Un ricercatore dell'International Rice Research Institute trasferisce nuovi campioni di riso all'interno della sua banca genetica del riso nelle Filippine. Jens Aznar/AFP/Getty Images È praticamente impossibile introdurre l'idea delle banche genetiche senza sollevare la storia biblica di Noè. La figura dell'Antico Testamento ha ammucchiato due di ogni animale su un'enorme barca di legno per superare un'alluvione catastrofica. Sono arrivate le piogge, la barca trasportava il suo prezioso carico sopra le onde e tutto il resto annegava negli abissi. Dopo che le acque finalmente si ritirarono, gli animali sbarcati per ripopolare un devastato, Terra impregnata d'acqua.
Sia che tu prenda questa storia come un fatto o un mito, L'impresa di Noè condivide molte sorprendenti somiglianze con gli attuali sforzi per stabilire banche genetiche . Non ci sono navi di legno giganti questa volta, e lo scopo va ben oltre il raduno di bestiame e animali esotici. Anziché, i ricercatori sono impegnati a raccogliere campioni genetici da migliaia di piante e animali e a conservarli in caveau congelati.
di un organismo geni sono essenzialmente i suoi progetti, filamenti di DNA accuratamente dettagliati in ogni cellula vivente. Congelando adeguatamente questo materiale genetico, possiamo preservare i progetti per i secoli a venire.
Da un lato, questi sforzi sono molto in linea con quelli di Noè. Ci sono attualmente più di 900 specie animali in via di estinzione sul pianeta, secondo il Servizio Fish and Wildlife degli Stati Uniti. Invece di affrontare un diluvio da parte di Dio, sono in gran parte minacciati dalle condizioni causate da secoli di espansione umana, sfruttamento e inquinamento. Se conserviamo i loro geni ora, gli scienziati pensano che saremo in grado di reintrodurli attraverso la clonazione in seguito. Allo stesso modo, anche molte specie di colture sono minacciate.
Ma le banche genetiche sono più di un semplice sistema di backup globale per la prossima volta che la razza umana eliminerà accidentalmente un file importante. Raccogliendo i piani generali genetici per le piante e gli animali del pianeta, siamo più in grado di studiare il funzionamento interno del mondo naturale.
In questo articolo, esamineremo gli attuali sforzi per raccogliere e conservare i geni delle creature viventi della Terra, dalle colture alimentari e dalla fauna selvatica estinta ai profili del DNA di intere popolazioni umane. Si potrebbe dire che stiamo risparmiando per una giornata di pioggia.
La North Central Regional Plant Introduction Station in Iowa cataloga più di 10, 000 varietà di mais. Aurora/Getty Images Se ti fermi a guardare la civiltà che ti circonda, potresti scorgere alcuni panorami davvero sorprendenti:aerei e grattacieli che toccano le nuvole, reti elettriche e sistemi stradali che attraversano la terra e reti di comunicazione invisibili che avvolgono gran parte del pianeta. Eppure tutti i nostri più grandi successi nella scienza, arte e filosofia risalgono a una svolta cruciale:l'agricoltura domestica. Quando i primi esseri umani iniziarono finalmente ad abbandonare lo stile di vita della caccia e della raccolta per una vita permanente e la coltivazione, hanno finalmente avuto il tempo da dedicare a gran parte di ciò che conosciamo come cultura umana.
Mentre i primi esseri umani dipendevano da una varietà di risorse vegetali e animali recuperate, da allora abbiamo raggiunto il punto in cui enormi campi supportano un'unica coltura alimentare che nutre milioni di persone. Questo mette il nostro approvvigionamento alimentare in una situazione molto delicata. Cosa succede se il cambiamento climatico introduce nuovi parassiti o rende un'area inospitale per un precedente boom di colture? E se le malattie o i disastri naturali o provocati dall'uomo lo spazzassero via? Memorizzando i geni dietro queste colture, ci forniamo un backup:soldi in banca, per così dire.
Ma le principali colture da reddito non sono le uniche specie che i ricercatori raccolgono nelle banche genetiche. Prendi ad esempio la patata comune. Non è l'unica patata nel congelatore:i ricercatori conservano migliaia di tuberi provenienti da diverse parti del mondo per salvaguardare le patatine fritte e i Tater Tot del futuro. Se arriva una malattia che colpisce una delle principali specie alimentari di tuberi, forse un altro, specie meno conosciute fungeranno da sostituto adeguato o conterranno informazioni genetiche essenziali per progettare una specie resistente.
Certo, le piante riempiono le nostre farmacie così come i nostri piatti della cena. Le banche genetiche ci consentono di prepararci a future incognite salvaguardando piante che un giorno potrebbero svolgere un ruolo cruciale nello sviluppo di nuovi farmaci. Questo è solo un motivo in più per salvaguardare non solo le piante che utilizziamo, ma anche proteggere globale biodiversità conservando il resto. Ciò include più di 500 specie di piante provenienti da tutto il mondo elencate come minacciate dall'U.S. Fish and Wildlife Service. Chissà quale droga miracolosa è là fuori in questo momento, da scoprire in una parte in via di estinzione della foresta pluviale amazzonica?
Il concetto di immagazzinare i geni delle piante non è una novità. Gli agricoltori hanno immagazzinato i semi per garantire i raccolti futuri per migliaia di anni. Oggi, le banche dei semi di tutto il mondo lavorano per registrare e archiviare i progetti genetici per le colture, specialmente quelli che sono colture alimentari vitali. Alcuni di questi sono di proprietà del governo, altri sono gestiti da organizzazioni private e internazionali. Per un'analisi dettagliata di queste operazioni, leggi Come funzionano le banche dei semi.
