I likhet med den dødsdømte passasjerduen i 1914, står den rosa duen fra Mauritius på kanten av et stup. Etter å ha sett alle sine andre duerefetter på denne avsidesliggende øya bli utryddet - inkludert dodoen, dens beryktede ø-kamerat sist sett i 1662 - ser denne rosenrøde fuglen nå nedover den mørke sluken.
Relatert innhold
- De virkelige grunnene til at du ikke burde klone hunden din
- Hvordan forskere bruker Teeny Bits of Left DNA for å løse dyrelivets mysterier
Etter å ha gått ned til en befolkning på omtrent ni individer på 1990-tallet, er piggfuglene tilbake til en befolkning på omtrent 400 i dag. Men antallet er fremdeles lite nok til å forlate dem farlig sårbare. Den rosa duens mangel på genetisk mangfold har etterlatt den stadig mer utsatt for en parasittfremkallende sykdom kalt trikomonose, som dreper mer enn halvparten av kyllingene og begrenser befolkningsveksten.
Heldigvis er det ikke 1662 lenger. I dag kan et utviklende verneverktøy bidra til å trekke disse fuglene tilbake fra randen av utryddelse: genetisk redning. Det fungerer ved å legge genetisk mangfold til denne typen prekart nummererte populasjoner - ved å introdusere spesifikke individer eller potensielt ved en dag å redigere genene sine direkte. Hvis det fungerer, kan duenes fremtid nok en gang være så rosenrød som fjærdrakten.
"Vi vil prøve å gi dem verktøyene for å bekjempe denne sykdommen, " sier Camilla Ryan, en doktorgradsstudent som studerer Mauritius-duen sammen med genomforsker Matt Clark ved Englands Earlham University. "Fuglene har ikke antall eller potensielt det genetiske mangfoldet for å takle sykdommen selv."
Clark og Ryan håper å trekke denne befolkningen igjen på beina ved å finne genene som gjør disse fuglene så sårbare for i utgangspunktet. Deretter vil de smake på rosa duer i dyrehager og parker rundt om i verden på jakt etter gener som er bedre egnet til å bekjempe sykdommen, med det endelige målet å potensielt parre disse med den ville befolkningen. Teamet har allerede generert genetiske data fra 180 forskjellige rosa duer.
Fortsatt forblir paret forsiktig med å implementere en teknikk som har brygget kontrovers helt siden det begynte å bli lettere implementert på 1990-tallet, i kjennetegn tilfeller av redning av Florida pantere og Illinois prærie kyllinger. De er ikke alene: Mange naturvernere hevder at tilnærmingen kan skape uforutsette problemer for arter i fare, og at den ikke løser de underliggende problemene som presser så mange arter til randen av utryddelse, inkludert tap av habitat på grunn av menneskelig utvikling.
Men når mennesker fortsetter å gå inn på ville naturtyper og endre globale klimamønstre, har situasjonen for mange arter blitt mer alvorlig. Nå henvender mange forskere seg til genetisk redning som et levedyktig verktøy for å trekke disse mest sårbare artene fra randen av utryddelse. I den fjernere fremtid tror noen forskere at vi kan være i stand til å gå videre, genetisk modifiserende dyr for å bli bedre egnet til deres raskt skiftende miljøer.
Men la oss ikke komme for langt foran oss selv. Foreløpig er forskere fokusert på å skjerpe sine genomiske verktøy.
Å krysse fangende fugl med ville fuglebestander kan ha blandede effekter på genomene deres. Disse innenlandske bergduene svever over Hurlstone Park, en forstad til Sydney. (Toby Hudson) Når bestander som den rosa duen krymper ned til dobbelt- eller ensifrede siffer, opplever de noe som kalles innavlsdepresjon. I hovedsak betyr det at de har mindre mangfold i genpoolen, noe som gjør det vanskeligere for dem å slå utfordringer i miljøet. Tegn på dette er funnet i en rekke arter, inkludert en isolert populasjon av ulv i Michigan der individer begynte å utvikle en uvanlig buet holdning og stubby haler - mulige indikatorer på dårlig helse.
Nå skurer Ryan og Clark historiske vevsprøver fra fem museer over hele Europa for å lete etter gener som eldre rosa duer kanskje en gang måtte ha måttet bekjempe sykdom før innavlsdepresjon tok grep. Teamet vil da se etter fangefugler som kan ha opprettholdt disse historiske nyttige genene for å pare dem med den ville befolkningen.
Høres ganske greit ut, ikke sant? Dessverre er det ikke så enkelt å spille en genetisk guddom.
