مصدر الصورة: Aimee Silla الآن ، بما في ذلك الضفادع ، انقرضت البرمائيات بشكل أسرع من أي فقاريات أخرى في العالم. لقد أسس العلماء وعلماء البيئة قواعد تكاثر اصطناعية متعددة لهم ، لكنهم ما زالوا لا يستطيعون تخفيف هذا الاتجاه. أصبحت كيفية جعل عدد قليل فقط من الأنواع المهددة بالانقراض لتربية ذرية وتخفيف أزمة الأنواع مشكلة جديدة. ومع ذلك ، مع تطور تكنولوجيا التربية وتنويع الموائل الاصطناعية ، قد نسمع نداءات بعض الضفادع المهددة بالانقراض في المستقبل. يتدخل عدد كبير من الضفادع في خطر قبل بضع سنوات ، تلقيت عن طريق الخطأ رسالة بريد إلكتروني من صديق. هذا الصديق عاشق ضفدع ، وكتب في رسالة بريد إلكتروني: "توفى ميتة." توفي هو ضفدع شجرة بنما (ضفدع الشجرة ذو الأطراف الهامشية). هذا الضفدع الشجري لديه العديد من المعجبين في جميع أنحاء العالم. وأنا واحد منهم. يبدو Toughie لطيفًا جدًا ، ولكنه مشهور بحقيقة قاسية: إنه آخر ضفدع شجرة بنما في العالم. بصفته الناجي الوحيد من السكان في أزمة الانقراض ، فقد عاش Toughie حياة قصيرة جدًا من النجوم.

^ Toughie (المصدر: ويكيبيديا) في عام 2005 ، استولى فريق حماية الحيوان على Toughie و 4 ضفادع شجرة بنما أخرى من غابة سحابة نائية في بنما وأحضروها إلى الولايات المتحدة للتربية الاصطناعية. وقف انقراض الضفدع شجرة بنما. اختفت الأنواع بسرعة من البرية بسبب إصابة فطريات وعاء الضفدع ، وفشل التكاثر الاصطناعي لاحقًا أيضًا. بحلول عام 2012 ، أصبح Toughie آخر ناجي ، وتوفي في سبتمبر 2016. على الرغم من أننا عرفنا لفترة طويلة أن Toughie سيغادر ، إلا أن هذا لا يخفف من الضربة لنا. هذا العام ، كنت أتابع مصير ضفدع مياه Sehuencas من بوليفيا. يدعى ضفدع الماء الوسيم هذا ريميو (روميو) ويعيش وحده في حوض السمك في متحف كوتشابامبا للتاريخ الطبيعي في بوليفيا لمدة عشر سنوات. لقد حاولت مرارًا العثور على شريك ، ولكن لم ينجح أي منهم. في نهاية عام 2017 ، تخلى Remeo عن الاتصال بالجنس الآخر ، بدا أنه من المقرر أن يواجه نفس مصير Toughie. لحسن الحظ ، بفضل مساعدة الآخرين على الإنترنت ، فإن ضفدع الماء في West Winks لديه فرصة لتجنب العزلة. في يوم عيد الحب العام الماضي ، نشر مربي Remeo معلومات Remeo على الموقع. وقد مولت الكمية الكبيرة من التبرعات التي جلبتها هذه الخطوة أعمال البحث عن ضفادع المياه البرية لبعثة أخرى ودعمتها. في يناير من هذا العام ، أعلن المتحف أن البعثة اكتشفت خمس ضفادع مائية ، بما في ذلك إناث. وبالنظر إلى آفاق البقاء القاتمة في البرية ، أعادهم فريق البعثة إلى الحوض. وجد ريميو أخيرًا النصف الآخر ، وكان اسمه جولييت.

