La fel ca porumbelul condamnat în 1914, porumbelul roz din Mauritius stă la marginea unui vârf. După ce i-a urmărit pe toți ceilalți veri de porumbei de pe această insulă îndepărtată dispăruți - incluzând dodo, infamul său coleg de insulă văzut ultima oară în 1662 - această pasăre cu culoarea trandafirului se uită acum în jos la pescăruia întunecată a dispariției.
Continut Asemanator
- Motivele reale pentru care nu ar trebui să vă clonați câinele
- Modul în care oamenii de știință folosesc teeny bucăți de ADN restant pentru a rezolva misterele faunei sălbatice
După ce au coborât până la o populație de aproximativ nouă persoane în anii 90, păsările pupa se întorc la o populație de aproximativ 400 de azi. Dar acest număr este încă destul de mic pentru a-i lăsa periculos de vulnerabili. Lipsa de diversitate genetică a porumbelului roz a lăsat-o din ce în ce mai susceptibilă unei boli cauzatoare de paraziți numită trichomonosis, care ucide mai mult de jumătate din puii lor și limitează creșterea populației.
Din fericire, nu mai este 1662. Astăzi, un instrument de conservare în evoluție ar putea ajuta la retragerea acestor păsări din pragul dispariției: salvarea genetică. Funcționează prin adăugarea diversității genetice la aceste tipuri de populații numerotate în mod precar - prin introducerea unor indivizi specifici sau, eventual, prin editarea directă a genelor lor. Dacă funcționează, viitorul acestui porumbel poate fi din nou la fel de roz ca penajul său.
„Vrem să încercăm să le oferim instrumentele pentru combaterea acestei boli”, spune Camilla Ryan, o studentă absolventă care studiază porumbelul din Mauritius cu cercetătorul de genomică Matt Clark de la Universitatea Earlham din Anglia. „Păsările nu au un număr sau potențial diversitatea genetică pentru a face față bolii în sine”.
Clark și Ryan speră să tragă această populație înapoi pe picioare, identificând genele care fac ca aceste păsări să fie atât de vulnerabile în primul rând. Apoi, vor proba porumbei roz captivi în grădinile zoologice și parcurile din întreaga lume în căutarea genelor mai potrivite pentru a lupta împotriva bolii, cu scopul final de a le împlini cu populația sălbatică. Echipa a generat deja date genetice de la 180 de porumbei roz diferiți.
Cu toate acestea, perechea rămâne prudentă în implementarea unei tehnici care a creat controverse încă de când a început să fie pusă în aplicare mai ușor în anii 1990, în cazuri marcante de salvare a panterelor din Florida și puii de pradă din Illinois. Nu sunt singuri: mulți conservatori susțin că abordarea ar putea crea probleme neprevăzute pentru speciile în pericol și că nu rezolvă problemele de bază care împing atât de multe specii în pragul dispariției, inclusiv pierderea de habitat din cauza dezvoltării umane.
Dar, pe măsură ce oamenii continuă să se angajeze pe habitate sălbatice și să modifice modelele climatice globale, situația pentru multe specii a devenit mai gravă. Acum, mulți cercetători apelează la salvarea genetică ca un instrument viabil pentru a scoate aceste specii cele mai vulnerabile din pragul dispariției. În viitorul mai îndepărtat, unii oameni de știință cred că am putea să mergem mai departe, modificând genetic animalele pentru a deveni mai potrivite pentru mediile lor în schimbare rapidă.
Dar să nu trecem prea mult înaintea noastră. Deocamdată, oamenii de știință sunt concentrați pe accentuarea instrumentelor de genomică.
Încrucișarea păsărilor captive cu populațiile de păsări sălbatice poate avea efecte mixte asupra genomului lor. Acești porumbei de stâncă domestici se ridică deasupra Parcului Hurlstone, o suburbie din Sydney. (Toby Hudson) Atunci când populații ca porumbelul roz se micșorează până la cifre duble sau chiar singure, acestea se confruntă cu ceva numit depresie consangvinizantă. În esență, asta înseamnă că au mai puțină diversitate în bazinul lor de gene, ceea ce le face mai greu să învingă provocările din mediul lor. Semne în acest sens au fost găsite la numeroase specii, inclusiv o populație izolată de lupi din Michigan, unde indivizii au început să dezvolte o postură arcuită neobișnuită și cozi încăpățânate - indicatori posibili ai sănătății precare.
Acum, Ryan și Clark cercetează mostrele de țesut istoric din cinci muzee din Europa pentru a căuta gene pe care porumbeii roz mai vechi ar fi trebuit să lupte împotriva bolii înainte de apariția depresiei. Echipa va căuta apoi păsări captive care ar fi putut menține aceste gene istorice utile pentru a le împlini cu populația sălbatică.
Pare destul de simplu, nu? Din păcate, a juca o divinitate genetică nu este atât de simplu.
