Da den reiserute duen Martha døde i Cincinnati Zoo i 1914, begynte slutten på en vakker tid. Når de først var den dominerende arten i det østlige Nord-Amerika, beboet duende duer skog i store flokker på opptil flere milliarder individer i titusenvis av år før de ble utdødd. Det store antallet av disse fuglene, kombinert med deres trefrøbaserte kosthold, gjorde dem til en av de viktigste miljøingeniørene for dagen, og dannet habitatdynamikken som disse skogene stolte på. Disse økosystemene mister nå biologisk mangfold, sier Ben Novak, hovedforsker ved Revive & Restore.
"Da denne fuglen ble utryddet i 1914, skjedde det en skikkelig oppvåkning av kraften til det industrielle menneskeheten for å ødelegge selv de mest tallrike naturressursene," sier han. Så Novak, som jobber med California Institute, lager Revive & Restore, et program som tar sikte på å gjenopprette og gjenvinne disse artene og repopulere deres naturlige leveområder, ved å bruke vanlige duer og kraften fra CRISPR.
Kan en avdød art gjenoppstå?
Novak er en del av en liten gruppe av utryddelsesingeniører, en relativt stor gruppe forskere som håper å bruke genteknologi for å beskytte eller gjenopplive ikoniske dyrearter som er blitt ødelagt av menneskelig aktivitet.
For noen er av-utryddelse (eller av-utryddelse) en innløsningsreise på en økologisk skala. Ja, biologisk mangfold er viktig, men hvem kan si at en utdødd art kan tilpasse seg og overleve i et økologisk system som stadig endres og som har endret seg siden dets død? Eller, enda viktigere, hva hvis oppstandne dyr - egentlig "romvesener" på jorden - gjør mer skade enn godt for vårt skjøre økosystem?
"Hvorfor trenger vi dette trøbbel," spør teamet til Novak. Når det gjelder vandrende duer er svaret enkelt: Nylig, nesten et årtusen etter menneskers forsvinning, forsto vi endelig den avgjørende rollen de spilte i utformingen av den øst-nordamerikanske økosfæren.
For øyeblikket har forskere funnet ut at vandrende duer dukket opp for mer enn 12 millioner år siden og var eksepsjonelt tilpasset livet i tette flokker. De nye funnene, kombinert med skogøkologistudier, viser tydelig at disse fuglene var nøkkelingeniører for skogdynamikk.
Salgsfremmende video:
Denne sentrale rollen antyder at omreisende duer er langt viktigere for økosystemet enn å bare prøve å lykkes med å gjenoppstå utdødde arter. "Den vandrende dues tilbakevending vil gjenopprette de regenererende syklusene med skogdynamikk som dusinvis av arter trenger som for tiden krymper og sliter med å overleve," sier Novak.
De-ekstinksjon: utkast
Prosessen er to-trinn: først må den utdødde arten gjenoppstå fra de døde. For det andre må gjeninnføring av artene i miljøet vurderes nøye.
Vi har allerede lignende eksempler for det andre trinnet, forklarer Novak. Å gjeninnføre arter i områder der de er blitt utryddet er en langsiktig vitenskap, og forskere har allerede sett en viss suksess: ulv i Yellowstone, elg i Kentucky, bever i Skottland. Det endelige målet er å veie risikoen for å gjøre eller ikke gjøre det: hva skjer med økosystemet hvis vi slutter å blande oss inn.
Når det gjelder den vandrende duen, vil resultatet av dens gjeninnføring sannsynligvis være enten nøytralt - det vil si at det bare blir en annen fugl i skogen uten målbar påvirkning - eller positivt for overlevelsen av andre arter.
I alle fall er oddsen i Novaks favør.
Det første kravet - for å bringe de døde tilbake til livet - er en veldig ny vitenskap. Men takket være et lite verktøy som heter CRISPR, kan utryddelse finne sted.
Her er fangsten: I motsetning til Jurassic Park prøver ikke forskere å animere et dyr utelukkende basert på dets DNA.
