Isang sanggol na bamboo shark na ipinanganak sa pamamagitan ng artipisyal na pagpapabinhi. Pinasasalamatan: Larawan ni Jay Harvey, Aquarium of the Pacific
Ito ay isang mahirap na oras upang maging isang pating. Ang polusyon, industriyalisadong pangingisda, at pagbabago ng klima ay nagbabanta sa buhay dagat, at ang populasyon ng maraming nangungunang mga mandaragit sa karagatan ay bumaba sa mga nakaraang taon.
Bilang karagdagan sa pag-aaral ng mga pating sa ligaw, ang mga siyentipiko na nagsisikap na magligtas ng mga pating ay umaasa sa mga nakatira sa mga zoo at aquarium upang makatulong sila sa pagbuo ng mga programa sa pag-aanak at matuto nang higit pa tungkol sa mga kondisyon na kailangan ng mga pating upang umunlad. Ang isang mahalagang paraan na ginagawa ng mga siyentipiko ay sa pamamagitan ng paglalaro ng mga matchmaker sa mga pating, pagpapares ng mga indibidwal sa mga paraan na nagpapataas ng pagkakaiba-iba ng genetic.
Sa isang bagong pag-aaral sa Pang-agham Ulat, ang mga siyentipiko ay nagsagawa ng pinakamalaking pagsisikap sa artipisyal na pag-inseminate ng mga pating. Ang kanilang trabaho ay nagresulta sa 97 bagong baby shark, kabilang ang mga na ang mga magulang ay nakatira sa magkabilang panig ng bansa at ang ilan ay walang mga ama.
"Ang aming layunin ay upang bumuo ng artipisyal na insemination bilang isang tool na maaaring magamit upang makatulong na suportahan at mapanatili ang malusog na pagpaparami ng mga populasyon ng mga pating sa mga aquarium," sabi ni Jen Wyffels, ang nangungunang may-akda ng papel na nagsagawa ng pananaliksik para sa papel na ito sa South-East Zoo Alliance for Reproduction & Conservation at kasalukuyang researcher sa University of Delaware.
"Ang paglipat ng mga buong hayop mula sa isang aquarium patungo sa isa pa upang magpakasal ay mahal at maaaring maging stress para sa hayop, ngunit ngayon ay maaari na lamang nating ilipat ang mga gene sa pamamagitan ng tamud," sabi ni Kevin Feldheim, isang mananaliksik sa Chicago's Field Museum at isang co-author ng pag-aralan kung sino ang namuno sa DNA pagsusuri ng mga bagong silang na pating upang matukoy ang kanilang mga magulang.
Mga kaso ng itlog (aka "mga pitaka ng sirena") na inilatag ng mga pating ng kawayan at pinataba sa pamamagitan ng artipisyal na pagpapabinhi. Pinasasalamatan: Larawan ni Jay Harvey, Aquarium of the Pacific
Ang pag-alam sa pinagmulan ng pating ay maaaring nakakalito dahil ang pagpaparami ng pating ay hindi palaging diretso. Sa ilang mga species, ang mga babaeng pating ay maaaring mag-imbak ng sperm sa loob ng ilang buwan pagkatapos ng pag-asawa at ginagamit nila ito para sa pagpapabunga “on demand,” kaya ang ama ng isang bagong panganak na pating ay hindi nangangahulugang ang lalaki na pinakahuling nakausap ng ina. Ang ilang babaeng pating ay may kakayahang magparami nang walang lalaki, isang prosesong tinatawag na parthenogenesis. Sa parthenogenesis, ang mga selula ng itlog ng babae ay maaaring magsama-sama sa isa't isa, na lumilikha ng isang embryo na naglalaman lamang ng genetic material mula sa ina.
