Nagu 1914. aastal hukule määratud reisituvi, seisab Mauritiuse roosa tuvi varikatuse serval. Pärast kõigi teiste sellel kaugel saarel asuvate tuvide nõbude väljasuremist - sealhulgas ka Dodo - oma kurikuulsat saarekaaslast, keda nähti viimati 1662. aastal - vaatab see roosilise varjundiga lind nüüd ise kustumispimedale tumedale ookeanile.
Seotud sisu
- Tegelikud põhjused, miks te ei peaks oma koera kloonima
- Kuidas teadlased looduslike mõistatuste lahendamiseks kasutavad järelejäänud DNA bitti
Pärast seda, kui 1990-ndatel oli joonealune arv vaid umbes üheksa isendit, on tänapäeval jälle linde umbes 400. Kuid see arv on endiselt piisavalt väike, et jätta nad ohtlikult haavatavaks. Roosa tuvi geneetilise mitmekesisuse puudumine on muutnud ta üha enam vastuvõtlikuks parasiite põhjustavale haigusele, mida nimetatakse trikhomonoosiks, mis tapab enam kui poole oma tibudest ja piirab populatsiooni kasvu.
Õnneks pole see enam 1662. Tänapäeval võiks arenev kaitsevahend aidata neid linde väljasuremise äärest tagasi tõmmata: geneetiline päästmine. See toimib, lisades sellistele ebakindlalt nummerdatud populatsioonidele geneetilise mitmekesisuse - tutvustades konkreetseid isendeid või võimalusel mõnel päeval nende geene otseselt muutes. Kui see töötab, võib selle tuvi tulevik olla taas sama roosiline kui tema sulestik.
"Tahame proovida anda neile vahendeid selle haiguse vastu võitlemiseks, " ütleb kraadiõppur Camilla Ryan, kes uurib Inglismaa Earlhami ülikoolis genoomikauurija Matt Clarkiga Mauritiuse tuvi. "Lindudel puudub arv või potentsiaalne geneetiline mitmekesisus, et haigusega ise hakkama saada."
Clark ja Ryan loodavad selle populatsiooni uuesti jalgadele tõmmata, määrates kindlaks geenid, mis muudavad need linnud esiteks nii haavatavaks. Seejärel proovivad nad kogu maailma loomaaedades ja parkides vangistatud rohkeid tuvisid, et otsida geene, mis sobivad paremini haiguse vastu võitlemiseks, ning lõppeesmärk on need potentsiaalselt loodusliku populatsiooniga paaritada. Meeskond on geneetilisi andmeid juba genereerinud 180 erineva roosa tuvi kohta.
Sellest hoolimata on paar ettevaatlik tehnika rakendamisel, mis on tekitanud poleemikat alates sellest, kui see 1990ndatel hakati kergemini rakendama, Florida pantherite ja Illinoisi preeriakanade päästmise iseloomulike juhtumite puhul. Nad pole üksi: Paljud looduskaitsjad väidavad, et selline lähenemisviis võib riskirühma kuuluvatele liikidele tekitada ettenägematuid probleeme ja et see ei lahenda probleeme, mis suruvad nii paljusid liike väljasuremise äärele, sealhulgas elupaikade kadu inimkonna arengu tõttu.
Kuid kuna inimesed jätkavad looduslike elupaikade tungimist ja muudavad globaalseid kliimamuutusi, on paljude liikide olukord muutunud veelgi kohutavamaks. Nüüd on paljud teadlased pöördunud geneetilise päästmise poole kui elujõulist vahendit nende kõige haavatavamate liikide väljasuremiseks. Kaugemas tulevikus võivad mõned teadlased arvata, et võiksime minna kaugemale, geneetiliselt muundades loomi, et nad saaksid paremini sobivad kiiresti muutuvasse keskkonda.
Kuid ärgem astugem endast liiga kaugele. Praegu on teadlased keskendunud oma genoomikavahendite teritamisele.