ريميو (المصدر: الجمعية الفيزيائية الأمريكية) في كل ربيع ، يبدو أن الضفدع في فنائي الخلفي يغتنم كل فرصة لتفرخ الكثير من البيض ، لذلك أعتقد بسذاجة أن حياة "ما بعد الزواج" من ريميو ستكون سلسة للغاية ، وأتطلع إلى الصغيرة أخبار من الشراغف. ومع ذلك ، فإن النتائج ليست متفائلة ، ولا يبدو أن ضفدع الماء الأسير لديه الكثير من الحماس للتكاثر. إذا كانت الحيوانات المهددة بالانقراض مثل West Winks Water Frog لا تتزاوج وتضع بيضًا ، فكيف يمكن إنقاذها؟ بالنسبة للضفادع والضفادع ، يمكننا استخدام التكنولوجيا التناسلية لحل هذه المشكلة. مع التطور السريع للعلاج بالهرمونات البرمائية ، والتلقيح الصناعي وتقنيات الحفظ بالتبريد ، بدأ احتمال ولادة ذرية صحية في الضفادع الأسيرة الاصطناعية في الازدياد. هناك حاليًا عدد قليل من الأنواع المهددة بالانقراض التي تستفيد من هذه التقنيات ، ولكن بصفتها عالمة الأحياء التناسلية إيمي سيلا من جامعة ولونجونج ، أستراليا ، من المتوقع أن تساعد هذه التقنيات الحيوانات المهددة بالانقراض. أبلغ سيلا وزميله فيليب بيرن عن الإنجازات في هذا المجال في المراجعة السنوية للعلوم البيولوجية الحيوانية. وقالت: "هذه التقنيات لديها إمكانات كبيرة للتطبيق ، وهناك اختراقات لا حصر لها في الإثارة ، لذلك لدينا سبب للبقاء متفائلين". التنوع البيولوجي على كوكب الأرض ينخفض بمعدل غير مسبوق ، في حين أن البرمائيات تتحمل العبء الأكبر من أعدادها أكثر من أي مجموعة من الفقاريات. في عام 2017 ، أدرج الاتحاد العالمي للحفظ (IUCN) ما يقرب من 2100 من البرمائيات المهددة بالانقراض ، وهو ما يمثل حوالي 32 من البرمائيات المعروفة. وفقًا لتقديرات الاتحاد الدولي لحفظ الطبيعة والموارد الطبيعية ، قد يستمر هذا الرقم في الارتفاع إلى حوالي 55. في الواقع ، نحن على دراية كبيرة بالجناة وراء الانخفاض الحاد في فقدان موائل البرمائيات ، وتغير المناخ ، والتلوث البيئي ، والافتراس المفرط كغذاء وتجارة الحياة البرية المتزايدة. ولكن الآن أضيف مرض البرمائيات المعدية الأكثر خطورة في التاريخ ، داء الفطار الكبدي. في الآونة الأخيرة ، قام العلماء بتقييم تأثير المرض ، وتظهر النتائج أن هذه العدوى الفطرية الرهيبة تسببت في انخفاض عدد البرمائيات التي تزيد عن 500 ، وانقرض أكثر من 90 نوعًا من البرمائيات. في أواخر الثمانينيات ، دق الزواحف أولاً إنذارًا لانقراض الأنواع ، وأدى في النهاية إلى تقييم عالمي للضفادع والضفادع وأقاربهم المقربين في المجتمع العلمي. كانت النتائج التي صدرت في عام 2004 صادمة: فقد انخفض عدد البرمائيات في كل مكان ، بل اختفت بعض الأنواع. في عام 2005 ، عقد خبراء دوليون قمة لصياغة تدابير الحماية المقابلة. أحد المقترحات المهمة هو أن حدائق الحيوان وأحواض السمك والمنظمات القادرة الأخرى يجب أن تحاول "إنقاذ" الأنواع المهددة بالانقراض وتنفيذ تربية أسيرة. إذا سارت الأمور على ما يرام ، فإن هذه "الموائل الوقائية من صنع الإنسان" ستحافظ على التنوع الجيني للأنواع المهددة بالانقراض إلى حد ما. إذا كان هناك موطن مناسب ، يمكن إطلاق النسل المتبقي في البرية للمساعدة في زيادة أو استعادة عدد السكان المتناقص. في هذه الخطة ، أعاد العديد من علماء البيئة الضفادع والضفادع النادرة ، وارتفع عدد البرمائيات في الأسر. حققت بعض برامج التربية هذه نجاحًا كبيرًا. على سبيل المثال ، أعادت الضفدع القابلة في مايوركان 18 تكاثرًا في البرية ، تاركة قائمة الأنواع المهددة بالانقراض. تم الإعلان عن انقراض ضفدع كيهانسي في تنزانيا في البرية في عام 2009 لأن مشروعًا محليًا للحفاظ على المياه دمر موطنها الضباب بالمياه بجانب الشلال في كانيهان كانيون. لذلك ، تمكن الناس من خلق بيئة ضباب المياه المناسبة لتكاثر الضفادع الأسيرة ، وقد تمت مكافأة هذا الجهد أيضًا ، حيث تم وضع الآلاف من الضفادع المرتفعة بشكل صناعي تحت ضباب الماء الاصطناعي في Chihan West Canyon. في الأرض.

