Kai 1914 m. Sinsinačio zoologijos sode mirė keliaujanti balandė Morta, prasidėjo graži era. Kadaise vyraujančios rūšys rytinėje Šiaurės Amerikoje, keliaujantys balandžiai dešimtys tūkstančių metų gyveno miškuose milžiniškuose pulkų, kuriuose buvo keli milijardai žmonių, prieš išnykdami. Vien tik šių paukščių skaičius kartu su jų mityba iš medžių sėklų padarė juos vienu iš svarbiausių to meto aplinkos inžinierių, formuodamas buveinių dinamiką, kuria šie miškai rėmėsi. Šios ekosistemos dabar praranda biologinę įvairovę, sako Benas Novakas, vadovaujantis „Revive & Restore“tyrėjas.
„Kai šis paukštis 1914 m. Išnyko, buvo niūriai pažadinta pramoninės žmonijos galia sunaikinti net gausiausius gamtos išteklius“, - sako jis. Taigi Novakas, bendradarbiaudamas su Kalifornijos institutu, kuria programą „Revive & Restore“, skirtą šioms rūšims atkurti ir grąžinti bei jų natūralioms buveinėms atnaujinti, naudojant įprastus balandžius ir CRISPR galią.
- „Salik.biz“
Ar mirusioji rūšis gali būti prisikėlusi?
„Novak“priklauso nedidelei išnykimo inžinierių grupei, palyginti didelei grupei mokslininkų, kurie tikisi panaudoti genų inžineriją, kad apsaugotų ar atgaivintų ikonines gyvūnų rūšis, kurios buvo sunaikintos dėl žmogaus veiklos.
Kai kuriems žmonėms išnykimas (arba išnykimas) yra išpirkimo kelionė ekologiniu mastu. Taip, biologinė įvairovė yra svarbi, bet kas gali pasakyti, kad išnykusi rūšis gali prisitaikyti ir išgyventi ekologinėje sistemoje, kuri nuolat keičiasi ir kuri pasikeitė po jos mirties? Arba dar svarbiau, kas būtų, jei prisikėlę gyvūnai - iš esmės „ateiviai“Žemėje - padarytų daugiau žalos nei naudos mūsų trapioms ekosistemoms?
„Kodėl mums reikia šios bėdos“, - klausia „Novak“komandos. Į klajojančius balandžius atsakymas paprastas: Neseniai, praėjus beveik tūkstantmečiui po žmonių dingimo, mes pagaliau supratome, kokį svarbų vaidmenį jie vaidina formuojant rytinę Šiaurės Amerikos ekosferą.
Šiuo metu mokslininkai nustatė, kad klajojantys balandžiai atsirado daugiau nei prieš 12 milijonų metų ir buvo išskirtinai pritaikyti gyvenimui tankiuose pulkuose. Naujos išvados kartu su miško ekologijos tyrimais aiškiai rodo, kad šie paukščiai buvo pagrindiniai miško dinamikos inžinieriai.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Šis pagrindinis vaidmuo rodo, kad keliaujantys balandžiai ekosistemai yra kur kas svarbesni nei tiesiog bandymas sėkmingai išgydyti išnykusias rūšis. „Grįžęs klajojantis balandis atkurs miškų dinamikos, kurios reikia dešimčiai rūšių, kurios šiuo metu traukiasi ir stengiasi išgyventi, regeneracinius ciklus“, - sako Novakas.
Išnykimas: juodraščiai
Šis procesas vyksta dviem etapais: pirmiausia išnykusios rūšys turi būti prikeltos iš numirusių. Antra, reikia atidžiai įvertinti rūšių patekimą į aplinką.
Panašių antrojo žingsnio pavyzdžių jau turime, - paaiškina Novakas. Rūšių introdukcija į teritorijas, kuriose jos buvo išnaikintos, yra ilgalaikis mokslas, ir mokslininkai jau matė tam tikrą sėkmę: vilkai Jeloustouno mieste, briedžiai Kentukyje, bebrai Škotijoje. Pagrindinis tikslas yra pasverti tai, ką gali padaryti ar nedaryti: kas nutiks ekosistemai, jei nustosime kištis.
Tikėtina, kad klaidžiojant balandis vėl bus įvestas neutraliai - tai yra, jis taps tik dar vienu paukščiu miške be išmatuojamo poveikio - arba teigiamu kitų rūšių išlikimui.
Bet kokiu atveju šansai yra Novak naudai.
Pirmasis reikalavimas - prikelti mirusiuosius į gyvenimą - labai naujas mokslas. Tačiau mažo įrankio, vadinamo CRISPR, dėka, išnykimas gali vykti.
Štai laimikis: skirtingai nei Jurassic Park, mokslininkai nesistengia gyvūno pagyvinti remdamiesi vien jo DNR.
