Quando Kurt Benirschke iniziò a raccogliere campioni di pelle da animali rari e in via di estinzione nel 1972, non aveva un piano preciso su cosa farne. Come ricercatore presso l’Università della California a San Diego, credeva che un giorno sarebbero stati sviluppati gli strumenti per usarli per salvare quegli animali. Alcuni anni dopo, trasferì la sua collezione allo zoo di San Diego e lo chiamò Frozen Zoo.
“È noto che c’era un poster appeso sopra lo zoo di Frozen con una citazione che diceva: ‘Devi collezionare cose per ragioni che ancora non capisci’“, afferma Oliver Ryder, genetista dello zoo di San Diego e uno dei primi collaboratori di Benirschke. “Sentivamo di essere gli amministratori di questa collezione in crescita che avrebbe avuto un valore per il futuro in modi che allora non eravamo in grado di apprezzare“.
Benirschke è morto nel 2018, ma i suoi sforzi sono molto vivi. Oggi, il Frozen Zoo è la criobanca animale più grande del mondo, con campioni di oltre 10.500 singoli animali di 1.220 specie.
Per molto tempo è stato l’unico progetto nel suo genere; negli ultimi anni, tuttavia, simili sforzi di conservazione sono germogliati in tutto il mondo e gli strumenti che Benirschke non aveva ancora sono ora disponibili. Allo stesso tempo, il tempo stringe per molte specie a rischio.
‘Un deposito insostituibile di animali molto rari’
Dal 1970, le popolazioni di mammiferi, uccelli, anfibi, rettili e pesci sono diminuite in media del 68%, secondo il WWF Living Planet Report 2020. Il rapporto afferma inoltre che a causa della perdita di habitat dovuta alle attività umane, un milione specie – animali e piante – sono minacciate di estinzione nei prossimi decenni e secoli.
Con l’attuale tasso di perdita di biodiversità, alcuni scienziati ritengono che preservare campioni di specie che potrebbero non essere presenti domani non sia più uno sforzo visionario, ma un must scientifico.
“Ad un certo punto, ci siamo resi conto che stavamo raccogliendo un deposito insostituibile di animali molto rari“, afferma Ryder. “Poiché abbiamo cellule nello zoo ghiacciato, ora possiamo applicare nuove tecniche e nuove tecnologie per estendere la nostra comprensione e apprendere più informazioni che sono di diretta rilevanza per prevenire l’estinzione delle specie in pericolo“.
Da quando è stato fondato il Frozen Zoo, dice Ryder, sono state raggiunte molte pietre miliari nel campo della genetica, a cominciare dalla clonazione del primo animale, una pecora di nome Dolly, nel 1996. A partire dal 2001, quattro specie in via di estinzione sono state clonate utilizzando materiale genetico proveniente dal Frozen Zoo: l’indiano Gaur, un bue selvatico asiatico gobbo; il Banteng, una specie bovina del sud-est asiatico; il cavallo di Przewalski, un tempo diffuso in tutta la Mongolia ed estinto in natura fino a tempi recenti; e il furetto dai piedi neri, che si credeva fosse estinto in natura fino a quando non è riemerso nel 1981, ma è stato poi quasi spazzato via da un’epidemia.
Salvataggio genetico
Sebbene la clonazione non sia perfetta – il Gaur indiano clonato è sopravvissuto solo per 48 ore – è uno strumento utile per aiutare a salvare le specie in via di estinzione, perché può aumentare la diversità genetica. Quando la popolazione di una specie diminuisce, gli animali rimanenti sono costretti a riprodursi tra loro e il pool genetico si riduce, minacciando ulteriormente la sopravvivenza. Ma i furetti piedi neri clonati, ad esempio, sono nati nel 2020 da campioni raccolti nel 1988, il che significava che il loro profilo genetico era molto più vario rispetto alla popolazione attuale.
“In una specie di animale, la diversità genetica è ciò che le conferisce la sua resilienza, la sua capacità di riprendersi da catastrofi naturali, attacchi di virus, attacchi di malattie. Questo perché se ci sono più tipi diversi di genetica in una specie, c’è una maggiore possibilità che alcuni sopravvivano“, spiega Brendon Noble, professore di medicina rigenerativa all’Università di Westminster a Londra e presidente del consiglio di The Frozen Ark, una criobanca animale con sede nel Regno Unito.
Sebbene la Frozen Ark abbia più campioni dello zoo congelato – 48.000 contro 5.500 specie – circa il 90% di esse sono costituiti da DNA anziché da cellule vive, che vengono utilizzate in modo diverso e devono essere conservate a temperature molto più basse.
