Cápsulas del tiempo para preservar la biodiversidad

Trabajando para la conservación de especies en peligro de extinción in situ y ex situ

Miles de especies de plantas y animales están al borde de la extinción por todo el planeta. El último ejemplar de rinoceronte de Java (Rhinoceros sondaicus) fue abatido en Vietnam el año pasado. En Australia, el koala fue designado recientemente como especie en peligro de extinción. El lobo japonés (Canis lupus hodophilax) ya ha desaparecido de Japón, y el Ministerio de Medio Ambiente advierte que al menos 1.500 especies más están en peligro de extinción.

El Instituto Nacional de Estudios Ambientales está trabajando para construir una base de datos de muestras biológicas.

Por triste que sea, la noticia de que el rinoceronte de Java se ha extinguido puede darnos la impresión de que no nos afecta directamente. Pero la realidad es que todos los organismos del planeta existen en una gran cadena alimentaria. Desde las aves que danzan en lo más profundo de las selvas tropicales, a los peces más pequeños en el Océano Ártico, todos están interconectados en la misma cadena. Cuando una especie desaparece, se rompe el equilibrio en alguna parte de la cadena. Aunque la selección es una parte normal del ciclo natural, no debería ser provocada por actividades humanas como la deforestación, la caza excesiva y la sobrepesca.

Ōnuma Manabu forma parte de un equipo de investigadores del Instituto Nacional de Estudios Ambientales (situado en la ciudad de Tsukuba, prefectura de Ibaraki) que trabaja para preservar los animales en estado salvaje. “Al tratar de proteger a las especies en peligro de extinción, es esencial lograr el equilibrio adecuado entre el trabajo que se haga dentro y fuera del hábitat”.

“Por ejemplo, el proyecto de conservación del ibis crestado japonés o toki (Nipponia nippon) consistió en dos labores: por una parte, se llevó a cabo la restauración del hábitat de las últimas aves supervivientes de la isla de Sado en la prefectura de Niigata, donde tradicionalmente convivían con la gente en los campos y cerca de los asentamientos humanos (actividades de conservación in situ); por otro lado y de forma simultánea se produjo un importante esfuerzo dirigido por el Ministerio de Medio Ambiente para criar las aves en cautividad con ejemplares donados por el gobierno chino (actividades de conservación ex situ). Estas actividades individuales, tanto dentro como fuera de su hábitat, fueron esenciales para el éxito del proyecto. Precisamente, gracias a los resultados de estos esfuerzos, durante los últimos años se está pudiendo liberar a la naturaleza un gran número de ibis”.

Cápsulas del tiempo para estudiar las causas de las extinciones

El proyecto de investigación actual de Ōnuma implica la conservación de las células y el material genético de las especies al borde de la extinción.

Ōnuma está trabajando para preservar las células y las muestras de genes de especies en peligro de extinción. En este sentido, su proyecto es un ejemplo perfecto de lo que él llama trabajo ex situ (fuera de su hábitat).

Desde 2004, el Instituto Nacional de Estudios Ambientales forma parte de una red entre las organizaciones de investigación, las universidades, y las OSAL (organizaciones sin ánimo de lucro) en todo el país. Cuando el cadáver de una especie en peligro de extinción queda disponible, estas organizaciones envían el cuerpo al instituto para que sea conservado (después de habérsele realizado pruebas exhaustivas para detectar enfermedades infecciosas). Estas muestras incluyen desde cadáveres enteros de animales muertos en accidentes de tráfico, hasta restos parciales de ejemplares que llevan muertos bastante tiempo. Cuando su estado lo permite, se les extrae de una sola pieza el cerebro, los pulmones y otros órganos principales para emplearlos como muestras. La piel y el tejido muscular se utilizan también en cultivos de células.

“Incluso después de que el animal muera se pueden cultivar sus células, si siguen vivas, y podemos conservar su información genética. La investigación ha demostrado que los cultivos celulares se pueden hacer hasta tres semanas después de la muerte de las aves y hasta una semana después de la muerte de los mamíferos. Aunque a primera vista parece que ha empezado la descomposición, la vida continúa en el nivel celular”, afirma Ōnuma. “Fue un descubrimiento muy sorprendente para nosotros”.

¡La vida en el nivel celular continúa incluso después de la muerte del ejemplar!

