Når Martha passasjeren due døde i 1914 i Cincinnati Zoo, det markerte slutten på en æra.
Når de dominerende artene i det østlige Nord-Amerika, airbag duer vandret skogene i store flokker opp til flere milliarder av enkeltpersoner for titusener av år før deres antall var slokket ut.,
Det store antallet av disse fuglene—i kombinasjon med sine tre frø dietter—formet dem til en av de viktigste økosystem ingeniører i sin tid, «forme patchwork habitat dynamics at disse skogene lettelse opp på, økosystemer nå å miste mangfold uten passasjer due,» sa Ben Novak, en ledende forsker på Gjenopplive & Gjenopprett.
«Når fuglen gikk utdødd i 1914, det var en dyster awakening of the power of industrial menneskeheten til å tørke ut selv den mest tallrike av naturressurser,» sa han.,
Det er derfor Novak, som arbeider med en Kalifornisk Institutt kalt Gjenopplive & Restore, har som mål å bringe tilbake arter og re-introdusere dem i sitt naturlige habitat—med hjelp av vanlige duer og strømmen av CRISPR.
Hvorfor De-Utryddelse?
Novak er blant en liten gruppe av «de-utryddelse» ingeniører, en relativt marginal gruppe av forskere som håper å bruke genteknologi for å beskytte eller gjenopplive ikoniske dyrearter som er herjet av menneskelig aktivitet.,
til Å begynne med, de-utryddelse er en økologisk stor skyldfølelse, en art-bredt Pet Kirkegården skrekkhistorie moden for katastrofe. Ja, biologisk mangfold er viktig, men som er å si at en utdødde arter kan tilpasse seg og overleve i et økologisk system som er gått siden pasninger? Eller kanskje enda viktigere, hva om nylig gjenoppståtte dyr—en ekte «fremmede arter» for Jord—føre til mer skade enn godt til vår skjøre økosystemet?
«Hvorfor gå gjennom bryet» er noe hans team blir spurt, sa Novak., For passasjer duer, svaret er enkelt: nylig, nesten et årtusen etter sin mann-drevet utryddelse, vi endelig forstå den viktige rollen de har spilt i utformingen av det østlige Nord-amerika ecosphere.
Så langt, forskere har funnet ut at passasjeren duer stammer over 12 millioner år siden, og var usedvanlig utviklet seg til å leve i tette flokker. Disse nye innsikter, kombinert med en studie av skog økologi, viser tydelig at disse fuglene var sentrale ingeniører skog dynamics.,
Dette sentrale rolle tyder på at passasjeren duer er langt mer enn en utryddelse hulke-historien plakaten barnet. «Å bringe tilbake passasjer-due vil gjenopprette den dynamiske forest regeneration sykluser som dusinvis av tiden fallende plante-og dyrearter trenger for å trives,» sa Novak.
«Passasjer-due er ikke bare en modell arter; det ganske muligens er de viktigste artene for fremtiden av å bevare øst-Amerikas skog, biologisk mangfold,» sa han.,
De-Utryddelse Play Book
Som fører forsker på «Den Store Passasjer Due Comeback» – prosjektet, Novak vedtatt en helhetlig tilnærming til de-utryddelse.
Det er en prosess i to trinn: først, den utdødde arter trenger å bli plukket opp fra de døde. For det andre, re-introduksjon av arter til miljøet må vurderes nøye.
Vi allerede har lignende eksempler for andre trinn, forklarte Novak., Gjeninnføre arter til områder der de ble utryddet er flere tiår gamle, vitenskap, og forskere har sett suksesser som ulver i Yellowstone, elg i Kentucky, eller bever i Skottland. Slutten målet her er å veie risiko for å gjøre kontra å ikke gjøre: hva ville skje til økologi hvis vi er helt hands-off.
I tilfelle av passasjeren due, utfallet for sin re-introduksjon er sannsynlig enten nøytral—betyr det ville bare bli en annen fugl i skogen med ingen målbar effekt—eller positiv for overlevelse av andre arter.,
uansett, oddsen synes å være i Novak ‘ s favør.
Det første kravet—å bringe de døde tilbake til livet—er en mye nyere vitenskap. Men takket være et lite verktøy kalt CRISPR, de-extinctionists se en vei fremover.
Her er crux: i motsetning til Jurassic Park, forskere ikke prøver å helt gjenopplive et dyr som er basert utelukkende på sin DNA.