to ضفادع الأمهات. (المصدر: ويكيبيديا)

بمساعدة تقنية الإنجاب

ولكن بالنسبة للعديد من الأنواع الأخرى التي تم إنقاذها ، فإن الوضع أقل تفاؤلاً. لا تستطيع بعض الأنواع إنتاج البويضات أو الحيوانات المنوية ، أو أن توقيت تكوين الأمشاج بين الأفراد الذكور والإناث غير متزامن ؛ وبعض الأنواع لا يمكنها أداء سلوك التزاوج الضروري ؛ هناك عدد قليل من الأنواع التي تحتوي على أجنة ، ولكن من الصعب تطوير الأجنة أكثر. قال آندي قوبا ، عالم الأحياء الحفظ في جامعة ولاية ميسيسيبي الذي درس بعض أندر البرمائيات في الولايات المتحدة ، أنه بالإضافة إلى أزمة الانقراض ، هناك أيضًا أزمة تربية أسيرة. لماذا من الصعب تربية نسل البرمائيات؟ ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى أننا لا نعرف ما يكفي عن المتطلبات القاسية لتربية الأنواع النادرة. الضفادع والضفادع حيوانات متنوعة للغاية ، وعادة ما يكون لها العديد من استراتيجيات وعادات التربية المتمايزة للغاية. يتكاثر بعضها في الماء ، بما في ذلك البحيرات الهادئة والجداول المتدفقة والمسابح الضحلة ؛ والبعض الآخر يتكاثر على الأرض ، من الأرض ومظلات الغابات المطيرة الاستوائية ، تحت طحلب المستنقعات الجبلية ، إلى برك من القصب. يتكاثر معظمهم من خلال الإخصاب في المختبر ، ولكن يتم تخصيب جزء صغير منهم في الجسم الحي. بعضها أحادي ، بينما يستخدم البعض الآخر طريقة تزاوج محيرة للغاية. والأهم من ذلك ، ترتبط التغيرات الفسيولوجية والسلوكية المتعلقة بالتزاوج بمجموعة من العوامل البيئية والاجتماعية ، بما في ذلك التغيرات في الرطوبة أو درجة الحرارة أو الضغط أو الأيام الأكثر إشراقًا أو أطول أو المكالمات المصاحبة أو نهاية السبات أو شكل هطول الأمطار المفاجئ بداية موسم الأمطار. بمجرد أن يصبح النوع على وشك الانقراض ، لن تكون لدينا فرصة كبيرة لدراسته في البرية ، لذلك من الصعب العثور على محفزات للتزاوج. وأوضح قبة: "في بعض الأحيان يمكننا معرفة حوافز التزاوج والتزاوج بنجاح ، ولكن بالنسبة للعديد من الأنواع الأخرى ، بغض النظر عن الطريقة التي نحاول بها ، لا يمكننا العثور على الإجابة الصحيحة". لذلك ، ظهرت ثلاثة أنواع من تكنولوجيا الإنجاب المساعدة (ART): (1) العلاج بالهرمونات ، يمكن أن تعزز هذه الطريقة الشركاء غير الراغبين في التزاوج ، أو الحث على نمو وإطلاق البويضات والحيوانات المنوية ؛ (2) الإخصاب في المختبر ، وزيادة عدد النسل والتنوع ؛ (3) تقنية تجميد الحيوانات المنوية أو البويضات في حالة الطوارئ. وقد استفادت بعض الأنواع المهددة بالانقراض من هذه التقنيات الثلاثة. على سبيل المثال ، في أستراليا ، حول العلاج بالهرمونات ضفدع الكوربوري الشمالي إلى عاشق متحمس ، مما يضمن أن يساهموا جميعًا في جيناتهم للجيل القادم. ضفدع وايومنغ من سهل لارامي في الولايات المتحدة انقرض في البرية ، ولكن بفضل الهرمونات وتقنيات التلقيح الاصطناعي ، بدأ سكانها في التعافي. بالإضافة إلى ذلك ، ساهم الحيوانات المنوية المجمدة أيضًا ببعض النسل في الضفدع الغربي المهددة بالانقراض (Anaxyrus boreas) في جبال روكي الجنوبية.

