HISTORIEN OM TRIPLOIDE ØSTERS

X

Personvern & Informasjonskapsler

dette nettstedet bruker informasjonskapsler. Ved å fortsette godtar du bruken av dem. Lær mer, inkludert hvordan du kontrollerer informasjonskapsler.

Fikk Det!

Advertisements

For lenge siden var halcyon days of seas, fylt til randen med alle typer fisk og bløtdyr, og laissez-faire politikk som skydd noen form for regulering på fiske, best eksemplifisert ved meningene til En av de intellektuelle gigantene i det 19.århundre, Thomas Huxley, en autodidaktisk naturforsker, som kalte seg selv «Darwins bulldog» på grunn av hans trofast forsvar av sistnevntes kontroversielle ideer, og som far en lang rekke Huxley Genier. Etter hans mening ble havets bounties ansett som uuttømmelig, og naturen overlatt til sine egne enheter, i frihandels og liberalismens sanne ånd, var nesten uendelig motstandsdyktig og kunne tilpasse seg ethvert press pålagt av mannen, slik at ideen om enhver trussel om overfiske ble fullstendig avvist. For Å være rettferdig Mot Huxley, mot slutten av sitt liv, endret tonen hans, da han ble mer overbevist om at ledelsen av østersenger måtte innføres og anerkjente farene som ligger i visse praksiser. Bortsett Fra Frankrike klarte de fleste land ikke å innføre et levedyktig reguleringssystem før det var for sent. I dag er tragedien til all denne naiviteten, på den ene side og grådighet, på den andre, bare for åpenbar. Bestandene har falt dramatisk og fisket har nå blitt langt mer regulert. Akvakultur er sett på som en økonomisk og miljømessig nødvendighet for å sikre havets begrensede ressurser. Imidlertid er ikke all akvakultur bærekraftig, Og I En nylig bok Av Colin Nash, The History Of Aquaculture (2011), er det samlet en haug med bevis på det ubehagelige engasjementet av atomkraftindustrien og multinasjonale kjemiske konglomerater som Union Carbide, Dow Chemical og Sun Oil i akvakultur i løpet av 1960/70-tallet som hadde ødeleggende konsekvenser for havmiljøet. Akvakultur ble sett på som en måte å kjøpe god publisitet og skaffe seg et merke som et omsorgsfullt selskap.

helt fra begynnelsen har vitenskapen forsøkt å involvere seg i akvakultur. Victor Coste (1807-1873) var opprinnelig professor i embryologi, og var medvirkende til å spre interesse for metodene for kunstig innsamling av vilt spyttet fra østers. Hans var en alder av de første klekkerier som ble etablert for å studere og tillate fisk gyte i kunstige miljøer. Men vitenskapen var generelt sakte å låse på. De første eksperimentelle klekkerier i større skala ble startet på 1930-tallet, I Conwy, Wales (STORBRITANNIA) under first Herbert Cole (1911-1984) og Senere Peter Walne (1926-1978) og I Milford, Connecticut (USA) under Victor Loosanoff (1899-1987). Men det meste av arbeidet kom bare av bakken etter 2. Verdenskrig. Selektiv avl og kunstig oppdrett av østers spyttet i klekkerier ble sett på som måter å kompensere for forsvinningen av ville bestander og uforutsigbarhet gyting i kaldere klima ved å gi en nesten ubegrenset kilde til spyttet for dyrking. Det første kommersielle østersfrøklekkeriet åpnet PÅ USAS vestkyst i 1967, men som de fleste klekkerier var det preget av ulike biologiske problemer.

