Подобно на обречения пътнически гълъб през 1914 г., розовият гълъб на Мавриций стои на ръба на пропастта. След като наблюдава всички свои братовчеди на този отдалечен остров изчезват - включително и додото, неговата скандална островна половинка, видяна за последен път през 1662 г. - тази птица с розови коси сега гледа надолу по тъмния водоем на самото изчезване.
Свързано съдържание
- Истинските причини, поради които не бива да клонирате кучето си
- Как учените използват юношеските парченца от остатъчната ДНК, за да разрешават мистерии от дивата природа
След йо-йо'инг до популация от едва девет индивида през 90-те години на миналия век, птичият тип птици се връща до около 400 души днес. Но този брой все още е достатъчно малък, за да ги направи опасно уязвими. Липсата на генетично разнообразие на розовия гълъб го оставя все по-податлив на болест, причиняваща паразити, наречена трихомоноза, която убива повече от половината от пилетата си и ограничава нарастването на популацията.
За щастие, вече не е 1662. Днес един развиващ се инструмент за опазване може да помогне да се изтеглят тези птици от ръба на изчезването: генетично спасяване. Действа чрез добавяне на генетично разнообразие към тези видове несигурно преброени популации - чрез въвеждане на конкретни индивиди или, потенциално, някой ден директно редактиране на техните гени. Ако работи, бъдещето на този гълъб може отново да бъде толкова розово, колкото неговото оперение.
„Искаме да се опитаме да им дадем инструментите за борба с тази болест“, казва Камила Райън, студентка, която изучава гълъба на Мавриций с изследователя на геномията Мат Кларк от английския университет в Ърлхам. "Птиците нямат численост или потенциално генетично разнообразие, за да се справят сами с болестта."
Кларк и Райън се надяват да извадят тази популация на краката си, като посочат гените, които правят тези птици толкова уязвими. След това ще пробват пленни розови гълъби в зоологически градини и паркове по света в търсене на гени, по-подходящи за борба с болестта, с крайна цел потенциално да се чифтосват с дивата популация. Екипът вече е генерирал генетични данни от 180 различни розови гълъби.
Все пак двойката остава предпазлива при прилагането на техника, която породи спорове, откакто е започнала да се прилага по-лесно през 90-те години на миналия век, в отличителни случаи на спасяване на флариди от Флорида и прерийни пилета от Илинойс. Те не са сами: много природозащитници твърдят, че подходът би могъл да създаде непредвидени проблеми за рисковите видове и че той не разрешава основните проблеми, които изтласкват толкова много видове до ръба на изчезване, включително загуба на местообитания поради човешкото развитие.
Но тъй като хората продължават да навлизат в дивите местообитания и да променят глобалните климатични модели, ситуацията за много видове става по-страшна. Сега много изследователи се обръщат към генетичното спасяване това като жизнеспособно средство, за да извадят тези най-уязвими видове от ръба на изчезването. В по-далечно бъдеще някои учени смятат, че може да успеем да отидем по-далеч, генетично модифициращи животни, за да станат по-подходящи за бързо променящата се среда.
Но нека не се изпреварваме твърде много от себе си. Засега учените са съсредоточени върху изострянето на инструментите си за геномика.
Пресичането на пленни птици с популации от диви птици може да има смесени ефекти върху геномите им. Тези домашни скални гълъби се извисяват над парк Хърлстоун, предградие на Сидни. (Тоби Хъдсън) Когато популации като розовия гълъб се свиват до двойните или дори едноцифрени, те изпитват нещо, наречено инбридинг депресия. По същество това означава, че имат по-малко разнообразие в генофонда си, което затруднява преодоляването на предизвикателствата в средата им. Признаци за това са открити в много видове, включително изолирана популация на вълци в Мичиган, където индивидите започват да развиват необичайна дъгообразна поза и упорити опашки - възможни индикатори за лошо здраве.
Сега, Райън и Кларк търсят проби от исторически тъкани от пет музея в цяла Европа, за да търсят гени, на които по-старите розови гълъби може би някога трябваше да се преборят с болестта, преди да се захване инбридинговата депресия. След това екипът ще търси птици в плен, които може би са поддържали тези исторически полезни гени, за да ги съчетаят с дивата популация.
Звучи доста просто, нали? За съжаление, играта на генетично божество не е толкова проста.