Vangistuses oleva linnu ristumine looduslike linnupopulatsioonidega võib nende genoomidele avaldada erinevat mõju. Need kodumaised kivituvid hõljuvad Sydney äärelinnas Hurlstone Pargi kohal. (Toby Hudson) Kui populatsioonid, nagu roosa tuvi, kahanevad kahekohalise või isegi ühekohalise täpsuseni, kogevad nad nn sugupuude depressiooni. Põhimõtteliselt tähendab see, et nende geenivaramus on vähem mitmekesisust, mis raskendab nende keskkonnaga seotud väljakutsete ületamist. Selle märke on leitud paljudest liikidest, sealhulgas Michiganis isoleeritud huntide populatsioonist, kus üksikisikutel hakkas kujunema ebaharilik kaarjas rüht ja kanged sabad - võimalikud halva tervise näitajad.
Nüüd kraapivad Ryan ja Clark viiest muuseumist üle Euroopa ajaloolisi koeproove, et otsida geene, mida vanemad roosad tuvid võisid kunagi enne haigust võidelda, enne kui aretusdepressioon võimust võttis. Seejärel otsib meeskond vangistuses peetavaid linde, kes võisid säilitada neid ajaloolisi kasulikke geene, et paaritada neid loodusliku populatsiooniga.
Kõlab üsna otsekohene, eks? Kahjuks pole geneetilise jumaluse mängimine nii lihtne.
Iga genotüüp, mille olemasolevasse populatsiooni tutvustate, on oma plusside ja miinustega. Nii et meeskond peab olema ettevaatlik, et mitte tuua metslindude immuunsüsteemi uusi probleeme, ütles Clark. "Võite lõpuks kasvatada populatsiooni, mis on Trichomonase vastu võitlemisel väga edukas, kuid see, mida olete teinud, on kogemata vähendanud immuunsussüsteemi mitmekesisust, " ütleb Clark.
Kui see nii on, lisab ta, võib uus haigus, milleks nad polnud ette valmistatud, teoreetiliselt kogu elanikkonna tabanud ja pühkinud.
Vangistuses peetavate lindude paaritamine metslindudega võib samuti põhjustada geenide sissetoomist, mille vangistuses peetavad linnud olid vangistuses ellujäämiseks välja arendanud, nõrgendades metslindude võimet looduses ellu jääda. "Kui proovite neid aidata, olete selle veelgi hullemaks teinud, " ütleb Clark. See oht, mida nimetatakse aretusdepressiooniks, tekitab kaitsebioloogide seas hädasid ja on peamine argument geneetilise päästmise laiema kasutamise vastu.
Florida panter on iseloomulik tunnus, kuidas geneetiline päästmine võib aidata liike liikide väljasuremise äärest eemale tõmmata. (USA kala- ja eluslooduse teenistus) Vaatamata neile riskidele on mitmed edulood näidanud, et geneetiline päästmine võib toimida. Üks suuremaid edulugusid, mida looduskaitsjad osutavad, on Florida panter.
See suur ikooniline kass varitses kunagi USA kaguosast suurel hulgal, nautides oma staatust kiskja ja ökosüsteemi ülitähtsa liikmena. Kuid 1970. aastateks oli elupaikade kadumine ja jaht kahandanud rahvaarvu 12–20 täiskasvanuni. Mitte ainult nende arv ei olnud halb, vaid peaaegu kõigil isastel pantritel ilmnesid sissetungimise depressiooni nähud, sealhulgas laskumata munandid, kõverdatud sabad ja madal seemnerakkude arv.
Looduskaitsjad ei soovinud, et see kass - mis aitas hoida valgejäneste hirvede, metskitse ja muude röövloomade populatsioone kontrolli all - väljasuremist. Nii töötas 1995. aastal USA kala- ja eluslooduse teenistus koos teadlaste meeskonnaga, et viia Texast kaheksa naissoost mägilõvi, et paarituda Florida panteritega. Nad lootsid, et mägilõvid, mis on panteri alamliigid, taaselustavad geenivaramut ja suurendavad rahvaarvu.