så dette var scenen da en ung og ambisiøs student satt om å prøve å lage en hybrid østers, en som aldri hadde eksistert i naturen. Fortellingen begynner i en skogkledd, bakketopp forskningssenter, nå Ira C. Darling Marine Center, med utsikt Over Damariscotta River, På Maine kysten I Nordøst-Amerika, hvor i 1979 marine biologer ved University Of Maine jobbet med metoder for å forbedre den lokale skalldyrindustrien. Det var viktig å finne måter å få fisk til å vokse raskere i kaldere farvann, for å overvinne problemene med uberegnelig gyting ved så lave temperaturer og for å tjene mer penger ved å produsere skalldyr til konsum hele året. Ideen om å dyrke stamfisk i klekkerier var ikke ny, men å produsere en steril østers var, en som ville bli nektet naturens mest grunnleggende funksjon, reproduksjon, slik at kjøttinnhold, smak og tekstur kunne forbedres. I stedet for å utnytte sine sukkerreserver av glukose og glykogen for produksjon av gameter, og redusere kjøttinnholdet med så mye som 70%, kunne den sterile østersen frigjøres for å utnytte denne energien til kjøtt-og skallvekst, og dermed redusere tiden for å dyrke en salgbar østers. En annen fordel i en raskere voksende østers var at den kunne nå markedsstørrelse før den var sårbar for bestemte typer parasitter som den som forårsaker Dermo sykdom (Perkinsus marinus). I et ord skulle den sterile triploid bli opprettet fordi den gjorde ubestridelig markedsføringsfølelse.

Ira C. Darling Marine Center Ved University Of Maine

historien om triploid østers er et fascinerende og til en viss grad skremmende kapittel i akvakulturhistorien. Det illustrerer menneskets ønske om å mestre og heve seg over naturens uforutsigbarhet, men det stiller også ubehagelige spørsmål om hvor langt mennesket har gått i jakten på å endre naturens økologi. Som Sir Maurice Yonge (1899-1986), en fremtredende marine zoolog av sin tid, skrev i Sin Østers på fremtiden for østers kultur, «jo mer mennesket forstyrrer naturen, jo større blir problemene han skaper (1960, 189).

noen elementære fakta om genetisk biologi kan være nødvendig her. I dyreriket er nesten alle arter diploide, det vil si at hver av deres somatiske celler inneholder to sett med homologe kromosomer, en hver fra den mannlige og kvinnelige foreldre. Somatiske celler gir opphav til utviklingen av den enkelte kropp gjennom prosessen med mitose, hvor celler deler SEG GJENNOM DNA-replikasjon, og dermed beholder sine to sett med identiske kromosomer. Kimceller, som er ansvarlige for reproduksjon og dannelse av en ny generasjon, befinner seg i gonadene og utvikler seg til mannlige og kvinnelige gameter (dvs.sæd og egg). Denne prosessen hvor kimceller rekombinerer sine genetiske DNA-molekyler av homologe kromosomer (synapsis) og mister ett av sine sett med kromosomer og blir haploide (et enkelt sett med kromosomer) avkomceller eller gameter kalles meiose. Som et par genetiske biologer så kortfattet skrev, » selve essensen av sex er meiotisk rekombinasjon.»(Vi lærte aldri det på skolen!). Meiosis innebærer intrikate faser av kromosomal separasjon, omarrangementer og segregering før nye haploide celler dannes, alt innen en relativt kort periode, selv om den er delt inn i to hovedfaser, meiosis I og II. i hvert av disse to stadiene ekstruderes avgjørende såkalte polare legemer (frigjort) og tjener som biologiske indikatorer for utviklingen av meiose, spesielt i etableringen av triploide eggceller. Imidlertid er prosessen med meiose hos mange marine bløtdyr, inkludert østers forsinket og bare fullført etter befruktning, mens hos de fleste andre dyr oppnås denne prosessen før befruktning. Det er denne kompliserte og fantastiske prosessen med meiose som manipuleres, ved å hemme eller blokkere frigjøringen av polarlegemene enten i meiosis i eller meiosis II, for å sikre at egget beholder sine to sett med kromosomer. Normalt vil et sett med kromosomer bli kastet for å gjøre plass for settet av kromosomer som tilbys av den mannlige sæden for å sikre videreføring av diploidi i organismen. Hvis denne manipulasjonen lykkes, inneholder det befruktede egget tre sett med kromosomer, som blir en triploid celle, som deretter kan gjennomgå mitose på vanlig måte. Det ble generelt antatt at voksne triploider var sterile siden deres tre sett med homologe kromosomer ikke kunne lykkes rekombinere under meiose.