I campioni di DNA non possono essere utilizzati per clonare un animale, ma sono essenziali per catturare il modello genetico di specie che potrebbero scomparire. “Queste informazioni possono essere utilizzate per un’intera gamma di studi scientifici diversi, dalla ricerca sul cancro alla comprensione dei processi di recupero come la ricrescita degli arti“, afferma Lisa Yon, professore associato di zoo e medicina della fauna selvatica presso l’Università di Nottingham e consulente scientifico presso Frozen Ark. “Salvando queste risorse consentiremo non solo agli scienziati attuali, ma alle generazioni future di scienziati di fare ogni tipo di nuova scoperta“.
Al San Diego Frozen Zoo, i campioni sono conservati in criotaniche. “La raccolta è duplicata; periodicamente prendiamo campioni e li spostiamo in un’altra struttura, in modo che tutte le celle non siano in un unico posto“, afferma Oliver Ryder.
Il congelamento delle cellule comporta un processo più delicato rispetto a quello del DNA, per evitare la formazione di cristalli di ghiaccio quando le cellule vengono congelate a -196 gradi Celsius. Cellule diverse richiedono procedure di congelamento diverse; ad esempio, le cellule anfibie sono difficili da congelare correttamente e quindi sono gravemente sottorappresentate nelle criobanche. E alcune delle tecnologie che farebbero il miglior uso delle linee cellulari devono ancora essere perfezionate.
“Molte cose che vorremo fare fare non possiamo ancora farle“, afferma Tullis Matson di Nature’s Safe, una criobanca con sede nel Regno Unito che raccoglie cellule vive e gameti (spermatozoi e uova). Predice che nei prossimi 10-30 anni sarà possibile trasformare queste cellule in cellule staminali pluripotenti, che possono essere riprogrammate per produrre sperma e uova.
Una volta che ciò sarà possibile, un embrione potrebbe essere creato dallo sperma e dall’uovo e quindi impiantato in un individuo surrogato da una specie in via di estinzione, fornendo ancora una volta la diversità genetica tanto necessaria.
Questa tecnica apre anche la prospettiva di far rivivere specie completamente estinte, utilizzando surrogati degli animali sopravvissuti geneticamente più simili. “Abbiamo cellule preservate da specie estinte, ma non è proprio questo il motivo per cui lo facciamo“, afferma Ryder. “Ci è stato chiesto di preservare le cellule di alcuni degli ultimi individui di una specie – o letteralmente l’ultimo individuo – e lo facciamo, ma non ci aspettiamo davvero di essere in grado di riportare indietro una specie dall’estinzione con un solo animale”.
Le sfide future
L’accelerazione della crisi climatica metterà ulteriormente sotto pressione gli ecosistemi, rendendo ancora più importante il lavoro delle criobanche. “Vedo la crioconservazione come la pietra angolare assoluta della conservazione. Stiamo affrontando la sesta estinzione di massa mentre parliamo e dobbiamo essere in grado di offrire alle generazioni future un modo per riportare in vita queste specie“, afferma Matson.
Molti dei problemi che devono affrontare questi progetti sono di natura pratica. “La salvaguardia del Frozen zoo nel futuro è una delle sfide più grandi“, afferma Marlys Houck, curatrice di Frozen Zoo. “Vogliamo continuare a raccogliere campioni assicurandoci che quelli che abbiamo già saranno lì oltre la nostra vita. Ciò include assicurarsi che vi siano finanziamenti dedicati per l’azoto liquido [per il congelamento del DNA] e la sostituzione dei criotank mentre invecchiano“.
Una delle sfide principali sarà convincere le agenzie di conservazione che la criobanca è una strategia valida e che vale la pena finanziare. “Molti di noi lo stanno facendo senza alcun supporto tangibile oltre a donazioni o sovvenzioni, senza supporto nazionale o governativo“, afferma Yon. “Il criobanking viene sempre più riconosciuto come una risorsa vitale, quindi è un po’ sconcertante che non ci sia più supporto finanziario“.
Infine, tutti i ricercatori concordano sul fatto che per avere successo è necessaria una più stretta collaborazione tra tutte le criobanche. “Il compito è enorme, nessuno può farlo da solo“, afferma Matson. “C’è un milione di specie a rischio. Abbiamo bisogno di 50 diversi campioni genetici da ciascuno, quindi questo significa 50 milioni di campioni; per ognuno di questi, abbiamo bisogno di cinque fiale per ogni campione, quindi sono centinaia di milioni di campioni che devono essere conservati“.
Ryder dice che sta lavorando per sviluppare una rete globale per mettere in sicurezza il materiale che è già stato raccolto. “Se avessimo una conversazione con i nostri figli e nipoti ne futuro, ci direbbero, per favore salvate quanta più biodiversità potete, ora. Punto“, aggiunge. “E direbbero, fatelo con tutti i mezzi disponibili“.
