Maa biogenoomi projekt soovib järjestada kogu elu Maal

Inimestel on halb harjumus: alates piibliaegadest oleme apokalüpsiseid sisse juhatanud ainult selleks, et välja töötada viimase hetke plaane planeedi päästmiseks hävingust.

Võib-olla oleme säästetud Jumala vihast, kuid mitte veel kliimamuutuse tagajärgedest. Nii et meretaseme ja globaalse temperatuuri tõustes on käputäis tänapäeva Noad võtnud endale ülesande säilitada elu tulevastele põlvkondadele. Laeka asemel on nad konserveerimiseks kasutanud tehnoloogiat.

Arktilises Norras asuval kaugel saarel Svalbardi ülemaailmne seemnehoidla pakub kindlustatud hoiukodu umbes 1700-le muule seemnepangale üle maailma. Organisatsiooni eesmärk on säilitada geneetilist mitmekesisust ja päästa põllumajandust katastroofilise ebaõnnestumise eest, mis on tingitud andestamatust keskkonnast.

Interdistsiplinaarne meeskond taga Digitaalne elu

, teiselt poolt, kasutab loomadest 3D-piltide tegemiseks kõrglahutusega kaameraid, keskendudes ohustatud liikidele. Avaldades need 3D-mudelid veebis tasuta, aitab projekt jagada teadusandmeid kogu maailmas, säilitades samal ajal isendeid – ehkki digitaalselt – tulevaste põlvkondade jaoks.

Nüüd on genoomikute meeskond seadnud oma ambitsioonika eesmärgi - järjestada kõigi Maa taimede ja loomade genoom. Kutsus Maa biogenoomi projekt, loodavad nad avada evolutsiooni saladused, aidata looduskaitsealaseid jõupingutusi ja aidata säilitada liikide kava igavesti.

Päritolu

Projekt sai ellu sobival viisil – salvrätiku tagaküljel, samal ajal kui mõned teadlased elu saladusi mõtisklesid. Nende arutelus Harris Lewin, Gene Robinsonja John Kress jõudnud ummikseisu. Nende teaduslikud püüdlused erinesid – Lewin uurib genoomi evolutsiooni, Robinson sotsiaalse käitumise päritolu. putukad ning Kress taimede ja lindude kaasevolutsiooni, kuid nad kõik nõustusid, et nende murdmiseks on vaja palju rohkem andmeid. konkreetsed koodid.

"Meil oli sõna otseses mõttes sadu küsimusi, mida pidime esitama, et teada saada planeedi elu saladusi," ütles California Davise ülikooli professor Lewin Digital Trendsile.

Genoomikutena oli suur osa neile vajalikust teabest DNA-sse pakitud, nii et Lewin kritseldas mõned Salvrätikutaguse arvutused, et näha, mida on vaja täielikuks pühkmiseks ja kõigi genoomide järjestamiseks taime- ja loomaelu. Ta ütles, et see tundus teostatav, nii et nad hakkasid kaaluma tagajärgi, mis võivad olla nii ulatusliku genoomse elukaardi olemasolul Maal.

"Mõistsime, et see, mis meil oleks, oleks justkui infrastruktuur uue bioloogia jaoks," ütles ta. struktuur, et mõista, kuidas elu planeedil arenes, ja muidugi, mida saate sellest tuletada teadmised."

Hiljem töötasid teadlased välja ajakava ja tegid veel mõned ametlikud arvutused, luues 10-aastase plaani hinnanguliselt 4,7 miljardit dollarit.

Põhjused

Earth BioGenome Project juhivad kaks peamist eesmärki. Esiteks annaks selline ressurss genoomikutele enneolematu juurdepääsu elujuhenditele. Kui mõelda geenidele kui koostisosadele ja organismidele kui toidule, on genoomid nagu retseptid evolutsioonilises kokaraamatus. Genoomi lugemine ei pruugi teile täpselt öelda, miks organism on selline, nagu ta on, kuid see annab teile üsna selge raamistiku selle tekke uurimiseks.

"Kuidas elu korraldas?" Lewin ütleb, hakates loetlema evolutsiooni saladusi. "Millised seosed on planeedi organismide vahel? See ei ole selge sellest, kuidas traditsioonilist taksonoomiat tehakse… Aga kui võrrelda DNA järjestusi igaühega muu saate mõista suhteid ja aja jooksul teada saada selliseid asju nagu esivanemate asukoht koondunud.”

Projekti teine ​​eesmärk on DNA kaardistamine säilitamise ja säilitamise huvides.

"Kui olete seda geneetilist teavet teadnud, saate kavandada programme, mis võimaldavad looduskaitsebioloogidel selle teabe põhjal välja töötada kaitse- ja säilitamisplaane, " ütles Lewin. See võib tunduda lihtne, kuid see hõlmab iga kõnealuse liigi jaoks kohandatud plaane.

Projekti esimeses etapis püüavad teadlased järjestada umbes 9300 liiki, ütles Lewin, vähemalt ühe igast eukarüootsest perekonnast. Lewini hinnangul 500 miljonist dollarist, mida nad vajavad esimese etapi rahastamiseks, on meeskond kogunud 100 miljonit dollarit.

Nad laiendavad oma võrku hilisemates etappides, eesmärgiga hõlmata 23 000 liiki, mis on loetletud ohustatud liigina. Rahvusvaheline Looduskaitse Liit ja lõpuks loodavad nad järjestada kõik teadaolevad elu.

