دانشمندان راز پنهان خرس قهوه ای ایران را برملا کردند

تینو – زهرا رفیعی: در طرح های پرورش سونار در اسارت آیا می توان گوزن سمنانی را در خوزستان پرورش داد و در کرمانشاه رهاسازی کرد؟ در دنیایی که جمعیت حیوانات روز به روز در حال کاهش است، چگونه می توانیم تنوع زیستی و تنوع ژنتیکی گونه ها را در بکرترین حالت خود حفظ کنیم؟ آیا ممکن است گونه هایی در کشور وجود داشته باشند که هنوز شناسایی نشده باشند؟

پاسخ به این سؤالات مستلزم بررسی های عمیق ژنتیکی است کارشناسان دفتر موزه ملی تاریخ طبیعی و ذخایر ژنتیکی سازمان حفاظت محیط زیست دو پروژه تهیه نقشه های ژنتیکی گونه های جانوری مهم و در حال انقراض و بارکدگذاری DNA از انواع مختلف را در دستور کار دارند. گونه ها از سال گذشته نقشه ژنتیکی خرس قهوه ای و آهو ایرانی را به عنوان گونه های در خطر انقراض تهیه کرده اند. با محمدرضا اشرف زاده، مدیرکل موزه ملی تاریخ طبیعی و ذخایر ژنتیکی در مورد این دو پروژه و کارایی آنها در حفاظت بحث کردیم.

هدف از تهیه نقشه ژنتیکی گونه های در حال انقراض چیست؟ این نقشه ها چگونه به حفظ محیط زیست کمک می کنند؟

جمعیت اکثر گونه ها در جهان رو به کاهش است، به همین دلیل ضروری است که برنامه ها و اولویت های حفاظتی به درستی شناسایی و اجرا شود تا از گونه ها به ویژه گونه های در حال انقراض که دارای جمعیت شکننده هستند، حفاظت شود. برنامه ریزی و تصمیم گیری صحیح مستلزم شناخت کافی از ویژگی های گونه ها و جمعیت ها است. هدف اصلی تهیه نقشه های ژنتیکی به دست آوردن داده ها و اطلاعات موثق در مورد وضعیت ژنتیکی گونه های در حال انقراض در کشور (شامل برآورد تنوع ژنتیکی گونه ها و گروه های مختلف هر گونه و شناسایی گروه هایی است که همخونی بالایی دارند). و میزان شباهت یا تفاوت ژنتیکی بین گروه های مختلف). این موضوع در زمینه گونه های در حال انقراض اهمیت ویژه ای دارد، زیرا احتمال آزمون و خطا در حفاظت از آنها بسیار اندک است.

فرض کنید مجرمان فردی از یک گونه حیوانی را از محیط آن حذف می کنند. آیا ما به طور پیش فرض آن را در جایی که می توانیم رها می کنیم؟ آیا می توانیم افراد یک گونه را بدون مطالعات ژنتیکی برای بازیابی و تقویت ژنتیکی طیفی از گونه ها در زیستگاه منتقل کنیم؟ گونه های جانوری طی هزاران و صدها هزار سال با شرایط زیستی و آب و هوایی منطقه سازگار شده اند. بر اساس نظریه «انتخاب طبیعی»، طبیعت تنها افراد سازگار با شرایط محیطی کنونی را انتخاب می کند و هیچ ارتباطی با شرایط گذشته و آینده منطقه ندارد. یعنی اگر الان آب و هوا گرم و مرطوب باشد، این گونه شانس بیشتری برای زنده ماندن و تولید مثل خواهد داشت و می تواند ژن های خود را به نسل بعدی که با آن آب و هوا سازگارتر است منتقل کند. البته علاوه بر شرایط اقلیمی، عوامل دیگری مانند دسترسی به منابع آب و غذا، رقبا، شکارچیان و بیماری‌ها بر وجود یک گونه در یک منطقه تأثیر می‌گذارند. در طبیعت دلیلی وجود دارد که گونه های خرس قهوه ای در زیر عرض های جغرافیایی استان فارس در تمام دنیا یافت نمی شود و تصادفی نیست که خرس سیاه آسیایی در غربی ترین گستره پراکندگی جهانی این گونه نمی تواند. در عرض های جغرافیایی بالاتر از هرمزگان و کرمان یافت می شود. گونه ها نیز باید با توجه به ویژگی های ژنتیکی گونه یا به عبارتی تاریخ طبیعی هر گونه در مناطقی جابجا یا حتی تکثیر و احیا شوند. حتی گروه های مختلف از یک گونه را نمی توان بدون مطالعه از یک منطقه به منطقه دیگر منتقل کرد. به عنوان مثال، آهوهای مناطق گرمسیری جنوب کشور دارای عادات و رفتار بیولوژیکی متفاوتی نسبت به آهوهای مناطق سردسیر شمالی هستند. آنهایی که در مناطق گرمتر هستند در اواخر زمستان تا اوایل بهار تولید مثل می کنند و گروه هایی از همان گونه ها در اواخر بهار تا اوایل تابستان در مناطق خنک تر تولید مثل می کنند. به عنوان مثال، یونجه های وحشی در مناطق گرم جنوبی کشور مانند استان های بوشهر و هرمزگان، به دلیل رشد زودتر از موعد، زودتر از یونجه ها در مناطق سردسیری مانند استان های زنجان، چهارمحال و بختیاری که آب و هوای خنک تری دارند، تولید مثل می کنند. درختان آنها گیاهان در اواخر زمستان.

