Fonte da imagem: Aimee Silla Agora, incluindo sapos, os anfíbios são extintos mais rapidamente do que qualquer outro vertebrado do mundo. Cientistas e ambientalistas estabeleceram várias bases artificiais para eles, mas ainda não conseguem aliviar essa tendência. Como fazer apenas algumas das espécies ameaçadas de extinção criarem filhos e facilitarem a crise das espécies se tornou um novo problema. No entanto, com o desenvolvimento da tecnologia de criação e a diversificação de habitats artificiais, ainda podemos ouvir os apelos de alguns sapos ameaçados no futuro.
Um grande número de sapos entra em perigo Alguns anos atrás, recebi acidentalmente um email de um amigo. Este amigo é um amante de sapos. Ele escreveu em um e-mail: "Toughie está morto." Toughie é um sapo de árvore do Panamá (o sapo de Rabb). Esse sapo tem muitos fãs em todo o mundo E eu sou um deles. Toughie parece muito fofa, mas é famosa por um fato cruel: é o último sapo de árvore do Panamá no mundo. Como o único sobrevivente da população na crise de extinção, Toughie experimentou uma vida muito curta de estrelas.
Toughie (Fonte: wikipedia) Em 2005, uma equipe de proteção animal capturou Toughie e outros 4 sapos de árvores do Panamá de uma floresta remota no Panamá e os levou aos Estados Unidos para criação artificial. Pare a extinção do sapo de árvore do Panamá. As espécies desapareceram rapidamente da natureza devido à infecção do fungo do sapo, e a reprodução artificial posteriormente também falhou. Em 2012, Toughie se tornou o último sobrevivente e morreu em setembro de 2016. Embora tenhamos sabido há muito tempo que Toughie vai embora, isso não alivia o golpe para nós. Este ano, acompanho o destino de um sapo de água Sehuencas da Bolívia. Este sapo de água bonito é chamado Remeo (Romeo) e vive sozinho no aquário do Museu de História Natural de Cochabamba na Bolívia há dez anos. Tentou várias vezes encontrar um parceiro, mas nenhum conseguiu. No final de 2017, Remeo desistiu de ligar para o sexo oposto, que parecia destinado a enfrentar o mesmo destino que Toughie. Felizmente, graças à ajuda de outras pessoas na Internet, este sapo d'água do West Winks tem a chance de evitar a solidão. No Dia dos Namorados do ano passado, o criador de Remeo postou as informações de Remeo no site. A grande quantidade de doações trazidas por essa medida financiou e apoiou o trabalho de busca de sapos selvagens de outra expedição. Em janeiro deste ano, o museu anunciou que a expedição havia descoberto cinco sapos-d'água, incluindo duas fêmeas. Em vista das perspectivas sombrias de sobrevivência na natureza, a equipe da expedição os trouxe de volta ao aquário. Remeo finalmente encontrou sua outra metade e recebeu o nome de Julieta.
Remeo (Fonte: American Physical Society) Toda primavera, o sapo no meu quintal parece aproveitar todas as oportunidades para gerar muitos ovos, então acho ingenuamente que a vida "pós-casamento" de Remeo também será muito tranquila e aguardo ansiosamente as pequenas Notícias dos girinos. No entanto, os resultados não são otimistas: o sapo em água em cativeiro não parece ter muito entusiasmo pela reprodução. Se animais ameaçados de extinção, como o West Winks Water Frog, não acasalam e põem ovos, como podem ser resgatados? Para sapos e sapos, podemos usar a tecnologia reprodutiva para resolver esse problema. Com o rápido desenvolvimento da terapia hormonal dos anfíbios, da inseminação artificial e das tecnologias de criopreservação, a probabilidade de nascimento de filhotes saudáveis em sapos em cativeiro também começou a aumentar. Atualmente, existem poucas espécies ameaçadas que se beneficiam com essas tecnologias, mas, como bióloga reprodutora Aimee Silla, da Universidade de Wollongong, na Austrália, espera-se que essas tecnologias ajudem animais mais ameaçados. Silla e seu colega Phillip Byrne relataram as realizações nesse campo na Revisão Anual de Ciências Biológicas Animais. Ela disse: "Essas tecnologias têm um grande potencial de aplicação, e há incontáveis descobertas empolgantes, por isso temos motivos para permanecer otimistas". A biodiversidade do planeta está declinando a uma taxa sem precedentes, enquanto os anfíbios são os que mais sofrem, seu número diminui. Mais do que qualquer grupo de vertebrados. Em 2017, a União Mundial de Conservação (IUCN) listou aproximadamente 2.100 anfíbios ameaçados, representando quase 32% dos anfíbios conhecidos. Segundo estimativas da IUCN, esse número pode continuar a subir para cerca de 55%. De fato, estamos muito familiarizados com os culpados por trás do acentuado declínio na perda de habitat de anfíbios, mudanças climáticas, poluição ambiental, predação excessiva como alimento e o crescente comércio de animais silvestres. Mas agora é adicionada a doença infecciosa anfíbia mais grave da história, a quitridiomicose. Recentemente, os cientistas avaliaram o impacto da doença, e os resultados mostram que essa terrível infecção fúngica causou