Sapere Scienza

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Sequenziare genomi per salvare il rinoceronte bianco

2 Luglio 2018

La morte di Sudan, l'ultimo esemplare di rinoceronte bianco settentrionale, avvenuta pochi mesi fa nella riserva di Ol Pejeta Conservancy (Kenya), è stata un duro colpo per la sopravvivenza di questa sottospecie e il mantenimento della nostra biodiversità. Forse, però, non è tutto perduto: l'utilizzo di materiale genetico crioconservato potrà salvare il rinoceronte bianco e altri animali dall'estinzione.

 

Una specie in pericolo

 

I rinoceronti subiscono da decenni la minaccia dell'estinzione a causa del bracconaggio ma anche di altre attività antropiche, responsabili della modificazione del loro habitat. Oggi, delle originarie trenta specie, ne rimangono cinque: il rinoceronte di Sumatra (Dicerorhinus sumatrensis), il rinoceronte di Giava o della Sonda (Rhinoceros sondaicus) e il rinoceronte indiano (Rhinoceros unicornis) in Asia; il rinoceronte nero (Diceros bicornis) e il rinoceronte bianco (Ceratotherium simum) in Africa. Quest'ultima si suddivide a sua volta in due sottospecie: il rinoceronte bianco meridionale (Ceratotherium simum ssp. simum) e rinoceronte bianco settentrionale (Ceratotherium simum ssp. cottoni). Nonostante il commercio del loro corno sia stato vietato 25 anni fa, il traffico illegale è ancora piuttosto fiorente in Cina e in Vietnam, dove questo materiale è utilizzato come rimedio per il cancro e l'impotenza, e in Yemen, paese in cui costituisce il manico della Jambiya, il tradizionale pugnale ricurvo. Il corno dei rinoceronti è composto di cheratina, proprio come i nostri capelli e le nostre unghie, è quindi impensabile che abbia proprietà curative eppure la caccia a questi animali non ha mai conosciuto crisi.

 

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Verso l'estinzione
 

Nel 1960 esistevano ancora circa 2000 esemplari di rinoceronte bianco settentrionale, cifra che ha subìto un brusco decremento, sino ad arrivare ai 6 esemplari in cattività del 2014: due maschi (tra cui Sudan) e due femmine in Kenya - i quali erano stati originariamente ospitati dallo zoo di Dvur Kralové (Repubblica Ceca) - e un maschio e una femmina nello zoo di San Diego, deceduti rispettivamente nel 2014 e nel 2015. La morte di Sudan, l'ultimo esemplare maschio rimasto in Kenya, ha segnato definitivamente la conclusione dei tentativi di salvare la specie dall'estinzione attraverso metodologie tradizionali.

 

Il Frozen zoo e il sequenziamento del genoma

 

L'estinzione del rinoceronte bianco settentrionale sembrava, a questo punto, inevitabile ma lo sviluppo di tecnologie avanzate nell'ambito cellulare e riproduttivo come la clonazione mediante trasferimento nucleare e la produzione artificiale di gameti attraverso la differenziazione di cellule staminali, potrebbe offrire una seconda possibilità di sopravvivenza a questi animali. Questa nuova speranza risiede nello zoo di San Diego, in un centro chiamato Frozen zoo: una estesa collezione che contiene oltre 10.000 colture di cellule vive, oociti, sperma ed embrioni, tutti conservati a bassissime temperature e rappresentanti circa 1.000 taxa. Una enorme banca che protegge incredibili risorse per la conservazione e per la riproduzione assistita, la strada che si cercherà di percorrere per salvare il rinoceronte bianco. Le dodici linee cellulari conservate nel Frozen zoo potranno essere adoperate per lo sviluppo di cellule staminali per la produzione di sperma e oociti (gameti femminili), al fine di generare embrioni di rinoceronte bianco settentrionale.
I ricercatori di questo centro di eccellenza si stanno occupando dei molteplici aspetti della riproduzione assistita quali l'inseminazione artificiale, la fecondazione in vitro e il trasferimento di embrioni utilizzando il rinoceronte bianco meridionale come specie modello che, un giorno, potrà essere la madre surrogata di piccoli cuccioli di rinoceronte bianco settentrionale. Il primo passo è, però, l'analisi dell'intera sequenza genomica di nove rinoceronti bianchi settentrionali e quattro rinoceronti bianchi meridionali.

 

Un futuro possibile

 

Nel lavoro pubblicato su Genome Research, gli studiosi hanno esaminato la storia genetica di nove linee cellulari crioconservate di rinoceronte bianco settentrionale, confrontandole con quelle dei loro "parenti" meridionali. L'analisi dei genomi ha dimostrato che le due sottospecie rappresentano due distinte popolazioni che si sono separate circa 80.000 anni fa, ciascuna con un'alta variazione genetica rispetto alle altre specie a rischio. È importante specificare che queste analisi faciliteranno l'identificazione di linee cellulari adatte come pool di materiale per il salvataggio genetico. Cynthia C. Steiner, uno degli autori della ricerca, ha affermato: "Il nostro studio dimostra il ruolo emergente delle analisi dell'intera sequenza genomica per valutare il potenziale recupero di una popolazione". Al San Diego Zoo, in questo momento, si stanno prendendo cura della prima femmina di rinoceronte bianco meridionale fecondata con l'inseminazione artificiale e speriamo che, presto, una madre surrogata possa generare una nuova progenie di rinoceronti bianchi settentrionali.

 

Per conoscere le scoperte più importanti della genetica vi consigliamo di leggere "50 grandi idee di genetica" di Mark Henderson, pubblicato da Edizioni Dedalo.

 

Immagine in copertina: Nola, uno degli esemplari femmina di rinoceronte bianco settentrionale del San Diego Zoo Safari Park. Credits: San Diego Zoo Global

 

Aggiornamento del 05/07/2018: nella precedente versione dell’articolo è stato scritto che Sudan non era riuscito a riprodursi e che, con la sua morte, erano scomparsi i rinoceronti settentrionali bianchi della riserva di Ol Pejeta Conservancy. In realtà in Kenya vivono ancora la figlia di Sudan, Najin, e la nipote, Fatu, entrambe però non possono generare prole perché la prima ha una lesione alla gamba che le impedisce di rimanere incinta e la seconda ha un problema di fertilità che non permette agli embrioni di impiantarsi nell’utero. Il 4 luglio è stato pubblicato un articolo su Nature Communications che descrive come Cesare Galli, veterinario ed embriologo italiano, insieme al suo gruppo di ricerca, abbia sviluppato una tecnica per estrarre gli ovuli dalle due femmine sopravvissute di rinoceronte bianco settentrionale e per fecondarli, al fine di generare embrioni che, potenzialmente, potrebbero svilupparsi e portare alla nascita di piccoli di rinoceronte. Il prossimo passo della ricerca, descritta in questo link, sarà raccogliere gli ovuli di Najin e Fatu, fecondarli con lo sperma di rinoceronte settentrionale bianco precedentemente conservato e impiantare gli embrioni ottenuti in una madre surrogata, come già accennato nel testo. Un’altra possibilità, per preservare la diversità genetica e avere una popolazione sana, sarebbe adoperare del tessuto congelato per generare cellule staminali che possano trasformarsi in uova e sperma.

copertina   settembre-ottobre 2018

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