Er hægt að nota klónun eða erfðatækni til að bjarga dýrum frá útdauða?

Í sögu lífs á jörðinni eru þekktar 5 stórar útdauðahrinur, þar sem margar tegundir og fjölskyldur lífvera dóu út, t.d. á perm og í lok krítartímans þegar risaeðlurnar dóu út (endanlega, nema fuglarnir sem eru af þeim komnir). Sjötta útdauðahrinan er hafin. Hún er af mannavöldum, vegna mengunar, eyðingar búsvæða, ofveiða og loftslagsbreytinga.

 

Margar lífverur hafa dáið út á síðustu áratugum og öldum vegna afskipta mannsins. Til dæmis geirfuglar og flökkudúfur sem voru veidd upp til agna.

 

Einnig eru margar lífverur í útrýmingarhættu, og af þeim er auðveldasta að skilja hættuna sem stór dýr eru í. Af sumum tegundum eru kannski bara eftir tugir, hundruðir eða þúsundir einstaklinga í náttúrunni. Skjaldbakan Georg tilheyrði sérstakri tegund á Galapagoseyjum, en hann var sá síðasti sinnar tegundar. Hann fékk nafnið einmanna Georg en tilraunir til að maka honum við kerlur af öðrum náskyldum tegundum báru engan árangur og tegundin dó út með honum.

 

Nú er spurt hvort við getum hindrað útdauða með klónun og erfðatækni?

 

Og þá jafnvel hvort hægt sé að endurlífga dýr eða lífverur sem eru útdauðar?

 

Ein aðferð til þess að bjarga tegundum í útrýmingarhættu er sú sem reynd var með Georg. Að æxla einstaklingum við náskyldar tegundir, og þeim afkvæmum svo saman og reyna að velja fyrir eiginleikum sem einkenna tegundina í hættu. Þetta hefur t.d. verið reynt með stórar kattartegundir, ljón, tígrisdýr og skylda ketti. Vandamálið er að ekki er augljóst hvernig hægt er að endurbyggja upprunalegu tegundina, t.d. ljónið úr slíkri genasúpu.

 

Nú til dags er einkum horft til tveggja aðferða, klónunar eða erfðabreytinga, í þeirri von að bjarga tegundum í útrýmingarhættu eða jafnvel endurreisa útdauðar tegundir.

 

Klónun, byggð á kjarnaflutningi inn í eggfrumu, hefur verið notuð til að klóna froska og kindur. Lambið Dollý er frægasta dæmið, en alls hafa 21 aðrar dýrategundir verið klónaðar með þessari aðferð. Nýlega fæddust tveir makakí apar, Hua Hua og Zhong Zhong, sem búnir voru til með því að láta fósturfrumur renna saman við kjarnalaus egg. Klónun hefur nýst við að fjölga lífverum sem eru í útrýmingarhættu. Bantang, sem er asískur ættingi kúa var klónaður og tvö slík dýr voru til sýnis í dýragarðinum í San Diego. Klónaður gaur átti að vera aðal segullinn fyrir sama dýragarð en hann dó við fæðingu. Gaurar eru indverskir ættingjar vísunda. Almennt er fæðing er hættuleg spendýrum, en hún virðist vera sérstaklega hættuleg klónuðum dýrum. Mörg dæmi eru um að klónuð fóstur hafi fæðst en dáið við fæðingu. Klónun er ekki skilvirk eða örugg aðferð. Hún myndi bara hjálpa til við að fjölga dýrum í útrýmingarhættu, en dugar ekki ein og sér til að endurreisa útdauð dýr.

 

Ný erfðatækni – CRISPR-Cas tæknin, sérstaklega ef notuð með klónunartækni, gæti gert okkur kleift að endurlífga útdauðar tegundir. Hugmyndin er sú að nota CRISPR aðferðina, sem gerir mögulegt að breyta röð gena á markvissan hátt, að breyta erfðamengi núlifandi tegundar þannig að það líkist erfðamengi útdauðs ættingja. Aðferðin byggir á nokkrum lykil forsendum. Til að mögulegt sé að lífga við útdauðu tegundina þarf önnur náskyld tegund að vera ennþá til og nægilega algeng til að vinna með. Einnig þarf upplýsingar um erfðamengi beggja tegunda, þeirrar útdauðu og ættingjans. Síðan þarf að endurskrifa erfðaefni ættingjans og breyta því þannig að því svipi til erfðaefnis útdauðu tegundarinnar, sem myndi gerast með CRISPR tækninni. Til að hraða ferlinu þyrfti líklega að notast við klónun fruma, og nokkrar umferðir af erfðabreytingum og fósturþroskun í staðgöngu mæðrum. Þannig væri hægt að færa erfðamengi fjarskylda ættingjans, og líffræði einstaklinganna nær því sem einkenndi hina útdauðu tegund. Hugmyndin er djörf og spurning hvort hún sé framkvæmanleg. Eitt veigamikið atriði er, hvaða erfðabreytingar ætti að framkvæma.