Upang pag-aralan ang pagpaparami ng pating, ang mga mananaliksik ay nakatuon sa mga whitespotted bamboo shark. "Kapag iniisip ng mga tao ang mga pating, inilalarawan nila ang mga mahuhusay na puti, tigre na pating, at mga pating ng toro - ang malalaki, nakakatakot, mga charismatic," sabi ni Feldheim. “Ang mga whitespotted bamboo shark ay maliliit, mga tatlong talampakan ang haba. Kung pupunta ka sa isang aquarium, sa pangkalahatan ay nagpapahinga lang sila sa ilalim." Ngunit habang ang kahinahunan at maliit na sukat ng mga bamboo shark ay ginagawa silang hindi malamang na mga kandidato para sa katanyagan sa Hollywood, ang mga katangiang iyon ay ginagawa silang perpekto para sa mga mananaliksik na subukang artipisyal na mag-inseminate.
Bago subukan ang artificial insemination, kailangang tiyakin ng mga mananaliksik na ang mga potensyal na ina ay hindi pa nagdadala ng semilya mula sa isang nakaraang pagtatagpo. "Ang mga kandidatong babae ay nakahiwalay sa mga lalaki at ang mga itlog na kanilang inilatag pagkatapos ay sinusubaybayan upang matiyak na sila ay baog," sabi ni Wyffels. Ang mga nangingitlog na pating ay regular na nangingitlog sa isang regular na iskedyul, tulad ng mga manok, sabi ni Wyffels, hanggang sa punto na sila ay binansagan na "mga manok ng dagat." Upang matukoy kung ang mga itlog ay baog, ang mga siyentipiko ay nagpapakinang ng liwanag sa ilalim ng tubig sa pamamagitan ng parang balat, hugis-parihaba na mga kahon ng itlog (tinatawag na "mga pitaka ng sirena") upang makita kung mayroong isang nanginginig na embryo sa ibabaw ng yolk. Kung walang fertilized na mga itlog sa loob ng anim na linggo o higit pa, ang pating ay handa nang i-inseminated.
Isang grupo ng bamboo shark hatchlings sa isang tubo. Pinasasalamatan: Larawan ni Jay Harvey, Aquarium of the Pacific
Kinokolekta at sinuri ng mga siyentipiko ang 82 sample ng semilya mula sa 19 na pating upang malaman ang pagkakaiba sa pagitan ng mabuti at masamang sample. Ang ilan sa mga magagandang sample ay napunta sa mga kalapit na babae para sa insemination, habang ang iba ay pinananatiling malamig at ipinadala sa paligid at sa buong bansa. Sa sandaling maabot ng semilya ang Ripley's Aquarium of the Smokies o Aquarium of the Pacific, kung saan naghihintay ang isang babae, pinatahimik siya ng mga mananaliksik at inilagay ang semilya sa kanyang reproductive tract - ang pamamaraan ay tumagal ng wala pang sampung minuto. Sa kabuuan, 20 babae ang inseminated bilang bahagi ng pag-aaral.
Ang mga baby shark ay napisa mula sa mga fertilized na itlog pagkatapos ng 4 na buwan ng pagpapapisa ng itlog. "Ang mga hatchling ay halos kasing laki ng iyong kamay, at mayroon silang mga natatanging pattern ng spot na makakatulong upang makilala sila," sabi ni Wyffels. Ang mga sample ng tissue ay kinuha mula sa lahat ng mga sanggol, kasama ang kanilang mga magulang, upang masuri ni Feldheim ang kanilang DNA sa Pritzker Laboratory para sa Molecular Systematics at Evolution ng Field Museum.