Snarere teamet er å ta en søk-og-erstatt tilnærming: starter fra gjennomsnittet gatefeier due på byens gater, planlegger de å innlemme gener som er spesifikke for passasjer duer inn i moderne-dag søskenbarn—bandet-tail-due., Ved selektiv avl genet-dyr, dyr i teamet håper å konsentrere seg den nylig innlemmet gener i avkom, og dermed påvirke disse «levende surrogater» mot passasjer duer på et genetisk nivå.
Med nok generasjoner, vi kan ha en nysgjerrig, man-laget arter med DNA umulig å skille fra de døde dyrene de er modellert etter. Nøyaktig når en hybrid dyr blir en passasjer due er et filosofisk spørsmål som plager alle de-utryddelse bevegelser.
Det er en strategi som de fleste de-utryddelse innsats vedta. Men Novak ‘ s team har allerede en etappe opp.,
i Forhold til dodo, for eksempel, «det er brukbare DNA fordi det er mer fylt passasjer duer hvile i museum skuffer og private samlinger enn noen andre utryddet fugl,» sa Novak. Å legge til det faktum at vi har tilgang til band-tail duer og forstå deres reproduktive mønstre, «the science of revival virket som om det skulle falle på plass med høyre innovasjon og utholdenhet.»
De-Utryddelse i Praksis
Siden 2012, Novak team har kanskje gjort større fremskritt enn noen andre de-utryddelse prosjektet.,
Første i en serie av artikler og samarbeid, team avduket bit-for-bit det avgjørende innvirkning passasjer duer hadde på sitt økosystem, og svarte på det eldgamle spørsmålet om hvordan deres tall sunket raskt fra milliarder til ingen. Den CliffsNotes versjon: fugler utviklet seg til å tilpasse seg utmerket til livet i en stor befolkning. Selv om de kanskje har vært i stand til å sprette tilbake fra lav genetisk mangfold, human jakt kjørte den siste spikeren i sin kiste.
Disse studiene sammen hjelpe med å informere passasjeren due comeback., Novak forklarte at i henhold til disse resultatene, må vi først gi bandet-tail duer nødvendig mutasjoner som vil gjøre dem rase på den måten at passasjeren duer gjorde, for å støtte dem til å leve i høy sosial tetthet. Neste vi skal ha for å gi fuglene nødvendige tilpasninger til å leve i høye tettheter på en effektiv måte, for eksempel egenskaper som tillater dem å bli mer følsom mot sosiale profiler eller rask juvenile vekster, så de legger mindre press på foreldre innsats på høye tall.
The advent av CRISPR forandret alt., For første gang, Novak og gruppen har tilgang til en relativt enkel og billig genet redigering verktøy som lar dem å fikle med det felles due ‘ s DNA.
Så langt, de har prøvd flere tilnærminger for å øke effektiviteten av verktøyet. Den beste måten er å direkte redigere en due ‘ s sæd eller egg, fordi slike endringer vil bli videreført til neste generasjon. Problemet? Forskere så langt ikke har vært i stand til å dyrke disse cellene i en test-tube.
Neste beste tingen: injisere DNA-redigering verktøy—sammen med de nødvendige endringer i et embryo., Men forskere kjørte inn i problemer her også: de hadde å stole på virus til å levere CRISPR maskiner, noe som gjør pakken for stor til å være trygt injisert.
for Å komme rundt disse veisperringer, Novak team fokusert sin innsats på å lage en helt ny linje av duer, hver husing genetisk materiale, som gjør det enklere DNA-redigering.
CRISPR-Cas9 er en to-trinns prosess, forklarte Novak. Den CRISPR del hones inn på mål-DNA, mens Cas9 gjør den faktiske snipping., Fugler avlet med Cas9 i hver eneste celle i hovedsak ha en del av et funksjonelt gen redigering verktøy i deres kropper, noe som gjør det mye enklere å levere de andre nødvendige komponenter.
«I de neste tre år verden kan se de første genetiske egenskapene til passasjeren due gjenopplivet i levende fugler,» sa Novak.
Og hvis alt går som planlagt, i de neste to tiårene, vil vi være vitne—for første gang—gjenopplivingen av en utdødd art. Dodo fugler og ullen mammuter kan følge. I tid, utryddelse kan være en ting fra fortiden—for bedre eller verre.,
Bilde Credit: Nicolas Primola / .com