Ligesom den dødsdømte passagerdue i 1914, står den lyserøde duve Mauritius på kanten af et afgrund. Efter at have set alle sine andre duer-fætre på denne afsides ø blive udryddet - inklusive dodoen, dens berygtede ø-styrmand sidst set i 1662 - ser denne rosenrøde fugl nu ned ad selve den udryddelsespinde.
Relateret indhold
- De virkelige grunde til, at du ikke skulle klone din hund
- Sådan bruger forskere Teeny Bits of Left DNA til at løse vilde mysterier
Efter at have været ned til en befolkning på næsten ni individer i 1990'erne, er studly fuglene tilbage til en befolkning på omkring 400 i dag. Men dette antal er stadig lille nok til at efterlade dem farligt sårbare. Den lyserøde dues mangel på genetisk mangfoldighed har efterladt den i stigende grad modtagelig for en parasit-forårsagende sygdom kaldet trichomonosis, der dræber mere end halvdelen af dens kyllinger og begrænser befolkningens vækst.
Heldigvis er det ikke 1662 mere. I dag kunne et udviklingsværktøj, der udvikler sig, hjælpe med at trække disse fugle tilbage fra randen af udryddelse: genetisk redning. Det fungerer ved at tilføje genetisk mangfoldighed til denne form for usikkert nummererede populationer - ved at introducere specifikke individer eller potentielt ved en dag direkte at redigere deres gener. Hvis det fungerer, kan denne dues fremtid igen være så rosenrød som dens fjerdragt.
”Vi vil prøve at give dem værktøjer til at bekæmpe denne sygdom, ” siger Camilla Ryan, en kandidatstuderende, der studerer Mauritius-duen med genomforsker Matt Clark ved Englands Earlham University. ”Fuglene har ikke antallet eller potentielt den genetiske mangfoldighed til at håndtere selve sygdommen.”
Clark og Ryan håber at få denne befolkning tilbage på fødderne ved at fastlægge de gener, der gør disse fugle så sårbare overfor i første omgang. Derefter prøver de farverige lyserøde duer i zoologiske haver og parker rundt om i verden på jagt efter gener, der er bedre egnet til at bekæmpe sygdommen, med det endelige mål at potentielt parre disse med den vilde befolkning. Holdet har allerede genereret genetiske data fra 180 forskellige lyserøde duer.
Parret forbliver stadig forsigtigt med implementering af en teknik, der har brygget kontrovers, lige siden det begyndte at blive lettere implementeret i 1990'erne, i kendetegnende tilfælde af redning af Florida panthers og Illinois prærie høns. De er ikke alene: Mange bevaringsmænd hævder, at fremgangsmåden kunne skabe uforudsete problemer for arter, der er i fare, og at det ikke løser de underliggende problemer, der skubber så mange arter til randen af udryddelse, herunder tab af naturtyper på grund af menneskelig udvikling.
Men når mennesker fortsætter med at gribe ind i vilde levesteder og ændre de globale klimamønstre, er situationen for mange arter blevet mere alvorlig. Nu henvender mange forskere sig til genetisk redning som et levedygtigt redskab til at trække disse mest sårbare arter fra randen af udryddelse. I den fjernere fremtid tror nogle forskere, at vi måske kan gå videre og genetisk modificere dyr for at blive bedre egnet til deres hurtigt skiftende miljøer.
Men lad os ikke komme for langt foran os selv. For tiden er forskere fokuseret på at skærpe deres genomiske værktøjer.
Krydsning af fangenskab med fuglebestande af fugle kan have blandede effekter på deres genom. Disse indenlandske klippeduer svæver over Hurlstone Park, en forstad til Sydney. (Toby Hudson) Når bestande som den lyserøde duve krymper ned til dobbelt- eller endog enkeltcifrene, oplever de noget, der kaldes indavlsdepression. Grundlæggende betyder det, at de har mindre mangfoldighed i deres genpulje, hvilket gør det sværere for dem at slå udfordringer i deres miljø. Der er fundet tegn på dette i adskillige arter, herunder en isoleret population af ulve i Michigan, hvor individer begyndte at udvikle en usædvanlig buet holdning og stubby haler - mulige indikatorer på dårligt helbred.
Nu skurer Ryan og Clark historiske vævsprøver fra fem museer overalt i Europa for at se efter gener, som ældre lyserøde duer måske engang har været nødt til at bekæmpe sygdom, før indavlsdepression tog greb. Holdet vil derefter se efter fangenskabelige fugle, der muligvis har opretholdt disse historiske nyttige gener for at parre dem med den vilde befolkning.
Lyder ret ligetil, ikke? Desværre er det ikke så enkelt at spille en genetisk guddom.