Всеки генотип, който въвеждате в съществуващата популация, има своите плюсове и минуси. Затова екипът трябва да внимава да не въвежда нови проблеми в имунната система на дивите птици, казва Кларк. „Бихте могли да завършите с отглеждане на популация, която е много успешна в борбата срещу Трихомонаса, но това, което сте направили, е случайно намалено количеството на разнообразието в имунната система, “ казва Кларк.
Ако случаят е такъв, добавя той, една нова болест, за която не са били подготвени, теоретично би могла да порази и заличи цялото население.
Чифтосването на пленни птици с диви птици също рискува да въведе гени, които пленните птици са се развили, за да оцелеят в плен, отслабвайки способността на дивата птица да оцелява в дивата природа. „Опитвайки се да им помогнете, вие го влошихте“, казва Кларк. Тази заплаха, наречена изпреварваща депресия, повдига хакове сред биолозите за опазване и е основен аргумент срещу по-широкото използване на генетичното спасяване.
Флоридската пантера е отличителен белег за това как генетичното спасяване може да помогне за издърпването на видове от ръба на изчезването. (Служба за риба и дива природа в САЩ) Но въпреки тези рискове, няколко истории за успех показват, че генетичното спасяване може да работи. Една от основните истории за успех, която природозащитниците посочват, е Флоридската пантера.
Тази голяма емблематична котка навремето дебнеше в югоизточните части на САЩ, наслаждавайки се на статута си на топ хищник и жизненоважен член на екосистемата. Но до 70-те години загубата на местообитания и ловът свиват населението между 12 и 20 възрастни. Не само броят им беше мрачен, но и почти всички мъжки пантери показаха признаци на инбридинжна депресия, включително неразкрити тестиси, извити опашки и малък брой сперматозоиди.
Природозащитниците не искаха да видят тази котка - която помогна да се поддържа популацията на белоопашати елени, диви свине и други плячки - да изчезнат. Така през 1995 г. Службата за риба и дива природа в САЩ работи с екип от изследователи, за да прехвърлят осем женски планински лъва от Тексас, за да се чифтосват с пантерите във Флорида. Те се надяваха планинските лъвове, които са подвид на пантера, да съживят генофонда и да увеличат числеността на популацията.
Стюарт Пим, природозащитен еколог от университета Дюк, казва, че в началото е имал своите съмнения. Ако се опитвате да спасите вид, станал толкова рядък, че показва генетични щети, според него, тогава вече беше късно да ги спасите. Много от колегите му се съгласиха. „Вие лекувате симптома, а не причината“, казва Пим, като посочва загубата на местообитание като основна причина в случая.
Но изследователите продължиха напред и чифтосаха пантерите и планинските лъвове. Удивително е, че усилията им сякаш работят. Популацията на пантера нараства и следващото поколение се появява без изкълчени опашки, неразделени пипала и други признаци на инбридинг. "Всички тези неща изчезнаха", казва Пим. Десет години по-късно Pimm провежда последващо проучване, което показва, че са поддържали нарастваща популация, свободна от тези признаци на инбридинг депресия.
"Това беше бързо, беше много ефективен процес", казва той сега.
Други истории за успех изскочиха през 90-те години. Голямата прерийна пилешка популация нараства за първи път от десетилетия (въпреки че по-новите проучвания поставят под въпрос ролята на генетичното спасяване за този успех), заедно с шведската добавка, отровна змия, която е страдала от инбридинг. Днес Пим промени своята мелодия: Сега смята, че генетичното спасяване може да бъде отлично средство в инструментариума на природозащитника и обмисля да го използва за защита на други топ хищници, включително лъвовете в Африка.
Флоридските пантери се превърнаха в икона на успеха на генетичното спасяване. (Michaelstone428) Тъй като изследователи по света обмислят прилагането на генетично спасяване, те трябва да разберат по-добре как рискът от депресия на аутбридинг може да се различава от различните видове. За съжаление, тъй като генетичното спасяване е толкова противоречиво, има малко случаи, които биха могли да предложат тази информация.
Дори историите за успех на пантерите, пилетата и присадниците съдържат ограничена информация относно това как механизмът може да се прехвърля от един вид на друг, казва Андрю Уайтли, изследовател на геномиката за опазване в университета в Монтана. Това е отчасти защото тези случаи не се извършват систематично - те са по-скоро усилия за последното избавяне за спасяване на критично застрашен вид.