I botanici possono preservare il materiale genetico in due modi. Un metodo prevede l'essiccazione e il congelamento dei semi a temperature più o meno alla pari di un tipico inverno. Alcuni semi possono sopravvivere in questo stato per decenni, ma alla fine richiedono lo scongelamento e la ricrescita per fornire fresco, semi vitali. Però, se i semi sono congelati in basso, crionico temperature, tutto il movimento molecolare si ferma. Sebbene questo secondo metodo sia molto più costoso del normale congelamento, aumenta notevolmente la durata di conservazione del materiale genetico di una pianta.
Attualmente più di 1, 400 banche genetiche in tutto il mondo conservano semi e campioni di geni da centinaia di piante diverse [fonte:Popular Science].
Ma che dire della vita animale del pianeta? Nella pagina successiva, esamineremo alcuni dei nostri sforzi per proteggere gli animali in via di estinzione e far risorgere quelli estinti.
Un ricercatore immagazzina criogenicamente lo sperma di panda presso la base di ricerca di Chengdu dell'allevamento di panda gigante. Liu Jin/AFP/Getty Images Mentre le banche dei semi in genere danno la priorità a piante coltivate ampiamente coltivate, gli scienziati che cercano di accumulare geni animali si concentrano in una direzione diversa:specie sull'orlo dell'estinzione. Se questo suona come un'impresa relativamente piccola, considera che l'U.S. Fish and Wildlife Service attualmente elenca più di 900 specie come in pericolo. Se le tendenze attuali continuano, gli scienziati prevedono più di 1, 000 specie di mammiferi dovranno affrontare l'estinzione nei prossimi 30 anni [fonte:The Frozen Ark Project].
Diversi programmi stanno lavorando per preservare i geni degli animali in via di estinzione. La base di ricerca cinese dell'allevamento di panda gigante a Chengdu tiene le uova, sperma e altri campioni di tessuto di panda e altre specie autoctone conservati in celle frigorifere. Il Frozen Ark Project del Regno Unito ha assunto la missione di creare una rete di banche genetiche simili in tutto il mondo dedicate agli animali in via di estinzione.
Gli scienziati in India hanno portato l'idea un passo avanti lavorando per reintrodurre infine il ghepardo indiano in natura, più di mezzo secolo dopo essere stato dichiarato estinto. Mentre i ricercatori mancano di tessuto criogenicamente conservato, sono stati in grado di raccogliere tessuti cutanei e ossei da musei e zoo. Sperano di riempire i vuoti genetici studiando i geni di popolazioni di ghepardi simili nell'Iran moderno.
Però, gli scienziati non hanno completamente trascurato gli animali domestici. Alcune banche genetiche hanno deciso di documentare e conservare il DNA delle principali razze di bestiame. Il Dipartimento dell'agricoltura e dello sviluppo rurale del Regno Unito ha fondato un archivio del seme per salvaguardare i profili genetici degli arieti in Gran Bretagna e Irlanda del Nord.
Per preservare le informazioni genetiche per gli animali, gli scienziati devono congelare criogenicamente diversi campioni di sperma, uova, capelli, pelle e sangue dalle specie bersaglio per fornire le migliori possibilità di clonazione futura. Per realizzare questo, gli scienziati userebbero una femmina di una specie affine come madre surrogata. Prendevano una delle uova del surrogato e la fondevano con una cellula dell'animale da clonare. La madre avrebbe in effetti, dare alla luce un'altra specie - facendo di lei una madre biologica, ma non genetica. Per ulteriori informazioni su questo processo, leggi Come funziona la clonazione.
Questo processo funzionerebbe? Gli scienziati hanno già dimostrato che è possibile. L'8 gennaio 2001, Scienziati statunitensi hanno annunciato la nascita di un bambino gaur , un grande bue in via di estinzione originario dell'India e dell'Asia. La madre del gaur, però, era una mucca comune.
L'uso diffuso di questa tecnica per ripopolare il pianeta con animali estinti e in via di estinzione è ancora lontano da anni. A breve termine, tali banche genetiche consentono agli scienziati di studiare le specie in via di estinzione e di imparare come sostenerle al meglio in futuro.
Ma che dire delle specie responsabili di così tante di queste quasi estinzioni? Non dovrebbe sorprendere che gli scienziati stiano preservando anche il materiale genetico umano. Le banche del seme in cui i medici congelano il seme per l'uso nell'inseminazione artificiale sono un ottimo esempio.
Altre banche genetiche, come il progetto deCODE islandese, immagazzinare materiale genetico umano per la ricerca medica. La Cina sta attualmente lavorando per raccogliere e archiviare i dati genetici dei residenti nella città di Taizhau. I ricercatori hanno già raccolto campioni da 10, 000 individui e sperano di raccogliere un totale di 5 milioni [fonte:BBC News].
costantemente, gli umani stanno caricando le loro arche congelate. Li abbiamo nascosti nelle montagne ghiacciate della Norvegia, li seppellirono in sotterranei - si parla persino di inviare banche genetiche sulla luna. Avremo bisogno un giorno di questi serbatoi genetici per ricostruire un pianeta devastato da disastri naturali o provocati dall'uomo?
si spera, non dovremo mai scoprirlo. Esplora i link nella pagina successiva per saperne di più sulle meraviglie genetiche dietro la vita.
Fonti
