Возможность создания низкотемпературного банков (криобанка) генетических материалов с использованием научного и технического потенци - davaiknam.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Картографирование урожайности сенокосов южной материковой части дальнего... 1 124.92kb.
История корейского населения российского сахалина 3 615.36kb.
Историческая справка о политическом значении Хабаровска как столицы... 1 35.88kb.
Программа конференции «Япония в культуре российского Дальнего Востока» 1 26.59kb.
Освоение и заселение Дальнего Востока в XIX начале ХХ вв 1 155.51kb.
Сегрегационные и стратификационные процессы в социальной системе... 1 129.33kb.
Исследования Дальнего Востока русскими и первые сплавы по Амуру в... 1 107.37kb.
Отчет по гранту гэф "Поддержка деятельности Координационного Совета... 1 34.39kb.
биосферноЕ хозяйство сибири и Дальнего Востока: проблемы и перспективы 1 70.82kb.
Транспортный комплекс сибири и дальнего востока 14 3123.42kb.
Программа и предварительные результаты социологического исследования... 1 107.89kb.
Конвенция о биологическом разнообразии 1 307.93kb.
Направления изучения представлений о справедливости 1 202.17kb.

Возможность создания низкотемпературного банков (криобанка) генетических материалов - страница №1/1



Возможность создания низкотемпературного банков (криобанка) генетических материалов с использованием научного и технического потенциала заповедников Российского Дальнего Востока.

Тягунин В.А., Кочерга М.Н.,

ФГУ Государственный природный заповедник «Болоньский»

Стихийное развитие человеческой цивилизации сопровождалось непрерывно возрастающим воздействием на окружающую среду и живую природу. В связи с этим сохранение генофонда видов, находящихся под угрозой исчезновения – одна из важных задач охраны окружающей среды. Проблемы сохранения биоразнообразия в России, как и во всем мире, стоят довольно остро но, несмотря на прилагаемые усилия по сохранению биоразнообразия, ежегодно несколько видов представителей флоры и фауны исчезают с Земли навсегда. Это говорит о том, что проводимых мероприятий недостаточно для восстановления популяций исчезающих видов и необходима консолидация усилий всех стран, разработка международного законодательства по сохранению редких видов флоры и фауны. Нормы международного права являются важным элементом действующего российского законодательства. Эти нормы особенно важны в сфере регулирования охраны, воспроизводства и использования, редких и находящихся под угрозой исчезновения видов, поскольку многие из них обитают на территории разных стран и сохранение их возможно только путем скоординированных действий. Россия ратифицировала Конвенцию о биологическом разнообразии и как полноправная ее сторона должна принимать меры по сохранению экосистем и естественных мест обитаний, популяций и видов, осуществлять восстановление исчезающих видов путем разработки планов и стратегий( А.В.Карнаухов,1994, А.В.Карнаухов, В.Н.Карнаухов. 1995).

Принятая в Российской Федерации Стратегия (Приказ МПР РФ от 06.04.2004 № 323) сохранения редких и находящихся под угрозой исчезновения видов животных, растений и грибов предполагает, что каждый вид есть наименьшая закрытая система, обладающая неповторимым генофондом и предусматривает разработку и совершенствование мер по сохранению и восстановлению редких видов in-situ и ex-situ. Приоритетной остается задача сохранения редких и находящихся под угрозой исчезновения видов и популяций in situ, поскольку только в природной среде возможно полноценное и долговременное сохранение видов и продолжение их естественной эволюции.

Способы сохранения in-situ:



  • Сохранение популяций и видов, контроль за их состоянием;

  • Сохранение и восстановление среды обитания, реконструкция биотопов;

  • Охрана популяций и видов на особо охраняемых природных территориях;

  • Искусственное воспроизводство природных популяций;

  • Устранение факторов, приводящих к ухудшению здоровья животных.

Российская Стратегия сохранения редких и находящихся под угрозой исчезновения видов не рассматривает сохранение вида ex-situ как самостоятельную задачу. Эти методы рассматриваются как часть комплексной программы по восстановлению вида и возвращения его в природу.