Duke'i ülikooli loodusökoloog Stuart Pimm ütleb, et tal olid alguses kahtlused. Kui te üritasite päästa liike, mis on muutunud nii haruldaseks, et see näitas geneetilisi kahjustusi, uskus ta, siis oli nende päästmiseks juba liiga hilja. Paljud tema kolleegid olid sellega nõus. "Ravisite pigem sümptomit kui selle põhjust, " räägib Pimm, viidates sel juhul peamise põhjusena elupaikade kadumisele.
Kuid teadlased läksid edasi ja paaritasid pantereid ja mägilõvisid. Hämmastaval kombel näisid nende pingutused toimivat. Pantheri populatsioon kasvas ja järgmine põlvkond ei tundunud kõverdatud sabad, laskumata kombitsad ja muud sisserände nähud. "Kõik need asjad kadusid, " ütleb Pimm. Kümme aastat hiljem viis Pimm läbi järeluuringu, mis näitas, et nad on püsinud kasvavas elanikkonnas, kus puuduvad sellised sissetungimise depressiooni nähud.
"See oli kiire, see oli väga tõhus protsess, " ütleb ta nüüd.
Muud edulood kerkisid esile 1990ndatel. Suure preeriakanade populatsioonid kasvasid esmakordselt aastakümnete jooksul (ehkki hilisemad uuringud seavad kahtluse alla geneetilise päästmise rolli selles edus) ning koos rootslastega, kes on sissetungimise all kannatanud mürgine madu. Täna on Pimm oma häält muutnud: ta usub nüüd, et geneetiline päästmine võib olla suurepärane vahend looduskaitsja tööriistakastis, ja kaalub selle kasutamist teiste tippkiskjate, sealhulgas Aafrikas asuvate lõvide kaitseks.
Florida pantheritest on saanud geneetilise päästmise edu ikoon. (Michaelstone428) Kuna teadlased kogu maailmas kaaluvad geneetilise päästmise rakendamist, peavad nad paremini mõistma, kuidas depressiooni väljakasvamise oht võib liigiti erineda. Kuna geneetiline päästmine on olnud nii vaieldav, on selle teabe pakkumiseks vähe juhtumeid.
Isegi panterite, kanade ja adderite edulood sisaldavad piiratud teavet selle kohta, kuidas mehhanism võib ühelt liigilt teisele üle minna, ütles Montana ülikooli kaitsegenoomika uurija Andrew Whiteley. Osaliselt seetõttu, et neid juhtumeid ei tehtud süstemaatiliselt - need olid pigem viimase kraavi katsed kriitiliselt ohustatud liikide päästmiseks.
"Need tehti vastusena pakilisele juhtimisprobleemile, neid ei tehtud päriselt geneetilise päästmise kontseptsiooni eksperimentaalselt rangelt testimiseks, " ütleb Whiteley. "Nii et need ebakindlused jäävad alles."
Nende teadmistes olevate lünkade täitmiseks on Whitely teinud katseid ojas forelliga - liigiga, mida on lihtsam katseliselt uurida kui suurtel kiskjatel -, kus tema meeskond on kolinud kalad neljaks erinevaks isoleeritud populatsiooniks ja tutvustanud mujalt pärit kalu nende paaritamiseks. Esialgsete tulemuste põhjal võib järeldada, et esimene paaritusvoor oli edukas, kuid tegelik edukuse mõõdupuu on teise põlvkonna võime ellu jääda ja paljuneda - just seal kipuvad areneva depressiooni sümptomid ilmnema.
Ta kavatseb läbi viia põhjaliku hinnangu teise põlvkonna võimele ellu jääda ja paljuneda, ehitades üles nn sugupuu, et näha, kuidas geenid süsteemis voolavad. "Ja lõpuks uurige genoomikat, et genoomi tasandil aru saada, mis juhtus, kui geenivoo impulss sisenes sellesse väikesesse populatsiooni, " ütleb Whiteley. "Need on seda tüüpi andmed, mida me vajame kindlate soovituste andmiseks."
Vangistuses oleva linnu ristumine looduslike linnupopulatsioonidega võib nende genoomidele avaldada erinevat mõju. Siin lendab metsik tuvi. (Alan D. Wilson) Kui geneetilise päästmise traditsioonilist vormi peetakse vaieldavaks, siis justkui arenev iteratsioon algaks palju valjemini. Täna kaaluvad bioloogid loomade genoomide sõnasõnalist segamist, geneetiliselt muundades neid teatud omadustega.
