همشهری آنلاین- زهرا رفیعی: در پروژه‌های تکثیر در اسارت سمداران آیا می‌توان آهوی سمنان را در خوزستان پرورش و در کرمانشاه رهاسازی کرد؟ در دنیایی که هر روز اندازه جمعیت‌های جانوری کوچک و کم‌شمارتر می‌شود چطور می‌توان تنوع زیستی و تنوع ژنتیکی گونه‌ها را در اصیل‌ترین حالت خود حفظ کرد؟ آیا ممکن است گونه‌هایی در کشور وجود داشته باشند که هنوز شناسایی نشده باشند؟
پاسخ به این سوالات نیاز به بررسی‌های عمیق ژنتیکی دارد که متخصصان دفتر موزه ملی تاریخ طبیعی و ذخایر ژنتیکی سازمان حفاظت محیط زیست، دو پروژه تهیه نقشه‌های ژنتیکی گونه‌های شاخص و در معرض تهدید جانوری و رمزنگاری DNA تاکسون‌های مختلف را در دستور کار دارند. از سال گذشته تاکنون نیز نقشه ژنتیکی خرس‌های قهوه‌ای و آهوی ایرانی را به عنوان گونه‌های در معرض تهدید تهیه کرده‌اند. با محمدرضا اشرف‌زاده، مدیر کل دفتر موزه ملی تاریخ طبیعی و ذخایر ژنتیکی درباره این دو پروژه و کارایی آنها در حفاظت به گفت‌وگو نشسته‌ایم.
پروژه تهیه نقشه ژنتیکی گونه‌های در معرض انقراض با چه هدفی در حال اجرا است؟ این نقشه‌ها چگونه به حفاظت کمک می‌کنند؟
اندازه جمعیت اغلب گونه‌ها در دنیا رو به کاهش است به همین دلیل برای حفاظت از گونه‌ها، بخصوص گونه‌های در معرض انقراض که جمعیت‌های شکننده‌ای دارند ضروری است برنامه‌ها و اولویت‌های حفاظتی به درستی شناسایی و اجرا شوند. برنامه‌ریزی و تصمیم‌گیری درست مستلزم شناخت کافی در زمینه ویژگی‌های گونه‌ها و جمعیت‌ها است. هدف اصلی از تهیه نقشه‌های ژنتیکی، دستیابی به داده‌ها و اطلاعات قابل اطمینان در زمینه وضعیت ژنتیکی گونه‌های در تهدید کشور است (از جمله، برآورد تنوع ژنتیکی گونه‌ها و جمعیت‌های مختلف هر گونه، شناسایی جمعیت‌های با درجه بالای زاد و ولد فامیلی و درجه شباهت یا اختلاف ژنتیکی بین جمعیت‌های مختلف یک گونه). این موضوع در زمینه گونه‌های در تهدید اهمیت ویژه‌ای دارد، چرا که فرصت آزمون و خطا و اشتباه در حفاظت از آنها بسیار کم است.