Сохранение редких видов ex- situ предполагается применять при:

  • Невозможности блокирования основных лимитирующих факторов;

  • При критически низкой общей численности, допускающую вероятность случайного исчезновения вида (популяции) из природы;

  • При разрушении механизмов самовосстановления популяции и необходимости ее искусственного воспроизводства;

  • При сильных нарушениях генетической структуры популяции (включая снижение генетического разнообразия), приводящих к инбредной депрессии, снижению жизнеспособности особей и появления нетипичных для вида признаков.

Способы сохранения ex- situ:

  • Содержание и разведение организмов в неволе;

  • Введение видов в культуру.

  • Хранение генетических материалов (гамет, зигот. соматических клеток, зародышей) в низкотемпературных генетических банках (криобанках), банках клеточных и тканевых культур, а также в банках семян;

Стратегией признается, что реальные практические результаты по восстановлению вида в природе при его исчезновении, в условиях низкой численности или при восстановлении генетического разнообразия в сильно нарушенных популяциях возможно достичь именно с использованием генетического материала из криохранилищ. Создание организмов из сохраненного генетического материала может осуществляться путем получения партено-, андро- и гиногенетических особей, трансплантации гонад, создания межвидовых химерных особей из нормального или поврежденного при криоконсервировании эмбриона, пересадки эмбриона на желток другого вида, клонирования путем трансплантации соматических клеток и ядер клеток зародыша в энуклеированную яйцеклетку. К сожалению, работа по созданию криобанков генетического материала живых организмов в России не является приоритетной. Существенным недостатком современного состояния работ по сохранению животных ex-situ в России является ограниченность числа реально охраняемых видов отечественной фауны и недостаточное число зоологических питомников. Кроме того, мало разработок технологий массового разведения ex-situ животных в количествах, удовлетворяющих нужды реинтродукции в природную среду. В России до сих пор нет специализированных крио банков для хранения геномов диких наземных позвоночных животных, для создания которых требуется значительные капитальные вложения. В настоящее время в России остались семенные банки для долговременного хранения семян растений при низких положительных температурах (+50 С) и неглубоком замораживании (до -200-250 С). Банк семян культурных видов существует в Российской Федерации с 1976 г. (Краснодарский край), криобанк с режимом глубокого замораживания (- 1600 С) во Всероссийском институте растениеводства и криобанк во ВНИИ рыбного хозяйства (ВИР, г. Санкт-Петербург), во ВНИИ природы создан банк семян дикорастущих растений (охраняемых, лекарственных, декоративных и др.) в режимах низких положительных температур (150 видов) и с 1986г. существует криобанк семян в Институте физиологии растений РАН (120 видов). С животными и птицами, особенно с дикими, ситуация гораздо сложнее. При Российской Академии наук имеется криобанк племенного животноводства, где в режиме глубокого замораживания сохраняются сперма и эмбрионы сельскохозяйственных животных представляющих племенную ценность. Сохранением генетического материала редких птиц с применением глубокого замораживания в России никто не занимался. В то же время только на Российском Дальнем Востоке около 169 видов птиц относящихся к 16 родам отнесены к редким и угрожаемым, занесены в Красные книги, списки СИТЕС, Боннской и Бернской конвенции, при этом комплексных исследований внутрипопуляционного генетического разнообразия и состояния здоровья угрожаемых видов не проводились. Этот фактор предопределяет необходимость начала работ на Российском Дальнем Востоке по созданию криохранилищ генетических материалов, в первую очередь птиц, миграционные пути которых соединяют страны Юго-восточной Азии.