a diminuição do número de mais de 500 anfíbios e mais de 90 espécies de anfíbios foram extintas. No final dos anos 80, os répteis deram o primeiro alarme para a extinção de espécies e, finalmente, levaram a uma avaliação global de sapos, sapos e seus parentes próximos na comunidade científica. Os resultados divulgados em 2004 foram chocantes: o número de anfíbios em todo o mundo está em declínio e algumas espécies desapareceram. Em 2005, especialistas internacionais realizaram uma cúpula para formular as medidas de proteção correspondentes. Uma das propostas importantes é que os jardins zoológicos, aquários e outras organizações capazes devem tentar "salvar" espécies ameaçadas e realizar a criação em cativeiro. Se tudo correr bem, esses "habitats de proteção criados pelo homem" preservarão a diversidade genética de espécies ameaçadas de extinção até certo ponto. Se houver um habitat adequado, a prole restante pode ser liberada na natureza para ajudar a aumentar ou restaurar a população em declínio. Nesse plano, muitos ambientalistas trouxeram sapos e sapos raros, e o número de anfíbios em cativeiro aumentou. Alguns desses programas de criação alcançaram grande sucesso. Por exemplo, o sapo de parteira maiorquino restabeleceu 18 populações reprodutivas na natureza, deixando a lista de espécies ameaçadas de extinção. O sapo de pulverização Kihansi na Tanzânia foi declarado extinto na natureza em 2009 porque um projeto local de conservação de água destruiu seu habitat enevoado ao lado da cachoeira no desfiladeiro de Chihansi. Portanto, as pessoas conseguiram criar um ambiente de névoa de água adequado para sapos reprodutores em cativeiro, e esse esforço também foi recompensado: milhares de sapos em spray criados artificialmente foram colocados sob névoa de água artificial no Chihan West Canyon. No chão.
Sapos maternos. (Fonte: Wikipedia)
Tecnologia de reprodução assistida
Mas para muitas outras espécies resgatadas, a situação é menos otimista. Algumas espécies não podem produzir óvulos ou espermatozóides, ou o momento da gametogênese entre indivíduos masculinos e femininos não é sincronizado; algumas espécies não podem executar o comportamento de acasalamento necessário; existem algumas espécies que possuem embriões, mas os embriões são difíceis de se desenvolver ainda mais. Andy Kouba, um biólogo da conservação da Universidade Estadual do Mississippi que estudou alguns dos anfíbios mais raros dos Estados Unidos, disse que, além da crise de extinção, há também uma crise de criação em cativeiro. Por que é tão difícil criar filhos de anfíbios? Em grande parte, isso ocorre principalmente porque não sabemos o suficiente sobre os rigorosos requisitos para a criação de espécies raras. Sapos e sapos são animais extremamente diversos, geralmente com muitas estratégias e hábitos de criação altamente diferenciados. Alguns deles se reproduzem na água, incluindo lagos calmos, riachos correndo e piscinas rasas; outros se reproduzem em terra, do solo e dosséis de florestas tropicais, sob o musgo dos pântanos das montanhas, até as piscinas de junco de espuma. A maioria deles se reproduz por fertilização in vitro, mas uma pequena parte deles é fertilizada in vivo. Alguns são monogâmicos, enquanto outros usam uma maneira de confundir muitos para muitos. Mais importante, as mudanças fisiológicas e comportamentais relacionadas ao acasalamento estão ligadas a uma variedade de fatores ambientais e sociais, incluindo mudanças de umidade, temperatura ou pressão, dias mais claros e longos, chamadas de acompanhantes, fim da hibernação ou Uma chuva repentina marcou o início da estação das chuvas. Quando uma espécie está à beira da extinção, temos poucas oportunidades de estudá-la na natureza, por isso é difícil encontrar gatilhos para o acasalamento. "Às vezes podemos descobrir os incentivos para acasalar e acasalá-los com sucesso, mas para muitas outras espécies, não importa como tentemos, não conseguimos encontrar a resposta correta", explicou Kouba. Portanto, surgiram três tipos de tecnologia de reprodução assistida (TARV): (1) terapia hormonal, esse método pode promover parceiros não dispostos a acasalar ou induzir o desenvolvimento e a liberação de óvulos e espermatozóides; (2) fertilização in vitro, aumentar o número de filhos E diversidade; (3) Tecnologia de congelamento de esperma ou óvulo em caso de emergência. Algumas espécies ameaçadas se beneficiaram dessas três tecnologias. Por exemplo, na Austrália, a terapia hormonal transformou o sapo do norte em um amante apaixonado, garantindo que todos contribuam com seus genes para a próxima geração. O sapo de Wyoming, na planície de Laramie, nos Estados Unidos, foi extinto na natureza, mas, graças a hormônios e técnicas de inseminação artificial, suas populações começaram a se recuperar. Além disso, o esperma congelado também contribuiu com alguns filhotes para o sapo ocidental ameaçado (Anaxyrus boreas) no sul das Montanhas Rochosas.