hos mennesker og pattedyr generelt er tilstanden til triploidi alltid livstruende, om ikke dødelig, men i ikke-vertebrate og planteverdenen er det mange arter som eksisterer i naturlige tilstander av polyploidi (flere sett med kromosomer). For eksempel er det ville arter av bær som tilhører Slekten Av Vaccinium, som blåbær, tranebær og lingonberries som er polyploid (tetraploid og heksaploid), samt diploid. Det er enda varianter av druer som har blitt oppdaget å ha denne funksjonen. Noen vanlige landbruksfrukter, som meloner, bananer og appelsiner, har også blitt manipulert til polyploider for å vokse større og raskere.

I Mellomtiden tilbake i Maine var forskningen rettet mot å skape polyploide skalldyr, og etter en rekke forsøk og feilforsøk ble en teknikk, som hadde blitt brukt på muslinger, samt laks og regnbueørret i Norge tidligere på begynnelsen av 1970-tallet, valgt med sin rettferdige andel av serendipity. Det innebar innsetting av et giftig kjemikalie, et mykotoksin, cytochalasin B, i et kritisk øyeblikk under meiose i det nylig befruktede egget for å forhindre reduksjon av de to settene av de kvinnelige kromosomene til en, slik at det ville ende opp med tre sett (triploidy). Timing, varighet og doseringsnivåer var avgjørende og kunne i verste fall føre til genetiske avvik (aneuploidi) og høy dødelighet ved ulike stadier av larvutvikling. Det optimale punktet når det giftige kjemikaliet ble satt inn var under meiosis II, for å hemme frigjøringen av den andre polare kroppen og dermed produsere en triploid zygote (befruktet egg).

Indusert Triploidi

utviklingen av kjemisk induserte triploide zygoter under meiosis II

denne laboratorieteknikken for bruk av cytochalasin B ble gradvis perfeksjonert og innledet en ny epoke i østersdyrking, hvor en kunstig, angivelig steril art, ikke genetisk modifisert, triploid, kunne brukes til å produsere en mer kjøttfull og saftig østers raskere, og til og med i løpet av sommeren, «r-mindre» måneder. Den unge graduate student bak dette arbeidet Var Standish K. Allen Jnr, som sammen med sin veileder Herb Hidu Og mentor Jon Stanley, krediteres den innovative forskningen, utført Med Den Østlige eller Atlantiske østers, Crassostrea virginica, selv om han ikke brydde seg om å få sin» oppfinnelse » patentert. Deres papir i 1981 hadde allerede ideen om å lage østers med et jevnt antall kromosomsett, som tetraploider (fire sett), som da kunne synapse og være fruktbare. Men de lokale østersbøndene I Maine var for konservative til å omfavne denne nye teknologien, og klekkeriene som eksisterte var små og mer eksperimentelle enn kommersielle.

Så Allen jetted av i 1983 i Stedet Til Nordvest, til slutt å fullføre sine doktorgradsstudier med En velkjent biolog i feltet, Kenneth Chew, I Seattle, hvor østersindustrien var langt mer kommersialisert, og klar på jobb På Stillehavsøstersen, Crassostrea gigas. Siden denne sistnevnte østers generelt ikke var i stand til å gyte naturlig i det kaldere Stillehavet, hadde veletablerte klekkerier allerede begynt å produsere diploide østersfrø for kultivatorer å vokse. Han og En annen forsker, Sandra Downing, vellykket anvendt teknikken i 1985 til store grupper av østers i en kommersiell klekkeri setting, hvis eiere ønsket prosessen patentert. Patentet ble etter hvert avvist med den begrunnelse at en tidligere publikasjon (i 1981) av prosessen betydde at det ikke lenger var originalt. Sluttresultatet av søknaden i 1987 skapte imidlertid en historisk presedens, som et landemerke rettssak, siden det ble innrømmet for første gang at patenter kunne gis til nye dyrearter, genetisk endret eller modifisert av vitenskapen. Plutselig ble døren til verden av moderne bioteknologi kastet åpen ved denne dommen.