Организменный принцип восстановления популяции, безусловно, применим лишь в тех случаях, когда исчерпаны все резервы сохранения популяции в природной среде обитания. Однако этот способ позволяет сохранить лишь часть генетического разнообразия природных популяций. Генетическое разнообразие даже очень многочисленных популяций восстановленных из сохраненных в искусственной среде особей, будет основано на тех генах, которыми обладали особи-основатели (за исключением новых мутаций). При долговременном разведении в питомниках, зоопарках, ботанических садах малочисленных групп живых организмов в них нарушаются генетические процессы, свойственные природным популяциям, происходит сокращение генетического разнообразия. В этом плане создание банка ДНК диких животных, птиц и рыб, безусловно, перспективное направление сохранения биоразнообразия. Создание международной системы криобанков позволит накопить достаточное количество ДНК особей редкого или исчезающего вида, начав заблаговременный сбор материала для закладки в ячейки криобанка. Территориальная удаленность и разобщенность ареала отдельных популяций на территориях разных государств дополнительно позволит поддержать генетическое разнообразие в случае необходимости их искусственного воссоздания. Обмен генетическим материалом внутри международной системы криобанков – биологическая необходимость при искусственном восстановлении или пополнении таксонов, находящихся в критическом состоянии в природной среде. Все это предопределяет необходимость на Российском Дальнем Востоке работ по созданию криохранилища генетических материалов.



Выбор районов исследований популяций редких и исчезающих видов птиц и исполнителей.

Страны Юго-восточной Азии связывают не только географическое расположение, но и общие проблемы в сохранении биоразнообразия как обитателей суши, так и морских животных. Ареал обитания многих редких видов млекопитающих, птиц и рыб находится на сопредельных территориях нескольких стран Восточно-Азиатского региона или миграционные пути проходят через территории нескольких государств. Это предопределяет международную кооперацию в изучении разработке мер по сохранению видов, находящихся в критическом состоянии, том числе и для сохранения генетического разнообразия внутри локальных популяций.



При создании криохранилищ могут быть решены задачи:

  • Исследование здоровья отдельных организмов и популяции в целом, генетического внутривидового разнообразия;

  • Отбор, лабораторное исследование тканей, консервация генетического материала и его долговременное криосохранение;

  • Отработка методик восстановления особей из имеющегося генетического материала;

  • Отработка методик восстановления (реинтродукции) утраченных популяций и видов в природу и поддержание природных популяций, находящихся в критическом состоянии (с низкой численностью или нарушенной генетической структурой популяции) при помощи особей полученных из сохраненного генетического материала.

  • Предотвращение возникновения инбредной депрессии и вырождение малых популяций, путем сбора и хранения достаточного количества генетического материала угрожаемого вида;

  • Возможность транспортировки и организация обмена генетическим материалом между другими криобанками для восстановления популяций, генетическое разнообразие которых утрачено из-за их низкой численности.

Эти задачи в части совпадают с задачами (способами) сохранения видов и популяций in situ. В большей мере задачи сохранения редких и находящихся под угрозой исчезновения видов, среды их обитания в России реализуются на особо охраняемых природных территориях, в первую очередь заповедниках (В.Б.Степаницкий,2000, ФЗ от 30.03.1995 №33-ФЗ «Об ООПТ»).

Географически заповедники на территории Дальнего Востока России расположены таким образом, что через их территории проходят основные миграционные пути птиц Юго-восточной Азии. Это относит их к ключевым орнитологическим территориям, и в первую очередь предопределяет выбор территории заповедников Дальнего Востока России в качестве модельных площадок для исследования состояния орнитологического комплекса, проведения работ по отбору биоматериалов в криохранилища в соответствии с принятой в России Стратегией сохранения редких и исчезающих видов и в полной мере соответствует стоящей перед заповедником задачей сохранения биологического разнообразия и поддержания в естественном состоянии природных комплексов и объектов.

Вторым важным моментом организации работ на территории именно заповедников является наличие в штате заповедников квалифицированных полевых научных сотрудников, в первую очередь орнитологов, баз данных по орнитологическому комплексу, наличие материально-технической базы и технического персонала. Это позволяет сократить сроки подготовительных работ по сбору материала для криохранения и по подготовке специалистов к выполнению работ в соответствии с методиками.

Третьим немаловажным фактором является то, что заповедники по российскому законодательству имеют статус юридического лица, закрепленную на праве оперативного управления территорию и могут направлять в установленном порядке заявки и получать разрешения на работу с редкими и исчезающими видами в Административный орган СИТЕС Российской Федерации. Как правило, администрации большинства заповедников, знают процедуры оформления заявок и разрешений СИТЕС, что также позволяет ускорить начало работ с редкими и исчезающими видами, попадающими под действие СИТЕС, проводить ее в оптимальные сроки.