Sapo Ocidental. (Fonte: Wikipedia) Mas não é fácil concluir essas tarefas. Embora os cientistas realizem algumas pesquisas básicas há quase 70 anos para usar hormônios e técnicas de fertilização in vitro para cultivar embriões de anfíbios, na década de 1990, quando os biólogos tentaram usar essas técnicas para aumentar o número de anfíbios, eles Verificou-se que o processo laboratorial era adequado apenas para objetos específicos, portanto não poderia ser adotado diretamente em campo. Após vários anos ajustando e testando a dose hormonal, o primeiro método de tratamento eficaz foi finalmente estabelecido. Além disso, mesmo a simples tarefa de fundir esperma e óvulo requer muita energia. Com o rápido aumento do número de habitats de proteção criados pelo homem (muitos ainda incapazes de se reproduzir naturalmente), o senso de urgência das pessoas está aumentando. "Percebemos que essa pesquisa deve ser realizada rapidamente", disse Silla. E agora, o trabalho duro valeu a pena. Ela acrescentou: "Nos últimos anos, a tecnologia de reprodução assistida se desenvolveu rapidamente." A razão pela qual a terapia hormonal pode estimular a maturação da gônada e a liberação de óvulos e espermatozóides depende de duas injeções hormonais: hormônio liberador de gonadotrofina e gonadotrofina coriônica humana (Até a década de 1970, esses experimentos hormonais eram principalmente para estudar o comportamento da gravidez humana). Algumas espécies respondem melhor ao primeiro hormônio, enquanto outras são mais adequadas para o segundo hormônio, e a dosagem e o cronograma da injeção também são críticos. Kouba disse: "Cada espécie é diferente, por isso pode levar vários anos para encontrar o hormônio certo e determinar o tempo e a frequência do tratamento." Por um longo tempo, encontrar um tratamento adequado para uma nova espécie é um processo de tentativa e erro. . Agora, para cerca de 20 espécies, os cientistas identificaram a terapia hormonal correspondente. À medida que o número de opções de tratamento hormonal aumenta, algumas leis surgem gradualmente, e isso ajuda os cientistas a encontrar terapias hormonais mais adequadas. Por exemplo, a linhagem ancestral de anfíbios parece determinar a escolha dos hormônios: alguns membros da família dos sapos e dos sapos respondem melhor ao primeiro hormônio, enquanto os membros de outras famílias são mais adequados para o segundo hormônio. Silla e Byrne acreditam que fatores evolutivos também podem ser a chave para prever o tempo ideal de coleta de espermatozóides, porque o número de espermatozóides produzidos e sua taxa de liberação estão intimamente relacionados à estratégia de acasalamento da espécie. Em espécies não monogâmicas, a competição entre os machos empurra os testículos para evoluir em uma direção maior, produzindo mais espermatozóides e liberando-os mais rapidamente. Por exemplo, o sapo georgiano da Austrália Ocidental (seu apelido é chamado sapo grasnado porque grasnará como um pato) é polígamo, e muitos machos se reúnem em grupos em torno de uma fêmea reprodutora. Esses machos têm enormes testículos cheios de dezenas de milhares de espermatozóides. Depois de injetar hormônios, eles começarão a liberar esperma dentro de alguns minutos. No entanto, Silla descobriu que o melhor tempo de coleta foi de 7 horas após a injeção, quando a liberação de esperma atingiu o pico. Em nítido contraste, está o sapo do sul, uma espécie extremamente ameaçada que vive nas montanhas nevadas de New South Wales. Este sapo é monogâmico, o que também significa que ele não precisa produzir muito esperma ou se preocupar com o acasalamento, portanto seus testículos são pequenos. Segundo Silla e Byrne, após injeções de hormônios, eles precisam esperar muito tempo para obter esperma. Silla disse: "Neste sapo, são necessárias 36 horas para atingir o pico de liberação de espermatozóides e coletamos apenas algumas centenas de espermatozóides".
