Er hægt að endurlífga útdauð dýr?

Er hægt að endurlífga útdauð dýr? Vísindavefurinn, 19. júní 2018.

Í sögu lífs á jörðinni eru þekktar fimm stórar útdauðahrinur þar sem margar tegundir og fjölskyldur lífvera dóu út. Ein slík hrina varð til dæmis við lok permtímabilsins og önnur í lok krítartímans þegar risaeðlurnar dóu út (endanlega, nema fuglarnir sem eru af þeim komnir). Sjötta útdauðahrinan er hafin. Ólíkt þeim fyrri er hún af mannavöldum, vegna mengunar, eyðingar búsvæða, ofveiði og loftslagsbreytinga.

Margar lífverur hafa dáið út á síðustu öldum vegna mannsins, til dæmis geirfuglar og flökkudúfur. Margar aðrar lífverur eru í útrýmingarhættu. Af sumum tegundum dýra eru bara eftir tugir, hundruðir eða þúsundir einstaklinga í náttúrunni. Þekkt er skjaldbakan Einmanna Georg á Galapagoseyjum, en hann var sá síðasti sinnar tegundar (Chelonoidis nigra abingdoni). Tilraunir til að maka honum við kerlur af öðrum náskyldum tegundum báru engan árangur og tegundin dó út með honum árið 2012.

Spyrja má hvort og þá hvaða aðferðir duga til að hindra útdauða tegunda eða jafnvel endurlífga útdauð dýr? Ein aðferð til þess að reyna að bjarga tegundum úr útrýmingarhættu er sú sem Georg fékk að prófa. Að æxla einstaklingum við náskyldar tegundir og þeim afkvæmum svo saman og reyna að velja fyrir eiginleikum sem einkenna tegundina í hættu. Þetta hefur til dæmis verið reynt með stórar kattartegundir, ljón, tígrisdýr og skylda ketti. Vandamálið er að ekki er augljóst hvernig hægt er að endurbyggja upprunalegu tegundina, til dæmis ljónið úr genasúpu stórra kattardýra.

Nú er aðallega 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 og er lambið Dollý 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 á þennan hátt.

Klónun hefur nýst við að fjölga lífverum sem eru í útrýmingarhættu. Banteng (Bos javanicus), asískur ættingi kúa, var klónaður og tvö slík dýr voru til sýnis í dýragarðinum í San Diego. Klónaður gaur (Bos gaurus), en gaurar eru indverskir ættingjar vísunda, átti að vera aðalaðdráttarafl sama dýragarðs en hann dó skömmu eftir fæðingu. Fæðing er hættuleg spendýrum en gæti verið sérstaklega hættuleg klónuðum dýrum og eru mörg dæmi eru um að klónuð afkvæmi hafi dáið í fæðingu. Þótt klónun komi að gagni þá er hún hvorki skilvirk né örugg aðferð til að hjálpa til við að fjölga dýrum í útrýmingarhættu. Ein og sér dugar hún heldur ekki til að endurreisa útdauð dýr því fyrir klónun þarf lifandi frumu eða heilan kjarna.

Ný erfðatækni - CRISPR-Cas-tæknin - gæti hugsanlega gert mögulegt að endurlífga útdauðar tegundir, sérstaklega ef hún er notuð með klónunartækni. CRISPR-aðferðin gerir mögulegt að breyta röð gena á markvissan hátt. Hugsanlegt væri að nota aðferðina til að breyta erfðamengi núlifandi tegundar þannig að það líkist erfðamengi útdauðs ættingja. Aðferðin byggir á nokkrum veigamiklum forsendum. Til að mögulegt sé að lífga við útdauðu tegundina þurfa að vera fyrir hendi upplýsingar um erfðamengi hennar. Ekkert erfðaefni er að finna í leifum tegunda sem dóu út fyrir milljónum ára. Það er því enginn möguleiki á að endurlífga risaeðlur eða brynfiska. Einnig þarf tegund náskylda þeirri útdauðu, sem er nægilega algeng til að vinna með. Upplýsingar um raðir erfðamengja beggja tegunda, þeirrar útdauðu og ættingjans, þurfa að vera áreiðanlegar. 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 þroskun afkvæma í staðgöngumæðrum. Þannig væri hægt að færa erfðamengi fjarskylda ættingjans (og þar með líffræði einstaklinganna) nær því sem einkenndi hina útdauðu tegund. Hugmyndin er djörf og spurning hvort hún sé framkvæmanleg. Eitt veigamikið atriði er spurningin um 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 kann að virka smávægilegt, en vegna umfangs erfðamengja hryggdýra þýðir þetta að fleiri milljónir basa eru ólíkir í erfðamengjum fíls og loðfíls. Það er tæknilega ómögulegt að framkvæma milljón nákvæmar breytingar með CRISPR-tækninni á erfðaefni einnar frumu. Forvígismenn aðferðarinnar segja að þeir vilji ekki gera allar breytingarnar heldur bara þær sem skipti máli. Þá vaknar næsta spurningin hvaða mismunur á genum loðfíls og fíls skiptir mestu um muninn á útliti þeirra og hegðun? Forvígismennirnir segja að þær séu örugglega aðeins 20 til 100, aðeins þurfi að finna þær.

Þróunar- og erfðafræðingar vita að það er fáránlega erfitt að finna gen sem hafa áhrif á mun á tveimur tegundum. 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 fyrir muninn á okkur og simpönsum, en alls ekki allar breytingarnar. Því er harla ólíklegt að hægt sé að finna hvaða 100 stökkbreytingar gerðu loðfílinn frábrugðinn nútímafílnum, og þar með fellur framtakið um sjálft sig.

Ef til vill er þó veigameira sú fyrirhöfn og kostnaður sem myndi fylgja því að endurlífga útdauða lífveru eða koma tegund úr útrýmingarhættu með klónun og erfðatækni.

Við höfum mestan áhuga á verndun stórra dýra, spendýr og fugla. En fæstir hafa áhyggjur af útdauða orma, bjalla, baktería eða blóma. Veruleikinn er sá að þetta eru algengustu hópar lífvera á jörðinni. Hraði útdauða í nútímanum er hár, talið er að um 30 tegundir deyi út á hverjum degi. Það þyrfti því að klóna og endurlífa um 30 tegundir á dag til þess að halda í horfinu hvað varðar fjölda tegunda.

Rétta spurningin er ef til vill hver 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.

Samantekt:

• Erfðatækni og klónun mætti ef til vill nýta til að bjarga tegundum í útrýmingarhættu.
• Mun erfiðara er að endurlífga útdauðar tegundir með slíkri tækni, sérstaklega löngu útdauðar tegundir eins og loðfíla.
• Ómögulegt væri að endurlífga risaeðlur því erfðaefni þeirra er glatað og þær eiga enga nægilega skylda ættingja á lífi.
• Mikilvægara er að koma í veg fyrir útdauða með því að vernda náttúruna og draga úr neyslu.