Wskrzeszenie wymarłych gatunków rozpocznie się od gołębia wędrownego

Kiedy w 1914 roku w zoo w Cincinnati martwy gołąb wędrowny Marca, rozpoczął się koniec pięknej epoki. Niegdyś dominujące gatunki w wschodniej części Ameryki Północnej, wędrujący gołębie zamieszkiwali lasy ogromnych stadach, do kilku miliardów osobników, w ciągu kilkudziesięciu tysięcy lat, zanim całkowicie wymarły. Ogromna ilość tych ptaków, w połączeniu z ich dietą na bazie nasion drzew, przekształciła je w jednej z najważniejszych inżynierów-ekologów tego czasu, tworząc dynamikę siedlisk, na której oparła się te lasy. Teraz te ekosystemy tracą bioróżnorodność, mówi Ben Nowak, wiodący pracownik naukowy Revive & Restore.

"Kiedy w 1914 roku ten ptak jest wymarła, odbyło się mroczne przebudzenie siły przemysłowego ludzkości, mającego zniszczyć nawet najbardziej obfite zasoby naturalne", mówi. Dlatego Nowak, pracując z Kalifornijskiego instytutu, tworzy Revive & Restore — program, skierowany na odbudowę i powrót tych gatunków i zasiedlenie ich ich naturalnych siedlisk — za pomocą zwykłych gołębi i siły CRISPR.

czy Można wskrzesić zmarły widok?

Nowak wchodzi w małą grupę inżynierów "девымирания", stosunkowo dużej grupy naukowców, którzy mają nadzieję wykorzystać inżynierię genetyczną w celu ochrony lub odrodzenia kultowych gatunków zwierząt, zniszczone działalnością człowieka.

Dla niektórych девымирание (lub деэкстинкция, de-extinxtion) — to podróż z odkupieniem winy ekologicznych skali. Tak, różnorodność biologiczna to ważne, ale kto powie, że wymarły gatunek może dostosować się i przetrwać w ekologicznym systemie, który ciągle się zmienia i która zmieniła się od czasu jego śmierci? Lub, co ważniejsze, że, jeśli воскрешенные zwierzęta — w istocie, "obcy" na Ziemi — przyniesie więcej szkody niż pożytku naszego kruchego ekosystemu?

"po Co nam te kłopoty", pyta zespół Nowaka. W przypadku wä gołębiami odpowiedź jest prosta: niedawno, po prawie tysiąc lat po zniknięciu ludzi, mamy w końcu zrozumiał decydującą rolę, którą odegrały w kształtowaniu wschodniej północnoamerykańskiej экосфере.

W tej chwili naukowcy odkryli, że wędrowni gołębie pojawiły się ponad 12 milionów lat temu i były wyjątkowo przystosowane są do życia w zwartych stadach. Nowe wyniki, w połączeniu z nauką ekologii lasu, wyraźnie wskazują, że ptaki te były głównymi inżynierami dynamiki lasu.

Ta centralna rola mówi o tym, że wędrowni gołębie znacznie bardziej ważne dla ekosystemu, niż prosta próba osiągnięcia sukcesu w zmartwychwstaniu wymarłych gatunków. "Powrót gołębia wędrownego przywróci regeneracyjne cykle głośniki lasy, w których potrzebują dziesiątki gatunków, które są obecnie i starają się przetrwać" - mówi Nowak.

"gołąb Wędrowny to nie jest po prostu wzorcowy wygląd; to chyba najbardziej ważny dla przyszłego zachowania różnorodności biologicznej lasów w wschodniej części Ameryki", mówi.

Девымирание: kopie robocze

Proces dwuetapowy: po pierwsze, wymarłe gatunki trzeba wskrzesić z martwych. Po drugie, trzeba starannie rozważyć ponowne wprowadzenie gatunków na środowisko.

Mamy już podobne przykłady do drugiego kroku, wyjaśnia Nowak. Ponowne wprowadzenie gatunków na obszarach, gdzie zostały wyeliminowane, to wieloletnia nauka i naukowcy już widać pewne postępy: wilki w Йеллоустоуне, łosie w Kentucky, bobry w Szkocji. Ostatecznym celem jest, aby rozważyć ryzyko związane z tym, aby robić lub nie robić, to jest: co się stanie z ekosystemem, jeśli przestaniemy się wtrącać.

W przypadku gołąb wędrowny wynik jego ponownego wprowadzenia prawdopodobnie będzie albo neutralny — czyli będzie to po prostu jeszcze jeden ptak w lesie bez żadnego zmierzenia wpływu lub pozytywny dla przetrwania innych gatunków.

W każdym razie, szanse grają na rzecz Nowaka.

Pierwszy warunek — przywrócić zmarłego do życia — jest to bardzo nowa nauka. Ale dzięki niewielkiej instrumentu o nazwie CRISPR, девымирание może się odbyć.

To jest istota: w przeciwieństwie do Parku Jurajskiego, naukowcy nie próbują ożywić zwierzę, wyłącznie na podstawie jego DNA.