likevel, helseproblemer om kreftfremkallende, cytochalasin B, vokste, på grunn av sine forbindelser med kreft og FDA (Food And Drug Administration) diskuterte om å forby bruk i kommersielle klekkerier. De to forskerne bestemte seg for å prøve en annen metode for å produsere triploider ved å utsette østersegg for hydrostatisk trykk, og denne gangen ble deres patentsøknad akseptert. En annen metode som også ble brukt var å utsette onsetting fase av meiose til ekstreme temperaturer. Et alternativ til cytochalasin B har vært bruk av en enzyminhibitor, 6-dimetylaminopurin (6-DMAP). Ulempene med disse fire formene for indusert triploidi var imidlertid at de resulterte i høy dødelighet av østerslarver i klekkeriene på grunn av alvorlighetsgraden av behandlingen, at suksessraten varierte og at noen triploide østers var ustabile nok til å gå tilbake til diploider som de vokste eller var i stand til å gyte seg selv, og så var ikke helt sterile. Det var andre motsetninger som triploider produsert tidligere i meiose (såkalt meiose I) vokste raskere, men var utsatt for høyere dødelighet enn triploider produsert senere under meiose II. Men raskere vekst kunne også ha vært på grunn av at triploide celler var 33% større i volum enn diploide celler. Siden hele prosessen var full av risiko og problemer, ble det søkt andre måter.

Forskjeller i vekst mellom en triploid og diploid østers etter 36 måneder

Hjelp kom fra en Annen ikke-innfødt kilde, En Kinesisk genetiker, som emigrerte til Seattle I 1985 for å forfølge høyere arbeid, Ximing Guo, og han ønsket å gå et skritt videre og lage en tetraploid østers (med fire sett med kromosomer) som hvis breeded med en naturlig diploid ville da produsere en «naturlig» triploid, og dermed unngå bruk av giftige og kreft kjemiske. Problemet var at det diploide egget normalt var for lite til å holde to ekstra sett med kromosomer og alle hans forsøk endte i feil. I mellomtiden Hadde Standish Allen flyttet tilbake til Østkysten og fikk sin første heltids akademiske stilling Ved Rutgers University og Dets Haskins Shellfish Research Laboratory i 1989. Innen få år klarte Han Å overtale Guo til å bli med ham der, og de to begynte å jobbe sammen om det spesifikke problemet med å skape en fruktbar triploid med store nok egg, selv om triploide østers fra begynnelsen skulle være helt sterile og ikke kunne utvikle gameter. Imidlertid ble det noen ganger observert at slike fruktbare triploider eksisterte. Så når disse triploide østers og deres store egg ble identifisert, guo Og Allen fortsatt tydd til cytochalasin B for å sikre at triploide egg kan manipuleres under meiosis jeg å imøtekomme et annet sett med kromosomer fra mannlige diploider og deretter vokse til østers spyttet. Det ble funnet at det var absolutt nødvendig å overvåke tidspunktet for biologiske indikatorer i de faktiske meiotiske hendelsene i de enkelte triploide kvinnelige eggene i stedet for å følge mer generelle kriterier, hvis tetraploider skulle bli avlet vellykket, på grunn av større variabilitet og asynkroni av triploide egg enn i diploide ekvivalenter. Selv da var gjennomsnittlig suksessrate etter åtte dager ca 12% (selv om andre har rapportert mye lavere tall), og det store flertallet av de befruktede eggene ble deformert aneuploider. Andre kritiske parametere var saltholdighet og temperaturnivåer og hvor lang tid eggene brukte i sjøvann. Ifølge et papir skrevet av disse to forskerne og To Kinesiske kolleger, var hovedårsaken til dannelsen av tetraploider en mekanisme under et avgjørende stadium av meiosis II, kalt united bipolar segregering, når de homologe kromosomene er segregert i forskjellige celler. Det er ganske ironisk innfall av naturen at tilførsel av sterile østers avhenger av de samme østers ikke er sterile i det hele tatt!

