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खतरे में प्रजातियाँ? (जेनेटिक) बचाव के लिए विज्ञान!

1914 में प्रलयित यात्री कबूतर की तरह, मॉरीशस का गुलाबी कबूतर एक अवस्‍था के किनारे पर खड़ा है। इस दूरदराज के द्वीप पर अपने अन्य कबूतर चचेरे भाई के सभी देखने के बाद, डोडो सहित, इसका कुख्यात द्वीप-साथी अंतिम बार 1662 में देखा गया था - यह गुलाबी-चित्तीदार पक्षी अब विलुप्त होने के अंधेरे गुलाल को देख रहा है।

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1990 के दशक में लगभग नौ व्यक्तियों की आबादी के नीचे यो-यो करने के बाद, स्टडली पक्षी आज लगभग 400 की आबादी तक वापस आ गए हैं। लेकिन यह संख्या उन्हें खतरनाक रूप से कमजोर छोड़ने के लिए अभी भी काफी कम है। गुलाबी कबूतर की आनुवांशिक विविधता की कमी ने इसे ट्राइकोमोनोसिस नामक एक परजीवी-जनित बीमारी के लिए अतिसंवेदनशील बना दिया है, जो इसके आधे से अधिक बच्चों को मारता है और जनसंख्या वृद्धि को सीमित करता है।

सौभाग्य से, यह अब 1662 नहीं है। आज, एक विकसित संरक्षण उपकरण इन पक्षियों को विलुप्त होने के कगार से वापस खींचने में मदद कर सकता है: आनुवंशिक बचाव। यह इस तरह की अनिश्चित संख्या वाली आबादी में आनुवंशिक विविधता को जोड़कर काम करता है - विशिष्ट व्यक्तियों को पेश करके या, संभवतः, किसी दिन सीधे अपने जीन को संपादित करके। यदि यह काम करता है, तो इस कबूतर का भविष्य एक बार फिर से अपने पंखों के रूप में गुलाबी हो सकता है।

"हम उन्हें इस बीमारी से लड़ने के लिए उपकरण देने की कोशिश करना चाहते हैं, " इंग्लैंड के अर्लहैम विश्वविद्यालय में जीनोमिक्स के शोधकर्ता मैट क्लार्क के साथ मॉरीशस कबूतर का अध्ययन करने वाले स्नातक छात्र कैमिला रयान कहते हैं। "पक्षियों के पास खुद बीमारी से निपटने के लिए संख्या या आनुवंशिक विविधता नहीं है।"

क्लार्क और रेयान इस आबादी को अपने पैरों पर वापस खींचने की उम्मीद कर रहे हैं, पहली बार में इन पक्षियों को इतना कमजोर बना देते हैं। फिर, वे जंगली आबादी के साथ संभावित संभोग के अंतिम लक्ष्य के साथ, रोग से लड़ने के लिए बेहतर जीनों की तलाश में दुनिया भर के चिड़ियाघरों और पार्कों में बंदी गुलाबी कबूतरों का नमूना लेंगे। टीम ने पहले ही 180 अलग-अलग गुलाबी कबूतरों से आनुवंशिक डेटा उत्पन्न किया है।

फिर भी, यह जोड़ी एक ऐसी तकनीक को लागू करने में सतर्क रहती है जिसने विवादों को बढ़ा दिया है क्योंकि यह 1990 के दशक में फ्लोरिडा पैंथर और इलिनोइस प्रैरी मुर्गियों को बचाने के हॉलमार्क मामलों में अधिक आसानी से लागू होने लगा था। वे अकेले नहीं हैं: कई संरक्षणवादी तर्क देते हैं कि दृष्टिकोण जोखिम में प्रजातियों के लिए अप्रत्याशित समस्याएं पैदा कर सकता है, और यह उन अंतर्निहित समस्याओं को हल नहीं करता है जो कई प्रजातियों को विलुप्त होने के कगार पर धकेल देती हैं, जिसमें मानव विकास के कारण निवास नुकसान भी शामिल है।

