a história das Ostras TRIPLÓIDES

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Tempo atrás, eram os dias tranqüilos do mar, repleto de todos os tipos de peixes e moluscos, e o laissez-faire em política que afastou qualquer forma de regulamentação da pesca, melhor exemplificado pelas opiniões de um dos intelectuais gigantes do século 19, Thomas Huxley, um autodidactic cientista natural, que apelidou a si mesmo de “buldogue de Darwin” por causa de sua defesa firme do último controversas ideias, e que era pai de uma longa linha de Huxley gênios. Em sua opinião, as recompensas dos oceanos eram consideradas inesgotáveis e a natureza deixada à sua própria sorte, no verdadeiro espírito do Livre Comércio e do liberalismo, era quase infinitamente resiliente e podia se adaptar a qualquer pressão imposta pelo homem para que a ideia de qualquer ameaça de sobrepesca fosse totalmente rejeitada. Para ser justo com Huxley, No final de sua vida, seu tom mudou, à medida que ele se convenceu mais de que o gerenciamento de leitos de ostras precisava ser introduzido e reconheceu os perigos inerentes a certas práticas. Além da França, a maioria dos países não conseguiu introduzir nenhum sistema viável de regulamentação até que fosse tarde demais. Hoje em dia, a tragédia de toda essa ingenuidade, por um lado, e a ganância, por outro, é muito aparente. Os estoques caíram drasticamente e a pesca agora se tornou muito mais regulamentada. A aquicultura é vista como uma necessidade econômica e ambiental para salvaguardar os recursos finitos dos mares. No entanto, nem todos os aquicultura sustentável, e em um recente livro de Colin Nash, A História da Aquicultura (2011), uma pilha de provas é acumulado do unsavoury envolvimento da indústria de energia nuclear e química multinacional conglomerados como a Union Carbide, a Dow Chemical e a Sol de Óleo na aquicultura durante o 1960/70 que teve consequências devastadoras para o meio marinho. A aquicultura foi vista como uma maneira de comprar boa publicidade e adquirir uma marca como uma empresa atenciosa.Desde o início, a ciência tem se esforçado para se envolver na aquicultura. Um de seus pioneiros, conhecido na França como le père de la piscicultura, Victor Coste (1807-1873) foi originalmente professor de embriologia, e foi fundamental na difusão de interesse em métodos artificiais de coleta de selvagem sementes de ostras. Sua era a idade dos primeiros incubatórios que foram estabelecidos para estudar e permitir a desova de peixes em ambientes artificiais. Mas a ciência era geralmente lenta para se agarrar. A primeira experiência de incubatórios em uma escala maior, foram iniciados na década de 1930, em Conwy, país de Gales (reino UNIDO) em primeiro Herbert Cole (1911-1984) e, mais tarde, Peter Walne (1926-1978) e em Milford, Connecticut (EUA), sob Victor Loosanoff (1899-1987). Mas a maior parte do trabalho só saiu do chão após a 2ª Guerra Mundial. A criação seletiva e a criação artificial de ostras cuspidas em incubatórios foram vistas como formas de compensar o desaparecimento de estoques selvagens e a imprevisibilidade da desova em climas mais frios, fornecendo uma fonte quase ilimitada de cuspidas para o cultivo. O primeiro incubatório comercial de sementes de ostra foi inaugurado na costa oeste dos EUA em 1967, mas, como a maioria dos incubatórios, foi assolado por vários problemas biológicos.Portanto, esta foi a cena em que um estudante jovem e ambicioso começou a tentar criar uma ostra híbrida, que nunca existiu na natureza. A narrativa começa em um arborizado, centro de pesquisa no topo da colina, agora O Ira C. Darling Marine Center, com vista para o Rio Damariscotta, na Costa do Maine, no nordeste da América, onde em 1979 biólogos marinhos da Universidade do Maine estavam trabalhando em métodos para ajudar a melhorar a indústria local de mariscos. Era importante encontrar maneiras de fazer os peixes crescerem mais rapidamente nas águas mais frias, superar os problemas de desova errática a temperaturas tão baixas e ganhar mais dinheiro produzindo mariscos para consumo durante todo o ano. A ideia de cultivar estoque de ninhada em incubatórios não era nova, mas produzia uma ostra estéril, que seria negada a função mais básica da natureza, a reprodução, para que o conteúdo, o sabor e a textura da carne pudessem ser melhorados. Em vez de utilizar suas reservas de açúcar de glicose e glicogênio para a produção de gametas e reduzir seu conteúdo de carne em até 70%, pensava-se que A Ostra estéril poderia ser liberada para aproveitar essa energia para o crescimento de carne e casca, reduzindo assim o tempo para cultivar uma ostra comercializável. Outro benefício em uma ostra de crescimento mais rápido foi que ela poderia atingir o tamanho do mercado antes de ser vulnerável a tipos específicos de parasitas, como aquele que causa a doença Dermo (Perkinsus marinus). Em uma palavra, o triplóide estéril seria criado porque fazia sentido irrefutavelmente de marketing.

