Ilmuwan Menggunakan Kotoran Hewan untuk Menyelamatkan Spesies yang Terancam Punah

OXFORD - Sekarang para peneliti sedang menyelidiki apakah mereka dapat menggunakan kotoran untuk menangkap,  dan memanfaatkan keanekaragaman genetik hewan. Jika berhasil proyek terbaru ini akan membantu menyelamatkan hewan yang terancam punah.

Dari The Guardian, mulai macan tutul salju hingga penyu laut, hewan-hewan di seluruh dunia tengah terancam, dan beberapa ilmuwan menyebut hilangnya satwa liar dalam jumlah besar dalam beberapa dekade terakhir sebagai “pemusnahan biologis” .

Disebut sebagai “kebun binatang kotoran”, proyek ini didasarkan pada premis sederhana: selain kaya akan makanan yang tidak tercerna, bakteri, dan empedu, kotoran juga mengandung sel-sel dari makhluk yang menyimpannya, yang dilepaskan dari lapisan usus mereka.

Yang terpenting, penelitian menunjukkan beberapa sel dalam kotoran masih hidup – setidaknya saat endapannya masih segar.

"Ini masih tahap yang sangat, sangat awal," kata Suzannah Williams dari Universitas Oxford, yang memimpin tim tersebut. "Namun sejauh ini hasilnya sangat positif," imbuhnya, seraya menambahkan bahwa mereka tidak hanya mengisolasi sel hidup dari kotoran tikus, tetapi juga dari kotoran gajah.

Harapannya adalah sel-sel ini dapat digunakan untuk membantu meningkatkan keragaman genetik dalam populasi, sehingga meningkatkan peluang bertahan hidup spesies.

Pendekatan yang dikenal sebagai " penyelamatan genetik " ini dapat dilakukan dalam beberapa bentuk. Pertama-tama, DNA dari sel dapat dianalisis untuk membantu para ilmuwan memahami variasi genetik dari berbagai populasi, yang akan menjadi dasar berbagai upaya konservasi. DNA tersebut memiliki kualitas yang lebih tinggi jika diekstraksi dari sel yang masih hidup.

Tetapi jika sel dari kotoran dapat dikulturkan dan ditumbuhkan, hal itu memunculkan kemungkinan lain: terciptanya hewan utuh menggunakan teknologi reproduksi berbantuan yang canggih.

Ini termasuk kloning – di mana inti sel dimasukkan ke dalam sel telur donor, impuls listrik diberikan, dan embrio yang dihasilkan ditanamkan ke pengganti untuk menghasilkan “kembaran” genetik dari hewan asli.

Mungkin yang lebih menarik lagi adalah kemungkinan untuk memprogram ulang sel-sel tersebut sehingga mereka memiliki kapasitas untuk menjadi jenis sel apa pun. Yang terpenting, penelitian pada tikus menunjukkan bahwa sel-sel tersebut dapat diubah menjadi sperma dan sel telur – yang berarti mereka dapat digunakan dalam teknik seperti IVF untuk menghasilkan keturunan.

"Jika Anda menggunakan sel telur dan sperma, Anda dapat memanfaatkan reproduksi seksual dan semua rekombinasi yang terjadi selama peristiwa tersebut, dan Anda dapat benar-benar mulai membangun potensi adaptasi terhadap stres lingkungan," kata Ashlee Hutchinson, yang mencetuskan gagasan kebun binatang kotoran dan merupakan manajer program Revive & Restore , sebuah organisasi konservasi berbasis di AS yang mendanai pekerjaan tersebut.

Sederhananya, dengan menciptakan sel kelamin di laboratorium, adalah mungkin untuk memanfaatkan keragaman genetik suatu spesies tanpa harus menyatukan hewan-hewan secara individual – yang mungkin berada di berbagai belahan dunia, atau tidak dapat diakses – atau perlu mengumpulkan sperma dan sel telur mereka.

Sel yang diprogram ulang juga dapat memungkinkan para ilmuwan untuk menggunakan teknik penyuntingan gen untuk memahami, misalnya, gen yang terlibat dalam penyakit satwa liar atau adaptasi lingkungan – informasi yang selanjutnya dapat digunakan untuk merekayasa ketahanan yang lebih besar pada suatu spesies, misalnya dengan menyaring sel kelamin atau embrio untuk gen tertentu, atau bahkan melalui penyuntingan gen.

Penyuntingan gen sudah dieksplorasi oleh Revive dan Restore untuk menghidupkan kembali Merpati Penumpang yang telah punah , dan oleh perusahaan biosains Colossal dalam upaya menghidupkan kembali mamut berbulu .

Membekukan sel kultur dalam nitrogen cair pada suhu -196 Celcius berarti sel tersebut dapat diawetkan tanpa batas waktu, memungkinkan DNA yang dikandungnya berpotensi digunakan dalam aplikasi yang belum pernah terbayangkan sebelumnya.