लेकिन जैसे-जैसे मानव जंगली आवासों का अतिक्रमण करना और वैश्विक जलवायु पैटर्न को बदलना जारी रखता है, कई प्रजातियों के लिए स्थिति अधिक गंभीर हो गई है। अब, कई शोधकर्ता इन सबसे कमजोर प्रजातियों को विलुप्त होने के कगार से खींचने के लिए एक व्यवहार्य उपकरण के रूप में आनुवंशिक बचाव में बदल रहे हैं। अधिक दूर के भविष्य में, कुछ वैज्ञानिकों को लगता है कि हम आगे जा सकते हैं, आनुवांशिक रूप से संशोधित जानवरों को उनके तेजी से बढ़ते पर्यावरण के लिए बेहतर अनुकूल बनने के लिए।

लेकिन खुद से बहुत आगे नहीं निकलते। अभी के लिए, वैज्ञानिक अपने जीनोमिक्स उपकरणों को तेज करने पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं।

800px-Domestic_Pigeon_Flock.jpg जंगली पक्षी आबादी के साथ कैप्टिव पक्षी को पार करने से उनके जीनोम पर मिश्रित प्रभाव पड़ सकता है। ये घरेलू रॉक कबूतर सिडनी के एक उपनगर हर्लस्टोन पार्क के ऊपर चढ़ते हैं। (टोबी हडसन)

जब गुलाबी कबूतर की आबादी डबल या एकल अंकों तक सिकुड़ जाती है, तो उन्हें कुछ अनुभव होता है जिसे इनब्रीडिंग डिप्रेशन कहा जाता है। अनिवार्य रूप से, इसका मतलब है कि उनके जीन पूल में विविधता कम है, जिससे उनके लिए अपने वातावरण में चुनौतियों को हरा पाना कठिन हो जाता है। इस बात के संकेत कई प्रजातियों में पाए गए हैं, जिसमें मिशिगन में भेड़ियों की एक अलग आबादी भी शामिल है, जहां व्यक्तियों ने एक असामान्य धनुषाकार मुद्रा और खराब स्वास्थ्य के संभावित ठूंठों को विकसित करना शुरू कर दिया था।

अब, रयान और क्लार्क जीन की तलाश के लिए पूरे यूरोप के पांच संग्रहालयों से ऐतिहासिक ऊतक के नमूनों का परिमार्जन कर रहे हैं, ताकि पुराने गुलाबी कबूतरों को एक बार बीमारी से लड़ना पड़े, इससे पहले कि अवसादग्रस्त हो जाए। इसके बाद टीम उन कैप्टिव पक्षियों की तलाश करेगी, जिन्होंने जंगली आबादी के साथ इन ऐतिहासिक सहायक जीनों को रखने के लिए रखा होगा।

बहुत सीधा, सही लगता है? दुर्भाग्य से, एक आनुवंशिक देवता की भूमिका निभाना इतना आसान नहीं है।

प्रत्येक जीनोटाइप जिसे आप मौजूदा आबादी में पेश करते हैं, अपने स्वयं के पेशेवरों और विपक्षों के साथ आता है। इसलिए टीम को सावधान रहना चाहिए कि जंगली पक्षियों की प्रतिरक्षा प्रणाली में नई समस्याओं को पेश न किया जाए। क्लार्क कहते हैं, "आप एक ऐसी आबादी को जन्म दे सकते हैं जो ट्रिचोमोनास से लड़ने में बहुत सफल है, लेकिन आपने जो किया है, वह गलती से कम हो गया है।"

अगर ऐसा है, तो वह कहते हैं, एक नई बीमारी जो वे तैयार नहीं थी, जो सैद्धांतिक रूप से हिट हो सकती है और पूरी आबादी को मिटा सकती है।