 

Munur á erfðaefni náskyldra tegunda er mismikill. Á hinum útdauða loðfíl og núlifandi afríkufíl er um 3% munur á erfðaefni. Það hljómar eins og lítil stærð, en vegna umfangs erfðamengja hryggdýra þýðir þetta að fleiri milljónir basa eru mismunandi í erfðamengi þeirra. Það er tæknilega ómögulegt að framkvæma milljón nákvæmar breytingar á erfðaefni fruma. Forvígismenn þessarar aðferðar segja að þeir vilji ekki gera allar breytingarnar, heldur bara þær sem skipti máli. Þá vaknar spurningin, hvaða mismunur á genum loðfíls og fíls skiptir mestu um muninn á útliti þeirra og hegðun? Forvígismennirnir segja að þær séu örugglega bara 20 til 100, en geta þess ekki hvernig eigi að finna þær. Þróunar- og erfðafræðingar vita að það er fáránlega erfitt að finna gen sem útskýra mun á hópum. Nærtækt dæmi er sá 1-3% munur sem er á erfðaefni manna og simpansa. Við höfum hugmynd um mismun í nokkrum genum sem líklega skipta máli þar um, en alls ekki alla orsakavaldana. Þannig að það er harla ólíklegt að hægt sé að finna hvaða 100 stökkbreytingar gerðu loðfílinn frábrugðin nútímafílnum, og þar með fellur framtakið um sjálft sig.

 

Annað meginatriði er hversu mikið átak þarf til að endurlífga útdauða lífveru eða koma tegund úr útrýmingarhættu með klónun og erfðatækni.

 

Eins og dæmin sanna er áhugi okkar mestur á stórum dýrum, spendýrum yfirleitt og kannski fuglum. Hverfandi áhugi er á að bjarga bjöllum, ormum eða blómum.

 

Veruleikinn er sá að þetta eru algengustu hópar tegundar á jörðinni. Útdauðahraðinn er ansi hár, nýlegt mat er að um 30-150 tegundir verði útdauðar á dag. Til að halda í við slíkan útdauða þyrftum við að klóna og endurlífga 30-150 tegundir á dag. Sem er gersamlega ómögulegt verkefni.

 

En hví kemur þessi hugmynd upp aftur og aftur, að hægt sé að bjarga dýrum frá útrýmingu með tækni?

 

Mikilvægast er líklega tæknidýrkun okkar. Við viljum alltaf nota tækni til að leysa vandamálin, ekki síst þau sem spretta af hegðan okkar og neyslumynstri. Þetta er mannlegur veikleiki, sem einnig birtist í heilbrigðismálum og lífstílshjávísindum. Sprauta, pilla, gingseng eða heilun er betri lausn en lífstílsbreyting.

 

Við ættum e.t.v. að spyrja annarar spurningar. 

 

Hvað er besta leiðin til að viðhalda fjölbreytileika lífs á jörðinni?

 

Svarið er að við þurfum að breyta neyslumynstri, draga úr ferðalögum með flugvélum, vernda búsvæði og óspillt víðerni.

 

Ítarefni:

Jón Már Halldórsson. „Hvað getið þið sagt mér um Pinta-skjaldbökuna?" Vísindavefurinn, 12. nóvember 2008.

Jón Már Halldórsson. „Hvers vegna dó flökkudúfan út?“ Vísindavefurinn, 19. október 2004.

Magnús Jóhannsson. „Er hægt að einrækta útdauð dýr?“ Vísindavefurinn, 23. maí 2001.

Arnar Pálsson. „Er hægt að klóna apa?" Vísindavefurinn. 9. apríl 2018.