راه‌هایی برای جلوگیری از انقراض گونه‌ها

ژن‌ها به بانک می‌روند!

ژن‌ها به بانک می‌روند، اما برنمی‌گردند. همان جا می‌مانند تا اطلاعات ژنتیکی گیاهی و جانوری را تا سال‌های سال همراه خود حفظ کنند.

کد خبر: ۱۵۷۹۴۹

این روزها دیگر کمتر کسی پیدا می‌شود که از واژه ژن و اهمیت آن در زندگی بشر بی‌اطلاع باشد؛ اما جالب است بدانید روش‌های مختلفی برای نگهداری ژن‌های گیاهی و جانوری وجود دارد.

یکی از این راه‌ها ایجاد بانک‌های ژن‌ است که در آن به روش‌های گوناگون این موجودات حفاظت می‌شوند. البته واضح است که این حفاظت با حفاظت‌های معمولی فرق می‌کند، این ژن‌ها باید تا سال‌های سال همانجا بمانند تا هر وقت که محققان احتیاج به نوع و گونه خاصی پیدا کردند، برای هر نوع همکاری آماده باشند.

شرایط محل‌های نگهداری هم از نظر نور، دما و رطوبت باید کاملا ویژه باشد که همه اینها به شناختی که محققان از این ژن‌ها و چگونگی نگهداری آنها دارند، برمی‌گردد. در بدو ورود ژن‌ها به بانک ژن، مراحل خاصی باید انجام شود و این مراحل هنگام نگهداری و در زمان استفاده مجدد هم ادامه می‌یابد. همین مساله باعث شده محققان راه‌های جدیدی را از نظر شیوه نگهداری و حفظ اطلاعات ژنتیکی در بانک ژن ارائه کنند.

میکروب‌ها همیشه هم خطرناک نیستند، هرچند انواع خطرناک‌ آنها را هم باید شناخت، اما توجه بسیاری از محققان امروزه روی میکروب‌های بی‌خطر یا کم‌خطر است. آنها معتقدند با جداسازی این میکروب‌ها و کشت و پرورش آنها در محیط‌های کشت، می‌توان از اثرات منفی کودها و سموم شیمیایی در محیط کم کرد.

تا جایی که به جای کودها و سموم صنعتی، می‌توان از میکروب‌های تولید شده در سطح صنعتی استفاده کرد. حالا می‌گویید چطور یک میکروب می‌تواند تا این اندازه مفید باشد؟ میکروب‌ها، شامل باکتری‌ها، قارچ‌ها و...
هستند که انواع مفیدشان معمولا با موجودات زنده دیگر، همکاری و تشریک مساعی دارند. درست مثل باکتری‌های دستگاه گوارش انسان و بعضی حیوانات که به بدن برای گوارش بهتر غذا کمک می‌کنند.

برخی باکتری‌ها هستند که به گیاهان برای جذب مواد غذایی کمک می‌کنند و آنها بالقوه این توانایی را دارند که در مقادیر بالا، درست مثل کود عمل کنند. با این تفاوت که به جای اضافه کردن ماده شیمیایی به محیط زیست، از خود محیط زیست برای این کار استفاده شود و در طبیعت کم نیستند باکتری‌هایی که با قارچ‌های مضر مبارزه کرده، از رشد آنها بر گیاهان و در بدن جانوران جلوگیری می‌کنند. آنها هم می‌توانند نقش سموم را به عهده بگیرند. قارچ پنیسیلیوم را هم که فراموش نکرده‌اید؟ همان موجود سفید گردمانندی که در آمپول‌های پنی‌سیلین به کار می‌رود. چقدر خوشحالمان می‌کند وقتی که از دست بیماری خلاص می‌شویم!

مضر و در شرایطی مفید!‏

غیر از میکروب‌های مفید که کمک‌حال بشر هستند، میکروب‌های مضر هم باید شناخته شوند و به خاطر همین است که بانک‌های ژن این نوع را هم نگهداری می‌کنند، ضمن این که ویژگی‌های خاصی در میکروب‌های مضر نظیر سرعت در تکثیر، سمج بودن و قدرت اخت شدن با شرایط محیط وجود دارد که خیلی وقت‌ها در تحقیقات دیگر، به کار می‌آید؛ مثلا یک میکروب مفید را در نظر بگیرید که همه ویژگی‌هایی مثبت را برای کمک دارد، اما خوب و به اندازه تکثیر نمی‌شود. اینجاست که محققان ژنتیک دست به کار می‌شوند و ژن تکثیر شدن را از میکروب مضر بیرون می‌آورند، شناسایی و به ژنوم سلول میکروب‌های مفید وارد می‌کنند.

