Bioingenjörsspel för att rädda Northern White Rhino

Vi försöker hitta hem för skadade djur så att de kan återhämta sig i en omtänksam miljö. De som har anledning att tro att ett djur blir vanvårdat eller misshandlat bör anmäla sin oro till myndigheterna eller en lokal djurskyddsinspektör.

Vetenskap och teknik kan rädda utdöda djur. Varför inte?

Sudan sjönk i jorden på Kenyas Ol Pejeta Conservancy dagen innan han avlivades i mars 2018. Trött och i ångest.

Sudan, 45, var den sista norra vita noshörningens stamfader. Som den enda manliga nordliga vita noshörningen var han en naturvårdshjälte och ett mål på 2,5 ton, eftersom även den mest värdefulla noshörningens horn är sårbart för tjuvjägare. Han och två kvinnliga släktingar tillbringade sina sista år under väpnad bevakning dygnet runt på naturreservatet.

Barbara Durrant kände att det var halvvärld borta. Nola men inte Sudan. De flesta San Diegans kände Nola, men inte som Durrant. Nola var en nordlig vit noshörning, en av endast fyra som fanns kvar i mitten av 2000-talet. Hon bodde på Nikita Kahn Rhino Rescue Center, 30 mil norr om San Diego, där Durrant arbetar på djurparkens Wildlife Biodiversity Bank.

Ålder och sjukdom dödade Nola 2015. 41-åring

Durrant minns Nolas stora mun, lerfärgade hud och böjda horn. “Att förlora det djuret du älskar är ett steg mot att förlora hela arten.”

Barbara Durrant besökte Nikita Kahn Rhino Rescue Center i juni 2021.

Durrant är chef för reproduktionsvetenskap vid San Diego Zoo Wildlife Alliance och en av ett fåtal biologer som vill bevara den norra vita noshörningen. I Europa leder viltforskaren Thomas Hildebrandt en annan grupp som forskar i frågan. Deras vetenskapliga metoder kan skilja sig åt, men deras syfte är detsamma: att rädda den norra vita noshörningen före utrotning.

Hildebrandt leder BioRescue.

BioRescues projektledare är Hildebrandt. Hans besättning utvinner ägg från noshörningshonor i Kenya för att göra embryon med hjälp av lagrade spermier från sedan länge döda nordliga vita noshörningshanar.

Durrants team i San Diego tar itu med ett bioteknikproblem. Inne i Wildlife Biodiversity Bank ligger Frozen Zoo, ett kryoreservat som innehåller 10 000 fortfarande levande hudceller från 1 100 djurarter. Det finns 12 cellinjer från norra vita noshörningar från 1979.

The Frozen Zoo är ett kryoreservat som innehåller 10 000 fortfarande levande hudceller från 1 100 djurarter.

Nästa steg, att omvandla hudceller till spermier och ägg, slå samman dem i ett provrör och implantera embryot i en surrogatvärd, var science fantasy för 20 år sedan. Ny nordlig vit noshörning. Efter naturens kurs, dussintals till. Återuppliva de döda. Avsläckning innebär att återuppliva utdöda djur. Sudans djur.

Durrant: “Människor ser hur en art dör ut.” “Kan vi göra skillnad?” Vi måste. “Vi måste”

Första utrotningshotade arter i USA klonades

Kostnader och faror är astronomiska. Att återbefolka vilda nordliga vita noshörningar kräver minst 20 miljoner dollar. Ägguttag är känsligt eftersom punktering av blodartärer nära livmodern kommer att döda djuret. Bioteknik är en komplicerad, kaotisk process som ifrågasätter samtida reproduktionsprocedurer och fördelarna med att bråka med naturen.

Projektets framgång skulle vara ett vetenskapligt genombrott. När det väl är otänkbart är det nästan möjligt. En nordlig vit noshörningkalv kan gå inom en snar framtid.

Sudan, den sista manliga nordliga vita noshörningen, 2012 i Kenya.

Den norra vita noshörningen är en av två underarter av vita noshörningar. Vita i norr strövade tidigare omkring i öst- och centralafrika utan naturliga rovdjur. Människor uppskattade sina 4-fots horn. Noshörningshorn gjordes till promenadkäppar och pistolgrepp i 1900-talets Europa. Det används fortfarande i traditionell kinesisk medicin för att behandla feber, gikt och reumatism.