जंगली पक्षियों के साथ कैप्टिव पक्षियों को खाने से उन जीनों को पेश करने का जोखिम भी होता है जो कैप्टिव पक्षी कैद में रहने के लिए विकसित हुए थे, जंगली पक्षियों के जंगली में जीवित रहने की क्षमता को कमजोर कर देते हैं। क्लार्क कहते हैं, "उनकी मदद करने की कोशिश करने से, आपने इसे और बुरा बना दिया है।" यह खतरा, जिसे आउटब्रीडिंग डिप्रेशन कहा जाता है, संरक्षण जीवविज्ञानियों के बीच हैक को बढ़ाता है और आनुवंशिक बचाव का अधिक व्यापक रूप से उपयोग करने के खिलाफ एक प्राथमिक तर्क है।

genetic_rescue_2.jpg फ्लोरिडा पैंथर इस बात की एक बानगी है कि आनुवांशिक बचाव कैसे प्रजातियों को विलुप्त होने के कगार से खींच सकता है। (अमेरीकी मत्स्य तथा वन्य जीव सेवाएं)

फिर भी इन जोखिमों के बावजूद, कई सफल कहानियों से पता चला है कि आनुवंशिक बचाव काम कर सकता है । प्रमुख सफलता की कहानियों में से एक संरक्षणवादी फ्लोरिडा पैंथर है।

यह बड़ी, प्रतिष्ठित बिल्ली एक बार बड़ी संख्या में दक्षिण-पूर्वी अमेरिका से गुजरी थी, जो कि शीर्ष शिकारी और पारिस्थितिकी तंत्र के महत्वपूर्ण सदस्य के रूप में अपनी स्थिति का आनंद ले रही थी। लेकिन 1970 के दशक तक, निवास स्थान के नुकसान और शिकार ने आबादी को 12 से 20 वयस्कों के बीच सिकोड़ दिया था। न केवल उनकी संख्या निराशाजनक थी, बल्कि लगभग सभी पुरुष पैंथर इनब्रीडिंग डिप्रेशन के लक्षण दिखाते थे, जिसमें अण्डाकार अंडकोष, किन्कड टेल और कम शुक्राणु शामिल थे।

संरक्षणवादी इस बिल्ली को नहीं देखना चाहते थे - जिसने सफेद पूंछ वाले हिरण, जंगली हॉग और अन्य शिकार वाले जानवरों की आबादी को रोककर रखने में मदद की। इसलिए 1995 में, यूएस फिश एंड वाइल्डलाइफ सर्विस ने शोधकर्ताओं के एक दल के साथ फ्लोरिडा के पैंथर्स के साथ टेक्सास से आठ महिला पहाड़ी शेरों को स्थानांतरित करने के लिए काम किया। उन्हें उम्मीद थी कि पहाड़ के शेर, जो पैंथर की एक उप-प्रजाति हैं, जीन पूल को पुनर्जीवित करेंगे और जनसंख्या का आकार बढ़ाएंगे।

ड्यूक यूनिवर्सिटी के संरक्षण पारिस्थितिकी विशेषज्ञ स्टुअर्ट पिम का कहना है कि उन्हें पहले से ही अपने संदेह थे। यदि आप एक ऐसी प्रजाति को बचाने की कोशिश कर रहे थे जो इतनी दुर्लभ हो गई थी कि यह आनुवंशिक क्षति को दर्शाता है, तो उनका मानना ​​है, तो उन्हें बचाने के लिए पहले ही बहुत देर हो चुकी थी। उनके कई सहयोगी सहमत थे। "आप कारण के बजाय लक्षण का इलाज कर रहे थे, " पिम कहते हैं, इस मामले में प्रमुख कारण के रूप में निवास स्थान के नुकसान का हवाला देते हुए।

