Tako kot obsojeni potniški golob leta 1914, rožnati golob Mauricius stoji na robu prepada. Potem ko so opazili, da so vsi drugi bratranci na tem oddaljenem otoku izumrli - vključno z dodom, njegovo zloglasno otoško soigralko, nazadnje videno leta 1662 - ta rožnatlavi ptič zdaj gleda navzdol iz temnega požira samega izumrtja.
Sorodne vsebine
- Pravi razlogi, da svojega psa ne bi smeli klonirati
- Kako znanstveniki uporabljajo najstniške koščke ostanka DNK za reševanje skrivnosti prostoživečih živali
Potem ko se je v devetdesetih letih prejšnjega stoletja število populacije, ki je bilo približno devet oseb, zmanjšalo na približno devet posameznikov, so rodovitne ptice danes do približno 400 prebivalcev. Toda to število je še vedno dovolj majhno, da jih lahko nevarno ogrožamo. Pomanjkanje genetske raznolikosti rožnatega goloba je vse bolj dovzetno za bolezen, ki povzroča parazite, imenovano trihomonoza, ki ubije več kot polovico piščancev in omeji rast populacije.
Na srečo ni več 1662. Danes bi lahko razvijajoče se orodje za ohranjanje teh ptic pomagalo potegniti nazaj z roba izumrtja: genetsko reševanje. Deluje z dodajanjem genske raznolikosti tem vrstam negotovo oštevilčenih populacij - z uvedbo posebnih posameznikov ali potencialno z nekega dne, ki neposredno urejajo njihove gene. Če bo delovala, bo morda prihodnost tega goloba spet tako rožnata kot njeno perje.
"Želimo jim poskušati ponuditi orodja za boj proti tej bolezni, " pravi Camilla Ryan, študentka, ki študira mavrijskega goloba z raziskovalcem genomike Mattom Clarkom na angleški univerzi Earlham. "Ptice nimajo številčnosti ali potencialno genetske raznolikosti, da bi se same spoprijele z boleznijo."
Clark in Ryan upata, da bosta to populacijo spet dvignila na noge, tako da bosta natančno določila gene, zaradi katerih so te ptice tako ranljive. Nato bodo v živalskih vrtovih in parkih po vsem svetu vzorčili rožne golobe v iskanju genov, ki bi bili primernejši za boj proti bolezni, s končnim ciljem pa bi jih lahko parili z divjo populacijo. Ekipa je že ustvarila genetske podatke iz 180 različnih roza golobov.
Kljub temu pa ostajata previdna pri izvajanju tehnike, ki je sprožila polemiko, odkar se je začela lažje izvajati v devetdesetih letih prejšnjega stoletja, v pomembnih primerih reševanja floridskih panterjev in prerijskih piščancev v Illinoisu. Niso sami: Številni naravovarstveniki trdijo, da bi pristop lahko povzročil nepredvidene težave za ogrožene vrste in da ne bo razrešil osnovnih težav, ki toliko vrst potisnejo na rob izumrtja, vključno z izgubo habitata zaradi človekovega razvoja.
Ker pa ljudje še naprej posegajo po divjih habitatih in spreminjajo svetovne podnebne vzorce, so razmere za številne vrste postale bolj grozne. Zdaj se mnogi raziskovalci obračajo na gensko reševanje, in sicer kot izvedljivo orodje za izvlečenje teh najbolj ranljivih vrst z roba izumrtja. V bolj oddaljeni prihodnosti nekateri znanstveniki menijo, da bi lahko šli še dlje, gensko spremenjene živali, da bi postale bolj primerne njihovim hitro spreminjajočim se okoljem.
A ne gremo preveč predse. Za zdaj so znanstveniki osredotočeni na ostrenje njihovih orodij za genomiko.