Sapo de festa noturna no sul da Austrália. (Fonte: a conversa) Após a coleta de gametas, a segunda técnica necessária é a fertilização in vitro, que permite aos criadores controlar o parentesco das gerações futuras, otimizando a diversidade genética em pequenos grupos. Embora pareça simples em teoria, na prática não é fácil. O método tradicional é misturar os óvulos e espermatozóides obtidos dos testículos picados em uma placa de Petri e deixar descansar por alguns minutos e depois mergulhá-los em água. A diluição repentina da solução fará com que o esperma se torne ativo. Mas ao proteger os animais, não podemos obter diretamente testículos. Em vez disso, os criadores devem esperar o esperma entrar na cloaca e misturar-se com a urina antes de serem coletados. Para alguns sapos, desde que colhidos e colocados no prato, eles expulsarão uma mistura de sêmen e urina. Se isso não funcionar, você pode aplicar uma leve pressão no abdômen. Os sapos são mais difíceis de obter espermatozóides; os criadores podem precisar usar um cateter fino para concluir o trabalho de coleta. Além disso, o sucesso da criação depende da proporção correta de mistura de espermatozóide e óvulo, se um líquido específico que ativa o esperma é adicionado e muitas outras razões. A terceira tecnologia, a tecnologia de criopreservação, também pode aumentar a população e garantir a saúde genética de espécies ameaçadas. Como os anfíbios que recebem terapia hormonal geralmente produzem esperma e óvulos em momentos diferentes, a tecnologia de criopreservação pode primeiro armazenar gametas de um sexo até obtermos gametas de outro sexo. O armazenamento de espermatozóides a longo prazo também abre novas possibilidades para a otimização da diversidade genética. Alguns óvulos coletados podem ser fertilizados com esperma de muitos machos diferentes.As populações de zoológicos e aquários podem trocar espermatozóides.Nós podemos até atravessar indivíduos selvagens e em cativeiro. Em particular, indivíduos com valor especial, como resistência a doenças, podem continuar contribuindo com seus genes por um longo tempo após a morte. No entanto, como você pensa, a operação real é muito mais complicada do que parece. O armazenamento de espermatozóides é mais fácil que os óvulos, e as experiências de criopreservação de espermatozóides têm sido bem-sucedidas em mais e mais espécies. Kouba e seus colegas criaram a Biblioteca Nacional de Genoma Anfíbio. Ele disse: "A probabilidade de descongelamento inicial de esperma para recuperar a atividade é de apenas 5%, e agora pode chegar a 50 a 70%. Também podemos salvar esperma em animais vivos e usá-los. Para criar filhotes. E congelar o ovo é outra questão: como o ovo é grande, contém gema, alto teor de umidade e uma camada externa espessa como geléia, essas características levaram os cientistas a não congelá-lo até agora. Kouba disse que esse problema deve ser resolvido. "O congelamento de esperma é de fato muito mais simples, mas se apenas o genoma masculino pode ser retido, isso é apenas metade de todo o mapa do genoma".
Crie mais projetos de criação
Até agora, apesar da grande demanda, o número de espécies ameaçadas que se beneficiam da tecnologia de reprodução assistida ainda é pequeno. Em alguns projetos de criação, muitos ou todos os filhotes resultantes ainda são mantidos em cativeiro para ajudar a manter habitats artificiais. Outros voltaram à natureza: mais de 300.000 sapos com crista porto-riquenho foram libertados para as ilhas originais, e centenas de sapos do norte da Austrália também retornaram aos seus pântanos subalpinos. Todos os sapos-banquete do norte da Austrália que Silla cultivou no processo de pesquisa foram lançados, e ela está muito orgulhosa disso: "Estou muito animada, isso não é apenas baseado em pesquisas de laboratório, mas também em uma ação de proteção real".
Sapo com crista em Porto Rico. (Fonte: Wikipedia) Em um futuro próximo, tecnologias reprodutivas mais avançadas aparecerão, mas não podemos aplicá-las rapidamente a projetos de criação de anfíbios. Ao mesmo tempo, centenas de anfíbios estão à beira da extinção. Kouba disse: "Uma das necessidades mais urgentes agora é estabelecer mais projetos de criação para salvar mais espécies." Com sorte, paciência e outros fatores, o número de algumas espécies pode ser capaz de se recuperar por conta própria. Mas para outras espécies, talvez ainda tenhamos que esperar ajuda humana. "No geral, comparado ao número de todos os anfíbios ameaçados, o que economizamos são apenas nove vacas e um cabelo", disse Kouba, "mas para os sapos e sapos que estamos estudando ativamente, isso terá um impacto significativo. . "
Editor: Chu Shuting Editor responsável: Gu Jun
Fonte: Ciência Global
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