लेकिन शोधकर्ता आगे बढ़े, और पैंथरों और पहाड़ के शेरों को देखा। आश्चर्यजनक रूप से, उनके प्रयास काम करने लगे। पैंथर की आबादी बढ़ती गई और अगली पीढ़ी किंक की हुई पूंछों, अघोषित तंबूओं, और इनब्रीडिंग के अन्य संकेतों से मुक्त दिखाई दी। "उन सभी चीजों को गायब कर दिया, " पेम कहते हैं। दस साल बाद, पिम ने एक अनुवर्ती अध्ययन किया, जिसमें उन्होंने बताया कि वे बढ़ती हुई अवसाद के इन संकेतों से मुक्त बढ़ती जनसंख्या को बनाए हुए हैं।

"यह तेज़ था, यह एक बहुत प्रभावी प्रक्रिया थी, " अब वह कहते हैं।

अन्य सफलता की कहानियां 1990 के दशक में पॉप अप हुईं। ग्रेट प्रेयरी चिकन आबादी दशकों में पहली बार बढ़ी (हालांकि अधिक हाल के अध्ययन इस सफलता में आनुवंशिक बचाव की भूमिका पर सवाल उठाते हैं), स्वीडिश योजक के साथ, एक विषैला सांप जो इनब्रीडिंग से पीड़ित था। आज, पिम ने अपनी धुन बदल दी है: उनका मानना ​​है कि संरक्षणवादी टूलबॉक्स में आनुवंशिक बचाव एक उत्कृष्ट उपकरण हो सकता है, और अफ्रीका में शेर सहित अन्य शीर्ष शिकारियों की रक्षा के लिए इसका उपयोग करने पर विचार कर रहा है।

फ्लोरिडा के पैंथर्स आनुवंशिक बचाव की सफलता के प्रतीक बन गए हैं। फ्लोरिडा के पैंथर्स आनुवंशिक बचाव की सफलता के प्रतीक बन गए हैं। (माइकलस्टोन ४२28)

जैसा कि दुनिया भर के शोधकर्ता आनुवांशिक बचाव को लागू करने पर विचार करते हैं, उन्हें बेहतर तरीके से समझना चाहिए कि किस तरह से आउटब्रीडिंग डिप्रेशन का खतरा प्रजातियों से प्रजातियों में भिन्न हो सकता है। दुर्भाग्य से, क्योंकि आनुवंशिक बचाव इतना विवादास्पद रहा है, कुछ मामले मौजूद हैं जो इस जानकारी की पेशकश कर सकते हैं।

पैंथर्स, मुर्गियों और योजक की सफलता की कहानियां भी सीमित जानकारी रखती हैं कि कैसे तंत्र एक प्रजाति से दूसरे प्रजाति में स्थानांतरित हो सकता है, यह यूनिवर्सिटी ऑफ मोंटाना के एक संरक्षण जीनोमिक्स के शोधकर्ता एंड्रयू व्हाइटली कहते हैं। यह आंशिक रूप से है क्योंकि इन मामलों को व्यवस्थित रूप से नहीं किया गया था - वे गंभीर रूप से लुप्तप्राय प्रजातियों को बचाने के लिए एक अंतिम-खाई प्रयास के अधिक थे।

"वे एक दबाव प्रबंधन चिंता के जवाब में किए गए थे, वे वास्तव में प्रयोगात्मक रूप से कठोर तरीके से आनुवंशिक बचाव की अवधारणा का परीक्षण करने के लिए नहीं किए गए थे, " व्हाइटले कहते हैं। "तो वे अनिश्चितताएं बनी रहेंगी।"

उन ज्ञान अंतरालों को भरने के लिए काम करते हुए, व्हाईट ब्रुक ट्राउट के साथ प्रयोग करते रहे हैं - बड़े शिकारियों की तुलना में प्रायोगिक रूप से अध्ययन करने में आसान एक प्रजाति - जिसमें उनकी टीम ने चार अलग-अलग आबादी में मछलियों को स्थानांतरित किया है और उनके साथ संभोग करने के लिए कहीं और से मछली पेश की है। प्रारंभिक परिणामों से पता चलता है कि संभोग के पहले दौर सफल रहे थे, लेकिन सफलता का वास्तविक उपाय दूसरी पीढ़ी के जीवित रहने और पुन: पेश करने की क्षमता के साथ आएगा - यह वह जगह है जहां पर अवसाद के लक्षण उत्पन्न होते हैं।