Križanje ptic v ujetništvu z populacijo divjih ptic ima lahko različne učinke na njihove genome. Ti domači golobi se nahajajo nad parkom Hurlstone, predmestjem Sydneyja. (Toby Hudson) Ko se populacije, kot je rožnati golob, zmanjšajo na dvo- ali celo enoštevilčne številke, doživijo nekaj, kar imenujemo inbreeding depresija. V bistvu to pomeni, da imajo v svojem genskem skladu manj raznolikosti, zato jim je težje premagati izzive v svojem okolju. Znake tega najdemo pri številnih vrstah, vključno z izolirano populacijo volkov v Michiganu, kjer so posamezniki začeli razvijati nenavadno obokano držo in trmaste repove - možni kazalci slabega zdravja.
Zdaj Ryan in Clark brskata po vzorcih zgodovinskih tkiv v petih muzejih po Evropi, da bi iskala gene, ki bi se jih morali starejši rožnati golobi nekoč boriti proti bolezni, preden so se začeli križati z depresijo. Skupina bo nato poiskala ptice v ujetništvu, ki bi lahko ohranile te zgodovinsko koristne gene, da bi jih parile z divjo populacijo.
Zveni dokaj enostavno, kajne? Žal igranje genetskega božanstva ni tako preprosto.
Vsak genotip, ki ga vnesete v obstoječo populacijo, ima svoje prednosti in slabosti. Zato mora ekipa biti previdna, da ne bo v imunski sistem divjih ptic vnesla novih težav, pravi Clark. "Lahko bi končali z vzrejo populacije, ki se zelo uspešno bori proti Trichomonasu, toda to, kar ste storili, je po naključju zmanjšala količino raznolikosti imunskega sistema, " pravi Clark.
Če je tako, doda, bi nova bolezen, na katero še niso bili pripravljeni, teoretično lahko prizadela in izbrisala celotno populacijo.
Če parite v ujetništvu z divjimi pticami, prav tako obstaja nevarnost uvedbe genov, ki so se v ujetništvu razvile, da bi preživele v ujetništvu, kar bi oslabilo sposobnost divjih ptic, da preživijo v divjini. "S tem, ko ste jim poskušali pomagati, ste poslabšali, " pravi Clark. Ta grožnja, ki jo imenujemo depresija, ki prehiteva, povzroča lov na naravovarstvene biologe in je glavni argument proti širši uporabi genetskega reševanja.
Florida panther je znak, kako genetsko reševanje lahko pomaga potegniti vrste z roba izumrtja. (Ameriška služba za ribe in prostoživeče živali) Kljub tem tveganjem pa je več zgodb o uspehu pokazalo, da genetsko reševanje lahko deluje. Ena večjih zgodb o uspehu, ki jo naravovarstveniki opozarjajo, je Florida panter.
Ta velika, ikonična mačka se je nekoč v velikem številu sprehajala po jugovzhodnih ZDA in uživala svoj status najvišjega plenilca in vitalnega člana ekosistema. Toda do 70. let prejšnjega stoletja so izguba habitata in lov zmanjšali prebivalstvo na 12 do 20 odraslih. Njihove številke niso bile le mračne, ampak skoraj vsi moški panterji so kazali znake depresije inbridiranja, vključno z nerazstavljenimi testisi, zvitimi repi in nizko količino sperme.
Konzervatorji niso želeli videti te mačke, ki je pomagala pri preverjanju populacije jelenov, divje svinje in drugih plenskih živali - izumreti. Leta 1995 je ameriška služba za ribe in prostoživeče živali sodelovala z ekipo raziskovalcev, da bi iz Teksasa prenesla osem ženskih gorskih levov, da bi se parila s floridskimi panterji. Upali so, da bodo gorski levi, ki so podvrsta panterja, oživili genski bazen in povečali število prebivalstva.
Stuart Pimm, konservatorski ekolog na univerzi Duke, pravi, da je imel svoje dvome sprva. Če ste poskušali rešiti vrsto, ki je postala tako redka, da je pokazala genetsko škodo, je verjel, potem je bilo že prepozno, da bi jih rešili. Mnogi njegovi kolegi so se strinjali. "Zdravili ste simptom in ne vzrok, " pravi Pimm in kot glavni vzrok v tem primeru navaja izgubo habitata.
