Eine coole Lösung, um Arten vor dem Aussterben zu bewahren

Angesichts der Biodiversitätskrise und alarmierender Daten, die einen Rückgang der weltweiten Tierpopulationen um 69 % seit 1970 zeigen, setzen Forscher auf eine coole Lösung, um Arten vor dem Aussterben zu bewahren.

Ähnlich wie das Einfrieren von Eizellen dazu dient, die Fruchtbarkeit des Menschen für einen späteren Zeitpunkt zu bewahren, kann das Kryo-Einfrieren von genetischen Proben von Tieren eine wesentliche Rolle bei der Eindämmung des Artensterbens spielen.

Eine neue Studie veröffentlicht in Zoobiologie mit dem Titel „Maximierung des Potenzials lebender Zellbanken, zu globalen Naturschutzprioritäten beizutragen“ wirft ein Licht auf das immense Potenzial lebender Zellbanken, auch Kryobanken genannt, einen Beitrag zu globalen Naturschutzprioritäten zu leisten.

Diese lebenden Zellbanken bewahren genetisches Material von Tieren wie Hautzellen, Embryonen, Samen und lebendes Gewebe bei extrem niedrigen Temperaturen auf. Diese Zellen können kultiviert und für verschiedene Anwendungen verwendet werden, darunter DNA-Extraktion, assistierte Reproduktionstechniken, die Gewährleistung der genetischen Vielfalt in Tierpopulationen und möglicherweise sogar die Wiedereinführung von Arten in ihre natürlichen Lebensräume.

Für die Studie analysierten die Forscher den Inhalt des Frozen Zoos der San Diego Wildlife Alliance (SDZWA) – der weltweit größten und vielfältigsten Sammlung lebender genetischer Proben –, um einen Rahmen für die Priorisierung von Arten für zukünftige Probenentnahmen zu entwickeln. Die Forscher verwendeten außerdem aggregierte Daten aus der weltweit größten Wissensdatenbank über Arten – dem Species360 Zoological Information Management System (ZIMS) –, um Möglichkeiten für die künftige Sammlung genetischer Proben zu ermitteln.

Die Studie zeigt, dass derzeit 965 verschiedene Arten, darunter 5 % der Amphibien, Vögel, Säugetiere und Reptilien, die auf der Roten Liste der IUCN als gefährdet aufgeführt sind, im SDZWA Frozen Zoo gehalten werden und dass weitere Proben aus Zoos und Aquarien diesen Anteil deutlich erhöhen könnten 16,6 %, indem der Zugang zu weiteren 707 bedrohten Arten ermöglicht wird.

Darüber hinaus sind bereits genetische Proben von 50 % der derzeit in freier Wildbahn als ausgestorben eingestuften Arten im SDZWA Frozen Zoo vertreten, aber Proben aus der zoologischen Gemeinschaft können diese Zahl auf 91 % erhöhen – was möglicherweise eine wichtige Lebensader für diese Arten darstellt kurz vor dem Aussterben.

Der Hauptautor der Studie, Dr. Andrew Mooney vom Dublin Zoo und der School of Natural Sciences des Trinity College Dublin, betont die Bedeutung der Studie und sagt: „Diese Studie unterstreicht nicht nur die unglaubliche Arbeit, die die San Diego Zoo Wildlife Alliance bisher geleistet hat, sondern auch auch das kollektive Potenzial der globalen Zoo- und Aquariengemeinschaft, einen weiteren Beitrag zu globalen Kryobanking-Initiativen und Naturschutzprioritäten zu leisten.

„Da die Wildtierpopulationen rund um den Globus weiter zurückgehen, war es noch nie so wichtig, genetische Proben von bedrohten Arten zu sammeln und aufzubewahren. In Kryobanken gesammelte Proben bieten beispiellose Möglichkeiten zur Erhaltung, wir müssen jedoch jetzt konzertierte Anstrengungen unternehmen, um zusammenzuarbeiten und Proben zu sammeln.“ , bevor es zu spät ist.“

Yvonne Buckley, Professorin für Zoologie an der Trinity School of Natural Sciences, sagt: „Wir befinden uns in einer Krise des Aussterbens der Artenvielfalt, in der in den kommenden Jahrzehnten wahrscheinlich über eine Million Arten vom Aussterben bedroht sein werden. Während unsere erste Priorität darin besteht, den Artenrückgang zu verhindern.“ In der Wildnis bietet Kryobanking eine Möglichkeit, die entscheidende genetische Vielfalt zu schützen und sie wieder in Populationen einzuführen, um deren Anpassungsfähigkeit und Widerstandsfähigkeit zu erhöhen.“