Tjuvjakt och strider minskade deras antal från tusentals till hundratals till tiotals. I slutet av 1990-talet fanns färre än 40 nordliga vita kvar i det som nu är DRC. Senast vilda nordvita 2006 Då fanns bara djur som flyttat till djurparken kvar. Sudan, Najin, Fatu och Suni togs till Kenyas Ol Pejeta Conservancy 2009. De kvalificerade uppfödarna hade inga kalvar. Före Sudan dog Suni.

Najin och Fatu är de enda två överlevande. Även om de skulle kunna para sig, säger veterinärer att ingen av dem kan få en graviditet till slut. Ja, det är oundvikligt. Najin och Fatu var nordlig vit noshörning.

Vit noshörning

Najin, vänster, och Fatu, de enda två kvinnliga nordliga vita noshörningarna, betar tillsammans 2018.

Durrant: “Ibland känner vi oss hjälplösa.” “Vi bekämpar en utrotningsvåg.”

Södra vita noshörningar undvek sina kusiner öde. I slutet av 1800-talet fanns färre än 100 kvar, även om bevarandeinsatser fortsätter idag. Mer över 20 000 noshörningar finns, främst i Sydafrika. Sex honor från San Diego Zoo Wildlife Alliance kommer att hjälpa till att föda en ren nordlig vit noshörning. Lätt att sammanfatta: Ett nordligt vitt embryo implanteras i ett sydligt vitt surrogat. Kalven föds 16 månader senare.

Det är första gången en robot har använts på sådana här djur.

Under de senaste fem åren har Durrant och hennes team övervunnit flera hinder. Teamet avkodade noshörningens reproduktionssystem med hjälp av ultraljud. Först kartlade de livmoderhalsen. En noshörning livmoderhalsen är en tät, konvutlöst härva av ringar som är gemensamt för båda underarterna. Det är svårt att navigera. Med hjälp av konserverade södra vita manliga spermier inseminerade djurparken två honor på konstgjord väg 2018. Edward och Future är 2019 års friska kalvar.

Future och hennes mamma Amani vid Nikita Kahn Rhino Rescue Center i juni 2021.

När noshörningar har ägglossning slappnar östrogen av livmoderhalsringarna. Durrant och hennes team inseminerade djurparkens noshörningar för hand. Framtida embryoöverföringar kommer att bli svårare. När teamet får ett livskraftigt nordligt vit noshörningsembryo, kommer de att främja ägglossning i en södra vit noshörning i Safari Park. Efter 10 dagar kommer de att implantera embryot. När surrogatets östrogennivåer sjunker drar hennes livmoderhals ihop sig igen. Att navigera för hand riskerar att skada livmoderhalsvävnaden. Durrant och hennes team arbetar med robotiker från UC San Diego för att hitta en lösning.

Michael Yip, en UCSD-professor och chef för Advanced Robotics and Controls Laboratory, tror att detta är första gången en robot har använts i djur för stora datorer.

Michael Yips labb utvecklar styrbara robotkatetrar.

Yips labb miniatyriserar kateterkontroller. Föreställ dig en smal metallcylinder inkapslad i en flexibel filament. En kamera kommer att visa djurparkspersonal vart de är på väg, och en PlayStation-liknande kontroller kommer att böja katetern med sub-millimeter precision, så att de kan navigera i ringarna utan att repa vävnad eller punktera blodartärer.

“Vi kommer att göra väldigt lite, om någon, vävnadsskada,” tillägger Durrant.

Durrant samlade in djurparkens första oocyter i mars 2020. På grund av ultraljudskartläggning visste forskarna var äggstockar och folliklar fanns.

Var och en av deras sex södra vita honor hade ägg insamlade med en fyra fot lång dubbellumen (två kanaler) nål. Varje oocyt befruktades med en spermie i labbet. Hälften av de befruktade oocyterna mognade, men ingen bildades till blastocyster. Arbetet hjälpte forskare att pussla ihop noshörningsvetenskap. Hur växer noshörningsembryon in vitro?

Detta var en avgörande punkt i lagets utsläckningsarbete, som repetition för befruktningsoperationen. Förstagångsöverföringar misslyckas. Skador på livmoderhalsvävnaden kan äventyra graviditeten. Att inte utveckla ett modifierat ägg till en blastocyst betyder inget embryo. Allt Durrants team har gjort med södra vita är en generalrepetition för att göra en södra vit hona till surrogatmamma till ett nordligt vit noshörningsembryo.