این طوری است که حتی مضرها هم بالاخره یک زمانی به درد می‌خورند. بسیاری از میکروب‌های مضر هم که در کل زندگی بشر، تغییرات اساسی نابهنجاری گذاشته‌اند، هرگز به فراموشی سپرده نمی‌شوند.

محققان با حفظ ژنوم آنها خاطره تلخی را که از خود به جا گذاشته‌اند، حفظ کرده، با نگهداری آنها در حالت قرنطینه حفظشان می‌کنند. به خاطر همین است که این طور آزمایشگاه‌ها و بانک‌ها باید حفاظت دقیقی داشته باشند که میکروب‌های مضر فکر فرار را از سرشان بیرون کنند و منتظر باشند تا زمانی که علم بتواند همه ژن‌های نادرست را از آنها بگیرد و ژن‌های خوب را جایگزین کند.

مسوولان چه می‌گویند؟‏

دکتر غلامرضا صالحی، رئیس بخش بیوتکنولوژی و ایمنی زیستی موسسه تحقیقات بیوتکنولوژی کشاورزی می‌گوید: شبکه بانک ژن میکروبی در این موسسه تا پایان امسال راه‌اندازی می‌شود. این شبکه که در راستای تکمیل بانک ژن میکروبی و با هدف ایجاد هماهنگی و ارتباط مناسب با بانک‌های ژن کشور ایجاد می‌شود، تمام اطلاعات درخصوص ژن‌های میکروبی را در اختیار علاقه‌مندان می‌گذارد.

دکتر صالحی می‌گوید: تاکنون حدود سه هزار نژاد میکروبی از سراسر کشور جمع‌آوری شده که در این بانک نگهداری می‌شود و برای انجام تحقیقات بیشتر روی این نژادهای میکروبی یک‌سری از این سویه‌ها، از کشورهای مختلف نیز در این بانک نگهداری می‌شوند.

همین‌طور دکتر شهاب‌الدین منتظمی، مدیر کل دفتر تنوع زیستی و ذخایر ژنتیکی سازمان حفاظت محیط زیست هم بتازگی از تاسیس 4 بانک ژن گیاهی و جانوری در 4 استان کشور خبر می‌دهد او می‌گوید: حفاظت از ذخایر ژنتیکی کشور و بویژه گونه‌های گیاهی و جانوری در حال انقراض بسیار ضروری است و سازمان حفاظت محیط زیست با توجه به اولویت‌های بررسی شده برای ایجاد بانک ژن در 4 استان آذربایجان شرقی، کهگیلویه و بویر احمد، هرمزگان و اصفهان اقدام کرده است که هم اکنون عملیات نمونه‌برداری صحرایی در حال اجرا است.

محققان محیط زیست امیدوارند که با اجرای درست این طرح بتوان از گونه‌های جانوری انقراضی مثل درنای سیبری، یوزپلنگ آسیایی، گوزن زرد، هور، خرس، گوزن قرمزو... جلوگیری کرد و با طرح‌هایی که از معیارهای بین‌المللی تبعیت می‌کنند، در راه درست رسیدن به مقصود گام برداشت.

ژن‌ها را چطور حفظ می‌کنند؟

واضح است که نگهداری منابع ژنتیکی گیاهی که از طریق تکثیر جنسی و بذر تولیدمثل می‌کنند، در مقایسه با گیاهانی که به روش‌های غیر جنسی تکثیر می‌شوند، ساده‌تر و عملی‌تر است، چون می‌توان بذر این گیاهان را در شرایط مناسب نگهداری کرد و در موقع لزوم با کشت آنها به گیاهان مورد نظر دسترسی یافت.

برای نگهداری بذرها به جای زیادی نیاز نیست و آنها رامی‌توان در ظروف مناسب و شرایط ویژه نگهداری کرد و تبادل آنها هم بین کشورهای مختلف نیز به نسبت ساده‌تر است که البته این روش نگهداری هم خالی از اشکال نیست.

برای نگهداری بذرها شرایط خاص رطوبتی و دمایی نیاز است. با گذشت زمان قوه نامیه و توان اولیه رشد بذر کم می‌شود و درصد بروز اختلالات ژنتیکی هم بالاتر می‌رود و حتی بر اثر حمله آفات و بیماری‌ها ممکن است بذرها از بین بروند یا به علت گرده افشانی، حفاظت نشده، تغییراتی در محصولات آنها ایجاد شود. گیاهانی که به روش‌های غیر جنسی تکثیر می‌شوند هم مانند سیب‌زمینی و گل‌های رز مشکلات دیگری دارند.

آنها را باید هر ساله کشت کرد و این کار هزینه بالایی دارد و خطر آلودگی به بیماری و آفات هم بیشتر می‌شود. وجود این مشکلات،‌ محققان را بر آن داشت تا روش‌های جدیدی برای حل این مسائل پیدا کنند.