В качестве модельных участков, на которых может быть организована работа по проекту «Крио-феникс», предлагаются заповедники: Дальневосточный Морской, Сихоте – Алинский, Ханкайский, Даурский, Хинганский, Бастак, Болоньский, Курильский. Через территории этих заповедников проходят основные миграционные пути более 70 % мигрирующих птиц, в том числе видов, отнесенных к редким и исчезающим в Юго-восточной Азии, охраняемых в рамках международных Соглашений, внесенных в Красные книги различного ранга. Это своеобразные миграционные ворота между странами Юго-восточной Азии и Российским Дальним Востоком. Наличие квалифицированных специалистов – орнитологов позволяет проводить работы по отбору материала для криохранения на нескольких участках одновременно, что позволит достаточно быстро создать банк генетического материала, характеризующего генетическое внутривидовое разнообразие по каждому виду.

Проблемы, которые осложняют начало работы:




  1. Работа по созданию низкотемпературного банка генетических материалов орнитофауны не предусмотрена программой работ Министерства природных ресурсов и Федеральной службы по надзору в сфере природопользования Российской Федерации, на которых возложена организация и финансирование работ по сохранению биоразнообразия РФ.

  2. Отсутствие целевой программы не позволяет начать работы на уровне регионов и непосредственных исполнителей, потому что все разрешения на работу с редкими и исчезающими видами Административным органом СИТЭС выдаются при наличии положительного заключения экспертного Совета СИТЭС по методикам, срокам, составу и квалификации исполнителей, отраженные в программе работ.

В апреле 2006 года МПР РФ собрало от заинтересованных организаций предложения по сотрудничеству со странами Азиатско – Тихоокеанского региона. Нами была предложена комплексная программа сотрудничества по изучению и сохранению редких и исчезающих видов орнитофауны, включая создание криохранилищ генетических материалов. К большому сожалению, решение по этому вопросу остается открытым. Основная проблема - отсутствие источников финансирования программы. Опыт полевых работ по программе Сохранения дальневосточного аиста (Ciconia Boyciana) показал, что затраты на организацию одной полноценной 2-х – 3-х недельной комплексной полевой экспедиции из 7-8 человек (включая обслуживающий персонал) в условиях труднодоступности территории составляют 600 – 650 тыс. рублей. И это только расходы на сбор материала для исследований. При организации 2-3 экспедиций в течение года на различных территориях сумму затрат нетрудно подсчитать – 2,0-2,5 млн. рублей. К ним следует добавить расходы на лабораторные исследования материалов, помещение собранных материалов в криохранилища, поддержание рабочего состояния криохранилищ. По предварительным расчетам ежегодные расходы на содержание одного криохранилища составят от 3 млн. (Амурск) до 4,5 млн. (Хабаровск) рублей. Общая сумма расходов на содержание и пополнение криобанка составит от 5,5-6,0 млн. рублей. Расходы значительные по российским меркам. Специалисты и администрации заповедников ключевых орнитологических территорий, встреча с которыми прошла в июне 2006 года в заповеднике «Ханкайский», выказывают положительное отношение по вопросу исследования состояния популяций мигрирующих птиц и созданию криохранилища генетического материала на территории Российского Дальнего Востока.

Еще одна немаловажная проблема - размещение криобанка. Для этого необходимо учесть несколько условий:



  1. Наличие свободных квалифицированных научных и технических специалистов;

  2. Удобная транспортная схема доставки материала для проведения исследований и криосохранения;

  3. Минимальная стоимость предоставляемых работ и услуг, в том числе стоимость оплаты аренды помещений.

Свободные квалифицированные научные и технические специалисты сосредоточены в двух научно-технических центрах – городах Хабаровске и Владивостоке, где расположено большое количество высших учебных заведений, научно – исследовательских институтов, прикладных лабораторных центров и опытно – конструкторских бюро.