Toda raziskovalci so šli naprej in parili pantere in gorske leve. Neverjetno se zdi, da je njihov trud uspel. Populacija panterjev je rasla in naslednja generacija se je pojavila brez okleščenih repov, nerazstavljenih štanc in drugih znakov križanja. "Vse te stvari so izginile, " pravi Pimm. Deset let pozneje je Pimm izvedel nadaljnjo študijo, v kateri je pokazal, da vzdržuje naraščajočo populacijo, brez teh znakov debelosti v križanju.
"Hitro je šlo, bil je zelo učinkovit postopek, " pravi zdaj.
Druge zgodbe o uspehu so se pojavile v devetdesetih letih. Številne piščančje populacije prerijev so se prvič povečale v desetletjih (čeprav novejše študije dvomijo o vlogi genetskega reševanja pri tem uspehu), skupaj s švedsko seštevalko, strupeno kačo, ki je trpela zaradi križanja. Danes je Pimm spremenil svojo melodijo: Zdaj verjame, da je genetsko reševanje lahko odlično orodje v orodjarni konzervativcev in razmišlja, da bi ga uporabil za zaščito drugih vrhunskih plenilcev, vključno z levi v Afriki.
Floridski panterji so postali ikona uspešnosti genetskega reševanja. (Michaelstone428) Ker raziskovalci po vsem svetu razmišljajo o izvajanju genetskega reševanja, morajo bolje razumeti, kako se lahko tveganje za debelost zaradi prehitevanja razlikuje od vrste do vrste. Na žalost, ker je bilo genetsko reševanje tako sporno, obstaja malo primerov, ki bi lahko ponudili te informacije.
Tudi zgodbe o uspehih panterjev, piščancev in dodatkov imajo omejene informacije o tem, kako mehanizem lahko prenaša z ene vrste na drugo, pravi Andrew Whiteley, raziskovalec genomike ohranjanja na Univerzi v Montani. Deloma zato, ker teh primerov ni bilo sistematično - so bili bolj zadnji napori za reševanje kritično ogroženih vrst.
"To so storili kot odgovor na pestro skrb vodstva, saj res niso bili narejeni, da bi preizkusili koncept genetskega reševanja na eksperimentalno strog način, " pravi Whiteley. "Torej bodo te negotovosti ostale."
Pri zapolnitvi teh vrzeli v znanju Whitely izvaja poskuse s potočno postrvjo - vrsto, ki jo je lažje eksperimentalno raziskati kot na velikimi plenilci - v kateri je njegova ekipa preselila ribe v štiri različne izolirane populacije in vnesla ribe od drugod, da bi se parila z njimi. Preliminarni rezultati kažejo, da je bil prvi krog zrelosti uspešen, vendar bo pravo merilo uspeha prišlo do sposobnosti druge generacije za preživetje in razmnoževanje - tu se ponavadi pojavijo simptomi depresije prehitevanja.
Načrtuje izčrpno oceno sposobnosti druge generacije za preživetje in razmnoževanje, pri čemer bo zgradil tako imenovani rodovnik, da bi videl, kako geni tečejo skozi sistem. "In končno se kopajte z genomiko, da bi na ravni genoma razumeli, kaj se je zgodilo, ko je ta impulz genskega toka vstopil v to majhno populacijo, " pravi Whiteley. "To so tiste vrste podatkov, ki jih moramo imeti, da bomo lahko podali trdna priporočila."
Križanje ptic v ujetništvu z populacijo divjih ptic ima lahko različne učinke na njihove genome. Tu je divja skala golobica v letu. (Alan D. Wilson) Če se tradicionalna oblika genskega reševanja šteje za sporno, bo na novo razvita iteracija želela začeti veliko glasnejšo hullabaloo. Danes biologi razmišljajo o dobesednem poigravanju z živalskimi genomi, tako da bi jih gensko inženirali, da bi imeli določene lastnosti.