کشف بافت

محققان از این روش برای نگهداری منابع ژنتیکی و ایجاد بانک ژن استفاده می‌کنند. کشت بافت، علم جدیدی است که مزایای فراوانی دارد، از جمله این‌که با کشت درون شیشه‌ای می‌توان گیاهانی را که در معرض نابودی هستند، محافظت کرد.

برای نگهداری تعداد زیادی گیاه به فضای کمی نیاز است و گیاهان در شرایطی، عاری از عوامل بیماری‌زا و آفات نگهداری می‌شوند و به‌راحتی می‌‌توانند بین کشورهای مختلف مبادله شوند. این روش هزینه‌های نگهداری منابع ژنتیکی را کاهش می‌دهد و مراحل مسن شدن را در گیاه کند یا متوقف می‌کند.

در این روش‌ها، معمولا چند سلول از یک گیاه را در محیط کشت شامل مواد غذایی قرار می‌دهند، بافت‌های گیاهی پس از مدتی شروع به رشد و نمو می‌کنند و تقسیم سلولی انجام می‌دهند همزمان با تولید برگ و شاخه و ریشه، محیط کشت هم مصرف می‌شود که تجدید محیط کشت و انتقال این بافت‌ها، هزینه‌بر است و خطر آلودگی را هم بالا می‌برد که البته برای حل این مساله هم راه‌هایی پیشنهاد شده است.

راه‌های کم‌هزینه‌تر

برای‌ این‌ که سلول‌ها در محیط کشت آرام‌تر رشد کنند و مشکلات گفته شده به بار نیاید، از موادی که از رشد جلوگیری می‌‌کنند، استفاده می‌شود. همین‌طور با کاهش فشار اسمزی و آبگیری از سلول‌ها یا ذخیره سازی آنها در دمای کم و همچنین حفاظت از این بافت‌ها از راه منجمد کردن می‌‌توان از رشد بی‌رویه آنها جلوگیری کرد.

نوع بافتی که برای نگهداری منابع ژنتیکی در محیط کشت قرار می‌گیرد، اهمیت زیادی دارد، چرا که بافت‌های تخصصی نشده مانند بافت پینه یا پروتوپلاست، در مقایسه با بافت‌های تخصصی شده مل نوک شاخساره چندان مناسب نیستند و مشکلاتی ایجاد می‌کنند؛ برای مثال گیاهانی که از بافت‌های تخصصی نشده تولید می‌شوند، ممکن است شباهتی به والدینشان نداشته باشند و ترکیبی باشند از سلول‌هایی که از نظر ژنتیکی متغیر هستند.

همین‌طور سلول‌های تخصصی نشده، ثبات بالایی ندارند و اختلالات ژنتیکی ایجاد می‌کنند. از عوالم مهم و تعیین کننده در این راه بقای سلول‌ها، سن و طبیعت آنهاست. سلول‌های جوان با دیواره نازک وواکوئل‌‌های کوچک در تجمع‌های کوچک بهتر از سلول‌های قدیمی دارای واکوئل‌‌های بزرگ و دیواره سلولی ضخیم می‌توانند شرایط انجماد را تحمل کنند، همچنین ذخیره کردن سلول‌‌ها در محیط کشت در دما و نور کم هم باعث افزایش ماندگاری آنها می‌شود. دما و نور کم، رشد را کم می‌کند و در نتیجه مواد گیاهی به فاصله طولانی‌تری نیاز به کشت دوباره دارند که البته نباید این‌ دماها به نقطه انجماد برسند.

راهی برای حفظ جنین‌های گیاهی

یکی از پیشرفت‌های اخیر در ذخیره سازی طولانی مدت مواد گیاهی، استفاده از تکنیک جنین‌زایی غیر جنسی است. سلو‌ل‌ها و بافت‌های بعضی از گیاهان درمحیط کشت، قادر به تولید سریع جنین‌های بدنی هستند و با استفاده از ترکیبات خاص نظیر اسید آبزیک و اینندولبوتیر یک اسید (که از انواع هورمون‌های گیاهی هستند) وساکاروز در محیط کشت، از این جنین‌‌ها آبگیری می‌کنند و در واقع آنها را خشک می‌کنند.

این جنین‌های غیر جنسی خشک شده را می‌توان به همان روشی که بذرها را نگهداری می‌کنند ، حفظ کرد. در گیاهانی که جنین‌های حقیقی آنها زود از میان می‌رود و قابل نگهداری نیستند، این تکنیک کارایی جالبی دارد. این جنین‌های خشک شده را می‌توان در دمای 20 درجه سانتی‌گراد نگهداری کرد.