه الخلايا إلى خلايا جذعية متعددة القدرات، والتي يمكن إعادة برمجتها لإنتاج الحيوانات المنوية والبويضات.

في عالم مثالي، يمكن الحفاظ على الأنواع في البرية – ولكن في الواقع، ليس هذا هو الحال. وتقول: “إننا نفقد الأنواع بسرعة كبيرة جدًا، بحيث لا يتمكن العلم من مواكبتها”. “لذا فإن أقل ما يمكننا فعله هو محاولة تخزين هذه المواد.”

من الصعب الحصول على تصاريح لجلب الأنسجة من الحيوانات في بلدان أخرى، لذا فإن الأمل هو تنمية القدرة في أماكن أخرى على استخدام البنوك المبردة محليًا، وخاصة بالقرب من مراكز الحفاظ على البيئة في أفريقيا، وأمريكا الجنوبية، وجنوب شرق آسيا. ولكن هذا يعني بناء القدرة على معالجة وحفظ مجموعة الخلايا بطريقة موحدة. يقول ووكر: إنه عمل مكلف ومعقد، ولكنه ضروري أيضًا.

وتقول: “أعتقد أنه يتعين علينا بذل كل ما في وسعنا لإنقاذ بعض هذه الأنواع التي هي على شفا الانقراض”. “إن الأمر يتعلق بالأمل المصرفي.”

آلات الزمن للماضي والمستقبل

يمكن أن يكون العمل على مزارع الخلايا أشبه بتشغيل آلة الزمن. كانت هوك تدرس ذات مرة كروموسومات وحيد القرن وفتحت قارورة عليها خط يد سلفها أرلين كوماموتو. قام كوماموتو بوضع الخلايا في تجميد عميق في نفس الشهر الذي تخرج فيه هوك من المدرسة الثانوية. “لقد فكرت للتو، يا إلهي… أنها كانت تجمد الخلايا التي أستخدمها الآن في دراستي. يقول هوك: “إذا لم تفعل ذلك، فلن أفعل ما أفعله”. “ما الذي نفعله اليوم والذي سيتم استخدامه في المستقبل؟”

تنظر جولي فرونتشيك، التي عملت في حديقة الحيوان لمدة 24 عامًا، من مجهرها لتقدم نظرية حول سبب قيام مجموعة من النساء بقيادة هذا العمل في حديقة الحيوانات المجمدة. “نحن نرعى الخلايا. وتقول: “إنها كائنات حية ويجب إطعامها والعناية بها، ثم عليك أن تعرف ما تريد عندما تريد ذلك”. “إنه نوع من مثل الأطفال.”

يضيف الفريق حوالي 250 إلى 350 عينة إلى حديقة الحيوان كل عام. يقول هوك إن الضفدع الورقي الذي وصل اليوم يمثل أولوية قصوى. الزرزور الذي وصل أيضا؟ أقل أهمية. مثل هذه القرارات تثقل كاهلها. وبما أن كل حيوان جديد يصل يحتاج إلى الاستزراع والمحافظة عليه، ويشغل مساحة في الحاويات العملاقة، فعليها أن تفكر في عدد الأنواع الممثلة بالفعل، وعدد الاحتمالات المتاحة للحصول على المزيد منها. “أود ألا أضطر إلى رفض أي شيء. سيكون من الأفضل أن نقبل كل عينة تأتي إلينا لأنها كلها مهمة.

تتضمن المجموعة ثلاثة أنواع منقرضة: زاحف العسل البولي أو هاواي، وضفدع شجرة ربس، والغزال السعودي. إنهم يحبسون أنفاسًا جماعية وهم يراقبون انقراض المزيد من الأنواع في مجموعتهم. يقول هوك: “من المحتمل أن يكون القادم هو وحيد القرن الأبيض والفاكويتا”.

الغرفة التي تحتوي على الخزانات ممتلئة – لكن الخزانات لم تصل إلى سعتها بعد، لذلك يواصل الفريق عمله في زراعة الخلايا والحفاظ عليها، مما قد يعني الحياة أو الموت للحيوانات المهددة بالانقراض في المستقبل.

في المستقبل، يحتاج المختبر إلى تحديث أساليبه، فهذه القوارير المكتوبة بخط اليد ستصبح في نهاية المطاف رموزًا شريطية قابلة للمسح الضوئي. كما أنها تحتاج إلى علماء جدد ليأتوا ويراقبوا حديقة الحيوان المتنامية على الجليد.

يقول هوك: “أعتقد أننا جميعًا نحمي بشدة حديقة الحيوان المتجمدة وإرث الدكتور بينيرشكي”. “وآمل أن نتمكن من تنشئة جيل يحمل ذلك منا إلى الأمام.”