الضفدع الغربي. (المصدر: ويكيبيديا) ولكن ليس من السهل إكمال هذه المهام. على الرغم من أن العلماء قاموا ببعض الأبحاث الأساسية منذ ما يقرب من 70 عامًا لاستخدام الهرمونات وتقنيات التخصيب في المختبر لزراعة الأجنة البرمائية ، بحلول التسعينات ، عندما حاول علماء الأحياء استخدام هذه التقنيات لزيادة عدد البرمائيات ، وجد أن العملية المختبرية كانت مناسبة فقط لأشياء محددة ، لذلك لا يمكن اعتمادها مباشرة في المجال. بعد عدة سنوات من تعديل واختبار جرعة الهرمون ، تم تحديد أول طريقة علاج فعالة. بالإضافة إلى ذلك ، حتى المهمة البسيطة المتمثلة في دمج الحيوانات المنوية والبيض تأخذ الكثير من الطاقة. مع الزيادة السريعة في عدد الموائل الواقية التي من صنع الإنسان (لا يزال العديد منها غير قادر على التكاثر بشكل طبيعي) ، يزداد شعور الناس بالإلحاح. وقال سيلا "لقد أدركنا أنه يجب إجراء هذا البحث بسرعة". والآن ، أثمر العمل الشاق. وأضافت: "في السنوات الأخيرة ، تطورت التكنولوجيا التناسلية المساعدة بسرعة". والسبب في أن العلاج الهرموني يمكن أن يحفز نضج الغدد التناسلية وإطلاق البويضات والحيوانات المنوية يعتمدان على حقنتين هرمونيتين: هرمون إفراز الغدد التناسلية وموجهة موجهة الغدد التناسلية المشيمية البشرية (حتى السبعينيات ، كانت هذه التجارب الهرمونية تهدف بشكل أساسي إلى دراسة سلوك الحمل البشري). بعض الأنواع تستجيب بشكل أفضل للهرمون الأول ، بينما الأنواع الأخرى أكثر ملاءمة للهرمون الثاني ، وجرعة الحقن والجدول الزمني لهما أهمية حاسمة. وقال القبة: "كل نوع مختلف ، لذلك قد يستغرق الأمر عدة سنوات للعثور على الهرمون الصحيح وتحديد وقت وتواتر العلاج". ولفترة طويلة ، فإن العثور على علاج مناسب لأنواع جديدة هو تجربة وعملية خطأ. . الآن ، لحوالي 20 نوعًا ، حدد العلماء العلاج الهرموني المقابل. مع زيادة عدد خيارات العلاج بالهرمونات ، تظهر بعض القوانين تدريجيًا ، وهذا يساعد العلماء في العثور على علاجات هرمونية أكثر ملاءمة. على سبيل المثال ، يبدو أن نسب الأجداد من البرمائيات يحدد اختيار الهرمونات ، ويستجيب بعض أفراد الضفدع وعائل الضفدع بشكل أفضل للهرمون الأول ، بينما يكون أفراد العائلات الأخرى أكثر ملاءمة للهرمون الثاني. يعتقد سيلا وبايرن أن العوامل التطورية قد تكون أيضًا المفتاح للتنبؤ بالوقت الأمثل لجمع الحيوانات المنوية ، لأن عدد الحيوانات المنوية المنتجة ومعدل إطلاقها يرتبط ارتباطًا وثيقًا باستراتيجية تزاوج الأنواع. في الأنواع غير الأحادية ، يدفع التنافس بين الذكور الخصيتين للتطور في اتجاه أكبر ، حيث ينتجون المزيد من الحيوانات المنوية ويطلقونها بشكل أسرع. على سبيل المثال ، الضفدع الجورجي لأستراليا الغربية (يطلق عليه اسم الضفدع الدجال لأنه سوف يبتلع مثل البطة) هو متعدد الزوجات ، ويتجمع العديد من الذكور في مجموعات حول أنثى تفرخ. هؤلاء الذكور لديهم خصيتين ضخمتين مليئة بعشرات الآلاف من الحيوانات المنوية. بعد حقن الهرمونات ، سيبدأون في إطلاق الحيوانات المنوية في غضون بضع دقائق. ومع ذلك ، وجدت Silla أن أفضل وقت لجمع كان بعد 7 ساعات من الحقن ، عندما بلغ إطلاق الحيوانات المنوية ذروتها. في تناقض حاد مع الضفدع الجنوبي المحظور ، وهو نوع شديد الانقراض يعيش في الجبال الثلجية في نيو ساوث ويلز. هذا الضفدع هو أحادي الزوجة ، مما يعني أيضًا أنه لا يحتاج إلى إنتاج الكثير من الحيوانات المنوية أو القلق بشأن التزاوج ، لذلك تكون خصيتيه صغيرة. وفقًا لشيللا وبيرن ، بعد حقن الهرمون ، عليهما الانتظار طويلًا للحصول على الحيوانات المنوية. قال سيلا: "في هذا الضفدع ، يستغرق الأمر 36 ساعة للوصول إلى ذروة إطلاق الحيوانات المنوية ، ولم نجمع سوى بضع مئات من الحيوانات المنوية".