Hver genotype, du introducerer i den eksisterende befolkning, har sine egne fordele og ulemper. Så teamet skal være forsigtigt med ikke at introducere nye problemer i de vilde fuglers immunsystem, siger Clark. ”Du kan ende med at avle en befolkning, der er meget vellykket med at bekæmpe Trichomonas, men det, du har gjort, er ved et uheld reduceret mængden af mangfoldighed i immunsystemet, ” siger Clark.
Hvis det er tilfældet, tilføjer han, kunne en ny sygdom, som de ikke var forberedt på, teoretisk ramme og udslette hele befolkningen.
Parring i fangenskab med vilde fugle risikerer også at indføre gener, som fangefuglene havde udviklet sig til at overleve i fangenskab, hvilket svækkede den vilde fugls evne til at overleve i naturen. "Ved at prøve at hjælpe dem, har du gjort det værre, " siger Clark. Denne trussel, kaldet udbredte depression, rejser hackler blandt bevaringsbiologer og er et primært argument mod at bruge genetisk redning mere vidtgående.
Florida-panteren er et kendetegn for, hvordan genetisk redning kan hjælpe med at trække arter fra randen af udryddelse. (US Fish and Wildlife Service) På trods af disse risici har adskillige succeshistorier vist, at genetisk redning kan fungere. En af de største succeshistorier, som konservatører peger på, er Florida-panteren.
Denne store, ikoniske kat lurede engang gennem det sydøstlige USA i stort antal og nød sin status som øverste rovdyr og vigtigt medlem af økosystemet. Men i 1970'erne havde tab af levesteder og jagt reduceret befolkningen til mellem 12 og 20 voksne. Ikke kun var deres antal dystre, men næsten alle de mandlige pantere viste tegn på indavlsdepression, inklusive uudvidede testikler, knækkede haler og lavt sædantal.
Conservationists ønskede ikke at se denne kat - som hjalp med at holde bestande af hvidt haler, vilde svin og andre byttedyr i skak - udryddet. Så i 1995 arbejdede den amerikanske fisk- og dyrelivstjeneste sammen med et forskerhold for at overføre otte kvindelige bjergløver fra Texas for at parre sig med Florida-panterne. De håbede, at bjergløverne, som er en underart af panteren, ville genoplive genpoolen og øge befolkningsstørrelsen.
Stuart Pimm, en bevaringsøkolog ved Duke University, siger, at han først var i tvivl. Hvis du forsøgte at redde en art, der var blevet så sjælden, at den udviste genetisk skade, troede han, var det allerede for sent at redde dem. Mange af hans kolleger var enige. ”Du behandlede symptomet snarere end årsagen, ” siger Pimm og henviser til tab af levesteder som den vigtigste årsag i dette tilfælde.
Men forskerne gik foran og parrede panterne og bjergløverne. Forbløffende syntes deres indsats at fungere. Panterpopulationen voksede, og den næste generation syntes fri for knuste haler, uudnyttede tentakler og andre tegn på indavl. ”Alle disse ting forsvandt, ” siger Pimm. Ti år senere gennemførte Pimm en opfølgende undersøgelse, der viste, at de havde opretholdt en voksende befolkning fri for disse tegn på indavlsdepression.
”Det var hurtigt, det var en meget effektiv proces, ” siger han nu.
Andre succeshistorier dukkede op i 1990'erne. Store prærie-hønsebestande voksede for første gang i årtier (skønt nyere undersøgelser sætter spørgsmålstegn ved den genetiske rednings rolle i denne succes) sammen med den svenske adder, en giftig slange, der havde lidt af indavl. I dag har Pimm ændret sin melodi: Han mener nu, genetisk redning kan være et fremragende værktøj i en bevaringsmands værktøjskasse, og overvejer at bruge den til at beskytte andre øverste rovdyr, herunder løver i Afrika.
Florida panthers er blevet et ikon for succes med genetisk redning. (Michaelstone428) Da forskere overalt i verden overvejer at implementere genetisk redning, skal de bedre forstå, hvordan risikoen for udbredte depression kan variere fra art til art. Fordi genetisk redning har været så kontroversiel, findes der desværre få tilfælde, der kunne tilbyde denne information.
Selv sukseshistorierne om pantere, kyllinger og tilsættere har begrænset information om, hvordan mekanismen kan overføres fra en art til en anden, siger Andrew Whiteley, en forskningsbevarende genomikeforsker ved University of Montana. Det skyldes delvis, at disse sager ikke blev udført systematisk - de var mere en sidste grøftindsats for at redde en kritisk truet art.
”Disse blev udført som svar på et presserende ledelsesproblem, de blev ikke rigtig gjort for at teste begrebet genetisk redning på en eksperimentelt streng måde, ” siger Whiteley. ”Så disse usikkerheder vil forblive.”