Perbankan hayati sel dan jaringan spesies yang terancam punah, dari air mani dan jaringan ovarium hingga sel kulit, untuk penyelamatan genetik telah dianut oleh lembaga amal dan organisasi, dari Nature's Safe yang berpusat di Inggris hingga Frozen Zoo di San Diego .

Namun, hal ini biasanya melibatkan pengambilan sel atau jaringan dari hewan itu sendiri, baik yang masih hidup maupun yang sudah mati. Sebaliknya, pengambilan sel dari kotoran tidak bersifat invasif dan tidak melibatkan penangkapan, sehingga meningkatkan kemungkinan untuk mengumpulkannya bahkan dari makhluk yang paling sulit ditangkap – sebuah pendekatan yang dapat memungkinkan para ilmuwan mengakses keragaman genetik yang lebih besar dengan mengambil sampel dari populasi liar.

"Ini adalah kasus tentang bagaimana kita, secara massal, dapat mengumpulkan sel-sel hidup dari sebanyak mungkin spesies untuk mempertahankan keanekaragaman hayati yang jumlahnya terus berkurang dengan sangat cepat," kata Rhiannon Bolton, seorang peneliti pada proyek tersebut dari kebun binatang Chester, sebuah lembaga amal yang turut bekerja sama dalam proyek tersebut.

Namun pendekatan ini bukannya tanpa tantangan. Volume kotoran yang harus diolah cukup besar – “pikirkan tentang ember dan saringan di awal,” kata Bolton.

Terlebih lagi, kotoran mengandung lebih dari sekadar sel hewan dan limbah organik.

"Ini adalah lingkungan dengan bakteri terbanyak yang bisa Anda gunakan untuk mengumpulkan sel," kata Williams. Tim tersebut kini tengah berupaya menemukan solusinya, yaitu menggunakan pengenceran untuk menghilangkan bakteri.

“Kemudian kami membudidayakan [sel hewan] dalam antibiotik dan antijamur,” kata Williams.

Namun, meskipun sel hidup dapat diisolasi dari kotoran dan dikulturkan, masih ada rintangan yang harus diatasi sebelum keturunan dapat dihasilkan. Salah satunya adalah kurangnya pemahaman tentang fisiologi reproduksi banyak hewan, yang berarti fokusnya, setidaknya pada awalnya, kemungkinan besar akan tertuju pada spesies yang telah diteliti dengan baik.

Meski kebun binatang kotoran tersebut masih dalam tahap awal, tim tersebut sudah terbentuk: Williams juga memimpin upaya untuk menyelamatkan badak putih utara dengan menggunakan metode berbasis laboratorium untuk menghasilkan sejumlah besar sel telur dari jaringan ovarium badak sementara, di antara proyek lainnya, Revive and Restore terlibat dalam kloning musang berkaki hitam yang berhasil – spesies yang dua kali dianggap telah punah – dari sel yang dibekukan beberapa dekade sebelumnya.

Namun, beberapa ahli konservasi berpendapat bahwa pencegahan lebih baik daripada pengobatan.

"Cara terbaik untuk melindungi spesies adalah dengan menghentikan kepunahan mereka hingga ke titik yang membutuhkan pendekatan seperti kloning. Meskipun teknologi baru ini mungkin memberikan beberapa peluang menarik untuk konservasi, namun teknologi ini tidak mungkin memberikan transformasi yang kita perlukan," kata Paul De Ornellas, penasihat utama ilmu satwa liar di WWF Inggris.

“Menangani faktor pendorong utama penurunan keanekaragaman hayati seperti hilangnya habitat dan eksploitasi berlebihan, sekaligus mendukung upaya konservasi berskala besar yang memungkinkan perlindungan dan pemulihan alam, harus menjadi fokus utama kita jika kita ingin mengatasi krisis keanekaragaman hayati.”

David Jachowski, seorang profesor madya ekologi satwa liar di Universitas Clemson dan pakar musang berkaki hitam, menambahkan bahwa meskipun menjaga keberagaman genetik itu penting, hal itu saja tidak cukup.

“Memproduksi lebih banyak hewan tidak serta merta berarti menghilangkan ancaman di alam liar untuk melepaskan hewan tersebut dan membuatnya bertahan hidup,” katanya.

Namun tim kebun binatang kotoran mengatakan metode modern dan tradisional dapat bekerja secara paralel.

"Saya tidak mengatakan kita harus berhenti melindungi habitat dan berhenti melakukan upaya konservasi in situ," kata Bolton. "Saya hanya berpikir karena keadaan sulit yang kita hadapi, kita perlu mencoba berbagai cara yang berbeda".