فرض کنید فردی از یک گونه جانوری به دست متخلفان از زیستگاه خارج شود. آیا ما مجازیم آن را هر جا که توانستیم رها کنیم؟ آیا می‌توانیم برای احیا و تقویت ژنتیکی جمعیتی از یک گونه در یک زیستگاه، افرادی از همان گونه را بدون مطالعات ژنتیکی به آنجا منتقل کنیم؟ گونه‌های جانوری، طی هزاران و صدها هزار سال با شرایط زیستی و اقلیمی یک منطقه سازش پیدا کرده‌اند. بر اساس نظریه «انتخاب طبیعی»، طبیعت فقط افراد سازگار با شرایط محیطی فعلی را انتخاب می‌کند و به شرایط گذشته و آینده منطقه کاری ندارد. یعنی اگر الان اقلیم یک منطقه گرم و مرطوب است، گونه‌هایی برای بقا و تولیدمثل شانس بیشتری پیدا می‌کنند و می‌توانند ژن خود را به نسل بعدی منتقل کنند که با این اقلیم سازگاری بیشتری دارند. البته علاوه بر شرایط اقلیمی، عوامل دیگری مانند دسترسی به منابع غذایی، آب، رقبا، طعمه‌خواران و بیماری‌ها بر امکان حضور یک گونه در یک منطقه اثرگذارند. در طبیعت، اینکه گونه خرس قهوه‌ای را نمی‌توان پایین‌تر از عرض‌های جغرافیایی حدود استان فارس در کل دنیا پیدا کرد حتما دلیل دارد و اینکه خرس سیاه آسیایی را در غربی‌ترین گستره پراکنش جهانی این گونه، نمی‌توان در عرض‌های جغرافیایی بالاتر از هرمزگان و کرمان یافت بی‌دلیل نیست. جابجایی و یا حتی تکثیر و احیا گونه‌ها در مناطق نیز باید با توجه به ویژگی های ژنتیکی گونه‌ها یا به عبارت دیگر تاریخ طبیعی هر گونه صورت گیرد. حتی جمعیت‌های مختلف یک گونه را نیز نمی‌توان بدون مطالعه از یک منطقه به منطقه‌ای دیگر جابجا نمود. به طور مثال آهو در مناطق گرمسیر جنوبی کشور با آهوی مناطق شمالی که سردتر است عادات و رفتار زیستی متفاوتی دارند. آنها که در مناطق گرمتر هستند در اواخر زمستان تا ابتدای بهار و جمعیت‌های همان گونه در مناطق سردسیر در اواخر بهار تا اوایل تابستان زادآوری می‌کنند. برای مثال سمداران وحشی در مناطق گرم جنوب کشور مانند استان‌های بوشهر و هرمزگان به دلیل رویش زودتر گیاهان در اواخر فصل زمستان و زودتر از سمداران مناطق سردسیر نظیر استان‌های زنجان و چهارمحال و بختیاری که اقلیم سردتری دارند، زادآوری می‌کنند.
دو پروژه تهیه نقشه‌های ژنتیکی و همچنین رمزنگاری دی‌ان‌ای (روشی برای شناسایی گونه‌ها با استفاده از بخش بسیار کوتاهی از دی‌ان‌ای، مثلاً با استفاده از یک ژن یا حتی بخشی از یک ژن) از برنامه‌های مهم دفتر موزه ملی تاریخ طبیعی و ذخایر ژنتیکی هستند که امکان تصمیم‌گیری درست را به مسئولان می‌دهند. با اجرای این پروژه‌های کلان در سطح کشور امیدواریم بتوانیم بخش مهمی از نقص داده‌ها در زمینه تنوع زیستی را تکمیل کنیم. حفاظت از تنوع زیستی که در سه سطح ژن، گونه و اکوسیستم مورد توجه است بدون دسترسی به داده‌های کافی و معتبر در هر کدام از این سطوح راه به جایی نخواهد برد.
گونه‌های شاخص کشور که قرار است برایشان نقشه تهیه کنید کدامند؟
نقشه‌های ژنتیکی با اولویت گونه‌های شاخص در معرض تهدید از جمله یوزپلنگ، خرس سیاه، خرس قهوه‌ای، آهو، پلنگ، کل و بز، قوچ و میش و میش‌مرغ تهیه می‌شود و طی سال ۱۴۰۲ برای خرس قهوه‌ای و آهوی ایرانی تهیه شده است.