Robert Fleischer, vodja Centra za ohranjanje genomike na Nacionalnem inštitutu za biologijo živalskega vrta in konzervacijske biologije Smithsonian, razmišlja o tej možnosti, da bi ptice na Havajih odporne na ali proti strpni ptičji malariji, povzročitelj človeka, ki danes uničuje številne havajske ptičje populacije. Toda raziskovalci v njegovi skupini in drugod pravijo, da so šele v predhodnih fazah raziskovanja te tehnike.
"Nismo še v fazi reševanja, samo si postavljamo fazo za to v prihodnosti, če se bo izšlo, " pravi Fleischer.
Oliver Ryder, direktor Conservation Genetics v San Diego Zoo Global, pravi, da bi se te tehnike nekega dne lahko izkazale za neprecenljive, a da bi morali najprej priti širši pogovori o etiki in logistiki. V okviru teh razprav bi morali raziskovalci tehtati tveganja, povezana z vsakim primerom - vključno s tveganjem, da prizadevanja preprosto ne bi uspela.
"Kljub prizadevanjem bi patogen našel rešitev ali inženiring, " pravi Ryder, "tako da vsi napori ne bi bili dovolj, da vrsta ne bi izumrla."
Ryder sodeluje v širših prizadevanjih, da bi razvil še en pristop genetskega reševanja in ga želi uporabiti za reševanje severnega belega nosoroga. Tehnika, ki še traja več let, bi uporabila tehnologijo matičnih celic za proizvodnjo jajčec in semenčic iz zamrznjenih celic severnega belega nosoroga, shranjenih v vrtcu San Diego Zoo. Njegova ekipa prav tako išče zamrznjeno spermo za ustvarjanje zarodkov iz jajčec, pridobljenih bodisi od zadnjih živih samic bodisi s tehnikami matičnih celic. Nato bi teoretično prenesli zarodke v tesno povezane nosoroge, ki bi služili kot nadomestki.
Ta nosorog je popoln kandidat za takšen pristop, deloma tudi zato, ker so od teh posameznikov ostali le trije, ki se ne morejo naravno vzrejati, pravi Ryder. "Severni beli nosorog je funkcionalno izumrl, " pravi Ryder. "Edini način, da se prepreči, da ne bi izumrl, je gensko reševanje z naprednimi genetskimi in reproduktivnimi tehnologijami."
Za zdaj se raziskovalci na splošno strinjajo, da tradicionalno genetsko reševanje brez genske modifikacije ponuja takojšnjo rešitev za ohranjanje. Vendar pa nikoli ne bo končna rešitev za reševanje ponižujočega prebivalstva. Namesto tega ponuja priložnost za reševanje drugih nadrejenih vprašanj, kot sta zmanjšanje izolacije in izboljšanje habitata, pravi Chris Funk, raziskovalec na ameriški univerzi v Koloradu, ki je izvedel študije o trinidadiških guppijih, da bi izsledil, kdaj in kako lahko izzveni depresija.
Funk se je, tako kot Pimm, sprva imenoval za skeptika - ne zato, ker ni verjel, da genetsko reševanje lahko deluje, temveč zato, ker se je po konzervaciji štel za purista. Ker pa se čedalje več prebivalstva izolira in jim grozi vse večji pritisk in razvoj ljudi, pravi, da je spoznal, da bodo morda potrebni nekateri kompromisi. "Zbirajo se dokazi, da lahko deluje v številnih okoliščinah, " pravi Funk.
"Ne bomo imeli razkošja, da bi imeli takšen puistični odnos, " nadaljuje. "Če želimo, da se te populacije na krajini uporabijo, bomo morali uporabiti genetsko reševanje, da ne bodo izumrle."