वह जीवित रहने और पुन: पेश करने की दूसरी पीढ़ी की क्षमता का व्यापक मूल्यांकन करने की योजना बनाता है, ताकि तथाकथित वंशावली का निर्माण हो सके कि प्रणाली के माध्यम से जीन कैसे प्रवाहित होते हैं। "और अंततः जीनोमिक्स के साथ जीनोम स्तर पर समझने के लिए खुदाई करें कि क्या हुआ जब जीन प्रवाह की यह नाड़ी इस छोटी आबादी में प्रवेश करती है, " व्हाइटले। "वे डेटा के प्रकार हैं जिन्हें हमें ठोस सिफारिशें करने में सक्षम होना चाहिए।"

जंगली पक्षी आबादी के साथ कैप्टिव पक्षी को पार करने से उनके जीनोम पर मिश्रित प्रभाव पड़ सकता है। यहाँ, एक जंगली चट्टान उड़ान में कबूतर है। जंगली पक्षी आबादी के साथ कैप्टिव पक्षी को पार करने से उनके जीनोम पर मिश्रित प्रभाव पड़ सकता है। यहाँ, एक जंगली चट्टान उड़ान में कबूतर है। (एलन डी। विल्सन)

यदि आनुवंशिक बचाव के पारंपरिक रूप को विवादास्पद माना जाता है, तो एक नया विकासशील पुनरावृत्ति एक दूर की कौड़ी की तरह शुरू होगा। आज, जीवविज्ञानी पशु जीनोम के साथ शाब्दिक छेड़छाड़ पर विचार कर रहे हैं, आनुवंशिक रूप से इंजीनियरिंग द्वारा उन्हें कुछ लक्षण हैं।

स्मिथसोनियन नेशनल जू एंड कंजर्वेशन बायोलॉजी इंस्टीट्यूट में सेंटर फॉर कंजरवेशन जीनोमिक्स के प्रमुख रॉबर्ट फ्लेचर, हवाई में पक्षियों को एवियन मलेरिया के प्रति प्रतिरोधी या सहिष्णु बनाने के लिए इस विकल्प पर विचार कर रहे हैं, मानव-निर्मित रोगज़नक़ आज कई हवाई पक्षी आबादी को नष्ट कर रहा है। लेकिन उनके समूह और अन्य जगहों के शोधकर्ताओं का कहना है कि वे अभी इस तकनीक की जांच के प्रारंभिक चरणों में हैं।

"हम अभी तक कोई बचाव करने के चरण में नहीं हैं, हम भविष्य में यह करने के लिए मंच निर्धारित कर रहे हैं कि यह काम करेगा या नहीं, " फ्लेचर कहते हैं।

सैन डिएगो चिड़ियाघर ग्लोबल के संरक्षण जेनेटिक्स के निदेशक ओलिवर राइडर का कहना है कि ये तकनीक किसी दिन अमूल्य साबित हो सकती हैं, लेकिन नैतिकता और लॉजिस्टिक्स के बारे में व्यापक चर्चा के लिए पहले आने की जरूरत है। उन चर्चाओं के भीतर, शोधकर्ताओं को प्रत्येक मामले से जुड़े जोखिमों को तौलने की आवश्यकता होगी - जिसमें यह जोखिम भी शामिल है कि प्रयास बस काम नहीं करेंगे।

"प्रयासों के बावजूद, रोगज़नक़ समाधान या इंजीनियरिंग के चारों ओर एक रास्ता खोजता है, " राइडर कहते हैं, "इसलिए सभी प्रयास विलुप्त होने से प्रजातियों को रखने के लिए पर्याप्त नहीं होंगे।"

