Купить билет на Новый год Новогодняя активность Криобанк Московского Зоопарка

Криобанк Московского Зоопарка

Зоопарки России обладают уникальными коллекциями животных. В коллекциях зоопарков России на 01.01. 2009 содержалось свыше 3000 видов и подвидов рыб, амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих. Для Московского зоопарка общее количество животных приближается к 7500 особей и составляет более 1000 видов. Общее же поголовье животных в зоопарках России составляет более 90 000 особей и представляет собой государственную ценность как генофонд природы России.

Многие из содержащихся в зоопарках видов практически исчезли или запрещены к отлову в природе, что делает зоопарки уникальными резервуарами исчезающей фауны. Однако при любом уходе животные в зоопарках рано или поздно умирают. Получить потомство удается не всегда, и уникальный генофонд редчайших видов утрачивается навсегда.

Для предотвращения или хотя бы замедления этого драматического процесса используется сбор генетических материалов животных зоопарков, хранение этих материалов в состоянии глубокой заморозки - в криобанках и разработка методов их использования при «искусственном размножении» животных.

Прежде всего, необходимо уточнить, что такое "методы искусственного размножения". В наиболее общем виде – это экспериментальные методы биологии развития, связанные с различными аспектами размножения животных. Отработанные на лабораторных животных и применяемые к одомашненным и диким видам животных, они стали прикладными. Эти методы позволяют проводить различные манипуляции с первичными половыми клетками (сперматоциты, ооциты), гаметами (сперматозоиды, яйцеклетки), гонадами (семенники и яичники), а также с эмбрионами, эмбриональными клетками и взрослыми организмами. В результате применения этих методов, зачастую не имея полноценных производителей, мы получаем: а) полноценное потомство; б) фертильные гаметы, в) эмбрионы, пригодные к дальнейшему развитию и трансплантации самкам-донорам.

Усиление интереса к методикам «искусственного размножения» вызвано, во-первых, нарастанием темпов вымирания видов в природе; во-вторых – осознанием, что традиционными методами (охраной и т.п.) многие виды уже не спасти; в третьих, бурным развитием биологии развития и смежных с ней наук. Например – опустошительное цунами в Юго-Восточной Азии, в течение нескольких минут декабря 2004 года уничтожившее целый ряд природных резерватов со всеми обитателями и всем их генофондом. Не менее разрушительна и деятельность человека.

В последние годы эмбриологические исследования приносят ошеломляющие успехи. В практику внедряются методики, еще недавно казавшиеся невозможными: криоконсервация единичных сперматозоидов и их использование в оплодотворении in vitro; интрацитоплазматическая инъекция сперматозоидов (ICSI) в яйцеклетку, позволяющая использовать для оплодотворения in vitro как единичные неподвижные сперматозоиды, так и только головки сперматозоидов); клонирование; использование постмортального (посмертного) генетического материала и многое другое.

Практически, это означает, что, имея 1 (один) сперматозоид от павшего последнего самца исчезнувшего вида, принципиально возможно получить от него потомство. Или, имея только образцы замороженных соматических тканей, возможно получить эмбрионы этого вида клонированием, а потомство – межвидовой пересадкой эмбрионов. Естественно, реализация этого требует (пока) высочайшей квалификации специалистов, соответствующего оборудования и существенных затрат.

На сегодняшний день методы искусственного размножения позволяют:
1. Упростить обмен генетическим материалом между различными учреждениями, занимающимися разведением ex situ - перевозка спермы и эмбрионов дешевле и безопаснее, чем транспортировка животных.
2. Размножать животных с поведенческими или физическими препятствиями для репродукции (например, пары с несовместимым поведением; особей, импринтированных на человека; с анатомическими дефектами, затрудняющими спаривание и др.).
3. Повышать продуктивность животных, что дает возможность быстрого роста численности популяций и позволяет регулировать численность потомства конкретной особи.
4. Для ряда видов получать потомства требуемого пола.
5. Получать потомство после гибели животных-родителей и сохранять максимальное генетическое разнообразие таксона.
6. Получать потомство, имея лишь одного живого родителя (замороженно-оттаянной спермой возможно осеменить самку в отсутствие самца, а оттаянные ооциты можно в отсутствие матери оплодотворить in vitro, инкубировать, а затем пересадить приемной матери) .
7. Организовать обмен генетическим материалом между популяциями в природе и в зоопарках без транспортировки животных.
8. Регулировать размножение, применяя контрацепцию.

Таким образом, эти методы являются важным элементом сохранения как вида, так и его генетического разнообразия. Более того, без их применения ряд таксонов сейчас почти невозможно сохранить. Однако надо учитывать, что реализация всех перечисленных возможностей требует упорного и длительного труда.