Whitely arbejder for at udfylde disse videnhuller og har udført eksperimenter med bækørreder - en art, der er lettere at eksperimentelt undersøge end store rovdyr - hvor hans hold har flyttet fisk i fire forskellige isolerede bestande og introduceret fisk fra andre steder for at parre sig med dem. Foreløbige resultater antyder, at den første parringsrunde var vellykket, men det virkelige mål for succes kommer med den anden generations evne til at overleve og reproducere - det er her, symptomer på udbredte depression tendens til at opstå.
Han planlægger at foretage en omfattende vurdering af anden generations evne til at overleve og reproducere ved at opbygge en såkaldt stamtavle for at se, hvordan gener flyder gennem systemet. "Og i sidste ende grave dig ind med genomik for at forstå på genomniveauet, hvad der skete, da denne puls med genstrøm trådte ind i denne lille population, " siger Whiteley. ”Det er de datatyper, vi har brug for for at kunne komme med gode anbefalinger.”
Krydsning af fangenskab med fuglebestande af fugle kan have blandede effekter på deres genom. Her en vild kløvdue i flugt. (Alan D. Wilson) Hvis den traditionelle form for genetisk redning betragtes som kontroversiel, vil en nyudviklet iteration gerne starte et langt højere hullabaloo. I dag overvejer biologer bogstavelig forvirring med dyregener ved at genetisk manipulere dem til at have visse træk.
Robert Fleischer, leder af Center for Conservation Genomics ved Smithsonian's National Zoo & Conservation Biology Institute, overvejer denne mulighed for at gøre fugle på Hawaii modstandsdygtige over for eller tolerere aviær malaria, et menneskeligt introduceret patogen, der ødelægger mange hawaiianske fuglebestande i dag. Men forskere i hans gruppe og andre steder siger, at de bare er i de indledende stadier med at undersøge denne teknik.
”Vi er ikke på nuværende tidspunkt med at redde noget, vi sætter bare scenen for at gøre det i fremtiden, hvis det går, ” siger Fleischer.
Oliver Ryder, direktør for Conservation Genetics i San Diego Zoo Global, siger, at disse teknikker en dag kunne vise sig at være uvurderlige, men at bredere diskussioner om etik og logistik skulle komme først. I disse diskussioner skulle forskere veje de risici, der er forbundet med hvert enkelt tilfælde - inklusive risikoen for, at indsatsen simpelthen ikke fungerer.
"På trods af indsatsen ville patogen finde en vej rundt om løsningen eller konstruktionen, " siger Ryder, "så al indsatsen ville ikke være tilstrækkelig til at forhindre, at arten bliver udryddet."
Ryder er involveret i en bredere indsats for at udvikle endnu en genetisk redningsmetode og er interesseret i at bruge den til at redde den nordlige hvide næsehorn. Teknikken, som stadig er flere år væk, ville bruge stamcelle-teknologi til at producere æg og sæd fra frosne nordlige hvide næsehornsceller, der er opbevaret i San Diego Zoo Global. Hans team undersøger også, hvordan man bruger frosne sædceller til at skabe embryoner fra æg, der er opnået enten fra de sidste levende hunner eller gennem stamcelleteknikker. De ville derefter teoretisk overføre embryoner til tæt beslægtede næsehorn, som ville tjene som surrogater.
Denne næsehorn er den perfekte kandidat til en sådan tilgang, delvis fordi der kun er tre af disse individer tilbage, som alle ikke er i stand til at avle naturligt, siger Ryder. ”Den nordlige hvide næsehorn er funktionelt uddød, ” siger Ryder. "Den eneste måde at forhindre, at det bliver udryddet, ville være at genetisk redde det ved hjælp af avancerede genetiske og reproduktionsteknologier."
For tiden er forskere generelt enige om, at traditionel genetisk redning uden genetisk modifikation tilbyder den mest øjeblikkelige bevaringsløsning. Det vil dog aldrig være den endelige løsning til at redde nedværdigende populationer. I stedet tilbyder det en stop-gap-lejlighed til at håndtere andre overliggende spørgsmål, som at reducere isolering og forbedre habitat, siger Chris Funk, en forsker ved Colorado State University, der har foretaget undersøgelser af trinidadiske guppier for at spore, hvornår og hvordan udbredte depression kan opstå.
Funk, som Pimm, kaldte sig først en skeptiker - ikke fordi han ikke troede, at genetisk redning kunne fungere, men fordi han betragtede sig som en purist, når det gjaldt bevaring. Men i takt med at flere og flere befolkninger isoleres og trues af stigende menneskeligt pres og udvikling, siger han, at han er klar over, at nogle kompromiser kan være nødvendige. ”Der er akkumulerende beviser for, at det kan fungere under mange omstændigheder, ” siger Funk.
”Vi vil ikke have luksus til at have denne puristiske holdning, ” fortsætter han. ”Hvis vi vil have disse befolkninger i landskabet, bliver vi nødt til at bruge genetisk redning for at forhindre, at de bliver udryddet.”