Zespół wykorzystuje podejście "znajdź i zamień": zacznijmy od zwykłego gołębia, który шарится w мусорникам w mieście i trochę w niego geny typowe dla gołębi wędrownych. Korzystamy z najbliższej rodziny — gołębi z pasiasty ogon. Poprzez selektywne wyjścia genów u zwierząt, podobnie rzecz ma się koncentrować na nowo zawarte genów u potomstwa i w ten sposób promować "żywych zastępcze" do pasażerskim gołębiom na poziomie genetycznym.

Przy odpowiedniej liczbie pokoleń możemy uzyskać ciekawy sztuczne rodzaje DNA, неотличимым od wymarłych zwierząt. Ale czy będzie to hybrydowa zwierząt wędrownych gołębiem, to trudne pytanie.

Ta strategia, której trzymają się większość grup, próbujących wskrzesić zwierząt. Ale zespół Nowaka pojawił się odpowiedzi.

W porównaniu z dodo, na przykład, "nadaje się do użytku DNA, bo w muzeach i kolekcjach таксидермистов nadziewane wypchanych gołębi wędrownych więcej niż jakikolwiek inny ptaki", mówi Nowak. Należy dodać fakt, że mamy dostęp do gołębiom z pasiasty ogon, a zrozumienie ich rozrodczych modeli, i będzie, że "nauka zmartwychwstania mogła uzyskać wszystkie niezbędne zachęty i być uporczywa".

Девымирание w praktyce

Z 2012 roku zespół Nowaka, być może, osiągnęła wielki sukces, niż jakikolwiek inny projektдевымирания.

Po pierwsze, w serii prac i współpracy, zespół stopniowo otwierał istotny wpływ, który wędrując gołębie stawiali na swoje ekosystemu, i odpowiedziała na długoletni pytanie o to, jak ich liczba zmniejszyła się tak szybko od miliardów do zera. Ptaki ewoluowały, aby dostosować się do życia w dużej populacji. Chociaż mogliby pewnie odzyskać od niskiego różnorodności genetycznej, ludzka polowanie wylądował ostatni gwóźdź do ich trumny.

Badania Te wraz pomagają powrotu gołębia wędrownego. Nowak wyjaśnił, że zgodnie z tymi wynikami najpierw muszą zapewnić gołębi z rozłożonych ogony niezbędne mutacjami, które zmuszą je rozmnażać się tak, jak to robili wędrowni gołębie, i oni mogli żyć w zwartych społecznościach. Następnie musimy dać ptaki niezbędnych adaptacji do faktycznego istnienia w warunkach wysokiej społecznej gęstości, na przykład, cechy, które pozwolą im być bardziej wrażliwe na społeczne wskazówki, lub szybkie dojrzewanie potomstwa, aby poświęcali mniej czasu na wychowanie dzieci w dużej ilości.

Wygląd CRISPR zmieniło wszystko. Po raz pierwszy Nowak i jego zespół otrzymali dostęp do stosunkowo prostego i taniego narzędzia do edycji genów, który pozwoli im pracować z DNA zwykłego gołębia.

Póki co podjęli kilka metod w celu zwiększenia skuteczności narzędzia. Najlepszym sposobem jest bezpośrednie edytowanie nasienia lub komórki jajowej gołębia, ponieważ zmiany te zostaną przekazane następnemu pokoleniu. W czym problem? Do tej pory naukowcy nie byli w stanie rozwijać te komórki w probówce.

Następny ważny moment: wdrożenie narzędzi do edycji DNA z narzędziami — w embrion. Ale naukowcy i tutaj do czynienia z problemami: musieli polegać na wirusy do dostarczania narzędzi CRISPR. W wyniku opakowanie stał się zbyt duży, aby można go było bezpiecznie wdrożyć.

Aby ominąć te przeszkody, zespół Nowaka koncentruje swoje wysiłki na tworzeniu zupełnie nowej linii gołębi, z których każdy zawiera materiał genetyczny, który ułatwia edycję DNA.

CRISPR-Cas9 to dwuetapowy proces, wyjaśnia Nowak. Część CRISPR czai się w docelowej DNA, wtedy jak Cas9 wykonuje cięcie. Ptaki, czerpać z Cas9 w każdej komórce, w istocie, mają część funkcjonalne narzędzie do edycji genów w swoich ciałach, co znacznie ułatwia transport innych niezbędnych składników.

"W ciągu najbliższych trzech lat świat może zobaczyć pierwsze genetyczne cechy gołębia wędrownego, odrodzone w żywych, oddychających ptakach", mówi Nowak.

Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, w ciągu najbliższych dwudziestu lat będziemy świadkami odrodzenia wymarłych gatunków. Ptaki dodo i włochacze są też będą wskrzeszeni. Prędzej czy później wymieranie pozostanie jedynie ubiegłego — na gorsze, na lepsze czy.

Jakie zwierzę zmartwychwstał pan? Powiedz w naszej