Наиболее удобное географическое местоположение и разветвленную транспортную сеть имеет город Хабаровск, который связан с выбранными для организации работ заповедниками как минимум двумя видами транспорта: Дальневосточный Морской (770 км) – автомобильный, железнодорожный, воздушный; Ханкайский (550км) – автомобильный, железнодорожный; Сихоте-Алинский (470 км) – воздушный, автомобильный; Болоньский (430 км) – автомобильный, железнодорожный; Бастак (180 км) – автомобильный, железнодорожный, Хинганский (440 км) – автомобильный, железнодорожный; Даурский (1300 км) – автомобильный, железнодорожный, воздушный; Курильский (970 км) – воздушный, морской, что является немаловажным фактором при необходимости доставки материалов для исследования или помещения на криосохранение.

Исследование рынка предоставляемых работ и услуг показал, что наименьшая стоимость аренды помещений и расходов по их содержанию наименьшая в г. Амурске, где расположен офис Болоньского заповедника, но отсутствие необходимого количества квалифицированных специалистов для организации функционирования криобанка, затрудненная схема доставки материалов делает его менее привлекательным.

Проанализировав собранные материалы можно сделать следующие выводы: оптимально разместить криобанк в городе Хабаровске, при этом более высокая стоимость работ и услуг компенсируется наличием квалифицированных кадров и удобной транспортной схемой. За выбор Хабаровска и Хабаровского края также то обстоятельство, что проект по созданию банка генетических материалов поддерживается Министерством природных ресурсов Правительства Хабаровского края. В настоящее время при поддержке МПР Правительства Хабаровского края созданы и функционируют два центра кольцевания птиц: на базе Болоньского заповедника и лаборатории орнитологии института водных и экологических проблем ДВО РАН.

Организацию работ по исследованию орнитологического комплекса и помещению материалов на криосохранение можно разбить на три этапа:

Первый этап:


  • создание криохранилища, включая оборудование для криосохранения и проведения комплексного лабораторного исследования биоматериалов;

  • подбор и обучение персонала обеспечивающего функционирование криохранилища и занятого полевыми сборами биоматериалов;

  • заключение рамочного соглашения с МПР РФ и Росприроднадзором РФ по созданию на территории Дальневосточного федерального округа криобанка генетических материалов редких и исчезающих видов птиц с определением состава и исполнителей работ;

  • ознакомление с территориями, предлагаемыми для организации работ, определение программ работ по каждой территории;

  • подготовка и заключение двухсторонних Соглашений с исполнителями работ. Включение работ в рамках Соглашения в планы (перспективные и ежегодные) конкретных заповедников, согласование и утверждение их в установленном порядке.

Срок реализации: 2006 – 2007 год.

Второй этап:

  • проведение пробных работ на территории 1-2 заповедников по отбору материалов, их доставке для лабораторных исследований, помещению на криосохранение.

  • начало плановых работ по исследованию здоровья популяций редких и исчезающих мигрирующих видов птиц, сбору материала для исследований и помещения его на криосохранение.

Сроки: 2008-2009 год.

Третий этап:

  • начало работ по составлению списка помещенного на сохранение генетического материала, обмену генетическим материалом между криобанками других стран.

  • начало работ по подбору и подготовке специалистов по генетическому моделированию.

Срок: 2009-2010 год.

Заключение двухсторонних Соглашений Администрацией Национального института охраны окружающей среды (Япония) с заповедниками и включение ими в свои планы программы работ в рамках этих Соглашений позволит начать работы по отбору материала для криобанка уже в 2007 году, даже если затянется вопрос по заключению рамочного Соглашения между МПР РФ, Росприроднадзором РФ и соответствующими министерствами Японии.

Учитывая, что российской стороной не предусмотрена финансовая поддержка, на первом этапе потребуется грантовая поддержка для организации и функционирования криохранилища и проведения полевых экспедиций.

В качестве ответственного исполнителя работ предлагаем Болоньский заповедник, который имеет достаточный опыт по международному сотрудничеству, организации полевых работ по отбору биоматериалов от редких видов, работе с Административным органом СИТЕС РФ, в том числе по оформлению разрешений на транспортировку биоматериалов, штат квалифицированных сотрудников, успешно прошедших стажировки в зарубежных центрах, понимающих цели и задачи создаваемых криобанков и активно их продвигающие для реализации в Российской Федерации.