O Ira C. Darling Marine Center da Universidade do Maine

a história da ostra triplóide é um capítulo fascinante e até certo ponto assustador na história da aquicultura. Ele simboliza o desejo do homem de dominar e superar a imprevisibilidade da natureza, mas também coloca questões desconfortáveis sobre os comprimentos a que o homem tem ido na busca de modificar a ecologia da natureza. Como Sir Maurice Yonge (1899-1986), um distinto zoólogo Marinho de sua época, escreveu em suas ostras sobre o futuro da cultura de ostras: “quanto mais o homem interfere na natureza, maiores se tornam os problemas que ele cria (1960, 189).

alguns fatos elementares sobre biologia genética podem ser necessários aqui. No reino animal, quase todas as espécies são diplóides, ou seja, cada uma de suas células somáticas contém dois conjuntos de cromossomos homólogos, cada um do pai masculino e feminino. As células somáticas dão origem ao desenvolvimento do corpo individual através do processo de mitose, no qual as células se dividem através da replicação do DNA, mantendo assim seus dois conjuntos de cromossomos idênticos. As células germinativas, responsáveis pela reprodução e formação de uma nova geração, estão localizadas nas gônadas e se transformam em gametas masculinos e femininos (ou seja, espermatozóides e óvulos). Esse processo pelo qual as células germinativas recombinam suas moléculas genéticas de DNA de cromossomos homólogos (sinapses) e perdem um de seus conjuntos de cromossomos e se tornam células progênies haplóides (um único conjunto de cromossomos) ou gametas é chamado de meiose. Como alguns biólogos genéticos escreveram tão sucintamente, ” a própria essência do sexo é a recombinação meiótica.”Nós nunca aprendemos isso na escola!). A meiose envolve intrincados fases de separação cromossômica, rearranjos e segregação antes de novas células haplóides são formados, todos dentro de um período relativamente curto de tempo, apesar de ele é dividido em duas fases principais, a meiose I e II. Em cada uma destas duas fases, de forma crucial, chamado polar corpos são extrudados (liberado) e servir como indicadores biológicos do desenvolvimento da meiose, especialmente na criação de triploid células somáticas. No entanto, o processo de meiose em muitos moluscos marinhos, incluindo ostras, é atrasado e concluído apenas após a fertilização, enquanto na maioria dos outros animais esse processo é alcançado antes da fertilização. É esse processo complicado e surpreendente de meiose que é manipulado, inibindo ou bloqueando a liberação dos corpos polares na meiose I ou na meiose II, a fim de garantir que o óvulo retenha seus dois conjuntos de cromossomos. Normalmente, um conjunto de cromossomos seria derramado para dar lugar ao conjunto de cromossomos fornecidos pelo esperma masculino para garantir a continuação da diploidia no organismo. Se essa manipulação for bem-sucedida, o óvulo fertilizado contém três conjuntos de cromossomos, que se tornam uma célula triplóide, que pode sofrer mitose da maneira usual. Geralmente, supunha-se que os triplóides adultos eram estéreis, uma vez que seus três conjuntos de cromossomos homólogos não podiam se recombinar com sucesso durante a meiose.

