Когато пътешественият гълъб Марта умира в зоопарка в Синсинати през 1914 г., започва краят на една красива ера. След като доминиращият вид в Източна Северна Америка, пътуващите гълъби обитавали горите в огромни стада до няколко милиарда индивида в продължение на десетки хиляди години, преди да изчезнат. Чистият брой на тези птици, комбиниран с диетата, базирана на дървесни семена, ги направи един от най-важните екологични инженери на онова време, оформяйки динамиката на местообитанията, на която тези гори разчитат. Тези екосистеми сега губят биоразнообразието, казва Бен Новак, водещ изследовател в Revive & Restore.
„Когато тази птица изчезна през 1914 г., имаше мрачно събуждане на силата на индустриалното човечество да унищожи дори най-изобилните природни ресурси“, казва той. Така Новак, работещ с Калифорнийския институт, създава Revive & Restore, програма за възстановяване и връщане на тези видове и пренаселване на техните естествени местообитания, използвайки общи гълъби и силата на CRISPR.
Може ли починал вид да бъде възкресен?
Новак е част от малка група инженери за изчезване, сравнително голяма група учени, които се надяват да използват генно инженерство за защита или възраждане на емблематични животински видове, които са били унищожени от човешката дейност.
За някои премахването на изчезването (или премахването на изчезването) е пътуване на изкупление в екологичен мащаб. Да, биоразнообразието е важно, но кой може да каже, че изчезнал вид може да се адаптира и оцелява в екологична система, която непрекъснато се променя и която се променя след смъртта си? Или по-важното, какво ще стане, ако възкръсналите животни - по същество „извънземни“на Земята - нанесат повече вреда, отколкото полза за нашата крехка екосистема?
„Защо имаме нужда от тази беда“, пита екипът на Новак. В случай на скитащи гълъби отговорът е прост: Наскоро, почти хилядолетие след изчезването на хората, най-накрая разбрахме решаващата роля, която играят за оформянето на източната северноамериканска екосфера.
В момента учените са установили, че скитащите гълъби са се появили преди повече от 12 милиона години и са изключително приспособени за живот в гъсти стада. Новите открития, комбинирани с проучвания на горската екология, ясно показват, че тези птици са били ключови инженери на горската динамика.
Промоционално видео:
Тази централна роля предполага, че пътуващите гълъби са много по-важни за екосистемата, отколкото просто да се опитват да успеят във възраждането на изчезнали видове. „Завръщането на странстващия гълъб ще възстанови регенеративните цикли на динамиката на горите, от които се нуждаят десетки видове, които в момента се свиват и се борят за оцеляване“, казва Новак.
Де-изчезване: чернови
Процесът е двуетапен: първо, изчезналите видове трябва да бъдат възкресени от мъртвите. Второ, повторното въвеждане на вида в околната среда трябва да бъде внимателно оценено.
Вече имаме подобни примери за втората стъпка, обяснява Новак. Повторното въвеждане на видове в райони, където те са изкоренени, е дългосрочна наука и учените вече са постигнали известен успех: вълци в Йелоустоун, лос в Кентъки, бобри в Шотландия. Крайната цел е да претеглим рисковете от това да го направим или да не го правим: какво се случва с екосистемата, ако спрем да се намесваме.
В случай на скитащия гълъб резултатът от повторното му въвеждане вероятно ще бъде или неутрален - тоест ще стане просто още една птица в гората без измеримо въздействие - или положителен за оцеляването на други видове.
Във всеки случай шансовете са в полза на Новак.
Първото изискване - да върне мъртвите към живот - е съвсем нова наука. Но благодарение на малко средство, наречено CRISPR, може да се стигне до изчезване.
Ето уловката: За разлика от Джурасик Парк, учените не се опитват да анимират животно въз основа само на неговото ДНК.