آماده سازی دو پروژه نقشه های ژنتیکی و همچنین کدگذاری DNA (روشی برای شناسایی گونه ها با استفاده از بخش بسیار کوتاهی از DNA، به عنوان مثال، با استفاده از یک ژن یا حتی قطعه ای از یک ژن) برنامه های مهم موزه ملی تاریخ طبیعی و دفتر منابع ژنتیکی هستند که به مقامات اجازه می دهد تصمیمات درست امیدواریم با اجرای این پروژه های بزرگ در سطح کشور بتوانیم بخش مهمی از خلأ داده ها را در حوزه تنوع زیستی پر کنیم. حفاظت از تنوع زیستی، که در سه سطح ژن، گونه و اکوسیستم مهم است، بدون دسترسی به داده های کافی و معتبر در هر یک از این سطوح، به جایی نمی رسد.

انواع اصلی کشوری که نقشه آن را تهیه خواهید کرد کدامند؟

نقشه های ژنتیکی با اولویت گونه های کلیدی در معرض تهدید مانند یوزپلنگ، خرس سیاه، خرس قهوه ای، غزال، یوزپلنگ، بز، قوچ، میش، میش و طی سال 1402 برای خرس قهوه ای و غزال ایرانی تهیه می شود.

آهو از ببر در برابر انقراض آسیب پذیرتر است؟ چرا آهو را انتخاب کردی؟

یکی از دلایل تهیه نقشه ژنتیکی کمک به پروژه های حفاظت از حیات وحش در زیستگاه ها است. برای حفاظت از گونه های گوشتخوار در زیستگاه اصلی خود، به ویژه گربه ها، تهیه طعمه در کنار عوامل دیگری مانند امنیت زیستگاه نقش حیاتی دارد. جابجایی افراد یک جمعیت گونه های طعمه مانند غزال از یک زیستگاه به زیستگاه دیگر و همچنین پرورش جمعیت های طعمه در اسارت و رهاسازی آنها در زیستگاه های طبیعی، چه برای تشکیل یک جمعیت جدید و چه برای افزایش ژنتیکی جمعیت های موجود، از جمله مواردی است که روش های غنی سازی زیستگاه و تامین طعمه گربه ها (مانند یوزپلنگ و یوزپلنگ). در واقع بازسازی و احیای زیستگاه ها و جمعیت های طعمه در زیستگاه گونه های کلیدی مانند ببر و پلنگ از جمله برنامه های مهم در دستور کار این سازمان است. قابل ذکر است که حفاظت و احیای پوشش گیاهی در حفاظت از گوشتخواران چه از نظر تامین سرپناه، امنیت و ایجاد ریزاقلیم برای گوشتخواران و چه در تامین منبع غذایی برای طعمه آنها بسیار حائز اهمیت است. از آنجایی که جابه جایی حیوانات وحشی به ویژه آهو به عنوان طعمه اصلی گربه ها در دستور کار سازمان قرار گرفت، لذا برای تصمیم گیری بهتر، تهیه نقشه ژنتیکی آهو در کشور اهمیت پیدا کرد. چهار گونه گوزن در این کشور زندگی می کنند.

1- آهو گواتاردار که از هزاران سال پیش در محدوده تاریخی اکثر دشت های کشور حضور داشته است، اکنون به دلیل شکار بی رویه به ویژه توسط موتورسیکلت در معرض خطر انقراض قرار گرفته است.

2- الجبیر ساکن نواحی جنوبی و مرکزی و شرقی ایران.

3- غزال عربی فقط در جزیره فارور در استان هرمزگان زندگی می کند.

4- غزال شنی عربی که پراکندگی جغرافیایی آن به جنوب غربی ایران می رسد.