Smithsoniani riikliku loomaaia ja looduskaitsebioloogia instituudi looduskaitsegenoomika keskuse juhataja Robert Fleischer kaalub seda võimalust, et muuta Havai linnud lindude malaaria suhtes resistentseks või tolerantseks - inimese tutvustatud patogeeniks, mis laastab tänapäeval palju Havai linnupopulatsioone. Kuid tema rühmas ja mujal tegutsevad teadlased väidavad, et nad on alles selle tehnika uurimise ettevalmistamisel.
"Me ei ole veel päästmise etapis, vaid paneme lihtsalt aluse tulevikus seda teha, kui see peaks toimima, " ütleb Fleischer.
San Diego Zoo Global Conservation Geneetics direktor Oliver Ryder ütleb, et need tehnikad võivad kunagi osutuda hindamatuks, kuid esmatähtsad peaksid olema laiemad eetika ja logistika arutelud. Nendes aruteludes peaksid teadlased kaaluma iga juhtumiga seotud riske, sealhulgas riski, et jõupingutused lihtsalt ei toimi.
"Vaatamata jõupingutustele leiaks patogeen lahenduse või tehnilise lahenduse ümber, " ütleb Ryder, "nii et kõik vaeva ei piisa liikide väljasuremise vältimiseks."
Ryder on seotud järjekordse geneetilise päästmise lähenemisviisi väljatöötamise laiemate püüdlustega ja on huvitatud selle kasutamisest Põhja-Valge ninasarviku päästmiseks. Tehnika, mis on veel aastaid eemal, kasutaks tüvirakutehnoloogiat munade ja sperma tootmiseks külmutatud Põhja-Valge Rhino rakkudest, mida hoitakse San Diego loomaaias Global. Tema meeskond uurib ka külmutatud sperma kasutamist embrüote loomiseks munadest, mis on saadud kas viimastelt elusatelt emasloomadelt või tüvirakkude abil. Seejärel viiksid nad teoreetiliselt embrüod tihedalt seotud ninasarvikutesse, kes toimiksid surrogaatidena.
See ninasarvik on selliseks lähenemiseks ideaalne kandidaat, osaliselt seetõttu, et neid isendeid on alles vaid kolm, kes kõik ei suuda looduslikult areneda, ütleb Ryder. "Põhja-valge ninasarv on funktsionaalselt väljasurnud, " ütleb Ryder. "Ainus viis väljasuremise vältimiseks oleks selle geneetiline päästmine, kasutades selleks arenenud geneetilisi ja paljundamistehnoloogiaid."
Praegu on teadlased üldiselt nõus, et traditsiooniline geneetiline päästmine ilma geneetilise muundamiseta pakub kõige vahetumat säilituslahendust. Kuid see ei ole kunagi lõplik lahendus alandava elanikkonna päästmiseks. Selle asemel pakub see peatuspunkti võimaluse tegeleda muude ülekaalukate probleemidega, nagu isoleerimise vähendamine ja elupaikade parandamine, ütles Colorado osariigi ülikooli teadlane Chris Funk, kes on Trinidadia guppide kohta läbi viinud uuringud, et jälgida, millal ja kuidas võib välja areneda depressioon.
Funk, nagu Pimm, kutsus end algul skeptikuks - mitte sellepärast, et ta ei uskunud, et geneetiline päästmine võiks toimida, vaid sellepärast, et ta pidas end puristiks, kui asi puudutas kaitset. Kuid kuna üha enam elanikkonda isoleerub ja teda ähvardab kasvav inimlik surve ja areng, ütles ta, et on mõistnud, et mõned kompromissid võivad olla vajalikud. "On kogutud tõendeid selle kohta, et see võib töötada paljudes olukordades, " ütleb Funk.
"Meil ei ole luksust selle puristliku hoiaku suhtes, " jätkab ta. "Kui me tahame neid populatsioone maastikule, peame kasutama geneetilisi päästemeetmeid, et hoida neid väljasuremise eest väljas."