Komanda naudoja „surask ir pakeisk“metodą: pradėk nuo įprasto balandžio, vaikščiojančio po miesto šiukšlių dėžes, ir įtraukk keliaujantiems balandžiams būdingus genus. Mes naudojame artimiausius giminaičius - balandžius su dryžuota uodega. Atrankiniu būdu iš gyvūno išgaudami genus, komanda tikisi sukoncentruoti naujai įterptus genus palikuoniuose ir tokiu būdu išstumti „gyvus surogatus“keleiviniams balandžiams genetiniu lygmeniu.
Turėdami pakankamai kartų, galime sulaukti smalsių dirbtinių rūšių, kurių DNR nesiskiria nuo išnykusių gyvūnų. Tačiau ar hibridinis gyvūnas taps klajojančiu balandžiu, yra filosofinis klausimas.
Tai yra strategija, kurios laikosi dauguma grupių, bandančių prikelti gyvūnus. Bet Novako komanda turėjo atsakymą.
Pavyzdžiui, palyginti su „Dodo“, yra tinkama naudoti DNR, nes muziejuose ir taksidermistų kolekcijose yra daugiau įdarytų balandžių nei bet kuriame kitame paukštyje “, - sako Novakas. Pridėkite tai, kad turime prieigą prie dryžuotų balandžių ir supratimą apie jų reprodukcinius modelius, ir jūs suprantate, kad „prisikėlimo mokslas galėtų įgyti visus stimulus ir atkaklumą“.
Išnykimas praktikoje
Nuo 2012 m. „Novak“komanda pasiekė daugiau sėkmės nei bet kuris kitas išnykimo projektas.
Pirma, atlikdama daugybę darbų ir bendradarbiaudama, komanda palaipsniui atskleidė svarbų poveikį keliaujantiems balandžiams jų ekosistemoms ir atsakė į seniai iškilusį klausimą, kaip jų skaičius taip greitai sumažėjo nuo milijardų iki nulio. Paukščiai vystėsi, kad prisitaikytų prie gyvenimo didelėse populiacijose. Nors jie tikriausiai galėtų pasveikti dėl menkos genetinės įvairovės, žmonių medžioklė į karstą įleido galutinį nagą.
Kartu šie tyrimai padeda sugrąžinti balandį namo. Novakas paaiškino, kad pagal šiuos rezultatus pirmiausia turime aprūpinti dryžuotus balandžius būtinomis mutacijomis, kurios privers juos daugintis taip, kaip tai darė keliaujantys balandžiai, ir jie galėjo gyventi tankiose bendruomenėse. Tada turime suteikti paukščiams adaptacijas, kurių jiems reikia norint efektyviai gyventi didelėje socialinio tankumo aplinkoje, pavyzdžiui, bruožus, kurie juos padidins jautrumą socialinėms užuominoms, arba greitą palikuonių brendimą, kad jie mažiau laiko praleistų augindami daug vaikų.
CRISPR atėjimas pakeitė viską. Pirmą kartą Novakas ir jo komanda turi prieigą prie palyginti paprasto ir pigaus genų redagavimo įrankio, kuris leis jiems dirbti su bendrojo balandžio DNR.
Iki šiol jie ėmėsi kelių metodų, kad priemonė būtų efektyvesnė. Geriausias būdas yra tiesiogiai redaguoti balandžių spermą ar kiaušinį, nes šie pokyčiai bus perduoti kitai kartai. Kokia problema? Mokslininkams dar nepavyko užauginti šių ląstelių mėgintuvėlyje.
Kitas svarbus punktas yra DNR redagavimo įrankio - su reikiamais įrankiais - įdėjimas į embrioną. Tačiau mokslininkams taip pat kilo problemų: pristatydami CRISPR priemonių rinkinį, jie turėjo pasikliauti virusais. Dėl to pakuotė tapo per didelė, kad būtų galima saugiai įterpti.
Siekdama išvengti šių kliūčių, Novako komanda sutelkė dėmesį į visiškai naujos balandžių eilutės sukūrimą, kurių kiekvienoje buvo genetinė medžiaga, kad būtų lengviau redaguoti DNR.
„CRISPR-Cas9“yra dviejų etapų procesas, aiškina „Novak“. Dalis CRISPR yra paslėpta tikslinėje DNR, o Cas9 - pjaustymas. Paukščių, auginamų su Cas9 kiekvienoje ląstelėje, kūnai iš esmės turi tam tikrą funkcinį genų redagavimo įrankį, todėl kitų pagrindinių komponentų tiekimas yra daug lengvesnis.
„Per ateinančius trejus metus pasaulyje gali įvykti pirmoji klajojančio balandžio genetika, atgimusi gyviesiems, kvėpuojantiems paukščiams“, - sako Novakas.
Jei viskas vyks taip, kaip planuota, per ateinančius dvidešimt metų matysime išnykusių rūšių atgimimą. Taip pat bus prikelti dodo paukščiai ir vilnoniai mamutai. Anksčiau ar vėliau išnykimas liks praeitimi - geriau ar blogiau.
Ilja Khel