Krioprezerwacja gamet i zarodków w celu ochrony zagrożonych gatunków ryb
W Portugalii występuje 26 gatunków słodkowodnych ryb, z których około 70 % jest zagrożonych wyginięciem z powodu utraty siedlisk, pogarszającej się jakości wody, gatunków inwazyjnych i zmiany klimatu. Wielkość populacji na całym obszarze Półwyspu Iberyjskiego zmniejsza się od połowy XX wieku. Dostępnym sposobem na ochronę tych gatunków przed szeregiem zagrożeń są kriobanki, czyli miejsca gromadzenia i przechowywania tkanek zwierzęcych. W ramach finansowanego przez Unię Europejską projektu CRYO-FISH(odnośnik otworzy się w nowym oknie) zespół naukowców dokładniej przyjrzał się biologii reprodukcyjnej portugalskich gatunków endemicznych – taksonów unikatowych dla danego obszaru i niewystępujących poza nim – oraz gatunków zagrożonych ryb słodkowodnych z myślą o wdrożeniu lepszej ochrony. Jest to pierwszy projekt, który umożliwił ocenę jakości gamet zagrożonych gatunków ryb należących do rodziny karpiowatych, a także opracowanie nowych technik badania gamet oraz protokołów krioprezerwacji, tym samym kładąc podwaliny pod krajowy bank badań genetycznych przeznaczony dla ryb występujących na obszarze całej Portugalii. „Projekt ten miał na celu poprawę podstawowej wiedzy na temat biologii reprodukcyjnej ichtiofauny słodkowodnej i opracowanie nowych protokołów kriokonserwacji dla najbardziej zagrożonych rodzimych gatunków Półwyspu Iberyjskiego” — wyjaśnia Victor Gallego(odnośnik otworzy się w nowym oknie), badacz podoktorancki, który dołączył do grantu działania „Maria Skłodowska-Curie” w Centrum Nauk Morskich CCMAR(odnośnik otworzy się w nowym oknie) w Portugalii.
Badanie gamet zagrożonych gatunków
Przez kilka lat Gallego badał i pobierał próbki kilku zagrożonych gatunków ryb słodkowodnych w akwariach Vasco da Gama(odnośnik otworzy się w nowym oknie) (strona w języku portugalskim) oraz w niektórych rzekach w portugalskim regionie Algarve. Próbki nasienia były pobierane metodą polegającą na delikatnym ucisku brzucha, a następnie analizowane przy użyciu skomputeryzowanego systemu, który umożliwił wykonanie po raz pierwszy oceny parametrów ruchu plemników u czterech gatunków. Uzyskane wyniki pokazały, że u wszystkich czterech gatunków występują podobne wzorce kinetyczne plemników, wskazujące na dużą ruchliwość i prędkość. Jeśli jednak chodzi o żywotność plemników, w zależności od gatunku była ona bardzo zróżnicowana. Krótszą, wynoszącą około 40 sekund, zanotowano w przypadku Anaecypris hispanica i Squalius aradensis, zaś dłuższą – sięgającą 2 minut – zaobserwowano u Achondrostoma occidentale i Iberochondrostoma lusitanicum. Następnie zespół przeanalizował kształt plemników u każdego z gatunków, co pozwoliło ustalić, że plemniki miały rozmiary i kształty podobne do tych obserwowanych u innych „zewnętrznych zapładniaczy” należących do podrodziny Leuciscinae.
Ulepszanie technik krioprezerwacji gamet
Zespół opracował również techniki konserwacji materiału płciowego tych czterech gatunków. W tym celu nasienie było rozcieńczane w stosunku 1:9 przy użyciu rozcieńczalnika – płynu, w którym plemniki zachowują zdolność do zapłodnienia – a następnie przechowywane w temperaturze 4 ºC. „Chociaż w zależności od gatunku uzyskane wyniki różniły się, zastosowana metoda rozcieńczania i rozcieńczalnik pozwalały zachować ruchliwość na poziomie powyżej 40 % do czwartego dnia przechowywania w przypadku S. aradensis i I. lusitanicum oraz do jednego i dwóch dni w przypadku, odpowiednio, A. hispanica i A. occidentale”, wyjaśnia Gallego. Naukowcy przeprowadzili również próby krioprezerwacji gamet zagrożonych gatunków. „Poddane krioprezerwacji próbki wykazywały znacznie niższą ruchliwość niż próbki świeże, jednak użycie niektórych protokołów dawało akceptowalny poziom żywotności, integralności DNA i ruchliwości plemników u niektórych gatunków”, zauważa Gallego.
Wspomaganie ochrony ryb śródziemnomorskich
Naukowcom po raz pierwszy udało się ocenić cechy reprodukcyjne dzikich i żyjących w niewoli populacji zagrożonych gatunków endemicznych z rodzaju Leuciscus na Półwyspie Iberyjskim, opisać parametry kinetyczne plemników, jak również opracować protokoły przechowywania męskich gamet zarówno w krótkim, jak i długim okresie. Wyniki projektu CRYO-FISH dostarczyły nowych i cennych narzędzi uzupełniających dotychczasowe środki zarządzania i ochrony stosowane w ramach programów rozmnażania i hodowli ex situ(odnośnik otworzy się w nowym oknie), które są opracowywane dla tych zagrożonych gatunków. Gallego uważa, że należy przy tym wspomnieć o jednej ważnej rzeczy: „Obecnie w regionie Morza Śródziemnego rozwijane są nowe projekty, w ramach których uczeni badają i wykorzystują te same techniki, które były przedmiotem projektu CRYO-FISH, a ich celem jest ochrona innych endemicznych gatunków ryb żyjących w rzekach i ujściach rzek w regionie Morza Śródziemnego”.