آهو بیشتر در معرض انقراض است با پلنگ؟ چرا آهو را انتخاب کردید؟
یکی از دلایل تهیه نقشه ژنتیکی، کمک به پروژه‌های حفاظت از حیات وحش در زیستگاه‌هاست. برای حفاظت از گونه‌های گوشتخوار در زیستگاه اصلی بخصوص گربه‌سانان، تامین طعمه در کنار عوامل دیگری مانند امنیت زیستگاه، نقش حیاتی دارد. انتقال افرادی از جمعیت یک گونه طعمه نظیر آهو از یک زیستگاه به زیستگاه دیگر و همچنین تکثیر در اسارت جمعیت‌های طعمه و رهاسازی در زیستگاه های طبیعی، خواه برای ایجاد یک جمعیت جدید یا تقویت ژنتیکی جمعیت موجود، از روش های غنی سازی زیستگاه و تامین طعمه برای گربه‌سانان (نظیر پلنگ و یوزپلنگ) هستند. در واقع، بازسازی و احیای رویشگاه‌ها و جمعیت‌های طعمه در زیستگاه گونه‌های شاخصی چون پلنگ و یوزپلنگ از از برنامه‌های مهمی هستند که در دستور کار سازمان قرار دارند. قابل توجه است که حفاظت و احیای پوشش گیاهی اهمیت زیادی در حفاظت از گوشتخواران دارد، چه از جنبه تامین پناه، امنیت و ایجاد خرداقلیم برای گوشتخواران یا از جنبه تامین منبع غذایی برای طعمه‌های آنها. از آنجایی که جابجایی سمداران به ویژه آهوان به عنوان طعمه اصلی گربه‌سانان در دستور کار سازمان بوده است لذا، به منظور تصمیم‌گیری بهتر، تهیه نقشه ژنتیکی آهوان کشور اهمیت بیشتری پیدا کرد. چهار گونه آهو در کشور زندگی می‌کنند.
۱- آهوی گواتردار که هزاران سال در گستره تاریخی اغلب دشت‌های کشور حضور داشته و الان به دلیل شکار بی‌رویه بخصوص با موتورسیکلت به شدت در معرض خطر انقراض است.
۲- جبیر که در مناطق جنوبی، مرکزی و شرق ایران زندگی می‌کند.
۳- آهوی عربی که فقط در جزیره فارور استان هرمزگان زندگی می‌کند.
۴- آهوی شنی عربی که پراکنش جغرافیایی آن به جنوب غربی ایران می‌رسد.
برای موفقیت در برنامه‌های تکثیر در اسارت و انتقال گونه‌ها ضروری است به مطالعات ژنتیکی جمعیت‌های مبدا و مقصد و گستره تاریخی گونه‌ها توجه جدی داشته باشیم. در ژنتیک حفاظت، توصیه شده است از ژنوم جمعیت‌های بومی و اندمیک هر منطقه حفاظت کنیم. لذا جابجایی افراد جمعیت‌ها و گونه‌های مختلف بین زیستگاه‌ها، حتی در محدوده یک استان یا شهرستان، بدون انجام مطالعات ژنتیکی می‌تواند خسارت‌های برگشت‌ناپذیری را به ذخایر ژنتیکی حیات وحش که از سرمایه‌های ملی کشور هستند وارد سازد.
چه مشکلی پیش می‌آید اگر برای تکثیر در اسارت تنوع ژنتیکی از یک گونه نداشته باشیم؟
از دلایل تهیه نقشه‌های ژنتیکی، شناسایی جمعیت‌های درون‌آمیز و ارزیابی امکان تقویت ژنتیکی این جمعیت ها و همچنین جلوگیری از اقداماتی است که ممکن است منجر به برون آمیزی ژنتیکی شود. این مطالعات ژنتیکی اجداد افراد درون یک جمعیت و درجه نزدیکی و دوری ژنتیکی آنها را نشان می‌دهند. تعداد افراد یک گونه در یک جمعیت باید زیاد باشد و تنوع ژنتیکی آن جمعیت پایین نباشد، در غیر اینصورت به مانند آنچه در انسان به اسم اختلالات ژنتیکی ناشی از ازدواج فامیلی بوجود می‌آید، در جمعیت‌هایی که تنوع ژنتیکی چندانی ندارند نیز درون آمیزی بیش از حد، اختلال ژنتیکی ایجاد می‌کند و مثلا افراد ناقص الخلقه متولد شود. بطور کلی هر چه تنوع ژنتیکی یک گونه در سطح کشور و یا جهان بیشتر باشد، امید برای بقا و حفاظت از آن بالاتر است. برون آمیزی دو گونه که به ظاهر شبیه ولی از لحاظ ژنتیکی بسیار با هم متفاوت هستند نیز می‌تواند گونه هیبرید، ناخالص و ناکارآمد تولید کند. گونه‌های هیبرید مثل اختلاط سگ با گرگ، اسب و الاغ (اهلی)، شیر و ببر.