 Naturlig Triploidy

produksjonen av naturlige triploide zygoter ved hjelp av tetraploide menn og diploide kvinner

I 1993 Ble Den nye tetraploide østers skapt i laboratoriet av Guo og Allen: Dette var Andre gang Allen hadde oppfunnet en kunstig østers, men nå skulle Han ikke gå glipp av å skape et patent for sitt arbeid. Når tilførselen av tetraploide østers regelmessig kunne garanteres, kunne de i stor skala brukes til å avle med kvinnelige diploider for å produsere «naturlige» triploide avkom som skal brukes til dyrking. Disse «naturlige» triploider var etter bare 9 måneders vekst så mye som 50% større enn normale diploide østers, som tilfredsstilte både forskere og kultivatorer, og til og med en tredjedel større enn induserte triploider. På grunn av den økende avhengigheten av østersindustrien på klekkerier for å levere østersfrø Av Stillehavsøsters, Crassostrea gigas, har Det vært en rask respons fra både produsenter og klekkerier for å utvikle teknikker for tri-og tetraploidy, spesielt Vestkysten av Nord-Amerika. Nå er det meste av østersfrøet som leveres av kommersielle klekkerier for dyrking, triploider, produsert med de forskjellige metodene som er beskrevet, selv om batcher produsert med eldre metoder ofte kan inneholde diploide østers.

Usa Patent

5,824,841

Guo , Et al.

oktober 20, 1998

tetraploide skalldyr

Abstract

Levert av denne oppfinnelsen er nye tetraploide bløtdyr, inkludert østers, kamskjell, muslinger, blåskjell og abalone. Også gitt er en metode for å produsere tetraploide bløtdyr og en metode for å produsere triploide bløtdyr ved å parre de nye tetraploide bløtdyr med diploide bløtdyr.

Oppfinnere: Guo; St. hanshaugen (St. Hanshaugen, NJ), Allen, Jr.; Standish K. (St. Hanshaugen, NJ))
Tildelt: Rutgers, Staten Universitetet I New Jersey (New Brunswick, NJ)
Appl. Ingen.: 08/895,077
Arkivert: juli 16, 1997

Patentet (Usas Patent 5824841) ble derfor gitt i 1998 til Både Guo og Allen. De fortsatte med å sette opp et spesielt oppstartsselskap for opprettelse av tetraploide bløtdyr med Rutgers University, 4Cs Breeding Technologies, Inc, som leverer sine patenterte tetraploide østers til lisensierte klekkerier som ønsker å avle 100% garantert triploider for dyrking.

så nå er dette den vanligste måten å produsere østers triploid frø i klekkerier for østersdyrking, og denne avhengigheten av tetraploid teknologi har vokst i løpet av året, spesielt i Nord-Amerika. Allen har fortsatt å jobbe med å produsere sykdomsresistente stammer av tetraploider, og det er lett å se hvordan forskningen utført av ham og andre, for eksempel nå På Aquaculture Genetics And Breeding Technology Center i Virginia Institute Of Marine Sciences, på kromosomsett manipulasjon vil til slutt føre, om ikke allerede, til genetisk utvalg, til utvikling av spesifikke stammer av triploide østers som ikke bare vokser raskere og større, men vil også ha spesielle skallegenskaper og være i stand til å motstå virus, parasitter og forurensninger og uten tvil selv på grunn av kurs – til området transgenikk og genetisk modifikasjon der DNA-materiale fra en annen art er introdusert. I tillegg er det bekymringer om de langsiktige risikoene over generasjoner ved bruk av mykotoksin, som cytochalasin B, i etableringen av første generasjons tetraploider, da svært lite er kjent om slike effekter.