fr ضفدع العيد الليلي في جنوب أستراليا. (المصدر: المحادثة) بعد جمع الأمشاج ، التقنية الثانية المطلوبة هي الإخصاب في المختبر ، والذي يسمح للمربين بالتحكم في قرابة الأجيال القادمة ، وبالتالي تحسين التنوع الجيني في مجموعات صغيرة. على الرغم من أنها تبدو بسيطة من الناحية النظرية ، إلا أنها ليست سهلة من الناحية العملية. الطريقة التقليدية هي مزج البيض والحيوانات المنوية التي يتم الحصول عليها من الخصيتين المفرومتين في طبق بتري وتركهما يجلسان لبضع دقائق ثم يغمرهما بالماء. يؤدي التخفيف المفاجئ للمحلول إلى تنشيط الحيوانات المنوية. ولكن عند حماية الحيوانات ، لا يمكننا الحصول على الخصيتين بشكل مباشر. بدلاً من ذلك ، يجب على المربين الانتظار حتى ينتقل الحيوان المنوي إلى العباءة ويختلط مع البول قبل أن يتم جمعها. بالنسبة لبعض الضفادع ، طالما يتم التقاطها ووضعها على الطبق ، فإنها ستطرد خليطًا من السائل المنوي والبول. إذا لم يفلح ذلك ، يمكنك الضغط على البطن. تكون الضفادع أكثر صعوبة في الحصول على الحيوانات المنوية ، وقد يحتاج المربون إلى استخدام قسطرة رقيقة لإكمال عمل الجمع. بالإضافة إلى ذلك ، يعتمد نجاح التكاثر على نسبة الخلط الصحيحة للحيوانات المنوية والبويضة ، سواء تم إضافة سائل معين ينشط الحيوانات المنوية ، والعديد من الأسباب الأخرى. التكنولوجيا الثالثة ، تقنية الحفظ بالتبريد ، يمكنها أيضًا زيادة عدد السكان وضمان الصحة الجينية للأنواع المهددة بالانقراض. نظرًا لأن البرمائيات التي تتلقى العلاج بالهرمونات عادة ما تنتج الحيوانات المنوية والبيض في أوقات مختلفة ، يمكن لتقنية الحفظ بالتبريد تخزين الأمشاج من جنس واحد حتى نحصل على الأمشاج من جنس آخر. كما أن التخزين طويل الأمد للحيوانات المنوية يفتح إمكانيات جديدة لتحسين التنوع الجيني. يمكن تخصيب بعض البويضات المجمعة بالحيوانات المنوية من العديد من الذكور المختلفين ، كما يمكن أن تتبادل الحيوانات المنوية وأحواض السمك الحيوانات المنوية ، ويمكننا أيضًا عبور الأفراد البريين والأسرى. على وجه الخصوص ، يمكن للأفراد ذوي القيمة الخاصة مثل مقاومة الأمراض الاستمرار في المساهمة بجيناتهم لفترة طويلة بعد الموت. ومع ذلك ، كما تعتقد ، فإن العملية الفعلية أكثر تعقيدًا بكثير مما تبدو عليه. تخزين الحيوانات المنوية أسهل من البويضات ، وقد نجحت تجارب الحفظ بالتبريد في الحيوانات المنوية في المزيد والمزيد من الأنواع. أنشأ قوبا وزملاؤه مكتبة الجينوم البرمائية الوطنية ، وقال: "إن احتمالية إذابة الحيوانات المنوية الأولية لاستعادة النشاط هي 5 فقط ، والآن يمكن أن تصل إلى 50 إلى 70. يمكننا أيضًا إنقاذ الحيوانات المنوية في الحيوانات الحية واستخدامها إن تربية النسل. "وتجميد البويضة أمر آخر: لأن البويضة كبيرة الحجم وتحتوي على صفار البيض ومحتوى رطوبة عالية ولها طبقة خارجية تشبه الهلام السميكة ، أدت هذه الخصائص العلماء إلى عدم تجميدها حتى الآن. وقال القبة إنه يجب حل هذه المشكلة. "إن تجميد الحيوانات المنوية هو في الواقع أبسط بكثير ، ولكن إذا كان يمكن الاحتفاظ بالجينوم الذكري فقط ، فإن ذلك يمثل نصف خريطة الجينوم بأكملها."