برای دستیابی به موفقیت در برنامه های اصلاح نژاد و انتقال گونه در اسارت، توجه جدی به مطالعات ژنتیکی جمعیت های مبدا و مقصد و محدوده تاریخی گونه ها ضروری است. در ژنتیک حفاظتی، حفاظت از ژنوم جمعیت های بومی و ساکنان هر منطقه توصیه می شود. بنابراین جابجایی افراد از جمعیت ها و گونه های مختلف بین زیستگاه ها حتی در محدوده یک استان یا شهرستان بدون انجام مطالعات ژنتیکی می تواند آسیب های جبران ناپذیری به ذخایر ژنتیکی حیات وحش که یکی از سرمایه های ملی کشور است، وارد کند. .

اگر تنوع ژنتیکی گونه ها را برای تولید مثل در اسارت نداشته باشیم، مشکل چیست؟

یکی از دلایل تهیه نقشه های ژنتیکی شناسایی جمعیت های همخون و ارزیابی پتانسیل افزایش ژنتیکی این جمعیت ها و همچنین جلوگیری از اقداماتی است که ممکن است منجر به هیبریداسیون ژنتیکی شود. این مطالعات ژنتیکی اجداد افراد در یک جمعیت و میزان نزدیکی و فاصله ژنتیکی بین آنها را نشان می دهد. تعداد افراد یک گونه در یک جمعیت باید زیاد باشد و تنوع ژنتیکی آن جمعیت نباید کم باشد، در غیر این صورت مشابه آنچه در انسان اتفاق می افتد به نام اختلالات ژنتیکی ناشی از همخونی، در جمعیت هایی که تنوع ژنتیکی زیادی ندارند. همخونی ممکن است رخ دهد همخونی بیش از حد باعث اختلالات ژنتیکی می شود، مانند افرادی که با نقص مادرزادی متولد می شوند. به طور کلی، هر چه تنوع ژنتیکی یک گونه در یک کشور یا جهان بیشتر باشد، امید به بقا و حفاظت از آن بیشتر است. تلاقی دو گونه که شبیه به هم هستند اما از نظر ژنتیکی بسیار متفاوت هستند نیز می تواند هیبریدهای ناخالص و ناکارآمد تولید کند. گونه های دورگه مانند مخلوط سگ با گرگ، اسب، الاغ ( اهلی)، شیر و ببر.

هیبریداسیون می تواند بین جمعیت های مختلف یک گونه رخ دهد، به خصوص زمانی که این جمعیت ها از نظر ژنتیکی بسیار متفاوت باشند. به عنوان مثال، هیبریداسیون مشکل ساز می تواند زمانی رخ دهد که افراد یک جمعیت از گونه ها به زیستگاهی وارد شوند که به خوبی با شرایط محیطی زیستگاه جدید سازگار نیست و با جمعیت های موجود در آن زیستگاه تلاقی کنند. با این حال، یک مسئله مهم در ایجاد نقاط پرت، تفاوت های ژنتیکی است که بین جمعیت ها وجود دارد. مثلا غزال های خوزستان را ببریم دشت مغان که سرد است. حیوانی که حافظه ژنتیکی آن در اواسط تا اواخر زمستان تولید مثل می کند، در صورت تغییر زیستگاه در زمستان به تولید مثل ادامه می دهد. در فرآیند تکامل، تغییرات بسیار کند اتفاق می‌افتد و به هزاران تا صدها هزار سال نیاز دارد. در برنامه تهیه نقشه ژنتیکی باید به امکان برون یابی ژنتیکی توجه ویژه ای داشته باشیم و سعی کنیم اشتباهات قبلی خود یا کشورهای دیگر تکرار نشود. متاسفانه نتیجه تصمیم اشتباه در حوزه تنوع زیستی پس از چندین دهه خود را نشان می دهد.

نقشه برداری ژنتیکی در تقویت گونه هایی که اندازه آنها کاهش یافته است نیز موثر است. در دنیا برای کمک به جمعیت گونه های در حال انقراض از روش «افزایش ژنتیکی جمعیت» استفاده می شود به این معنا که بدانیم کدام افراد دارای شناسنامه یا ویژگی های ژنتیکی هستند تا به جمعیت و زیستگاه ها اضافه شود تا ژن های تایید شده موجود در آن شناسایی شود. جمعیت از بین نمی رود از دیدگاه علوم زیستی، نگهداری جمعیت های دورگه و غیر خالص ارزش چندانی ندارد. حفظ یکپارچگی ژنتیکی جمعیت ها و گونه ها بسیار مهم است. ما نمی توانیم مثلاً بگوییم: “اینها همه غزال هستند، صرف نظر از اینکه کجا زندگی می کنند.”

آیا خرس قهوه ای ایرانی از نظر ژنتیکی متفاوت است؟

بر اساس نقشه های ژنتیکی، گونه خرس قهوه ای در ایران از نظر تبار مادری شامل سه گروه مختلف است. خرس های البرز، زاگرس و قسمت کوچکی از فارس (از مردشت تا آبادا) از نظر ژنتیکی با یکدیگر تفاوت دارند. البته از نظر ظاهری خیلی شبیه هم هستند و اصلا تمیز نمی شوند. اگر خرس زاگرس را در البرز رها کنیم و یا برعکس، نه تنها اقدام مثبتی انجام نداده ایم، بلکه به میراث ژنتیکی خرس های آن منطقه آسیب وارد کرده ایم.