Østers har alltid vært ansett, som mange andre skalldyr, som en av de siste naturlige produkter og har ofte blitt markedsført som sådan. Hvis de gradvis mister ikke bare denne statusen og også omdømme, kan det få konsekvenser for forbruket. Heldigvis er det bestander av ville østers fortsatt blir dyrket og selv frø fra disse bestandene, som selges til andre dyrkere og forhåpentligvis dette vil fortsette og bli bevart.

Frankrike er et annet land som har tatt om bord fordelene med voksende triploider, kjent der som l ‘ huî des quatre saisons-østers for de fire årstider. Helt siden 1997 da IFREMER – Et Statlig forskningsinstitutt for marin utnyttelse – kjøpte tetraploide østers for å avle, har mange kultivatorer vært begeistret for å kjøpe østersfrø fra sine klekkerier, som ble kommersielt tilgjengelig i 2000. Men det oppstår fortsatt etiske kontroverser om deres plass og effekter i det biologiske mangfoldet i marine økosystemer og også blant forbrukere som er skeptiske til produktet.

men på den annen side gjør vitenskap og mann alt de kan for å formørke naturen, men naturen vil ha det siste si eller le hva som helst, og mannen vil alltid spille et desperat catch-up spill der reglene er surreptitiously endret og som sannsynligvis vil føre oss inn i en irreversibel katastrofe. Allerede er det anslått at 85% av alle innfødte østersrev har blitt utryddet globalt, og på mange områder er tapet mer enn 99%. Men det er ikke bare revene som har forsvunnet, men sannsynligvis enda viktigere hele marine økosystemer som østers i utgangspunktet gir: tjenester som vannfiltrering, mat og habitat for andre arter og kyststabilisering og forsvar. Hvis bærekraft i østersfiske skal oppnås, reef bevaring og forvaltning må håndheves strengt, herunder etablering av verneområder og forbud mot destruktive høsting praksis. En samordnet og felles innsats fra ulike interessenter, som fiskere, akvakulturbedrifter, offentlige etater, miljø-og bevaringsgrupper og Andre Frivillige Organisasjoner, er absolutt nødvendig hvis en langsiktig gjenoppbygging av østersrev og bærekraftige høst skal oppnås, i stedet for de kortsiktige målene for put-and-take fiske som ofte har skjedd. Men alt dette går mot korn av veier og skift av et liv i autonomi som har merket fiskere, vannmenn og sjøfarende samfunn i århundrer; de har nå også måttet motstå å bli overveldet av urbanisering, gentrifisering og industrialisering. Og de har sett kilden til deres levebrød invadert og overtatt av konglomerater og med ryggen mot veggen har blitt alle eiendomspronomen om deres marine territorium, muligens som en siste desperat tiltak for å beskytte sine minkende rikdom. På en måte, hvem kan klandre dem? Snarere har det vært den uunngåelige spredningen av urbanisert liv i alle sine avatarer som har drept østers senger, den vanvittige etterspørselen og overforbruk, sykdom, forurensning og forsuring-i et par ord, moderne sivilisasjon. Så det er nå ned til de mest eksemplariske bærerne av sistnevnte, forskerne, å komme opp med laboratorieløsninger som vil reparere og gjenopprette de utarmede østersbankene som en gang fylte våre kystvann.

Villeneuve, AM & Kj Hillers: Hvorfra Meiose? Celle, 106 (2001), 647-650.

Stanley, J. G., S. K. Allen Og H. Hidu: Polyploidi indusert I Den Amerikanske Østers, Crassostrea Virginica, Med Cytochalasin B. Akvakultur, 23 (1981), 1-10.

Que, H. et al.: Kromosomsegregering i befruktede egg fra triploide Stillehavsøsters. Crassostrea gigas (Thunberg), etter hemming av polar body 1. Biologisk Bulletin, 193 (1997), 14-19.

Beck, Mw et al: _oysterrev i fare og anbefalinger for bevaring, restaurering og ledelse. Biovitenskap, 61 (2011), 107-116.

de triploide diagrammer ble tatt fra nettsiden til 4Cs Breeding Technologies, Inc. http://www.4cshellfish.com
Annonser

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert.