Rovnako ako odsúdený holub z roku 1914 stojí ružový holub Maurícius na okraji priepasti. Po zhasnutí všetkých jeho ostatných bratrancov na tomto vzdialenom ostrove - vrátane doda, jeho neslávne známeho ostrovného partnera naposledy videného v roku 1662 - sa tento ružovo zafarbený vták pozerá dolu na temné prehlbovanie vyhynutia.
Súvisiaci obsah
- Skutočné dôvody, prečo by ste nemali klonovať svojho psa
- Ako vedci používajú drobné kúsky zvyšnej DNA na vyriešenie záhad divočiny
Po tom, čo v 90. rokoch minulého storočia klesli na populáciu len okolo deviatich jedincov, sú dnes studené vtáky späť na populáciu asi 400 ľudí. Tento počet je však stále dosť malý na to, aby boli nebezpečne zraniteľné. Nedostatok genetickej diverzity ružového holuba spôsobuje, že je stále viac náchylný na ochorenie spôsobujúce parazity zvané trichomonóza, ktoré zabíja viac ako polovicu kurčiat a obmedzuje rast populácie.
Našťastie to už nie je 1662. Vyvíjajúci sa ochranný nástroj by dnes mohol pomôcť týmto vtákom stiahnuť z pokraju vyhynutia: genetickej záchrany. Funguje tak, že k týmto druhom neisto očíslovaných populácií pridáva genetickú diverzitu - predstavením konkrétnych jednotlivcov alebo potenciálne priamym úprave ich génov. Ak to bude fungovať, budúcnosť tohto holuba môže byť opäť ružová ako perie.
"Chceme sa im pokúsiť poskytnúť nástroje na boj proti tejto chorobe, " hovorí Camilla Ryan, postgraduálna študentka, ktorá študuje holub na Mauríciu s výskumníkom genómiky Mattom Clarkom na anglickej Earlham University. "Vtáky nemajú počet alebo potenciálne genetickú diverzitu, aby sa vysporiadali s touto chorobou samotnou."
Clark a Ryan dúfajú, že vytiahnu túto populáciu späť na nohy tým, že určia gény, vďaka ktorým sú tieto vtáky na prvom mieste tak zraniteľné. Potom budú odoberať ružové holuby v zajatí v zoologických záhradách a parkoch po celom svete pri hľadaní génov, ktoré sú vhodnejšie na boj proti tejto chorobe, s konečným cieľom ich potenciálneho párenia s divokou populáciou. Tím už vygeneroval genetické údaje zo 180 rôznych ružových holubov.
Napriek tomu pár zostáva opatrný pri zavádzaní techniky, ktorá priniesla kontroverziu už od začiatku, keď sa začala ľahšie implementovať v 90. rokoch 20. storočia, v charakteristických prípadoch záchrany pantherov na Floride a prérijných kurčiat Illinois. Nie sú sami o sebe: Mnohí ochranári tvrdia, že tento prístup by mohol predstavovať nepredvídané problémy pre ohrozené druhy a že nevyriešil základné problémy, ktoré tlačia toľko druhov na pokraj vyhynutia, vrátane straty biotopov v dôsledku ľudského rozvoja.
Ale ako ľudia naďalej zasahujú do divokých biotopov a menia globálne klimatické vzorce, situácia mnohých druhov sa zhoršila. Mnohí vedci sa teraz obracajú na genetickú záchranu ako na životaschopný nástroj na vytiahnutie týchto najzraniteľnejších druhov z pokraju vyhynutia. V ďalekejšej budúcnosti si niektorí vedci myslia, že by sme mohli ísť ďalej a geneticky modifikovať zvieratá tak, aby sa lepšie prispôsobili ich rýchlo sa meniacemu prostrediu.
Nenechajme sa však pred sebou. V súčasnosti sa vedci zameriavajú na zaostrovanie svojich genomických nástrojov.
Kríženie vtákov chovaných v zajatí s populáciami voľne žijúcich vtákov môže mať zmiešané účinky na ich genómy. Tieto domáce skalné holuby stúpajú nad Hurlstone Park, predmestie Sydney. (Toby Hudson) Keď sa populácie ako ružový holub zmenšujú na dvojciferné alebo dokonca jednociferné číslo, zažijú niečo, čo sa nazýva inbreeding depression. V podstate to znamená, že majú menšiu rozmanitosť v ich genofonde, čo im sťažuje poraziť výzvy v ich prostredí. Znaky tohto stavu sa našli v mnohých druhoch, vrátane izolovanej populácie vlkov v Michigane, kde sa u jedincov začal rozvíjať neobvyklý klenutý postoj a zakrpatené chvosty - možné ukazovatele zlého zdravia.
Ryan a Clark teraz odoberajú vzorky historických tkanív z piatich múzeí v celej Európe, aby hľadali gény, ktoré mohli mať staršie ružové holuby kedysi museli bojovať proti chorobe skôr, ako sa zmocnila depresia. Tím potom vyhľadá vtáky chované v zajatí, ktoré si mohli udržiavať tieto historické užitočné gény, aby ich spojili s divokou populáciou.
Znie to celkom jednoducho, však? Žiaľ, hranie genetického božstva nie je také jednoduché.
Každý genotyp, ktorý predstavíte do existujúcej populácie, má svoje vlastné klady a zápory. Tím musí byť opatrný, aby nepriniesol do imunitného systému voľne žijúcich vtákov nové problémy, hovorí Clark. "Dalo by sa nakoniec rozmnožiť populáciu, ktorá je veľmi úspešná v boji proti Trichomonas, ale to, čo ste urobili, je neúmyselné zníženie množstva diverzity v imunitnom systéme, " hovorí Clark.
Ak je to tak, dodáva, nová choroba, na ktorú neboli pripravení, by mohla teoreticky zasiahnuť a zničiť celú populáciu.
Párenie vtákov chovaných v zajatí s voľne žijúcimi vtákmi tiež predstavuje riziko zavedenia génov, ktoré sa z vtákov chovaných v zajatí vyvinuli na prežitie v zajatí, čím sa oslabí schopnosť voľne žijúcich vtákov prežiť vo voľnej prírode. "Snažením sa im pomôcť ste sa zhoršili, " hovorí Clark. Táto hrozba, nazývaná šľachtiteľská depresia, vyvoláva hackles medzi ochranárskymi biológmi a je primárnym argumentom proti širšiemu využívaniu genetickej záchrany.
Panther na Floride je charakteristickým znakom toho, ako môže genetická záchrana pomôcť vytiahnuť druhy z pokraju vyhynutia. (US Fish and Wildlife Service) Napriek týmto rizikám však niekoľko úspešných príkladov ukázalo, že genetická záchrana môže fungovať. Jedným z hlavných príbehov ochrancov prírody, na ktorý poukazujú, je panter na Floride.
Táto veľká, ikonická mačka kedysi vo veľkom počte priťahovala juhovýchodné USA a teší sa jej štatútu najlepšieho predátora a dôležitého člena ekosystému. Ale v 70. rokoch minulého storočia sa strata biotopu a poľovníctvo zmenšili na 12 až 20 dospelých. Nielenže ich počet klesal, ale takmer všetky mužské pantery vykazovali príznaky depresie inbreeding, vrátane nežiaducich semenníkov, zalomených chvostov a nízkeho počtu spermií.
Pamiatkári nechceli vidieť túto mačku - ktorá pomohla udržiavať populácie jeleňov divokých, divokých ošípaných a ostatných dravých zvierat pod kontrolou - zanikla. Takže v roku 1995 US Fish and Wildlife Service spolupracovala s tímom vedcov na prevode ôsmich samičiek horských levov z Texasu, aby sa spojili s panthermi na Floride. Dúfali, že horské levy, ktoré sú poddruhom pantera, revitalizujú genofond a zvýšia veľkosť populácie.
Stuart Pimm, ochranár ekológov na Duke University, tvrdí, že mal najprv pochybnosti. Ak ste sa pokúšali zachrániť druh, ktorý sa stal tak zriedkavým, že vykazuje genetické poškodenie, veril, potom už bolo príliš neskoro ich zachrániť. Mnoho jeho kolegov súhlasilo. „Liečili ste skôr príznak ako príčinu, “ hovorí Pimm a v tomto prípade citoval stratu biotopu.
Vedci však pokračovali a spárili pantery a horských levov. Zdá sa, že ich úsilie bolo úžasné. Populácia pantera rástla a ďalšia generácia sa javila ako bez zalomených chvostov, nevystúpených chápadiel a ďalších príznakov inbreeding. „Všetky tieto veci zmizli, “ hovorí Pimm. O desať rokov neskôr Pimm uskutočnil následnú štúdiu, v ktorej preukázal, že udržiava rastúcu populáciu bez týchto príznakov inbreedingovej depresie.
"Bolo to rýchle, bol to veľmi efektívny proces, " hovorí teraz.
Ďalšie úspechy sa objavili v 90. rokoch. Populácia veľkých kuracích praliniek rástla prvýkrát po desaťročiach (aj keď novšie štúdie spochybňujú úlohu genetickej záchrany v tomto úspechu), spolu so švédskym kadencom, jedovatým hadom, ktorý trpel šľachtením. Dnes Pimm zmenil svoju melódiu: Teraz je presvedčený, že genetická záchrana môže byť vynikajúcim nástrojom v zbierke nástrojov ochranárov a uvažuje o jej použití na ochranu ďalších hlavných predátorov, vrátane levov v Afrike.
Panthery na Floride sa stali ikonou úspechu genetickej záchrany. (Michaelstone428) Keďže vedci na celom svete uvažujú o zavedení genetickej záchrany, musia lepšie porozumieť tomu, ako sa môže riziko rozšírenia depresie medzi jednotlivými druhmi líšiť. Bohužiaľ, pretože genetická záchrana bola tak kontroverzná, existuje len málo prípadov, ktoré by mohli poskytnúť tieto informácie.
Dokonca aj príbehy o úspechu panterov, kurčiat a sčítavateľov majú obmedzené informácie o tom, ako sa mechanizmus môže prenášať z jedného druhu na druhý, hovorí Andrew Whiteley, výskumný pracovník v oblasti genomiky na University of Montana. Čiastočne je to preto, že tieto prípady sa nevykonávali systematicky - boli to skôr snahy o záchranu kriticky ohrozeného druhu.
"Boli vykonané v reakcii na naliehavé obavy vedenia, v skutočnosti sa nevykonali experimentálne dôsledné testovanie koncepcie genetickej záchrany, " hovorí Whiteley. "Takže tieto neistoty zostanú."
V snahe zaplniť tieto medzery vo vedomostiach Whitely uskutočňovala experimenty s pstruhovým pstruhom - druhom, ktorý sa experimentálne ľahšie experimentoval ako veľké predátory - v ktorom jeho tím presunul ryby do štyroch rôznych izolovaných populácií a priviedol ryby odkiaľkoľvek, aby sa s nimi spojili. Predbežné výsledky naznačujú, že prvé kolo párovania bolo úspešné, ale skutočnou mierou úspechu bude schopnosť druhej generácie prežiť a rozmnožovať sa - to je miesto, kde sa zvyčajne objavujú príznaky outbreedingovej depresie.
Plánuje vykonať komplexné hodnotenie schopnosti druhej generácie prežiť a reprodukovať sa, vybudovať takzvaný rodokmeň, aby zistil, ako gény pretekajú systémom. "A nakoniec sa vrhnite do genomiky, aby ste na úrovni genómu pochopili, čo sa stalo, keď tento impulz toku génov vstúpil do tejto malej populácie, " hovorí Whiteley. „Toto sú druhy údajov, ktoré musíme vedieť dokázať.“
Kríženie vtákov chovaných v zajatí s populáciami voľne žijúcich vtákov môže mať zmiešané účinky na ich genómy. Tu za letu holubica divoká. (Alan D. Wilson) Ak sa tradičná forma genetickej záchrany považuje za kontroverznú, novo sa vyvíjajúca iterácia bude rád začať oveľa hlasnejšie hullabaloo. Biológovia dnes uvažujú o doslovnom pohrávaní so živočíšnymi genómami tým, že ich geneticky upravia tak, aby mali určité vlastnosti.
Robert Fleischer, vedúci Centra pre zachovanie genomiky v Smithsonianovom národnom zoologickom a zoologickom ústave v Smithsonian, zvažuje túto možnosť, aby sa vtáky na Havaji stali rezistentnými alebo tolerantnými voči vtáčej malárii, čo je ľudský patogén, ktorý ničí mnoho havajských vtáčích populácií. Vedci vo svojej skupine a inde však tvrdia, že sa práve nachádzajú v prípravných fázach skúmania tejto techniky.
„Zatiaľ nie sme vo fáze záchrany, pripravujeme to na to, aby sme to v budúcnosti urobili, ak to vyjde, “ hovorí Fleischer.
Oliver Ryder, riaditeľ Conservation Genetics v San Diegu Zoo Global, tvrdí, že tieto techniky by sa jedného dňa mohli ukázať ako neoceniteľné, ale je potrebné, aby sa na prvom mieste vyskytli širšie diskusie o etike a logistike. V rámci týchto diskusií by vedci museli zvážiť riziká spojené s každým prípadom - vrátane rizika, že úsilie jednoducho nebude fungovať.
„Napriek úsiliu by patogén našiel cestu okolo riešenia alebo inžinierstva, “ hovorí Ryder, „takže všetko úsilie nebude stačiť na to, aby sa zabránilo vyhynutiu druhu.“
Ryder je zapojený do širšieho úsilia o vývoj ďalšieho genetického záchranného prístupu a má záujem ho použiť na záchranu nosorožca severného. Táto technika, ktorá je stále vzdialená, by využívala technológiu kmeňových buniek na produkciu vajíčok a spermií zo zamrznutých buniek bielych nosorožcov severných uložených v San Diegu Zoo Global. Jeho tím tiež skúma použitie zmrazených spermií na vytváranie embryí z vajíčok získaných buď z posledných žijúcich žien, alebo pomocou techník kmeňových buniek. Teoreticky by potom preniesli embryá do úzko príbuzných nosorožcov, ktorí by slúžili ako náhradníci.
Toto nosorožce je dokonalým kandidátom na takýto prístup, čiastočne preto, že zostávajú iba tri z týchto jedincov, ktorí nie sú schopní prirodzene sa množiť, hovorí Ryder. „Severné biele nosorožce sú funkčne vyhynuté, “ hovorí Ryder. "Jediný spôsob, ako zabrániť vyhynutiu, je genetická záchrana pomocou pokročilých genetických a reprodukčných technológií."
Vedci sa zatiaľ zhodujú na tom, že tradičná genetická záchrana bez genetickej modifikácie ponúka najskoršie riešenie ochrany. Nikdy však nebude konečným riešením na záchranu degradujúcich populácií. Namiesto toho ponúka príležitosť na prekonanie medzier na riešenie ďalších prekrývajúcich sa problémov, ako je napríklad zníženie izolácie a zlepšenie biotopu, hovorí Chris Funk, výskumný pracovník na štátnej univerzite v Colorade, ktorý uskutočnil štúdie o trinidadiánskych guppiesoch, aby zistil, kedy a ako môže vzniknúť nadmerná depresia.
Funk, rovnako ako Pimm, sa pôvodne nazýval skeptikom - nie preto, že neveril, že by genetická záchrana mohla fungovať, ale pretože sa považoval za puristu, keď došlo k jeho ochrane. Ale keďže sa čoraz viac obyvateľov stáva izolovaných a ohrozených zvyšujúcimi sa ľudskými tlakmi a rozvojom, hovorí, že si uvedomil, že niektoré kompromisy môžu byť potrebné. „Existuje množstvo dôkazov, že môže fungovať za mnohých okolností, “ hovorí Funk.
„Nebudeme mať luxus, aby sme mali tento puristický postoj, “ pokračuje. "Ak chceme tieto populácie v krajine, budeme musieť použiť genetickú záchranu, aby sme im zabránili vyhynúť."