Co-Autorin Johanna Staerk von der Species360 Conservation Science Alliance sagt: „Diese Studie unterstreicht das immense Potenzial von Kryobanken beim Schutz gefährdeter Arten sowie die Rolle von Zoos und Aquarien bei der Erhaltung. Angesichts der Schwierigkeit, genetische Proben von Wildarten zu erhalten.“ Zoos und Aquarien bieten die ideale Quelle für die Sammlung genetischer Proben, um das zukünftige Überleben der Arten zu sichern.“

Oliver A. Ryder, Kleberg Endowed Director of Conservation Genetics, San Diego Zoo Wildlife Alliance, sagt: „Mehr als vierzig Jahre der Kryobankierung lebensfähiger Zellen im Frozen Zoo haben eine substanzielle und wirkungsvolle Ressource für die genombasierte Entdeckung der biologischen Vielfalt geschaffen und Möglichkeiten für die Zellkultur aufgezeigt -basierte genetische Rettung. Es sind dringend verstärkte Anstrengungen in Nationen auf der ganzen Welt erforderlich, um ein verteiltes Netzwerk von Biobanken aufzubauen, um zellbasierte genetische Ressourcen auf gerechte Weise verfügbar zu machen und künftigen Generationen Möglichkeiten zur Erhaltung zu bieten.“

Marlys Houck, Kuratorin des Frozen Zoos der San Diego Zoo Wildlife Alliance und Co-Autorin der Studie, sagt: „Dr. Kurt Benirschke gründete den Frozen Zoo 1975 und jedes Jahr kommen Hunderte von Proben hinzu. Aufgrund seiner Vorausschauend verfügen wir über Zelllinien von Arten und Individuen, die vor Jahrzehnten angelegt wurden, von denen sich einige nicht vermehrt hatten. Ihre genetische Vielfalt ist in aktuellen Populationen nicht vertreten, steht aber für zukünftige genetische Rettung durch die Proben im Frozen Zoo zur Verfügung.“

Zusätzlich zu dem Rahmen, der vorschlägt, welche Arten für die genetische Probenahme priorisiert werden müssen, fördern die Studienautoren auch die Bildung einer globalen Kryobank-Datenbank, um gemeinsame Bemühungen zur Erhaltung der genetischen Vielfalt zu erleichtern.

Die Studie war das Ergebnis eines Workshops, der auf dem Treffen der IUCN Conservation Planning Specialist Group (CPSG) im Jahr 2016 von der Species360 Conservation Science Alliance in Zusammenarbeit mit Oliver Ryder von SDZWA abgehalten wurde.

Die Rolle von Kryobanken bei der Rettung von Arten vor dem Aussterben: Eine Fallstudie

Die wichtige Rolle des Kryobankings im Naturschutz wird durch die laufenden Bemühungen zur Rettung des inzwischen ausgestorbenen Nördlichen Breitmaulnashorns deutlich. Da nur zwei Weibchen überleben, arbeiten Wissenschaftler daran, die Unterart durch assistierte Reproduktionstechniken mithilfe von Proben aus dem Frozen Zoo vor dem endgültigen Verschwinden zu bewahren.

Während das Beispiel des Nördlichen Breitmaulnashorns ein Versuch in letzter Sekunde ist, die Unterart zu retten, betonen die Studienautoren, wie wichtig es ist, Arten proaktiv zu priorisieren und eine globale Kryobank-Datenbank einzurichten, um sicherzustellen, dass Erhaltungsmaßnahmen viel früher ergriffen werden können.

Kryobanking könnte aufgrund der Verfügbarkeit lebender Zellkulturen für diese Arten die einzige Lebensader sein, um vom Aussterben bedrohte Arten wie das Nördliche Breitmaulnashorn und den Vaquita zu retten. Bedauerlicherweise werden diese Möglichkeiten für den kürzlich ausgestorbenen Jangtse-Flussdelfin und den Zwergfledermaus der Weihnachtsinsel, für die es keine lebenden biologischen Proben gibt, nie realisiert.

Für die meisten Arten bestehen jedoch weiterhin Probenahmemöglichkeiten. Angesichts der Tatsache, dass 71 % der Arten, die auf der Roten Liste gefährdeter Arten der IUCN als „am wenigsten besorgniserregend“ aufgeführt sind, aufgrund der Auswirkungen des Klimawandels vom Aussterben bedroht sind, könnte die Lagerung jetzt entnommener genetischer Proben dazu beitragen, diese Arten in Zukunft zu erhalten.