برون‌آمیزی می‌تواند در بین جمعیت‌های مختلف یک گونه هم ایجاد شود، به ویژه هنگامی که این جمعیت‌ها اختلاف ژنتیکی زیادی با هم دارند. برای مثال، برون آمیزی مشکل‌ساز می‌تواند زمانی رخ دهد که افراد جمعیتی از یک گونه را به زیستگاهی معرفی کنیم که توان تطابق چندانی با شرایط محیطی زیستگاه جدید ندارد و با جمعیت موجود در آن زیستگاه زاد و ولد می‌کند. به هر حال، یک موضوع مهم در ایجاد برون‌آمیزی همان اختلاف ژنتیکی است که بین جمعیت‌ها وجود دارد. مثلا آهوی خوزستان را به دشت مغان که سردسیر است ببریم. حیوانی که در حافظه ژنتیکی‌اش زادآوری در فصل اواسط تا اواخر زمستان تعریف شده، اگر زیستگاهش تغییر کند کماکان در زمستان زادآوری می‌کند. در فرایند تکامل، تغییرات بسیار کند صورت می‌گیرد و هزاران تا صدها هزار سال زمان نیاز دارد. در برنامه تهیه نقشه ژنتیکی باید توجه ویژه‌ای به احتمال رخداد برون‌آمیزی ژنتیکی داشته باشیم و تلاش بر این است که تجربه اشتباهات پیشین خودمان یا کشورهای دیگر را تکرار نکنیم. متاسفانه نتیجه تصمیم اشتباه در حوزه تنوع زیستی، چند دهه بعد خود را نشان می‌دهد.
نقشه‌های ژنتیکی برای تقویت گونه‌هایی که از نظر اندازه جمعیت کاهش یافته‌اند نیز کارایی دارد. در دنیا برای کمک به جمعیت گونه‌های در معرض انقراض از روش «تقویت ژنتیکی جمعیت» استفاده می‌شود به این معنا که بدانیم چه افرادی را با چه شناسنامه یا مشخصات ژنتیکی به جمعیت و زیستگاه اضافه کنیم که اصالت ژنتیکی جمعیت‌های موجود از بین نرود. از نظر علم زیست‌شناسی حفاظت جمعیت هیبرید و ناخالص ارزش چندانی ندارد. حفظ اصالت ژنتیکی جمعیت‌ها و گونه‌ها بسیار مهم است. نمی‌توانیم بگوییم مثلا «اینها همه آهو هستند مهم نیست کجا زندگی کنند»
خرس‌های قهوه‌ای ایران به لحاظ ژنتیکی با هم فرق می‌کنند؟
بر اساس نقشه‌های ژنتیکی، گونه خرس قهوه‌ای در ایران ۳ جمعیت متفاوت از نظر تبار مادری دارد. خرس‌های رشته کوه‌های البرز، زاگرس و بخش کوچکی از فارس (مرودشت تا آباده) به لحاظ ژنتیکی با هم متفاوتند. البته به لحاظ ریخت ظاهری بسیار شبیه به هم هستند و اصلا قابل تمیز دادن نیستند. اگر خرس زاگرس را در البرز رها کنیم، یا بالعکس، نه تنها اقدام مثبتی انجام ندادیم بلکه خسارتی بر اصالت ژنتیکی خرس‌های آن منطقه وارد ساختیم.
نمونه ژنتیکی خرس‌ها یا دیگر گونه‌های حیات وحش را چطور بدست می‌آورید؟
تقریباً از هر نوع بقایای حیوان از جمله خون، پوست، عضله، استخوان، مو، بزاق و مدفوع می‌توان DNA استخراج کرد.
