Badak putih jantan utara terakhir — namanya Sudan — mati pada bulan Maret, hanya menyisakan dua anggota subspesies di belakang: putrinya dan cucunya.
Di masa lalu, fakta-fakta gamblang itu akan berarti akhir. Tetapi para peneliti di Institut Penelitian Konservasi Kebun Binatang San Diego — rumah bagi kebun binatang beku yang dikenal sebagai Kebun Binatang Beku — berupaya memberi kesempatan kedua bagi badak putih utara. Sejak 1975, institut telah mengumpulkan jaringan dari makhluk, beberapa terancam dan beberapa tidak, kemudian menumbuhkan sel-sel di laboratorium dan melestarikannya pada suhu dingin 321 derajat di bawah nol Fahrenheit.
Kebun binatang sudah menggunakan teknologi reproduksi seperti fertilisasi in vitro untuk hewan seperti gorila, dan inseminasi buatan untuk panda. (Di tempat lain, para ilmuwan sedang mempertimbangkan manfaat menghidupkan kembali spesies yang punah seperti mammoth berbulu dan merpati penumpang, meskipun mereka harus menggunakan DNA kuno untuk itu.) Kebun Binatang Beku telah menggunakan sperma yang diawetkan untuk membuat anak burung pegar, misalnya, dan telah membuat embrio cheetah dan membuahi telur badak putih selatan.
Sekarang para penjaga kebun binatangnya berharap bahwa selusin sampel badak putih utara mereka akan menjadi orangtua bagi generasi baru dengan cara yang berbeda: menggunakan teknologi sel induk untuk mengubah jaringan kulit badak putih yang diawetkan menjadi telur dan sperma.
Penelitian lembaga ini melampaui pembuatan bayi. Para ilmuwan di sana sedang mengerjakan metode untuk mengidentifikasi secara genetis daging dari primata dan antelop duiker yang telah diburu secara ilegal. Dan di masa depan, mereka mungkin menggunakan koleksinya untuk mengembalikan keragaman genetik untuk musang kaki hitam yang terancam punah.
Memperluas upaya semacam itu akan mengambil jaringan global kebun binatang beku, tulis Oliver Ryder, direktur lembaga genetika konservasi, dan rekan penulis Manabu Onuma dalam Tinjauan Tahunan Biosains Hewan .
Ryder, yang telah berada di institut sejak dimulai, berbicara dengan Knowable tentang masa lalu, sekarang dan masa depan Kebun Binatang Beku. Percakapan ini telah diedit untuk panjang dan kejelasan.
Bagaimana Kebun Binatang Beku dimulai?
Kami senang mengatakan bahwa Kebun Binatang Beku dimulai ketika Dr. Kurt Benirschke datang ke Kebun Binatang San Diego pada tahun 1975. Dr. Benirschke, yang meninggal pada tahun 2018, tertarik pada kesuburan dan kromosom. Teknologi untuk membekukan sel dan mencairkannya dengan fungsi yang dipulihkan masih cukup baru - pertama kali dilakukan dengan sperma pada tahun 1949 - tetapi itu membuka semua jenis peluang. Memiliki kultur sel untuk membekukan, menghidupkan kembali dan menumbuhkan lebih banyak sel dari, untuk melihat kromosom, adalah kemajuan yang sangat signifikan. Ilmuwan lain melakukan ini, tetapi kebanyakan dalam penelitian medis manusia.
Benirschke secara khusus tertarik untuk menggambarkan kromosom berbagai spesies. Kami mengambil setiap kesempatan yang muncul untuk mengumpulkan spesies baru. Ada keyakinan bahwa sel-sel yang dibelokkan akan menemukan kegunaan yang jauh melampaui apa yang dapat dibayangkan pada saat itu.
Di Kebun Binatang Beku, botol-botol seperti ini adalah "kandang binatang." Masing-masing berisi sperma, atau sel yang tumbuh dari sedikit kulit binatang atau jaringan lain. Mereka disimpan dalam nitrogen cair pada -321 derajat Fahrenheit dan dicairkan ketika para peneliti ingin menggunakannya. (Kebun Binatang San Diego Global) Anda juga bergabung dengan Kebun Binatang Beku, kemudian disebut sebagai Pusat Reproduksi Spesies yang Terancam Punah, pada tahun 1975. Apakah Anda ingat binatang pertama yang pernah diawetkan selnya?
Itu adalah muntjac Cina, kijang. Ada yang mengalami patah tulang dan diperbaiki oleh ahli bedah ortopedi. Mereka harus menangkapnya dan membiusnya untuk mengganti gips, jadi saya bisa datang dan melakukan biopsi kulit.
Rusa menggonggong menarik. Ada muntjac China dan India, dan rata-rata orang akan ditantang untuk mengidentifikasi banyak perbedaan di antara keduanya. Namun, sementara muntjac Cina memiliki 46 kromosom, muntjac India memiliki jumlah kromosom terendah yang diketahui pada mamalia: enam pada wanita, tujuh pada pria.
Kita yang tertarik pada evolusi, bagaimana kromosom berevolusi dan bagaimana spesies terbentuk, ditantang oleh "skandal" ini, demikian sebutannya. Kita sekarang tahu bahwa kromosom menyatu bersama dalam leluhur muntjac India. Apa yang memicu fusi itu tidak diketahui, tetapi pasti sudah terjadi. Hibrida antara keduanya dibuat di Cina; itu memiliki tiga kromosom besar dan 23 yang kecil. Itu hidup, tetapi tidak bisa bereproduksi.
Di lain waktu, pada 1980, saya ingat ahli patologi memberi tahu saya, “Kami punya hewan yang sangat menarik dan langka di ruang nekropsi [otopsi hewan]. Anda harus mengambil sampel. ”Dan itu adalah badak putih utara. Sampel itu menyediakan bahan, bertahun-tahun kemudian, untuk melakukan studi genetika pertama yang membandingkan badak putih utara dan selatan.