Hver genotype du introduserer i den eksisterende befolkningen kommer med sine fordeler og ulemper. Så teamet må være forsiktig med å introdusere nye problemer i villfuglenes immunforsvar, sier Clark. "Du kan ende opp med å avle en befolkning som er veldig vellykket med å bekjempe Trichomonas, men det du har gjort er ved et uhell redusert mengden av mangfold i immunforsvaret, " sier Clark.
Hvis det er tilfelle, legger han til, kan en ny sykdom de ikke var forberedt på, teoretisk treffe og utslette hele befolkningen.
Paring av fangefugler med ville fugler risikerer også å innføre gener som fangefuglene hadde utviklet seg for å overleve i fangenskap, og svekket den ville fuglenes evne til å overleve i naturen. "Ved å prøve å hjelpe dem, har du gjort det verre, " sier Clark. Denne trusselen, kalt avlsdepresjon, skaper hackler blant bevaringsbiologer og er et hovedargument mot å bruke genetisk redning mer utbredt.
Florida-panteren er et kjennetegn på hvordan genetisk redning kan bidra til å trekke arter fra randen av utryddelse. (US Fish and Wildlife Service) Til tross for denne risikoen, har flere suksesshistorier vist at genetisk redning kan fungere. En av de store suksesshistoriene som naturvernere peker på, er Florida-panteren.
Denne store, ikoniske katten luret en gang gjennom det sørøstlige USA i stort antall, og likte sin status som topp rovdyr og viktig medlem av økosystemet. Men på 1970-tallet hadde habitatap og jakt krympet befolkningen til mellom 12 og 20 voksne. Ikke bare var antallet dystre, men nesten alle mannlige pantere viste tegn til innavlsdepresjon, inkludert uopplagte testikler, kinkede haler og lave sædteller.
Naturvernere ønsket ikke å se denne katten - som hjalp til med å holde bestander av hvithavet hjort, villsvin og andre byttedyr i sjakk - bli utryddet. Så i 1995 jobbet den amerikanske fisk- og dyrelivstjenesten sammen med et team av forskere for å overføre åtte kvinnelige fjelløver fra Texas for å parre seg med Florida-panterne. De håpet at fjellelevene, som er en underart av panteren, ville gjenopplive genbassenget og øke befolkningsstørrelsen.
Stuart Pimm, en bevaringsøkolog ved Duke University, sier at han var i tvil med det første. Hvis du prøvde å redde en art som var blitt så sjelden at den viste genetisk skade, trodde han, så var det allerede for sent å redde dem. Mange av kollegene hans var enige. "Du behandlet symptomet i stedet for årsaken, " sier Pimm og siterer tap av habitat som den viktigste årsaken i dette tilfellet.
Men forskerne gikk foran og parret panterne og fjellølene. Utrolig nok syntes innsatsen deres å virke. Panterpopulasjonen vokste, og neste generasjon dukket opp fri for knekket haler, ubemerkede tentakler og andre tegn på innavl. "Alle disse tingene forsvant, " sier Pimm. Ti år senere gjennomførte Pimm en oppfølgingsstudie som viste at de hadde hatt en økende befolkning fri for disse tegnene på innavlsdepresjon.
"Det var raskt, det var en veldig effektiv prosess, " sier han nå.
Andre suksesshistorier dukket opp på 1990-tallet. Store præriekyllingpopulasjoner vokste for første gang på flere tiår (selv om nyere studier stiller spørsmål ved rollen som genetisk redning i denne suksessen), sammen med den svenske adderen, en giftig slange som hadde lidd av innavl. I dag har Pimm endret melodien: Han mener nå genetisk redning kan være et utmerket verktøy i en vernevernes verktøykasse, og vurderer å bruke den for å beskytte andre topp rovdyr, inkludert løver i Afrika.
Florida panthers har blitt et ikon for suksess med genetisk redning. (Michaelstone428) Ettersom forskere over hele verden vurderer å implementere genetisk redning, må de bedre forstå hvordan risikoen for utdekkingsdepresjon kan variere fra art til art. Fordi genetisk redning har vært så kontroversiell, finnes det dessverre få tilfeller som kan tilby denne informasjonen.
Til og med suksesshistoriene om pantere, kyllinger og tilleggere har begrenset informasjon om hvordan mekanismen kan overføres fra en art til en annen, sier Andrew Whiteley, en forsker for bevaring av genomikk ved University of Montana. Det er delvis fordi disse tilfellene ikke ble gjort systematisk - de var mer en siste grøftearbeid for å redde en kritisk truet art.
"Dette ble gjort som svar på et presserende ledelsessorg, de var ikke virkelig gjort for å teste konseptet genetisk redning på en eksperimentelt streng måte, " sier Whiteley. "Så disse usikkerhetene kommer til å forbli."