em humanos e mamíferos em geral, a condição de triploidia é sempre fatal, se não letal, mas no mundo não vertebrado e vegetal, existem muitas espécies, que existem em estados naturais de poliploidia (vários conjuntos de cromossomos). Por exemplo, existem espécies selvagens de bagas pertencentes ao gênero Vaccinium, como mirtilos, cranberries e mirtilos que são poliplóides (tetraplóides e hexaplóides), bem como diplóides. Existem até variedades de uvas que foram descobertas como tendo esse recurso. Algumas frutas agrícolas comuns, como melões, bananas e laranjas, também foram manipuladas em poliploides para crescer mais e mais rapidamente.Enquanto isso, de volta ao Maine, a pesquisa foi voltada para a criação de moluscos poliploides e, após uma série de experimentos de tentativa e erro, uma técnica, que havia sido usada em amêijoas, bem como salmão e truta arco-íris na Noruega no início dos anos 1970, foi selecionada com seu quinhão de serendipidade. Envolveu a inserção de um produto químico tóxico, uma micotoxina, citocalasina B, em um momento crítico durante a meiose no óvulo recém-fertilizado para evitar a redução dos dois conjuntos dos cromossomos femininos para um, de modo que acabaria com três conjuntos (triploidia). O tempo, a duração e os níveis de dosagem foram cruciais e poderiam, na pior das hipóteses, causar anormalidades genéticas (aneuploidia) e altas mortalidades em vários estágios do desenvolvimento larval. O ponto ideal quando o produto químico tóxico foi inserido foi durante a meiose II, para inibir a liberação do segundo corpo polar e, assim, produzir um zigoto triplóide (ovo fertilizado).

Induzida Triploidia

O desenvolvimento do quimicamente induzida triploid zigotos durante a meiose II

Este laboratório de técnica de uso de cytochalasin B foi gradualmente aperfeiçoado e inaugurou uma nova era no cultivo de ostras, em que uma artificial, supostamente estéril espécie, não geneticamente modificados no entanto, o triploid, poderia ser usado para produzir um jogo mais carnudo e suculento oyster mais rapidamente, e mesmo durante o verão, “r” menor meses. O jovem estudante de pós-graduação por trás deste trabalho foi Standish K. Allen Jnr, que junto com seu supervisor Herb Hidu e mentor Jon Stanley, é creditado com a pesquisa inovadora, realizada com A Ostra oriental ou Atlântica, Crassostrea virginica, embora ele não se preocupou em obter sua “invenção” patenteada. Seu artigo em 1981 já discutia a ideia de criar ostras com um número par de conjuntos de cromossomos, como tetraploides (quatro conjuntos), que então poderiam sinapse e ser férteis. No entanto, os produtores locais de ostras no Maine eram conservadores demais para abraçar essa nova tecnologia e os incubatórios que existiam eram pequenos e mais experimentais do que Comerciais.Allen partiu em 1983 Para O Noroeste, eventualmente para completar seus estudos de doutorado com um conhecido biólogo no campo, Kenneth Chew, em Seattle, onde a indústria de ostras era muito mais comercializada e pronta para trabalhar no Pacific oyster, Crassostrea gigas. Uma vez que esta última Ostra geralmente não era capaz de desovar naturalmente na água mais fria do Pacífico, os incubatórios bem estabelecidos já haviam começado a produzir sementes de ostra diplóides para o cultivo de cultivadores. Ele e outra pesquisadora, Sandra Downing, aplicaram com sucesso a técnica em 1985 em grandes lotes de ostras em um ambiente de incubatório comercial, cujos proprietários queriam o processo patenteado. A patente foi recusada no devido tempo, alegando que uma publicação anterior (em 1981) do processo significava que ele não era mais original. O resultado final do pedido em 1987, no entanto, criou um precedente histórico, como um caso judicial histórico, uma vez que foi admitido pela primeira vez que patentes poderiam ser concedidas a novas espécies de animais, geneticamente alteradas ou modificadas pela ciência. De repente, a porta para o mundo da biotecnologia moderna foi aberta por essa decisão.Mesmo assim, as preocupações com a saúde sobre o carcinógeno, a citocalasina B, estavam crescendo, por causa de suas ligações com o câncer e a FDA (Food and Drug Administration) estava debatendo se deveria proibir seu uso em incubatórios comerciais. Os dois pesquisadores decidiram tentar outro método para produzir triploides submetendo ovos de ostra à pressão hidrostática, e desta vez seu pedido de patente foi aceito. Outro método que também foi usado foi submeter a fase de onsetting da meiose a temperaturas extremas. Uma alternativa à citocalasina B tem sido o uso de um inibidor enzimático, a 6-dimetilaminopurina (6-DMAP). No entanto, as desvantagens dessas quatro formas de triploidia induzida foram que resultaram em altas mortalidades das larvas de ostra nos incubatórios devido à gravidade do tratamento, que a taxa de sucesso variou e que algumas ostras triplóides eram instáveis o suficiente para reverter para diploides à medida que cresciam ou eram capazes de se desovar e, portanto, não eram totalmente estéreis. Havia outras contradições que os triploides produzidos anteriormente na meiose (a chamada meiose I) cresciam mais rápido, mas estavam sujeitos a mortalidades mais altas do que os triploides produzidos posteriormente durante a meiose II. Mas um crescimento mais rápido também poderia ter sido devido ao fato de que as células triplóides eram 33% maiores em volume do que as células diploides. Como todo o processo estava repleto de riscos e problemas, outras formas foram procuradas.