Важнейшее условие успешных работ по «искусственному размножению» - создание сети криобанков, позволяющей длительно хранить генетический материал и использовать его для исследований, селекции и восстановления видов. Криобанки, содержащие образцы половых продуктов и тканей зоопарковских животных, могут использоваться для молекулярно-биологических, биохимических, генетических исследований, изучения болезней животных. Кроме того, они составляют компонент управления генетическими структурами искусственных популяций, в том числе через методы искусственного осеменения и контрацепции. Метод криоконсервирования позволит чрезвычайно долго, тысячелетиями, сохранять современное генетическое разнообразие, тогда как современные программы сохранения видов основаны на принципе 90%-ного удержания генетического разнообразия в течение 100-200 лет. Такая возможность удержания большего разнообразия в меньших по размеру популяциях в неволе позволит резко увеличить (до 10) раз количество видов, выживание и сохранение генофонда которых могут быть обеспечены благодаря ведению банка генетических ресурсов.

Не следует забывать, что цель криобанков - использование сохраненного материала как для восстановления утраченных видов или популяций, так и для поддержания генетического разнообразия существующих таксонов, в чем большую ценность могут представлять половые продукты павших производителей, периодически, и естественно, по соответствующим планам, “приливаемые” в существующие популяции.

Однако работы в этой области ведутся явно недостаточно. Сейчас в мире, США, Германии, Франции, Испании, Аргентине, Китае. Японии насчитывается всего около десяти зоопарковских криобанков. В России регулярная работа по созданию криобанков диких видов проводится только в Московском зоопарке, совместно с лабораторией криоконсервации генетических ресурсов Института биофизики клетки РАН и при участии Всероссийского института экспериментальной ветеринарии.
Цель криобанка Московского зоопарка - сформировать коллекции генетического материала содержащихся в зоопарках особей редких и исчезающих видов в целях сохранения биоразнообразия и спасения этих видов от полного исчезновения.

Мы пытаемся решить следующие задачи:
1. Собрать и криоконсервировать генетический материал содержащихся в зоопарках особей редких и исчезающих видов.
2. Отрабатывать методики возможного использования криоконсервированного материала для подержания искусственных популяций.
3. Совершенствовать существующие методы и технологии криоконсервации.

В области создания криобанков Московский зоопарк сотрудничает со многими организациями. В их числе Институт Биофизики Клетки РАН (Пущино), Всероссийский Институт Экспериментальной Ветеринарии, Биологический факультет МГУ им. Ломоносова, Журавлиный питомник Окского государственного биосферного заповедника, Питомник Хищных птиц «Галичья гора», Казанский Зооботсад, фирмы ЛабМетод (Москва), АТМ-Практика (Петербург), Калифорнийский Университет (Сан Диего, США), а также многие другие зоопарки, питомники, институты и фирмы. Спасибо им за помощь в работе.

Всего в криобанке Московского зоопарка (совместно с ИБК РАН и ВИЭВ) имеются следующие образцы:

Сперма травяной лягушки Rana temporaria – 10 образцов от группы самцов;
Сперма серой жабы B.bufo – 12 образцов от группы самцов;

Клетки бластул и гаструл жабовидной квакши Phrynohyas resinifictrix – 27 образцов от группы особей;
Сперма кречета Falco rusticolus - 4 образца от 2 самцов;
Сперма Балобана Falco cherrug - 2 образца от 1 самца;
Сперма ястреба-тетеревятника Accipeter gentiles – 1 образец;
52 образца спермы журавлей:
Сперма стерха Grus leucogeranus - 47 образцов от 6 самцов;
Сперма даурского журавля Grus vipio - 3 образца от двух самцов;
Сперма японского журавля Grus japonensis - 1 образец ;
Сперма канадского журавля Grus canadiensis – 1 образец;
Сперма дальневосточного леопарда Panthera pardus orientalis - 4 образца от трех самцов;
Сперма очкового медведя Tremarctos ornatus – 3 образца от трех самцов;
Сперма белого медведя Ursus maritimus 2 образца от одного самца;
Сперма амурского тигра Panthera tigris altaica - 1 образец;
Сперма европейской норки Mustela lutreola - 2 образца от двух самцов;
Сперма американской норки Mustela vison - 4 образца от четырех самцов;
Сперма дагестанского тура Capra cylindricornis - 6 образцов от одного самца;
Сперма винторогого козла Capra falconeri - 45 образцов от двух самцов;
Сперма антилопы гну Connochaetes gnou - 3 образца от одного самца;
Сперма красного волка Cuon alpinus – 15 образцов от одного самца;
Сперма дельфина афалины Tursiops truncates - 1 образец.
В список не включены имеющиеся в криобанке образцы от одомашненных животных (козлы, ослы и проч.)

Коллекция постоянно пополняется.

Автор к.б.н. Г.Ю. Максудов