Whitely har arbeidet med å fylle disse kunnskapshullene, og har forsøkt med bekkerørret - en art som er lettere å eksperimentelt undersøke enn store rovdyr - der teamet hans har flyttet fisk til fire forskjellige isolerte bestander og introdusert fisk fra andre steder for å pare seg med dem. Foreløpige resultater antyder at den første parringsrunden var vellykket, men det virkelige målet på suksess vil komme med andre generasjons evne til å overleve og reprodusere - det er her symptomer på utbredte depresjon har en tendens til å oppstå.
Han planlegger å foreta en omfattende vurdering av andre generasjons evne til å overleve og reprodusere, og bygge en såkalt stamtavle for å se hvordan gener flyter gjennom systemet. "Og til slutt grave deg inn med genomikk for å forstå på genomnivå hva som skjedde da denne pulsen med genstrøm inn i denne lille populasjonen, " sier Whiteley. "Det er de datatypene vi trenger for å kunne komme med gode anbefalinger."
Å krysse fangende fugl med ville fuglebestander kan ha blandede effekter på genomene deres. Her, en vill kløvdue på flukt. (Alan D. Wilson) Hvis den tradisjonelle formen for genetisk redning anses som kontroversiell, vil en nyutviklet iterasjon gjerne starte et langt større hullabaloo. I dag vurderer biologer bokstavelig tipping med dyregener, ved å genetisk manipulere dem til å ha visse egenskaper.
Robert Fleischer, leder for Center for Conservation Genomics ved Smithsonians National Zoo & Conservation Biology Institute, vurderer dette alternativet for å gjøre fugler på Hawaii motstandsdyktige mot eller tolerant av aviær malaria, et menneskeintrodusert patogen som ødelegger mange Hawaiian fuglebestander i dag. Men forskere i gruppen hans og andre steder sier de bare er i de foreløpige stadiene av å undersøke denne teknikken.
"Vi er ikke i ferd med å redde noe ennå, vi setter bare scenen for å gjøre det i fremtiden hvis det ordner seg, " sier Fleischer.
Oliver Ryder, direktør for Conservation Genetics ved San Diego Zoo Global, sier at disse teknikkene en dag kan være uvurderlige, men at bredere diskusjoner om etikk og logistikk måtte komme først. I løpet av disse diskusjonene ville forskere måtte veie risikoen forbundet med hvert tilfelle - inkludert risikoen for at innsatsen rett og slett ikke ville fungere.
"Til tross for innsatsen, ville patogenen finne en vei rundt løsningen eller konstruksjonen, " sier Ryder, "så all innsatsen vil ikke være tilstrekkelig for å forhindre at arten blir utryddet."
Ryder er involvert i et bredere forsøk på å utvikle enda en genetisk redningsmetode, og er interessert i å bruke den til å redde den nordlige hvite neshornen. Teknikken, som fremdeles er mange år unna, vil bruke stamcelleteknologi til å produsere egg og sæd fra frosne nordlige hvite neshornceller lagret i San Diego Zoo Global. Teamet hans ser også på å bruke frossen sæd til å lage embryoer fra egg hentet enten fra de siste levende hunnene eller gjennom stamcelleteknikker. De ville da teoretisk overføre embryoer til nært beslektede neshorn, som ville tjene som surrogater.
Dette neshornet er den perfekte kandidaten for en slik tilnærming, delvis fordi det bare er tre av disse individene som ikke er i stand til å avle naturlig, sier Ryder. "Den nordlige hvite neshornen er funksjonelt utdødd, " sier Ryder. "Den eneste måten å forhindre at den blir utryddet, ville være å genetisk redde den ved å bruke avanserte genetiske og reproduksjonsteknologier."
For nå er forskere generelt enige om at tradisjonell genetisk redning uten genetisk modifisering tilbyr den mest umiddelbare bevaringsløsningen. Imidlertid vil det aldri være den endelige løsningen for å redde nedverdigende bestander. I stedet gir det en stopp-gap mulighet til å håndtere andre overliggende problemer som å redusere isolasjon og forbedre habitat, sier Chris Funk, en forsker ved Colorado State University som har utført studier på trinidadiske guppier for å spore når og hvordan depresjon av oppdrett kan oppstå.
Funk, som Pimm, kalte seg først en skeptiker - ikke fordi han ikke trodde genetisk redning kunne fungere, men fordi han betraktet seg som en purist når det gjaldt bevaring. Men etter hvert som flere og flere befolkninger blir isolert og truet av økende menneskelig press og utvikling, sier han at han har kommet til at noen kompromisser kan være nødvendige. "Det er akkumulerende bevis for at det kan fungere under mange omstendigheter, " sier Funk.
"Vi kommer ikke til å ha luksusen til å ha denne puristiske holdningen, " fortsetter han. "Hvis vi vil at disse populasjonene i landskapet, må vi bruke genetisk redning for å forhindre at de blir utryddet."