Diferenças no crescimento entre um triploid e diplóides de ostra, após 36 meses

Ajuda veio de outro não-nativos de origem, um geneticista Chinês, que emigrou para Seattle, em 1985, para prosseguir-graduação, Ximing Guo, e ele queria ir um passo além e criar uma tetraplóides de ostras (com quatro conjuntos de cromossomos) que se breeded com um natural diplóides seria, então, produzir um “natural” triploid, evitando o uso de tóxicos e cancerígenos químicos. O problema era que o ovo diplóide normalmente era pequeno demais para conter dois conjuntos extras de cromossomos e todas as suas tentativas terminaram em fracasso. Enquanto isso, Standish Allen havia se mudado de volta para a costa leste e ganhou seu primeiro cargo acadêmico em tempo integral na Rutgers University e seu Haskins Shellfish Research Laboratory em 1989. Dentro de alguns anos, ele conseguiu persuadir Guo a se juntar a ele lá e os dois começaram a trabalhar juntos no problema específico de criar um triplóide fértil com ovos grandes o suficiente, embora desde o início as ostras triplóides fossem completamente estéreis e incapazes de desenvolver gametas. No entanto, ocasionalmente foi observado que tais triploides férteis existiam. Assim, uma vez que essas ostras triplóides e seus ovos grandes foram identificados, Guo e Allen ainda recorreram à citocalasina B para garantir que os ovos triplóides pudessem ser manipulados durante a meiose I para acomodar outro conjunto de cromossomos de diploides machos e depois crescer em Ostra cuspida. Verificou-se que era absolutamente necessário para monitorar o tempo de indicadores biológicos na real meióticas eventos em que o indivíduo triploid feminino ovos, em vez de seguir mais critérios gerais, se tetraploids foram criados com êxito, devido a maior variabilidade e assincronismo de triploid ovos do que em diplóides equivalentes. Mesmo assim, a taxa média de sucesso após oito dias foi de cerca de 12% (embora outros tenham relatado números muito mais baixos), e a grande maioria dos ovos fertilizados foram aneuploides deformados. Outros parâmetros críticos foram a salinidade e os níveis de temperatura e o tempo gasto pelos ovos imersos na água do mar. De acordo com um artigo escrito por esses dois cientistas e dois colegas chineses, a principal causa para a formação de tetraploides foi um mecanismo durante um estágio crucial da meiose II, chamada segregação bipolar unida, quando os cromossomos homólogos são segregados em células diferentes. É uma peculiaridade irônica da natureza que o fornecimento de ostras estéreis depende dessas mesmas ostras não serem estéreis!