Fiecare genotip pe care îl introduceți în populația existentă are propriile pro și contra. Deci, echipa trebuie să fie atentă să nu introducă probleme noi în sistemele imune ale păsărilor sălbatice, spune Clark. „Ați putea sfârși prin reproducerea unei populații care are mare succes în lupta împotriva Trichomonas, dar ceea ce ați făcut este să reduceți accidental cantitatea de diversitate a sistemului imunitar”, spune Clark.
Dacă acesta este cazul, adaugă el, o nouă boală pentru care nu erau pregătiți ar putea, teoretic, să lovească și să șteargă întreaga populație.
Împerecherea păsărilor captive cu păsări sălbatice riscă, de asemenea, să introducă gene pe care păsările captive au evoluat pentru a supraviețui în captivitate, slăbind capacitatea păsării sălbatice de a supraviețui în sălbăticie. „Încercând să îi ajute, ai înrăutățit”, spune Clark. Această amenințare, numită depresie, crește droguri în rândul biologilor conservatori și este un argument principal împotriva utilizării mai mari a salvării genetice.
Pantera din Florida este un semn distinctiv al modului în care salvarea genetică poate ajuta la tragerea speciilor din pragul dispariției. (Serviciul pentru animale și animale sălbatice din SUA) Cu toate acestea, în ciuda acestor riscuri, mai multe povești de succes au arătat că salvarea genetică poate funcționa. Una dintre marile povești de succes pe care le păstrează conservatorii este pantera din Florida.
Această pisică mare, iconică, a pândit odată prin sud-estul SUA în număr mare, bucurându-se de statutul său de prădător de top și membru vital al ecosistemului. Însă în anii ’70, pierderea habitatului și vânătoarea au redus populația la între 12 și 20 de adulți. Nu numai că numărul lor era nefast, dar aproape toate panterele de sex masculin prezentau semne de depresie consangvinizantă, incluzând testicule nedorite, cozi înțepate și număr scăzut de spermatozoizi.
Conservatorii nu doreau să vadă această pisică - care a contribuit la menținerea populației de cerbi cu coada albă, porumb sălbatic și alte animale de pradă în control - dispar. Așadar, în 1995, Serviciul SUA pentru Pești și Faună Salbatică a lucrat cu o echipă de cercetători pentru a transfera opt lei de munte din Texas pentru a se împlini cu panterele din Florida. Ei sperau că leii de munte, care sunt o subspecie a panterei, vor revitaliza bazinul genic și vor stimula dimensiunea populației.
Stuart Pimm, un ecolog în conservare la Duke University, spune că la început a avut îndoielile sale. Dacă încercați să salvați o specie care devenise atât de rară încât arăta daune genetice, credea el, atunci era deja prea târziu pentru a le salva. Mulți dintre colegii săi au fost de acord. „Ai tratat simptomul mai degrabă decât cauza”, spune Pimm, citând pierderea de habitat ca fiind cauza principală în acest caz.
Dar cercetătorii au mers mai departe și i-au împerecheat pe pantere și leii de munte. Uimitor, eforturile lor păreau să funcționeze. Populația de pantere a crescut, iar următoarea generație a apărut lipsită de cozi încrețite, tentacule nedescendente și alte semne de consangerare. „Toate aceste lucruri au dispărut”, spune Pimm. Zece ani mai târziu, Pimm a efectuat un studiu de urmărire care arată că au susținut o populație în creștere, fără aceste semne de depresie consangvinizantă.
„A fost rapid, a fost un proces foarte eficient”, spune el acum.
Alte povești de succes au apărut în anii ’90. Populațiile de pui de mare pradă au crescut pentru prima dată în decenii (deși studii mai recente pun sub semnul întrebării rolul salvării genetice în acest succes), împreună cu adăugătorul suedez, un șarpe veninos care suferise de consangvinizare. Astăzi, Pimm și-a schimbat tonul: Acum crede că salvarea genetică poate fi un instrument excelent în cutia de instrumente a unui conservator și are în vedere utilizarea acesteia pentru a proteja alți prădători de vârf, inclusiv lei din Africa.
Panterele din Florida au devenit o icoană a succesului genetic al salvării. (Michaelstone428) Deoarece cercetătorii din întreaga lume iau în considerare punerea în aplicare a salvării genetice, ei trebuie să înțeleagă mai bine cum riscul de apariție a depresiei poate diferi de la specii la specii. Din păcate, deoarece salvarea genetică a fost atât de controversată, există câteva cazuri care ar putea oferi aceste informații.
Până și poveștile de succes ale panterelor, puii și adepții dețin informații limitate cu privire la modul în care mecanismul s-ar putea transfera de la o specie la alta, spune Andrew Whiteley, un cercetător în domeniul genomicii de conservare la Universitatea din Montana. Acest lucru se datorează în parte faptului că aceste cazuri nu au fost realizate în mod sistematic - au fost mai mult un ultim efort pentru a salva o specie pe cale de dispariție critică.
"Acestea au fost făcute ca răspuns la o problemă de management apăsător, nu au fost într-adevăr făcute pentru a testa conceptul de salvare genetică într-un mod experimental riguros", spune Whiteley. „Deci aceste incertitudini vor rămâne.”