Gumawa si Feldheim ng isang hanay ng mga genetic marker upang matukoy ang pagiging magulang. "Sinundan namin ang DNA at nakakita ng mga seksyon kung saan umuulit ang code," sabi ni Feldheim. "Ang mga paulit-ulit na piraso ng code na ito ay nagsisilbing mga lagda, at kapag nakita namin ang mga ito sa mga sanggol, itinutugma namin ang mga ito sa mga potensyal na ama." Natuklasan ng koponan na ang bagong nakolektang semilya ay epektibo sa pagpapabunga ng mga itlog sa 27.6% ng mga kaso; Ang semilya na na-cold-store sa loob ng 24 o 48 na oras ay may 28.1% at 7.1% na mga rate ng tagumpay, ayon sa pagkakabanggit. Sa genetic analysis ng mga supling, natagpuan din ng team ang dalawang pagkakataon ng parthenogenesis, kung saan ang ina ay nagparami nang mag-isa nang hindi ginagamit ang sperm kung saan siya inseminated. "Ang mga kasong ito ng parthenogenesis ay hindi inaasahan at nakakatulong na ilarawan kung gaano kaunti ang nalalaman natin tungkol sa mga pangunahing mekanismo ng sekswal na pagpaparami at pag-unlad ng embryo sa mga pating," sabi ni Wyffels.
Mula sa mga paunang resultang ito, umaasa ang mga siyentipiko na tulungan ang mga aquarium na palawakin at pamahalaan ang kanilang mga programa sa pagpaparami ng pating. "Mayroong iba pang mga ulat tungkol sa artipisyal na pagpapabinhi ng mga pating, ngunit kasama nila ang napakakaunting mga babae. Sa pag-aaral na ito, tayo ay nasa dobleng numero at bilang isang resulta, maaari nating siyasatin ang iba't ibang paraan para sa paghahanda at pag-iingat ng tamud para sa insemination” sabi ni Wyffels. "At isang hatchling mula sa mga magulang ng pating na nakatira halos 3,000 milya ang layo mula sa tamud na nakolekta araw nang maaga, iyon ay talagang una."
"Isa sa mga layunin ng pilot project na ito ay makita lamang kung ito ay gumagana," sabi ni Feldheim. "Ngayon, maaari nating i-extend ito sa iba pang mga hayop na talagang nangangailangan ng tulong sa pag-aanak, mula sa iba pang mga species sa mga aquarium hanggang sa mga pating na nasa panganib sa ligaw."
Napansin din ng mga mananaliksik na kung ang mga pag-aaral na tulad nito ay nag-aambag sa pag-iingat ng mga pating sa ligaw, ito ay higit na salamat sa mga aquarium. "Hindi namin malalaman ang tungkol sa parthenogenesis sa mga pating kung hindi ito para sa mga aquarium," sabi ni Feldheim.
"Pinapayagan ka ng mga aquarium na pagmasdan ang parehong indibidwal na mga hayop sa paglipas ng panahon, at napakahirap gawin sa ligaw," sabi ni Wyffels. "Ang mga aquarist ay may mga mata sa kanilang mga hayop araw-araw. Nakukuha nila ang mga banayad na pagbabago sa pag-uugali na nauugnay sa pagpaparami, at sinasabi nila sa amin kung ano ang nakikita nila. Ang pananaliksik na tulad nito ay nakasalalay sa pakikipagtulungan na iyon. Kinukuha na namin ang aming natutunan mula sa pag-aaral na ito at inilalapat ito sa iba pang mga species, lalo na ang sand tiger shark, isang protektadong species na hindi madalas na dumami sa mga aquarium."
Sanggunian: “Artificial insemination at parthenogenesis sa whitespotted bamboo shark Chiloscyllium plagiosum” ni Jennifer T. Wyffels, Lance M. Adams, Frank Bulman, Ari Fustukjian, Michael W. Hyatt, Kevin A. Feldheim at Linda M. Penfold noong Mayo 13, 2021, Pang-agham Ulat.
DOI: 10.1038 / s41598-021-88568-y
Ang pag-aaral na ito ay pinangunahan ng mga mananaliksik mula sa South-East Zoo Alliance for Reproduction & Conservation sa pakikipagtulungan ng, Aquarium of the Pacific, Ripley's Aquarium of the Smokies, The Florida Aquarium, Adventure Aquarium at Field Museum.