Triploidia Natural

produção natural de triploid zigotos usando tetraplóides machos e fêmeas diplóides

Em 1993, o novo tetraplóides de ostras foi criada em laboratório por Guo e Allen: esta foi a segunda vez que Allen tinha inventado uma artificial de ostra, mas agora ele não ia perder a criação de uma patente para o seu trabalho. Quando o fornecimento de ostras tetraplóides poderia ser garantido regularmente, eles poderiam ser usados, mais frequentemente do que não as espécies masculinas, em grande escala para se reproduzir com diploides fêmeas, de modo a produzir descendentes triplóides “naturais” para serem usados para cultivo. Esses triplóides “naturais” foram depois de apenas 9 meses de crescimento até 50% maiores do que as ostras diploides normais, o que satisfez tanto os cientistas quanto os cultivadores, e até mesmo um terço maior do que os triplóides induzidos. Devido à crescente dependência da indústria de ostras em incubatórios para o fornecimento de sementes de ostras do Pacífico, Crassostrea gigas, houve uma resposta rápida de produtores e incubadoras para desenvolver as técnicas de tri e tetraploidia, especialmente a costa oeste da América do Norte. Agora, a maioria das sementes de ostra fornecidas por incubatórios comerciais para cultivo, existem triplóides, produzidos com os vários métodos descritos, embora os lotes produzidos com métodos mais antigos possam conter ostras diplóides.

Patente dos Estados Unidos

5,824,841

Guo et al.

outubro 20, 1998

Tetraplóides marisco

Resumo

Fornecidos por esta invenção, são novas tetraplóides moluscos, incluindo ostras, vieiras, mariscos, mexilhões e moluscos. Além disso, são fornecidos um método para produzir os moluscos tetraplóides e um método para produzir moluscos triplóides acasalando os novos moluscos tetraplóides com moluscos diplóides.

Inventores: Guo; Ximing (Glassboro, NJ), Allen Jr.; Standish K. (Mauricetown, NJ)
Cessionário: Rutgers, Universidade Do Estado de Nova Jersey (New Brunswick, NJ)
Appl. Não.: 08/895,077
Arquivado: julho 16, 1997

A patente (Patente dos Estados Unidos 5824841) foi, portanto, concedida em 1998 para tanto Guo e Allen. Eles criaram uma empresa start-up especial para a criação de moluscos tetraplóides com a Rutgers University, 4Cs Breeding Technologies, Inc, que fornece suas ostras tetraplóides patenteadas para incubatórios licenciados que desejam criar triplóides 100% garantidos para cultivo.Portanto, agora esta é a maneira mais comum de produzir sementes triplóides de ostra em incubatórios para o cultivo de ostras, e essa dependência da tecnologia tetraplóide vem crescendo a cada ano, especialmente na América do Norte. Allen continuou a trabalhar na produção de doença-cepas resistentes de tetraploids e é fácil ver como a pesquisa realizada por ele e outros, por exemplo, agora na Aquicultura, a Genética e a Criação do Centro de Tecnologia dentro da Virgínia Instituto de Ciências do mar, no cromossomo conjunto de manipulação, eventualmente, levar, se não já, a seleção genética, para o desenvolvimento de cepas específicas de triploid ostras, que não apenas crescem mais rápido e maior, mas também pelo particular, as características da casca e ser capaz de resistir a vírus, parasitas e poluentes e, sem dúvida, mesmo no devido curso – para a área de transgênicos e modificação genética onde o material de DNA de outra espécie é introduzido. Além disso, há preocupações sobre os riscos de longo prazo ao longo de gerações de uso de uma micotoxina, como a citocalasina B, na criação de tetraploides de primeira geração, pois muito pouco se sabe sobre esses efeitos.As ostras sempre foram consideradas, como muitos outros mariscos, como um dos últimos produtos naturais e muitas vezes foram comercializadas como tal. Se eles gradualmente perderem não apenas esse status e também reputação, pode haver consequências para o seu consumo. Felizmente, há estoques de ostras selvagens ainda sendo cultivadas e até mesmo sementes desses estoques, que são vendidos a outros produtores e espero que isso continue e seja preservado.