Marisa Korody från San Diego Zoo Wildlife Alliance måste tillverka spermier och ägg från funktionellt utdöda nordliga vita noshörningar. Hon börjar med kryokonserverade fibroblaster, animaliska bindvävsceller. Frozen Zoo har fibroblaster från 12 icke-besläktade nordliga vita, tillräckligt för att rädda arten. Dessa fibroblaster omvandlas till inducerade pluripotenta stamceller, som kan bli vilken kroppscell som helst. Genom att styra stamceller längs exakta vägar kan forskare skapa ursprungliga könsceller, prekursorer till spermier och ägg.

Detta är det aktuella läget för noshörningsvetenskapen. Korody hoppas att hon har skapat könsceller. Att skapa spermier och ägg från norra vita noshörningar inkluderar att ta reda på de hormoner och tillväxtsignaler som behövs för att differentiera könscellerna.

Hon svarar: “Kanske om 10 år.”

Marisa Korody i San Diego Zoo Wildlife Alliances stamcellslaboratorium i juni 2021.

Thomas Hildebrandt och BioRescue följer en annan strategi. BioRescue använder kryokonserverade nordliga vita noshörningsspermier för att befrukta Fatu och Najins ägg.

“Vi kan använda den här tekniken för att överföra embryon till ett surrogat från södra vit noshörning,” tillägger Hildebrandt, som också leder reproduktionsavdelningen vid Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research i Tyskland.

Hildebrandts team transplanterade ett provrörsbefruktat noshörningsembryo till en noshörninghonor 2019. Sydlig vit i denna situation. BioRescue har överfört sju vita noshörningsembryon från och med juli 2021.

BioRescue kommer att överföra ett nordligt vitt noshörningsembryo till ett sydligt vitt surrogat om några år, säger Hildebrandt.

10 år är en puls i noshörningens 55 miljoner år långa utveckling. Ett decennium är tillräckligt med tid för att intensifiera en pågående förintelsefråga.

2019 rapporterade FN att en miljon djur- och växtarter är hotade. World Wildlife Fund rapporterade 2020 att avskogning, bekämpningsmedel och tjuvjakt har minskat antalet vilda djur med två tredjedelar under det föregående halvseklet. I hårkorset finns djur vi sällan tänker på men är livsviktiga för människor och ekosystem.

Tierra Curry, en senior forskare vid det Arizona-baserade Center for Biological Diversity, jämför situationen med en läckande hink. Att lägga till nya arter kommer inte att lösa situationen.

Currys hypotes ligger vanligtvis till grund för kritik mot utsläckning. Hon skulle “kämpa som fan” för allt levande. Den naturliga världen dör, men djuren bär inte skulden.

Det ultimata problemet är “unik och säkert människor”, säger American Museum of Natural Historys curator Ross MacPhee. Ingen vet om nordliga vita noshörningar skulle behöva 24-timmars säkerhet som Najin och Fatu gör. Trots deras comeback är södra vita noshörningar hotade på grund av efterfrågan på deras horn. Horns kostar 300 000 $ styck. Vad kan ett nordligt vitt noshörningshorn hämta?

San Diego Zoo Wildlife Alliance planerar att återinföra norra vita noshörningar i deras hemmiljö, men Durrant säger att det bara kommer att hända om det är säkert. Hon insisterar på att anstränga sig.

Durrant: “Allt hänger ihop.” “Ekosystem nystas upp när växt- eller djurarter tas bort.”

För närvarande finns de flesta södra vita och svarta noshörningar i södra Afrika. Den spetsiga munnen på den svarta noshörningen är lämplig för att konsumera grenar och löv, medan den vita noshörningens breda mun är bäst för bete.

Forskare som vill rädda den norra vita noshörningen betonar dess betydelse. Den vita noshörningens hälsa påverkar dussintals andra djur direkt och indirekt. De hjälper rovdjur att se byten genom att tugga högt gräs. Deras fötter skapar flyktvägar för byten. Deras spillning ger näring åt växtlighet och insekter. Icke-mänskligt liv frodas i denna lilla miljö. Obalans i ekosystemet, och livet måste röra sig. Stadsekologier? Infekterad?

Barbara Durrant utför ett ultraljud på Amani på Nikita Kahn Rhino Rescue Center i juni 2021. Amani skapade Future genom artificiell insemination i november 2019.

Att knäböja runt Fatu i Ol Pejeta Conservancy skulle normalt vara anledning till oro. I december 2020 övervakade forskare och veterinärer Fatu under allmän narkos. Hildebrandt var i närheten. Äggsamlande.