Резюме

Практические результаты по восстановлению вида в природе при его исчезновении, в условиях низкой численности или при восстановлении генетического разнообразия в сильно нарушенных популяциях реально достичь только с использованием генетического материала из криохранилищ. Работа по созданию криобанков генетического материала живых организмов в России не является приоритетной. В то же время только на Российском Дальнем Востоке около 169 видов птиц относящихся к 16 родам отнесены к редким и угрожаемым, при этом комплексных исследований внутрипопуляционного генетического разнообразия и состояния здоровья угрожаемых видов не проводились. Этот фактор предопределяет необходимость начала работ на Российском Дальнем Востоке по созданию криохранилищ генетических материалов, в первую очередь птиц, миграционные пути которых соединяют страны Юго-восточной Азии. Для решения этих вопросов необходима международная кооперация


The summary: POSSIBILITY OF CREATION OF BANK WITH LOW TEMPERATURE, USING SCIENTIFIC AND TECHNICAL POTENTIAL OF THE RUSSIAN FAR-EASTERN RESERVES
A practical result on restoration of a kind in a nature at his disappearance, in conditions of low number or at restoration of a genetic variety is strong broken populations really to reach only with use of a genetic material from cryostorehouse. The job on creation cryobanks of a genetic material in Russia is not priority. At the same time only on Russian Far East about 169 kinds of birds concerning to 16 sorts are referred to rare and vulnerable, thus of complex researches inside a population of a genetic variety and the condition of health vulnerable of kinds were not spent. This factor predetermines necessity began of jobs on Russian Far East on creation cryostorehouse of genetic materials, first of all birds, migration of which way the countries of Southeast Asia connect. The international cooperation is necessary for the decision of these questions.

Список литературы




  1. Бюллетень Красной книги 1/2004, вып.II, Ч. 1, Позвоночные животные. – М.2004., с.75-203.

  2. Карнаухов А.В. О роли биоразнообразия в сохранении климата Земли. Биофизика живой клетки, 1994. № 6, с. 14-16.

  3. Карнаухов А.В., Карнаухов В.Н. О роли биоразнообразия в сохранении климата Земли и возможности устойчивого развития человеческой цивилизации.// Материалы Парламентских слушаний "Экологическая безопасность России и управление экологическим риском в регионах." 21 ноября 1995.

  4. Консервация генетических ресурсов. /Материалы. раб. сов. 28-30 мая 1996 //ред. В.Н. Карнаухов, Э.Н. Гахова, В. К. Утешев.- ОНТИ ПНИ РАН, Пущино, 1996, 166 с.

  5. Криоконсервация генетических ресурсов в проблеме сохранения биоразнообразия /ред. В. Н. Карнаухов, С. И. Розанов, Э.Н. Гахова // Биофизика живой клетки, 1994. № 6, с. 1-156.

  6. Об особо охраняемых природных территориях. Федеральный закон от 30.03.95 г. №33-ФЗ // Сборник федеральных конституционных законов и федеральных законов - №8, ст. 69. - 1995.

  7. Основные направления развития и организации деятельности государственных природных заповедников Российской Федерации на период до 2010 года. // Министерство природных ресурсов Российской Федерации. Департамент охраны окружающей среды и экологической безопасности. - М.: - 2001.

  8. Приказ МПР РФ от 06.04.2004 № 323 «Об утверждении Стратегии сохранения редких и находящихся под угрозой исчезновения видов животных, растений и грибов».

  9. Степаницкий, В.Б. Деятельность государственных природных заповедников России на современном этапе: концептуальный аспект. // Организация деятельности государственных природных заповедников России на современном этапе. Материалы семинара-совещания 20-26 ноября 2000г., п. Красная Поляна.– Красная Поляна. 20-26 ноября 2000 г. с. 5-29.

  10. M. Kocherga V. Tyagunin Problems of saving biovariety in Russia/ Materials of the international symposium under the cryo-project "Phenycs", National institute of protection of an environment of Tsukuba (Tokyo, Japan) 6-11.12.2005.







«Парсифаль» относится к разряду тех опер, которые начинаются в шесть вечера; через три часа после начала вы смотрите на часы, и они показывают 6.20. Дэвид Рандолф
ещё >>