نقشه ژنتیکی پلنگ و سایر گونه‌ها چه زمانی تهیه می‌شود؟
طی سال‌های اخیر مطالعاتی در زمینه وضعیت ژنتیکی پلنگ در کشور انجام شده است و داده‌های علمی نشان داده که پلنگ‌های ایران تنوع ژنتیکی بالایی ندارند. اگر امسال تامین اعتبار شود نقشه کل و بزها را تهیه خواهیم کرد. از آنجایی که بین دو زیرگونه اصلی قوچ‌ومیش‌ها (قوچ‌ومیش ارمنی (شمالغرب کشور) و قوچ‌ومیش اوریال (شمال شرق) چندین ترکیب ژنتیکی به صورت طبیعی ایجاد شده است (البرز مرکزی، اصفهان، لارستان، کرمان، فارس و بلوچی) انجام مطالعات در این موارد با مسائل متفاوتی مواجه است، که البته این گونه‌ها نیز در دست بررسی هستند. یکی دیگر از مواردی که خسارت‌هایی را به ذخایر ژنتیکی سم‌دارانی نظیر قوچ و میش‌ها وارد می‌سازد اختلاط بین گوسفندان اهلی و وحشی است.
پروژه رمزنگاری DNA (DNA Barcoding) برای چه گونه‌هایی اجرا می‌شود؟
رمزنگاری DNA نیز قرار است برای آرایه‌های مختلف حیات وحش کشور شامل خزندگان، دوزیستان، پرندگان و پستانداران در فازهای مختلف انجام شود. البته این پروژه‌ها به طور همزمان انجام می‌شوند و امیدواریم با تامین بودجه در حداقل سه‌چهار سال آینده به اتمام برسند.
رمزنگاری DNA چطور به حفاظت از تنوع زیستی می‌کند؟
ژنوم هسته‌ای مهره‌داران از میلیون‌ها واحد تکراری (A، T، C و G) تشکیل شده است و طول ژنوم میتوکندریایی در مهره‌داران حدود ۱۶۰۰۰ تا ۱۸۰۰۰ واحد تکراری است. برای مثال، طول ژنوم انسان بیش از سه میلیارد واحد تکراری است. مطالعه کل این ژنوم‌ها از نظر زمان، تامین هزینه و نیروی انسانی بسیار سخت خواهد بود. رویکرد اصلی رمزنگاری DNA، شناسایی قطعات ژنتیکی به نسبت کوتاهی است که با استفاده از آنها بتوانیم گونه‌های مختلف را از هم تشخیص بدهیم. بنابراین، برای تشخیص گونه‌ها از هم ضرورتی نیست کل ژنوم را مورد بررسی قرار دهیم. بر این اساس، ما در آرایه‌های مختلف جانوری به دنبال شناسایی قطعات ژنتیکی کوتاه و منحصر به فردی از ژنوم هستیم که با استفاده از این قطعات کوتاه (مثلا با یک قطعه با اندازه حدود ۷۰۰ واحد) بتوانیم مثلا گونه‌های مختلف پرندگان را از همدیگر تفکیک کنیم. استفاده از رمزنگاری DNA، یک راهکار مهم و به نسبت سریع در راستای شناسایی «گونه‌های پنهان» یا گونه‌های ناشناخته کشور است. با استفاده از رمزنگاری DNA می‌توانیم رده‌های جانوری ایران را که پیشتر شناسایی کرده‌ایم از نظر آرایه‌شناختی ارزیابی مجدد انجام دهیم. تجربیات مطالعات رمزنگاری DNA نشان داده که جمعیت‌های یک گونه که از نظر ظاهری شبیه به هم هستند می‌توانند در دل خود گونه‌ای کاملا متفاوت از بقیه داشته باشند ولی به دلیل شباهت ظاهری تفکیک نشده باشند. رمزنگاری DNA کمک می‌کند فهرستی دقیق‌تر و بهتر از تنوع زیستی کشور داشته باشیم چرا که تنوع زیستی مثل خزانه کشور است و از جنبه‌های مختلف تامین امنیت غذایی، امنیت اقتصادی، سلامت و بهداشت، فرهنگی و اجتماعی و محیط زیستی دارای اهمیت است. ما باید این پروژه را زودتر در کشور شروع می‌کردیم، با برنامه‌ریزی‌های انجام شده امیدواریم در سه‌چهار سال آینده بتوانیم اقدامات خوبی را در این حوزه انجام بدهیم.