Lucrând pentru a umple aceste lacune de cunoștințe, Whitely a efectuat experimente cu păstrăvul de pârâu - o specie mai ușor de studiat experimental decât prădătorii mari - în care echipa sa a mutat peștii în patru populații izolate diferite și a introdus pești din altă parte pentru a se împlini cu ei. Rezultatele preliminare sugerează că prima rundă de împerecheri a avut succes, însă măsura reală a succesului va veni cu capacitatea celei de-a doua generații de a supraviețui și a se reproduce - acesta este locul unde tendințele de apariție a depresiei au tendința să apară.
El intenționează să efectueze o evaluare cuprinzătoare a capacității a doua generație de a supraviețui și reproduce, construind un așa-numit pedigree pentru a vedea cum genele curg prin sistem. „Și în cele din urmă săpați cu genomica pentru a înțelege la nivel de genom ce s-a întâmplat când acest puls al fluxului genic a intrat în această populație mică”, spune Whiteley. „Acestea sunt tipurile de date de care trebuie să putem face recomandări solide.”
Încrucișarea păsărilor captive cu populațiile de păsări sălbatice poate avea efecte mixte asupra genomului lor. Aici, un porumbel de rocă sălbatică în zbor. (Alan D. Wilson) Dacă forma tradițională de salvare genetică este considerată controversată, o iterație nou dezvoltată va dori să înceapă un hullabaloo mult mai tare. Astăzi, biologii iau în considerare cățenia literală cu genomul animalelor, inginerindu-le genetic să aibă anumite trăsături.
Robert Fleischer, șeful Centrului pentru Conservarea Genomicii de la Institutul Național de Zoo și Conservare Biologic din Smithsonian, ia în considerare această opțiune pentru a face păsările din Hawaii rezistente sau tolerante la malaria aviară, un agent patogen introdus de oameni care devastează multe populații de păsări din Hawaii astăzi. Cercetătorii din grupul său și din alte părți spun că sunt doar în etapele preliminare ale investigării acestei tehnici.
„Încă nu suntem în stadiul de a face salvări, tocmai stabilim stadiul pentru a face asta în viitor, dacă se va rezolva”, spune Fleischer.
Oliver Ryder, directorul Conservării Genetice la Zoo Global din San Diego, spune că aceste tehnici s-ar putea dovedi într-o zi neprețuite, dar că ar trebui să vină mai întâi discuții mai ample despre etică și logistică. În cadrul acestor discuții, cercetătorii ar trebui să cântărească riscurile asociate fiecărui caz - inclusiv riscul ca eforturile pur și simplu să nu funcționeze.
„În ciuda eforturilor, agentul patogen va găsi o cale de rezolvare a soluției sau a ingineriei”, spune Ryder, „așa că toate eforturile nu ar fi suficiente pentru a nu dispărea specia.”
Ryder este implicat într-un efort mai larg pentru a dezvolta încă o abordare de salvare genetică și este interesat să-l folosească pentru a salva Rinocerul Alb de Nord. Tehnica, care este încă ani distanță, ar utiliza tehnologia celulelor stem pentru a produce ouă și spermă din celulele congelate din Nordul Rinelor albe stocate la Zoo Global San Diego. Echipa sa încearcă să folosească spermă înghețată pentru a crea embrioni din ouă obținute fie de la ultimele femei vii, fie prin tehnici de celule stem. Aceștia ar fi transferat apoi teoretic embrioni în rinocuri strâns, care ar servi drept surogat.
Rinocerul este candidatul perfect pentru o astfel de abordare, în parte, deoarece au rămas doar trei dintre acești indivizi care nu sunt capabili să se reproducă în mod natural, spune Ryder. „Rinocerul Alb de Nord este dispărut funcțional”, spune Ryder. „Singurul mod de a-l evita să dispară ar fi să îl salvezi genetic folosind tehnologii avansate genetice și de reproducere.”
Deocamdată, cercetătorii sunt în general de acord că salvarea genetică tradițională fără modificări genetice oferă cea mai imediată soluție de conservare. Cu toate acestea, nu va fi niciodată soluția finală pentru salvarea populațiilor degradante. În schimb, oferă o oportunitate de stop-gap pentru a trata alte probleme de bază, cum ar fi reducerea izolării și îmbunătățirea habitatului, spune Chris Funk, un cercetător la Universitatea de Stat din Colorado care a efectuat studii asupra guppilor din Trinidad pentru a urmări când și cum poate apărea depresia.
Funk, la fel ca Pimm, la început s-a numit sceptic - nu pentru că nu credea că salvarea genetică ar putea funcționa, ci pentru că se considera purist atunci când era vorba de conservare. Dar, din ce în ce mai multe populații devin izolate și amenințate de creșterea presiunilor și dezvoltării umane, el spune că a ajuns să realizeze că unele compromisuri pot fi necesare. „Există dovezi că poate funcționa în multe circumstanțe”, spune Funk.
„Nu vom avea luxul de a avea această atitudine puristă”, continuă el. „Dacă vrem aceste populații pe peisaj, va trebui să folosim salvarea genetică pentru a le împiedica să dispară.”