Seda kõike iseseisvalt teha oleks võimatu, nii et Lewin ja tema kolleegid on palunud abi. Kaasteadlased, institutsioonid ja isegi terved riigid on näidanud üles huvi Maa BioGenome'i projekti panustamise vastu, võttes enda peale osa töökoormusest ja aidates katta arveid.

"Riigid üle kogu maailma soovivad osaleda tähendusrikkal viisil," ütles Lewin, "mitte ainult projekti näidiseid pakkudes, vaid ka... arendades oma sisemist suutlikkust ja infrastruktuuri järjestuse, tõlgendamise ja informaatika tegemiseks. Ta osutas Brasiilia, mis tänu Amazonase jõgikonnale esindab ligikaudu kümmet protsenti kogu maailma bioloogilisest mitmekesisusest, on riik, mis soovib kaasa lüüa.

Väljakutsed

Projekti taga on paar küsimust, millest kõige olulisem on Kas see on teostatav ja kas see on seda üldse väärt?

Umbes 1,5 miljonit liiki on avastatud, kuid eksperdid arvavad, et see moodustab vaid kümme protsenti taimede ja loomade koguarvust. Praeguseks oleme järjestanud vaid umbes 15 000 liiki.

Kuid sekveneerimistehnoloogia on pärast inimgenoomi projekti, 3 miljardi dollari suuruse algatust, mille lõpuleviimiseks kulus 13 aastat, märkimisväärselt edasi arenenud. Mõni aasta tagasi kiitlesid ettevõtted, et suudavad järjestada kogu inimgenoomi vähem kui 1000 dollari eest. Eelmisel aastal väitsid nad, et saavad seda teha 100 dollari eest. Nii et Lewin ei muretse järjestamise pärast – ta on keskendunud eelkõige isendite kättesaamisele.

"Proovide hankimine on kõige keerulisem osa," ütles ta. "Järjestamine pole kõige keerulisem. Meil on selleks tehnoloogia olemas. See on vautšerimine, kogumine ja teatud liigi kehtivuse kontrollimine [see on suurim väljakutse]. Paljude liikide jaoks maailmas on ainult üks inimene, kes suudab selle liigi tuvastada. Maailmas on nii vähe eksperte, kes sellise tööga hakkama saaksid.

Mitte igaüks ei arva, et projekt on liikide päästmisel väärt tegevus. Sellises kohas nagu Brasiilia Amazonas, mis kaotab tuhandeid ruutmiile vihmametsa aastas ja milline valitsus näib olevat oma kaitsekohustuses otsustamatu, võib liikide järjestamise kampaanial mõte puududa.

"Põhiküsimus sellise koha nagu Amazonase kohta on see, mida me saame teha, et see järgmise kolmekümne või neljakümne aasta jooksul suitsu ei läheks." Stuart Pimm, ütles looduskaitseökoloog ja väljasuremisuuringute ekspert. "Kui see suitseb, olenemata sellest, kas me teame genoome või mitte, ei too see meile midagi kasulikku."

Pimm tunnistas, et ta "ei ole genoomidest vaimustuses", kuid ütles: "See tundub mulle, et see on suurtest väljakutsetest kaugel... Ma ei usu, et see on väga kasulik projekt, arvestades bioloogilise mitmekesisusega seotud väljakutsete ulatust, mis on seotud Amazonase kaitsmisega ja bioloogilise mitmekesisuse kaitsmisega selle ümbruses. maailm."

Mis Lõpuni

Kui jätta kõrvale liikide säilitamine, ei pruugi Earth BioGenome Projectil kuluda kümmet aastat, et hakata end muul viisil ära tasuma. Hiljutises partnerluses ühines projekt projektiga Maa koodide pank, digitaalne platvorm, mis salvestab ja registreerib bioloogilisi andmeid avalikus plokiahelas. Muutes riigi „bioloogilised varad”, sealhulgas geneetilise koodi, avatuks ja selle eest kaitstuks bioprospekteerimine, loodab partnerlus aidata uuendajatel välja töötada bioinspireeritud ravimeid ja tehnoloogiaid, mis võiksid määratleda meie tuleviku. Mõned organisatsiooni kõrged ideed hõlmavad sipelgate kasutamist isejuhtivate autode mõjutamiseks ja mürgiste konnade kasutamist antimikroobsete ravimite väljatöötamiseks.

„[Selle partnerluse] eesmärk on tagada kasu jagamine mis tahes leiutisest, innovatsioonist ja uuest tehnoloogiast, mis areneb bioloogilise mitmekesisuse järjestamise tulemusena, kus bioloogiline mitmekesisus pärineb mis tahes konkreetsest riigist," Lewin ütles. "Kõik teadmised, mis sellest projektist tulenevad või saadud kasud, saab tagastada või osa neist eelistest nende riikidega jagada."

Selline partnerlus võib ergutada uut majandusmudelit sellistes kohtades nagu Amazonase bassein, kus biomajandus võiks põhineda pigem bioloogilistelt organismidelt saadud inspiratsioonil kui looduslike asjade ärakasutamisel ressursse.

Kuid kõigepealt peavad nad hakkama järjestama. Ainult paar miljonit liiki on jäänud.

Toimetajate soovitused

• Teadlased tahavad Maa anduritesse katta. Nende salarelv? ööliblikad