„Това е направено в отговор на належаща загриженост на мениджмънта, те всъщност не са направени за тестване на концепцията за генетично спасяване по експериментално строг начин“, казва Уайтли. „Значи тези несигурности ще останат.“
Работейки за попълването на тези пропуски в знанието, Уайт провежда експерименти с пъстърва - вид, по-лесен за експериментиране от големи хищници - в който екипът му е преместил риба в четири различни изолирани популации и е въвел риба от другаде, за да се чифтосва с тях. Предварителните резултати показват, че първият кръг на матурите е бил успешен, но истинската мярка за успех ще дойде с способността на второто поколение да оцелява и да се възпроизвежда - тук се появяват симптоми на депресия на избухване.
Той планира да проведе цялостна оценка на способността на второто поколение да оцелява и да се възпроизвежда, изграждайки така нареченото родословие, за да види как гените преминават през системата. „И в крайна сметка се копайте с геномика, за да разберете на ниво геном какво се е случило, когато този импулс от генен поток влезе в тази малка популация“, казва Уайтли. „Това са типовете данни, които трябва да можем да дадем солидни препоръки.“
Пресичането на пленни птици с популации от диви птици може да има смесени ефекти върху геномите им. Ето, дива скална гълъб в полет. (Алън Д. Уилсън) Ако традиционната форма на генетично спасяване се счита за противоречива, новоразвиващата се итерация би искала да започне далеч по-силно приспиване. Днес биолозите обмислят буквално запознаване с геноми на животни, като ги генетично проектират, за да имат определени черти.
Робърт Флейшер, ръководител на Центъра за генология на опазването на Националния институт по биология на зоологията и опазването на Смитсониан, обмисля тази възможност да направи птиците на Хаваите устойчиви на или толерантни към птичия малария, внесен от човека патоген, опустошил днес много хавайски популации от птици. Но изследователите от неговата група и на други места казват, че тепърва са в предварителните етапи на изследване на тази техника.
"Все още не сме на етап спасяване, ние просто поставяме основата да го направим в бъдеще, ако това ще се окаже", казва Флейшер.
Оливър Райдър, директор на Conservation Genetics в San Diego Zoo Global, казва, че тези техники някой ден могат да се окажат безценни, но че по-широките дискусии за етиката и логистиката ще трябва да са на първо място. В рамките на тези дискусии изследователите ще трябва да претеглят рисковете, свързани с всеки случай - включително риска, че усилията просто няма да дадат резултат.
„Въпреки усилията патогенът би намерил начин за решение или инженерство“, казва Райдър, „така че всички усилия не биха били достатъчни, за да се избегне изчезването на вида.“
Райдър участва в по-широки усилия за разработване на още един подход за генетично спасяване и се интересува да го използва, за да спаси Северния бял носорог. Техниката, която все още е на разстояние, ще използва технологията на стволовите клетки за производство на яйца и сперма от замразени северни клетки на Белия носорог, съхранявани в зоопарка в Сан Диего. Екипът му също се опитва да използва замразени сперматозоиди за създаване на ембриони от яйца, получени или от последните живи женски, или чрез техники за стволови клетки. Те теоретично биха прехвърлили ембриони в тясно свързани носорози, които ще служат като сурогати.
Този носорог е идеалният кандидат за подобен подход, отчасти защото има само трима от тези индивиди, които не могат да се размножават по естествен път, казва Райдър. „Северният бял носорог е функционално изчезнал“, казва Райдър. „Единственият начин да се предпази от изчезване е генетичното му спасяване с помощта на съвременни генетични и репродуктивни технологии.“
Засега изследователите обикновено са съгласни, че традиционното генетично спасяване без генетична модификация предлага най-непосредственото решение за опазване. Това обаче никога няма да бъде крайното решение за спасяването на деградиращо население. Вместо това, тя предлага възможност за спиране на пропастта, за да се справят с други важни проблеми като намаляване на изолацията и подобряване на местообитанието, казва Крис Фънк, изследовател от Колорадоския държавен университет, който е провел проучвания на тринидадските гупи, за да проследи кога и как може да възникне депресия на избухване.
Функ, подобно на Пим, отначало се нарече скептик - не защото не вярваше, че генетичното спасяване може да работи, а защото смяташе себе си за пурист, когато ставаше дума за опазване. Но тъй като все повече и повече население се изолират и заплашват от нарастващия човешки натиск и развитие, той казва, че е осъзнал, че може да са необходими някои компромиси. „Натрупват се доказателства, че може да работи при много обстоятелства“, казва Фънк.
„Няма да имаме лукса да имаме това пуристко отношение“, продължава той. "Ако искаме тези популации в пейзажа, ще трябва да използваме генетично спасяване, за да не ги изчезнат."