Sekarang maju cepat ke masa sekarang, dan kami memiliki proyek penyelamatan genetika yang ambisius untuk mencegah kepunahan badak putih utara, dan itu tergantung pada 12 budaya badak putih utara yang telah kami tebang selama bertahun-tahun.
Bagaimana Anda bisa menggunakan sel-sel itu untuk menyelamatkan badak putih utara?
Dari sampel kulit yang diselipkan, kami memiliki sel beku yang disebut fibroblast. Kami mencairkan kultur tersebut, dan mengubahnya menjadi apa yang disebut sel induk berpotensi majemuk yang diinduksi. Secara teoritis, ini dapat berubah menjadi hampir semua jenis sel dalam tubuh: Mereka dapat membuat detak jantung, mereka dapat membuat sel-sel saraf.
Tujuan akhirnya adalah mengubah sel-sel induk menjadi telur dan sperma, sehingga kita dapat membuat embrio. Dengan kata lain, fibroblas tersebut akan dapat memiliki bayi.
Ini telah dilakukan pada tikus percobaan, tetapi belum ada spesies lain. Sejauh ini, kita punya sel induk berpotensi majemuk yang diinduksi dari badak putih utara. Sekarang kami menyempurnakan metode untuk mengonfirmasi bahwa semua itu berpotensi majemuk. Ada tim lain yang bekerja dengan kawanan badak putih betina selatan yang kami rencanakan untuk digunakan sebagai pengganti. Kami setidaknya satu dekade lagi dari bayi badak putih utara, tapi kami membuat kemajuan.
Jika Anda bertanya kepada saya pada tahun 1985, dapatkah Anda mengambil sel dari Kebun Binatang Beku dan mengubahnya menjadi binatang, saya akan mengatakan tidak. Sekarang kami berencana untuk melakukannya di lab di sini.
Oosit segar (telur) dikumpulkan dari badak putih selatan. Untuk membantu mengembalikan badak putih utara dari jurang kepunahan, peneliti Frozen Zoo berharap untuk mengubah sel kulit badak putih utara yang diawetkan menjadi telur dan sperma dan menanamkan embrio menjadi ibu badak putih selatan. (TB Hildebrandt et al. / Komunikasi Alam 2018) Apa lagi yang Anda lakukan dengan sampel dari Kebun Binatang Beku?
Kami adalah sumber yang sangat baik untuk proyek genom. Kami telah berkontribusi sampel untuk sekitar 140 proyek sekuensing seluruh genom.
Kami bekerja sama dengan Broad Institute di Cambridge, Massachusetts, pada Proyek 200 mamalia, yang akan membandingkan DNA manusia dengan 199 mamalia lainnya. Ini akan membantu para peneliti memahami set gen inti mana yang begitu penting sehingga mereka dipertahankan pada kita dan hewan lain. Dan saya terlibat dengan Proyek Genebrata Vertebrata untuk mengurutkan 66.000 spesies vertebrata hidup. Genom-genom ini mengungkapkan banyak hal menarik tentang sejarah populasi hewan, pola-pola migrasi dan apakah itu dihibridisasi dengan spesies lain. Analisis genetik semacam ini akan membuka jendela baru yang mencengangkan tentang bagaimana kehidupan bekerja.
Dalam ulasan Anda, Anda membahas penciptaan biobank margasatwa global. Mengapa itu penting?
Meskipun Kebun Binatang San Diego memiliki Kebun Binatang Beku, dengan lebih dari 1.000 spesies, itu adalah sebagian kecil dari keanekaragaman hayati dunia. Ada sekitar 26.500 spesies terancam yang telah disebutkan namanya - dan lebih banyak lagi yang belum dimasukkan dalam daftar.
Tahun depan akan ada lebih sedikit keanekaragaman hayati daripada yang ada sekarang. Jadi kita harus perbankan selagi kita bisa. Itu perlu dilakukan di berbagai negara sehingga mereka memiliki sumber daya genetik sendiri yang tersimpan.
Anda mengatakan bahwa ketika Anda tiba di Kebun Binatang Beku 44 tahun yang lalu, Anda tidak bisa membayangkan menumbuhkan seluruh hewan dari sel. Proyek apa yang Anda sukai untuk melihat Kebun Binatang Beku berlangsung dalam 44 tahun ke depan?
Ketika populasi spesies menyusut, mereka juga kehilangan versi gen berharga yang hanya ada pada hewan tertentu. Gen pool menjadi gen gen. Saya membayangkan bahwa di masa depan, menggunakan bahan yang dibelokkan, kita dapat mengembalikan variasi genetik.
Bagaimana Anda akan melakukannya?
Kami harus mengubah sel menjadi hewan. Misalnya, Anda dapat mengambil hewan betina, hidup di alam liar, dan mentransfer embrio dengan beberapa gen yang bermanfaat ke dalam dirinya.
Beberapa orang mungkin mengatakan bahwa mengembalikan gen yang hilang, atau spesies yang hampir punah, berperan sebagai Tuhan.
Tetapi manusia telah melakukan itu sejak lama: Kami telah menyebabkan kepunahan spesies. Kami telah mengubah habitat mereka. Kami telah mengubah perilaku mereka. Kami telah mencampurkannya. Kami telah mengubah lingkungan mereka, pemangsa mereka, penyakit mereka. Semua hal ini sudah kami lakukan.
Menggunakan sampel yang dibelokkan untuk mempromosikan keragaman akan memberi kita kesempatan untuk mengubah dunia alami dengan cara yang positif.
Majalah Knowable adalah upaya jurnalistik independen dari Ulasan Tahunan. 
