Žemės biogenomo projektas nori suskirstyti visą gyvybę Žemėje

Žmonės turi blogą įprotį: nuo Biblijos laikų mes pradėjome apokalipses tik tam, kad paskutinę minutę sukurtume planus, kaip išgelbėti planetą nuo sunaikinimo.

Na, galbūt mes buvome apsaugoti nuo Dievo rūstybės, bet dar ne nuo klimato kaitos padarinių. Taigi, kylant jūros lygiui ir pasaulinei temperatūrai, saujelė šiuolaikinių Nojų ėmėsi užduoties išsaugoti gyvybę ateities kartoms. Vietoj arkos jie atsigręžė į technologijas kaip konservavimo indą.

Nuošalioje arktinės Norvegijos saloje Svalbardo pasaulinė sėklų saugykla siūlo sustiprintą saugyklą maždaug 1 700 kitų sėklų bankų visame pasaulyje. Organizacijos tikslas yra išsaugoti genetinę įvairovę ir išgelbėti žemės ūkį nuo katastrofiškų nesėkmių dėl negailestingos aplinkos.

Už nugaros stovi tarpdisciplininė komanda Skaitmeninis gyvenimas, iš kitos pusės, naudoja didelės raiškos kameras, kad padarytų 3D gyvūnų vaizdus

, daugiausia dėmesio skiriant nykstančioms rūšims. Skelbdamas šiuos 3D modelius nemokamai internete, projektas padeda dalytis moksliniais duomenimis visame pasaulyje ir išsaugo egzempliorius – nors ir skaitmeniniu – ateities kartoms.

Dabar genomikų komanda užsibrėžė savo ambicingą tikslą - suskirstyti visų augalų ir gyvūnų genomą Žemėje. Vadinamas Žemės biogenomo projektas, jie tikisi atskleisti evoliucijos paslaptis, padėti išsaugoti pastangas ir padėti išsaugoti rūšių planą amžinai.

Ištakos

Projektas atgijo tinkamu būdu – ant servetėlės ​​nugarėlės, o keli mokslininkai galvojo apie gyvenimo paslaptis. Jų diskusijoje Harisas Lewinas, Genas Robinsonas, ir Džonas Kresas pateko į aklavietę. Jų moksliniai ieškojimai skyrėsi – Lewinas tiria genomo evoliuciją, o Robinsonas – socialinio elgesio kilmę. vabzdžiai ir Kress – augalų ir paukščių evoliucija, bet jie visi sutiko, kad jiems reikės daug daugiau duomenų konkrečius kodus.

„Turėjome užduoti šimtus klausimų, kad sužinotume gyvybės planetoje paslaptis“, – „Digital Trends“ sakė Kalifornijos universiteto Deiviso profesorius Lewinas.

Kaip genomikai, daug informacijos, kurios jiems reikėjo, buvo supakuota į DNR, todėl Lewinas surašė keletą servetėlės ​​​​nugaros skaičiavimai, kad pamatytumėte, ko prireiks norint atlikti visą nušlavimą, nustatant visų genomų seką augalų ir gyvūnų gyvenimą. Pasak jo, tai atrodė įmanoma, todėl jie pradėjo svarstyti tokio plataus genominio gyvybės žemėlapio Žemėje pasekmes.

„Supratome, kad tai, ką turėtume, būtų tarsi infrastruktūra naujai biologijai, – sakė jis. struktūrą, kad iš tikrųjų suprastumėte, kaip planetoje vystėsi gyvybė ir, žinoma, ką iš to galite gauti žinios“.

Vėliau mokslininkai sukūrė laiko juostą ir atliko dar keletą formalių skaičiavimų, sukurdami 10 metų planą, kurio numatoma kaina yra 4,7 mlrd.

Priežastys

„Earth BioGenome“ projektą skatina du pagrindiniai tikslai. Pirma, toks išteklius genomikams suteiktų precedento neturinčią prieigą prie gyvenimo instrukcijų. Jei manote, kad genai yra sudedamosios dalys, o organizmai – kaip maistas, genomai yra tarsi receptai evoliucinėje kulinarinėje knygoje. Perskaitę genomą, galbūt tiksliai nepasakysite, kodėl organizmas yra toks, koks yra, tačiau tai suteikia gana aiškią sistemą, leidžiančią ištirti, kaip jis atsirado.

„Kaip susitvarkė gyvenimas? Lewinas sako, pradėdamas išvardyti evoliucijos paslaptis. „Kokie yra planetos organizmų santykiai? Tai neaišku, kaip atliekama tradicinė taksonomija... Bet lyginant DNR sekas su kiekviena Kitaip galite suprasti santykius ir laikui bėgant sužinoti tokius dalykus kaip protėviai susiliejo“.

Kitas projekto tikslas – sukurti DNR kartografiją siekiant išsaugoti ir išsaugoti.

„Kai žinosite šią genetinę informaciją, galėsite kurti programas, kurios leis gamtosaugos biologams parengti išsaugojimo ir išsaugojimo planus, pagrįstus ta informacija“, - sakė Lewinas. Tai gali atrodyti paprasta, tačiau tai pareikalaus individualių planų kiekvienai nagrinėjamai rūšiai.

Pirmajame projekto etape mokslininkai bandys sekti apie 9300 rūšių, sakė Lewinas, bent po vieną iš kiekvienos eukariotų šeimos. Iš 500 milijonų dolerių Lewin skaičiavimų, kuriems jiems reikės finansuoti pirmąjį etapą, komanda surinko 100 milijonų dolerių.