a França é outro país que assumiu os benefícios do cultivo de triplóides, conhecido lá como l’Huître des quatre saisons-A Ostra para as quatro estações. Desde 1997, quando IFREMER – um Instituto Estadual de pesquisa para exploração marinha-comprou ostras tetraplóides para se reproduzir, muitos cultivadores têm se entusiasmado em comprar sementes de ostra de seus incubatórios, que se tornaram comercialmente disponíveis em 2000. No entanto, ainda surgem controvérsias éticas sobre seu lugar e efeitos na diversidade biológica dos ecossistemas marinhos e também entre os consumidores céticos em relação ao produto.No entanto, por outro lado, a Ciência e o homem estão fazendo tudo o que podem para eclipsar a natureza, mas a natureza terá a última palavra ou rir o que quer que seja e o homem estará sempre jogando um jogo de recuperação desesperado em que as regras são sub-repticiamente alteradas e que provavelmente nos levará a um cataclismo irreversível. Já estima-se que 85% de todos os recifes de ostras nativos foram extintos globalmente, e em muitas áreas a perda é superior a 99%. Mas não são apenas os recifes que desapareceram, mas provavelmente, mais importante, ecossistemas marinhos inteiros que as ostras basicamente fornecem: serviços como filtração de água, alimentação e habitat para outras espécies e estabilização e defesa costeira. Se a sustentabilidade na pesca de ostras for alcançada, a conservação e o manejo dos recifes precisam ser rigorosamente aplicados, incluindo o estabelecimento de áreas protegidas e a proibição de práticas destrutivas de colheita. Um esforço concertado e conjunto de várias partes interessadas, como pescadores, empresas de aquicultura, órgãos públicos, grupos ambientais e de conservação e outras ONGs, é absolutamente necessário se uma reconstrução a longo prazo dos recifes de ostras e colheitas sustentáveis for alcançada, em vez dos objetivos míopes de pesca de put-and-take que muitas vezes aconteceu. Mas tudo isso vai contra o grão dos caminhos e mudanças de uma vida de autonomia que marcaram pescadores, watermen e comunidades marítimas por séculos; eles agora também tiveram que resistir a serem oprimidos pela urbanização, gentrificação e industrialização. E eles viram a fonte de seu sustento invadida e tomada por conglomerados e com as costas contra o muro tornaram-se todos possessivos em seu território marinho, possivelmente como uma última medida desesperada para salvaguardar suas riquezas cada vez menores. De certa forma, quem pode culpá-los? Em vez disso, foi a inevitável disseminação da vida urbanizada em todos os seus avatares que matou os leitos de ostras, a demanda frenética e o excesso de consumo, doenças, poluição e acidificação-em algumas palavras, a civilização moderna. Portanto, agora cabe aos portadores mais exemplares deste último, os cientistas, encontrar soluções de laboratório que reparem e restaurem os bancos de ostras esgotados que antes enchiam nossas águas costeiras.

Villeneuve, a. m. & K. J. Hillers: de onde meiose? Cell, 106( 2001), 647-650.

Stanley, J. G., S. K. Allen e H. Hidu: poliploidia induzida na ostra Americana, Crassostrea Virginica, com Cytochalasin B. Aquaculture, 23 (1981), 1-10.

Que, H. et al: segregação cromossômica em ovos fertilizados de ostras Triplóides do Pacífico. Crassostrea gigas (Thunberg), após inibição do corpo polar 1. Boletim Biológico, 193 (1997), 14-19.

Beck, M. W. et al:_oyster recifes em risco e recomendações para conservação, restauração e manejo. Biociência, 61( 2011), 107-116.

os diagramas triploides foram retirados do site da 4Cs Breeding Technologies, Inc. http://www.4cshellfish.com
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