राइडर अभी तक एक और आनुवंशिक बचाव दृष्टिकोण विकसित करने के लिए एक व्यापक प्रयास में शामिल है, और उत्तरी व्हाइट राइनो को बचाने के लिए इसका उपयोग करने में रुचि रखता है। तकनीक, जो अभी भी साल दूर है, सैन डिएगो चिड़ियाघर ग्लोबल में संग्रहीत जमे हुए उत्तरी व्हाइट राइनो कोशिकाओं से अंडे और शुक्राणु का उत्पादन करने के लिए स्टेम सेल तकनीक का उपयोग करेगी। उनकी टीम पिछले जीवित मादाओं से प्राप्त स्टेम अंडे तकनीक से या स्टेम सेल तकनीक के माध्यम से भ्रूण बनाने के लिए जमे हुए शुक्राणु का उपयोग करने पर भी विचार कर रही है। वे फिर सैद्धांतिक रूप से भ्रूण को निकट से संबंधित गैंडों में स्थानांतरित कर देंगे, जो सरोगेट के रूप में काम करेंगे।

यह राइनो इस तरह के दृष्टिकोण के लिए एकदम सही उम्मीदवार है, भाग में क्योंकि इनमें से केवल तीन व्यक्ति बचे हैं जो सभी स्वाभाविक रूप से प्रजनन करने में असमर्थ हैं, राइडर कहते हैं। "उत्तरी व्हाइट राइनो कार्यात्मक रूप से विलुप्त है, " राइडर कहते हैं। "इसे विलुप्त होने से बचाने का एकमात्र तरीका उन्नत आनुवंशिक और प्रजनन तकनीकों का उपयोग करके आनुवंशिक रूप से बचाव करना होगा।"

अभी के लिए, शोधकर्ता आमतौर पर सहमत होते हैं कि आनुवंशिक संशोधन के बिना पारंपरिक आनुवंशिक बचाव सबसे तत्काल संरक्षण समाधान प्रदान करता है। हालांकि, यह अपमानजनक आबादी को बचाने के लिए अंत-सभी समाधान कभी नहीं होगा। इसके बजाय, यह अलगाव को कम करने और निवास स्थान को सुधारने जैसे अन्य मुद्दों से निपटने के लिए एक स्टॉप-गैप अवसर प्रदान करता है, क्रिस फंक कहते हैं, कोलोराडो स्टेट यूनिवर्सिटी के एक शोधकर्ता ने बताया कि कब और कैसे आउटब्रीडिंग डिप्रेशन उत्पन्न हो सकता है, इसे ट्रैक करने के लिए ट्रिनिडाडियन गपियों पर अध्ययन किया गया है।

फिम, जैसे पिम, ने पहले तो खुद को संदेहवादी कहा- इसलिए नहीं कि उन्हें विश्वास नहीं था कि आनुवंशिक बचाव काम कर सकता है, बल्कि इसलिए कि जब वे संरक्षण के लिए खुद को शुद्ध मानते थे। लेकिन जैसे-जैसे अधिक से अधिक आबादी अलग-थलग पड़ती जाती है और मानव दबाव और विकास को खतरा होता जाता है, वह कहते हैं कि उन्हें एहसास हो गया है कि कुछ समझौते आवश्यक हो सकते हैं। फंक का कहना है, "इस बात के सबूत हैं कि यह बहुत सारी परिस्थितियों में काम कर सकता है।"

"हम इस शुद्ध रवैये के लिए लक्जरी नहीं हैं, " वह जारी है। "अगर हम परिदृश्य पर इन आबादी चाहते हैं, तो हम उन्हें विलुप्त होने से बचाने के लिए आनुवंशिक बचाव का उपयोग करने जा रहे हैं।"

खतरे में प्रजातियाँ? (जेनेटिक) बचाव के लिए विज्ञान!