Hildebrandt och BioRescue har samlat in ägg från Najin och Fatu sex gånger under de senaste två åren med kenyansk regeringsgodkännande. I december 2020 producerade Fatu 14 oocyter. En ultraljudsstav förs in i noshörningens ändtarm efter bedövning. Trollstaven styr nålen som spolar ut noshörningens folliklar och tar tag i äggen. Båda gångerna skickades ägg till Avantea, en italiensk bioteknikanläggning. De befruktades med Sunis frusna sperma. BioRescue har fryst ner nio nordliga vita embryon.

“NOSHOSHINGSUTVECKLING HAR INTE MISSLYCKAT. Den är hotad eftersom människor har tjuvjagat och dödat den.

Det är det närmaste forskare har kommit till att skapa en nordlig vit noshörningkalv. Hildebrandt jämför det med ett moraliskt imperativ. När naturen inte har valt emot dem, är avsläckning lätt.

“Noshörningens evolution har inte misslyckats. Människor har tjuvjat och dödat den, hävdar han. Vi orsakade det här problemet, så vi måste fixa det.

BioRescue-forskare hittar oocyter i en kvinnlig nordlig vit noshörning 2021.

BioRescues nuvarande projekt skiljer sig från Durrant, Korody och andra på San Diego Zoo Wildlife Alliance, men de delar mål. Hildebrandt och hans motsvarigheter i San Diego sammankallade den första världsomspännande räddningskonferensen för norra vita noshörningar 2015. Han hävdar att San Diegos pluripotenta stamcellsforskning är avgörande. BioRescue har genererat embryon från Najin, Fatu och Sunis ägg och spermier; San Diego-teamet har för avsikt att skapa embryon från flera nordliga vita noshörningar för att förbättra genetisk variation. Detta bör förbättra djurens hälsa genom att förebygga sjukdomar.

Hildebrandt hoppas snabbt kunna föda en nordlig vit noshörning. Norra vita noshörningar har rakare ryggar, plattare skallar och en distinkt halsstruktur än södra vita noshörningar. En ung nordlig vit noshörning kanske inte lär sig att beta om den möter sina södra vita kusiner. Hildebrandt vill att Najin och Fatu ska träffa djuret innan de dör. Sudans unga barnbarn är fortfarande lekfull. Najin, i 30-årsåldern, har en stor buktumör.

Hildebrandt hävdar att det finns morfologiska samband med beteenden. “Vi kan upprätthålla nordliga vita noshörningars sociala kunskap. Det kan vi inte göra utan en kalv snart.”

Utrotningsprojekt kräver tid och pengar. Hildebrandt uppskattar att det kommer att ta 20 år och kosta 1 miljon dollar per kalv att återföra en frisk befolkning till Afrika. Vad är en nordlig vit noshörning värd?

Beroende på BioRescues framgångar i år, kan Najin och Fatu få ett barn om två år. Durrant, Korody, Hildebrandt och deras forskarteam har biotekniken för att återuppliva varelser på 6 000 pund.

Tekniken finns. Det är möjligt. Bör vi? är den svåraste frågan.

Det är för tidigt att avgöra om en nyfödelse i en hotad art skulle anses vara en framgång. Människorna utrotade nästan de norra vita noshörningarna. Vad säger man att folk inte slentrianmässigt, öppet, ens förväntansfullt tjuvjagar djur för sina horn? Vi kan säga, “Du gjorde norra vita noshörningar tidigare.” Upprepa. Detta kan vara löftet om Frozen Zoo. Vi bevarar naturhistorien för att återuppliva den efter behag.

Embryoöverföring och kryokonservering

“Vetenskapen räddar arter. “Vetenskapen kan inte rädda arter,” säger Durrant. “Inte alla arter. Inte alla arter behöver detta. Vi vill ha inhemska miljöer skyddade innan arter dör ut.

Kryokonservering och embryoöverföringar är inte hållbara metoder. De kan skydda Sudans arv. Kanske kommer en ny noshörning att väcka oss.

Våra partners

Din feedback är värdefull.

Hur vi ser på djur och hur vi hanterar djurhållningen förändras i takt med att samhällen utvecklas.
Vårt arbete bygger i hög grad på vår förmåga att delta i och forma framtida evenemang.
Vi försöker också förbättra relationerna med lokala brottsbekämpande myndigheter.