Екипът използва подход за намиране и замяна: започнете с обикновен гълъб, който се разхожда из градските кофи за боклук и включете гени, характерни за скитащите гълъби. Използваме най-близките роднини - гълъби с райета опашка. Чрез избирателно извличане на гени от животното, екипът се надява да концентрира нововъведените гени в потомството и по този начин да задвижи "живите сурогати" на пътническите гълъби на генетично ниво.
С достатъчно поколения можем да получим любопитни изкуствени видове с неразличима ДНК от изчезнали животни. Но дали едно хибридно животно ще се превърне в скитащ гълъб е философски въпрос.
Това е стратегията, следвана от повечето групи, които се опитват да възкресят животни. Но екипът на Новак имаше отговор.
В сравнение с Додо, например, "има използваема ДНК, защото в музеите и колекциите на таксидермисти има повече пълнени гълъби, отколкото всяка друга птица", казва Новак. Добавете към факта, че ние имаме достъп до раирани гълъби и разбиране на техните репродуктивни модели и вие получавате, че „науката за възкресението може да получи всички стимули и постоянство“.
Изчезване на практика
От 2012 г. екипът на Новак вероятно е постигнал по-голям успех от всеки друг проект за унищожаване.
Първо, в поредица от произведения и съвместни действия екипът постепенно разкри важното въздействие, което пътуващите гълъби оказват върху екосистемите им и отговори на дългогодишния въпрос как техният брой намалява толкова бързо от милиарди до нула. Птиците са се развили, за да се адаптират към живота на големи популации. Въпреки че вероятно биха могли да се възстановят от ниското генетично разнообразие, човешкият лов е сложил последния пирон в ковчега си.
Заедно тези изследвания помагат да се върне гълъбът у дома. Новак обясни, че според тези резултати първо трябва да осигурим на раираните гълъби необходимите мутации, които ще накарат те да се възпроизвеждат по същия начин, както направиха пътуващите гълъби и те биха могли да живеят в гъсти общности. След това трябва да дадем на птиците адаптациите, от които се нуждаят, за да живеят ефективно в среда с висока социална плътност, като черти, които ще ги направят по-чувствителни към социалните сигнали или бързото съзряване на потомството, така че да прекарват по-малко време в отглеждането на голям брой деца.
Появата на CRISPR промени всичко. За първи път Новак и неговият екип имат достъп до сравнително прост и евтин инструмент за редактиране на гени, който ще им позволи да работят с ДНК на обикновен гълъб.
Досега те са предприели няколко подхода, за да направят инструмента по-ефективен. Най-добрият начин е директно да редактирате спермата на гълъба или яйцеклетката, защото тези промени ще бъдат предадени на следващото поколение. Какъв е проблемът? Учените все още не са успели да отглеждат тези клетки в епруветка.
Следващият важен момент е въвеждането на инструмента за редактиране на ДНК - с необходимите инструменти - в ембриона. Но и тук учените се сблъскаха с проблеми: те трябваше да разчитат на вируси, за да доставят инструментариума на CRISPR. В резултат на това опаковката стана твърде голяма, за да бъде поставена безопасно.
За да заобиколи тези препятствия, екипът на Новак се фокусира върху създаването на изцяло нова линия от гълъби, всяка от които съдържа генетичен материал, за да улесни редактирането на ДНК.
CRISPR-Cas9 е двуетапен процес, обяснява Новак. Част от CRISPR е скрита в целевата ДНК, докато Cas9 прави разреза. Птиците, развъждани с Cas9 във всяка клетка, по същество имат функционален инструмент за редактиране на гени в телата си, което прави доставянето на други основни компоненти много по-лесно.
„В следващите три години светът може да види първата генетика на скитащия гълъб, преродена в живи, дишащи птици“, казва Новак.
Ако всичко върви по план, ще станем свидетели на възраждане на изчезнали видове в следващите двадесет години. Додо птиците и вълнестите мамути също ще бъдат възкресени. Рано или късно изчезването ще остане нещо от миналото - за по-добро или за по-лошо.
Иля Кел