چگونه نمونه های ژنتیکی را از خرس ها یا سایر حیات وحش بدست می آورید؟

DNA تقریباً از هر نوع بقایای حیوانی از جمله خون، پوست، ماهیچه، استخوان، مو، بزاق و مدفوع قابل استخراج است.

نقشه ژنتیکی یوزپلنگ و سایر گونه ها چه زمانی تهیه می شود؟

در سال های اخیر مطالعاتی در خصوص وضعیت ژنتیکی یوزپلنگ در کشور انجام شده و داده های علمی نشان داده است که یوزپلنگ ایرانی از تنوع ژنتیکی بالایی برخوردار نیست. اگر اعتبار امسال تضمین شود، کل نقشه و بزها را تجهیز خواهیم کرد. از آنجایی که ترکیبات ژنتیکی بسیاری به طور طبیعی بین دو نوع قوچ اصلی (قوچ ارمنی (شمال غرب کشور) و قوچ اورال (شمال شرق کشور) (البرز مرکزی، اصفهان، لارستان، کرمان، فارس و بلوچی) ایجاد شده است. مطالعات در حال انجام در این موارد با مسائل مختلفی مواجه است و البته موضوع دیگری نیز وجود دارد که باعث آسیب به ذخایر ژنتیکی حیوانات صحرایی مانند قوچ و میش می شود و آن خلط بین گوسفندان اهلی و وحشی است.

پروژه بارکد DNA در چه گونه هایی اجرا می شود؟

DNA گروه های مختلف حیات وحش کشور از جمله خزندگان، دوزیستان، پرندگان و پستانداران نیز قرار است در مراحل مختلف کدگذاری شود. طبیعتا این پروژه ها به صورت همزمان در حال اجراست و امیدواریم با تامین اعتبار حداقل در سه تا چهار سال آینده به اتمام برسد.

چگونه بارکد DNA به حفاظت از تنوع زیستی کمک می کند؟

ژنوم هسته ای مهره داران از میلیون ها واحد تکراری (A، T، C و G) تشکیل شده است و طول ژنوم میتوکندری مهره داران حدود 16000 تا 18000 واحد تکراری است. برای مثال، طول ژنوم انسان بیش از سه میلیارد واحد تکراری است. مطالعه کل این ژنوم ها از نظر زمان، بودجه و منابع انسانی بسیار چالش برانگیز خواهد بود. رویکرد اصلی برای بارکدگذاری DNA، شناسایی بخش های ژنتیکی نسبتاً کوتاه است که می تواند برای تمایز بین گونه های مختلف مورد استفاده قرار گیرد. بنابراین، بررسی کل ژنوم برای تشخیص گونه ها از یکدیگر ضروری نیست. بر این اساس، ما به دنبال شناسایی قطعات ژنتیکی کوتاه و منحصربه‌فرد ژنوم در ماتریس‌های حیوانی مختلف هستیم تا با استفاده از این قطعات کوتاه (مثلاً با قطعه‌ای حدود 700 واحد) بتوان گونه‌های مختلف پرندگان را تشخیص داد. از یکدیگر. استفاده از بارکد DNA یک راه حل مهم و نسبتا سریع برای شناسایی “گونه های پنهان” یا گونه های ناشناخته در یک کشور است. با استفاده از بارکد دی‌ان‌ای، می‌توان گونه‌های حیوانی شناسایی‌شده قبلی در ایران را به‌صورت طبقه‌بندی مجدد ارزیابی کرد. آزمایش‌ها با مطالعات بارکد DNA نشان داده‌اند که گروه‌هایی از گونه‌های شبیه به هم می‌توانند گونه‌های کاملاً متفاوتی در هسته خود داشته باشند، اما به دلیل شباهت ظاهری از هم جدا نمی‌شوند. بارکد دی‌ان‌ای به دریافت فهرست دقیق‌تر و بهتری از تنوع زیستی کشور کمک می‌کند، زیرا تنوع زیستی مانند خزانه یک ملت است و از جنبه‌های مختلف امنیت غذایی، امنیت اقتصادی، سلامت، بهداشت، فرهنگی، اجتماعی و زیست‌محیطی حائز اهمیت است. این پروژه را باید زودتر در کشور شروع می کردیم و با برنامه ریزی هایی که انجام دادیم امیدواریم در سه تا چهار سال آینده بتوانیم در این زمینه اقدامات خوبی انجام دهیم.