Teamet bruker en finne-og-erstatt-tilnærming: start med en vanlig due som rusler rundt i byens søppeldunker, og inkluderer gener som er typiske for vandrende duer. Vi bruker de nærmeste slektningene - duer med stripete hale. Ved selektivt å fjerne gener fra dyret, håper teamet å konsentrere de nylig slått på genene i avkommet og dermed drive "levende surrogater" til passasjerduer på genetisk nivå.
Med nok generasjoner kan vi få nysgjerrige kunstige arter med DNA som ikke kan skilles fra utdødde dyr. Men om et hybriddyr vil bli en vandrende due er et filosofisk spørsmål.
Dette er strategien som følges av de fleste grupper som prøver å gjenopplive dyr. Men teamet til Novak hadde svar.
Sammenlignet med dodo, for eksempel, "er det brukbart DNA fordi det er flere utstoppede duer i museer og taxidermistsamlinger enn noen annen fugl," sier Novak. Legg til det faktum at vi har tilgang til stripete duer og en forståelse av deres reproduksjonsmønstre, og du får til at "oppstandelsens vitenskap kan få alle stimuli og utholdenhet."
Av-utryddelse i praksis
Siden 2012 har Novak-teamet uten tvil oppnådd mer suksess enn noe annet prosjekt for utryddelse.
For det første avdekket teamet i en serie arbeider og samarbeid gradvis den viktige innvirkningen som reisende duer hadde på økosystemene sine og svarte på et langvarig spørsmål om hvordan antallet deres falt så raskt fra milliarder til null. Fugler har utviklet seg for å tilpasse seg livet i store populasjoner. Mens de sannsynligvis kunne komme seg etter lite genetisk mangfold, har menneskejakten lagt den endelige spikeren i kisten deres.
Sammen hjelper disse studiene med å bringe duen hjem igjen. Novak forklarte at i henhold til disse resultatene, må vi først gi de stripete duene de nødvendige mutasjonene som vil føre til at de reproduserer seg på samme måte som reiseruteduene gjorde, og de kunne leve i tette samfunn. Vi må da gi fuglene tilpasningene de trenger for å leve effektivt i miljøer med høy sosial tetthet, for eksempel egenskaper som vil gjøre dem mer følsomme for sosiale ledetråder, eller rask modning av avkom slik at de bruker mindre tid på å oppdra et stort antall barn.
Fremkomsten av CRISPR forandret alt. For første gang har Novak og teamet hans tilgang til et relativt enkelt og billig genredigeringsverktøy som lar dem jobbe med DNA fra en vanlig due.
Så langt har de tatt flere tilnærminger for å gjøre verktøyet mer effektivt. Den beste måten er å direkte redigere duer sæd eller egg, fordi disse endringene vil bli gitt videre til neste generasjon. Hva er problemet? Forskere har ennå ikke klart å dyrke disse cellene i et reagensglass.
Det neste viktige poenget er innføringen av DNA-redigeringsverktøyet - med nødvendige verktøy - i embryoet. Men forskere fikk problemer her også: De måtte stole på virus for å levere CRISPR-verktøyet. Som et resultat har emballasjen blitt for stor til å kunne settes inn trygt.
For å komme seg rundt disse hindringene, fokuserte Novaks team på å lage en helt ny linje med duer, hver inneholder genetisk materiale for å gjøre det lettere å redigere DNA.
CRISPR-Cas9 er en totrinns prosess, forklarer Novak. En del av CRISPR er skjult i mål-DNA, mens Cas9 gjør kuttet. Fugler avlet med Cas9 i hver celle har i det vesentlige noe funksjonelt genredigeringsverktøy i kroppen, noe som gjør levering av andre viktige komponenter mye enklere.
"I løpet av de neste tre årene kan verden se den første genetikken til den vandrende duen gjenfødt i levende, pustende fugler," sier Novak.
Hvis alt går som planlagt, vil vi være vitne til en gjenoppblomstring av utdødde arter i løpet av de neste tjue årene. Dodofugler og ullmammaer vil også gjenoppstå. Før eller siden vil utryddelse forbli en saga blott - til bedre eller verre.
Ilya Khel