El instituto conserva sus especímenes en enormes tanques de metal conocidos como “cápsulas del tiempo de muestras ambientales”. La temperatura en el interior de los tanques se enfría por debajo de 150 -160 grados centígrados con nitrógeno líquido, y el contacto con el ambiente externo se mantiene al mínimo para proteger las propiedades de las muestras. Esta tecnología permite conservar las muestras entre cincuenta y cien años.

El uso principal de las muestras conservadas es la investigación fisiológica. En comparación con los animales de ganado, estas investigaciones son extremadamente difíciles de realizar en animales salvajes, y muy arduas en las especies raras, pues apenas se han investigado. Sin embargo, si hay una muestra de las células vivas, es posible investigar a nivel celular y genético.

Por ejemplo, el análisis podría evidenciar que hay especies con un determinado genotipo cuya tasa de mortalidad es particularmente elevada con respecto a ciertos virus específicos, o que hay otras que pueden ser más susceptibles a las infecciones pero que solo mueren en contadas ocasiones. Este tipo de información puede ser útil en el estudio de cómo se propagan los virus, además de resultar vital en el desarrollo de nuevos fármacos. El empleo de células de especies extinguidas y en peligro de extinción podría ayudar a los científicos a comprender mejor las causas de la disminución de la población. La construcción de una base de datos de este tipo también será útil en el futuro, cuando se descubran virus o enfermedades infecciosas desconocidas, pues permitirá investigar con muestras de una época pasada.

El Instituto Nacional de Estudios Ambientales planea abrir al público el acceso a su base de datos de muestras biológicas en un futuro próximo. Ōnuma espera que, al compartir esta información con investigadores de otras instituciones, se dé lugar a nuevas ideas para futuras investigaciones con muestras biológicas.

Más de 30.000 cápsulas del tiempo genéticas

Las muestras recogidas pueden ser útiles en la investigación para proteger las especies.

Ōnuma trabajó anteriormente en un centro de rehabilitación de orangutanes en Malasia, donde se ocupaba de la cura de los orangutanes que habían sido lastimados por los seres humanos, para posteriormente devolverlos a su hábitat natural. Aunque Ōnuma y sus colegas se aplicaban al máximo para cumplir con éxito esta importante tarea, había muchos ejemplares que no podían salvar. Ōnuma estaba buscando alguna manera de aprovechar sus cuerpos cuando se enteró de que el zoológico de San Diego de los Estados Unidos estaba preservando criogénicamente células y tejidos de los animales.

“Indudablemente, es importante hacer todo lo posible para salvar al ejemplar que tiene uno delante. Pero me di cuenta de que la investigación para preservar la información genética puede hacer posible salvar a más individuos y especies a largo plazo. En los Estados Unidos ya están investigando para crear células iPS (células madre pluripotentes inducidas) y clones a partir de muestras biológicas. De momento, no vamos a proseguir ese tipo de investigación en nuestro instituto. Nuestra aspiración es avanzar en las investigaciones del genoma o la lucha contra las enfermedades contagiosas como la gripe aviar, mediante el análisis de las muestras recogidas, para ayudar a salvar a las especies en peligro de extinción”.

El trabajo con las cápsulas del tiempo de muestras ambientales se inició en 2004. Ya se han llenado cinco tanques con más de 30.000 muestras. El instituto prevé seguir recogiendo muestras biológicas durante otros veinte años utilizando sus instalaciones actuales.

Cápsulas del tiempo de muestras ambientales en el Instituto Nacional de Estudios Ambientales.

Es aquí, en el Instituto Nacional de Estudios Ambientales, donde se conservan las células de Kin y Midori, los últimos ibis crestados japoneses nacidos en libertad en Japón. Incluso después de que los ibis se hayan extinguido en Japón, aún siguen vivos a nivel celular. Muestras conservadas criogénicamente como éstas algún día pueden hacer una contribución vital a la conservación de los ecosistemas naturales de la tierra. Estas cápsulas del tiempo mantenidas a menos de 150 grados conservan aún el cálido aliento de la vida.

Las células cultivadas a partir de la piel de las especies en peligro de extinción; a la derecha: rascón de Okinawa (Gallirallus okinawae); izquierda, ibis crestado japonés (proporcionado por el Instituto Nacional de Estudios Ambientales).

(Escrito por Hayashi Aiko. Traducido al español del original en japonés. Fotografías de Hans Sautter.)