Vėlesniais etapais jie išplės savo tinklą, siekdami įtraukti 23 000 rūšių, kurioms gresia išnykimas. Tarptautinė gamtos apsaugos sąjunga ir galiausiai jie tikisi suskirstyti visus žinomus dalykus gyvenimą.

Visko to padaryti vieniems būtų neįmanoma, todėl Lewinas ir jo kolegos paprašė pagalbos. Kolegos mokslininkai, institucijos ir net ištisos šalys parodė susidomėjimą prisidėti prie Žemės biogenomo projekto, prisiimdamos dalį darbo krūvio ir padėdami apmokėti sąskaitas.

„Viso pasaulio šalys nori prasmingai dalyvauti, – sakė Lewinas, – ne tik pateikdamos pavyzdžius projektui, bet ir taip pat... plėtoti savo vidinius pajėgumus ir infrastruktūrą, skirtą sekos nustatymui, interpretavimui ir informatikai. Jis nurodė Brazilija, kuri Amazonės baseino dėka sudaro maždaug dešimt procentų visos pasaulio biologinės įvairovės, kaip šalis, kuri nori įsitraukti.

Iššūkiai

Projektą lydi keli klausimai, tarp kurių yra: Ar tai įmanoma ir ar verta?

Aptikta apie 1,5 milijono rūšių, tačiau ekspertai mano, kad tai sudaro tik dešimt procentų visų egzistuojančių augalų ir gyvūnų. Iki šiol mes suskirstėme tik apie 15 000 rūšių.

Tačiau sekos nustatymo technologija gerokai pažengė į priekį nuo Žmogaus genomo projekto, 3 milijardų dolerių vertės iniciatyvos, kuriai įgyvendinti prireikė 13 metų. Prieš kelerius metus įmonės gyrėsi, kad gali sekti visą žmogaus genomą už mažiau nei 1000 USD. Praėjusiais metais jie teigė, kad gali tai padaryti už 100 USD. Taigi Lewinas nesijaudina dėl sekos nustatymo – jis visų pirma sutelkia dėmesį į pavyzdžius.

„Pavyzdžių gavimas yra pati sunkiausia dalis“, – sakė jis. „Sekų nustatymas nėra pats sunkiausias. Mes turime technologiją tai padaryti. Tai vaučeravimas, rinkimas, tam tikros rūšies galiojimo užtikrinimas [tai bus didžiausias iššūkis]. Daugeliui rūšių pasaulyje yra tik vienas asmuo, galintis identifikuoti tą rūšį. Pasaulyje yra tiek mažai ekspertų, galinčių atlikti tokį darbą.

Ne visi mano, kad projektas yra vertas užsiėmimas, kai reikia išsaugoti rūšis. Tokioje vietoje kaip Brazilijos Amazonė, kuri pralaimi tūkstančius kvadratinių mylių atogrąžų miškų kasmet ir kuri atrodo, kad vyriausybė neryžtingai įsipareigoja ginti, kampanijoje dėl rūšių sekimo gali trūkti prasmės.

„Pagrindinis klausimas dėl tokios vietos kaip Amazonė yra tai, ką galime padaryti, kad per ateinančius trisdešimt ar keturiasdešimt metų ji neaprūktų. Stiuartas Pimas, sakė gamtosaugos ekologas ir išnykimo tyrimų ekspertas. „Jei jis aprūks, nesvarbu, ar žinome genomus, ar ne, tai mums nieko naudingo nepadarys.

Pimmas pripažino, kad jis „nesijaudina dėl genomų“, bet pasakė: „Man atrodo, kad tai labai toli nuo pagrindinių iššūkių... Nemanau, kad tai yra labai naudingas projektas, atsižvelgiant į didžiulius biologinės įvairovės iššūkius, susijusius su Amazonės apsauga ir biologinės įvairovės apsauga aplink pasaulis“.

Iki kokio galo

Atmetus rūšių išsaugojimą, gali neprireikti dešimtmečio, kol Žemės biogenomo projektas pradės atsipirkti kitais būdais. Neseniai užmezgus partnerystę, projektas prisijungė prie Žemės kodų bankas, skaitmeninė platforma, kuri registruoja ir registruoja biologinius duomenis viešoje blokų grandinėje. Padarius šalies „biologinį turtą“, įskaitant genetinį kodą, atvirą ir apsaugotą nuo biožvalgyba, partnerystė tikisi padėti novatoriams kurti biologiškai įkvėptus vaistus ir technologijas, kurios galėtų nulemti mūsų ateitį. Kai kurios organizacijos kilnios idėjos apima skruzdžių naudojimą, siekiant paveikti savarankiškai važiuojančius automobilius, ir nuodingas varles, kad sukurtų antimikrobinius vaistus.

„Šios partnerystės tikslas yra užtikrinti naudos pasidalijimą iš bet kokių išradimų, inovacijų ir naujų technologijų, kurios vystosi dėl biologinės įvairovės sekos, kai biologinė įvairovė gaunama iš bet kurios konkrečios šalies“, – sakė Lewinas. sakė. „Bet kokios žinios, gautos iš šio projekto ar gautos naudos, gali būti grąžintos arba dalis tos naudos gali būti pasidalinta su tomis šalimis.

Tokia partnerystė galėtų paskatinti naują ekonominį modelį tokiose vietose kaip Amazonės baseinas, kur bioekonomika galėtų būti grindžiama įkvėpimu iš biologinių organizmų, o ne gamtos išnaudojimu išteklių.

Bet pirmiausia jie turės pradėti sekti. Liko tik keli milijonai rūšių.

Redaktorių rekomendacijos

• Mokslininkai nori apklijuoti Žemę jutikliais. Jų slaptas ginklas? Kandys