قم ببناء المزيد من مشروعات التربية

حتى الآن ، على الرغم من الطلب الهائل ، لا يزال عدد الأنواع المهددة بالانقراض التي تستفيد من تكنولوجيا الإنجاب المساعدة صغيرًا. في بعض مشروعات التكاثر ، لا يزال العديد من أو كل النسل الناتج في الأسر للمساعدة في الحفاظ على الموائل الاصطناعية. وعاد آخرون إلى البرية: تم إطلاق أكثر من 300000 كرتو بورتوريكي متوج إلى الجزر الأصلية ، كما عاد المئات من الضفادع في شمال أستراليا إلى مستنقعاتهم الفرعية. تم الإفراج عن جميع الضفادع في شمال أستراليا التي زرعتها سيلا في عملية البحث ، وهي فخورة جدًا بذلك: "أنا متحمس جدًا ، وهذا لا يعتمد فقط على الأبحاث المعملية ، ولكن أيضًا على إجراء حماية حقيقي."

بورتوريكو متوج الضفدع. (المصدر: ويكيبيديا) في المستقبل القريب ، ستظهر تقنيات تكاثر أكثر تقدمًا ، ولكن لا يمكننا تطبيقها بسرعة على مشاريع تربية البرمائيات. في نفس الوقت ، مئات البرمائيات على وشك الانقراض. وقال القبة: "من أكثر الاحتياجات إلحاحًا الآن إنشاء المزيد من مشروعات التربية لإنقاذ المزيد من الأنواع". وبالحظ والصبر وعوامل أخرى ، قد يتمكن عدد من الأنواع من التعافي من تلقاء نفسها. ولكن بالنسبة للأنواع الأخرى ، ربما لا يزال يتعين علينا أن نأمل في مساعدة الإنسان. قال قبة: "بشكل عام ، بالمقارنة مع جميع البرمائيات المهددة ، ما ننقذه هو فقط تسعة أبقار وشعر واحد. ولكن بالنسبة للضفادع والضفادع التي ندرسها بنشاط ، سيكون لها تأثير كبير ".

المحرر: Chu Shuting المحرر المسؤول: Gu Jun

المصدر: Global Science

تنويه: تم استنساخ هذه المقالة لغرض نقل مزيد من المعلومات. إذا تم وضع علامة على المصدر بشكل غير صحيح أو ينتهك حقوقك القانونية ، يرجى الاتصال بالمؤلف مع إثبات الملكية ، سنقوم بتصحيحه وحذفه في الوقت المناسب ، شكرا لك.