Kai kurios nykstančios rūšys nebegali išgyventi laukinėje gamtoje. Taigi ar turėtume pakeisti jų genus?

Kai kurios nykstančios rūšys nebegali išgyventi laukinėje gamtoje.  Taigi ar turėtume pakeisti jų genus?

Visame pasaulyje daugelio mėgstamų rūšių populiacijos mažėja vis sparčiau. Remiantis viena niūria prognoze, iki 2050 m. net 40 % pasaulio rūšių gali išnykti. Nerimą kelia tai, kad daugumą šių mažėjimo sukelia grėsmės, kurioms nėra pakankamai sprendimų.

Daugelio rūšių išlikimas dabar priklauso nuo išsaugojimo veisimo programų. Tačiau šios programos paprastai neskatina rūšių prisitaikyti ir išgyventi laukinėje gamtoje kartu su neįveikiamomis grėsmėmis, tokiomis kaip klimato kaita ir ligos.

Tai reiškia, kad kai kurios rūšys nebegali egzistuoti laukinėje gamtoje, o tai daro didelį poveikį ekosistemai pasroviui. Pavyzdžiui, pagalvokite, kaip koralinis rifas sunkiai funkcionuotų be koralų.

O jei būtų kitas būdas? Mano kolegos ir aš sukūrėme intervencijos metodą, kuriuo siekiama suteikti nykstančioms rūšims genetines savybes, kurių reikia, kad jos išgyventų laukinėje gamtoje.

Genetiškai modifikuoti koralai gali padėti jiems išgyventi šiltesniame pasaulyje.
Rickas Stuartas-Smithas

Teorijos pritaikymas praktikai

Per kelias kartas natūrali atranka leidžia rūšims prisitaikyti prie grėsmių. Tačiau daugeliu atvejų šiandien grėsmių vystymosi greitis lenkia rūšių gebėjimą prisitaikyti.

Ši problema ypač akivaizdi laukinėje gamtoje, kuriai gresia naujai atsirandančios infekcinės ligos, tokios kaip varliagyvių chitridiomikozė, ir klimato paveiktose rūšyse, pavyzdžiui, koraluose.

Priemonių rinkinys, kurį sukūrėme su kolegomis, vadinamas „tiksline genetine intervencija“ arba TGI. Jis veikia padidindamas genetinių ypatybių, turinčių įtakos organizmo tinkamumui grėsmei, atsiradimą arba dažnumą. Metodą aprašome neseniai paskelbtame moksliniame darbe.

Priemonių rinkinys apima dirbtinę atranką ir sintetinę biologiją. Šios priemonės yra gerai žinomos žemės ūkyje ir medicinoje, tačiau palyginti neišbandytos kaip išsaugojimo priemonės. Toliau mes juos paaiškiname išsamiau.

Pastaraisiais dešimtmečiais daugelis mūsų TGI įrankių rinkinio įrankių buvo teoriškai aptariami išsaugojimo literatūroje. Tačiau spartūs genomo sekos nustatymo ir sintetinės biologijos pokyčiai reiškia, kad kai kurie dabar yra įmanomi praktiškai.

Pokyčiai padėjo suprasti genetinį ypatybių, leidžiančių rūšiai prisitaikyti ir jomis manipuliuoti, pagrindą.



Skaityti daugiau: Mes įvardijame 26 Australijos varles, kurioms iki 2040 m. gresia didžiausias išnykimo pavojus – ir kaip jas išgelbėti


varlė ant šlapios uolos
Kai kurios gyvūnų rūšys negali laiku prisitaikyti, kad išgyventų tokias grėsmes kaip ligos.
Shutterstock

Kas yra dirbtinė atranka?

Žmonės jau seniai naudojo dirbtinę (arba fenotipinę) atranką, kad pagerintų pageidaujamas gyvūnų ir augalų, auginamų draugystei ar maistui, savybes. Dėl šio genetinio pakitimo atsirado organizmų, tokių kaip naminiai šunys ir kukurūzai, kurie labai skiriasi nuo savo laukinių protėvių.

Tradicinė dirbtinė atranka gali sukelti tokių pasekmių, kaip didelis giminystės dažnis, kurios turi įtakos organizmo sveikatai ir atsparumui ir yra nepageidautinos išsaugojimui. Jei kada nors turėjote grynaveislį šunį, galbūt žinote apie kai kuriuos iš šių genetinių sutrikimų.

O kalbant apie išsaugojimą, nustatant, kurie rūšies individai yra atsparūs, tarkime, mirtinai pavojingam patogenui, gyvūnui kiltų grėsmė – akivaizdu, kad tai nėra būtina rūšių išsaugojimui.

Gyvulininkystės pramonės mokslininkai sukūrė naują metodą, kaip apeiti šias problemas. Tai vadinama genomine atranka, ji sujungia laboratorinių darbų (pvz., ligos tyrimo) duomenis su gyvūnų genetine informacija, kad nuspėtų, kurie individai turi genetinių savybių, skatinančių prisitaikyti.

Tada šie asmenys parenkami veisimui. Per vėlesnes kartas didėja gyventojų gebėjimas išgyventi kartu su visomis grėsmėmis.

Dėl genomo atrankos atsirado ligoms atsparios lašišos ir gyvuliai, kurie duoda daugiau pieno ir geriau toleruoja šilumą. Tačiau tai dar reikia išbandyti išsaugojimo srityje.



Skaitykite daugiau: Kaip šio mažo žvėries kakas puoselėja miesto sodus ir krūmynus (ir kaip galite padėti juos apsaugoti)


karvės žaliame lauke
Dirbtinė atranka buvo naudojama siekiant išvystyti gyvulių savybes, kurių žmonės trokšta.
Shutterstock

Kas yra sintetinė biologija?

Sintetinė biologija yra priemonių rinkinys, skatinantis organizmų pokyčius. Tai apima tokius metodus kaip transgenezė ir genų redagavimas, kurie gali būti naudojami norint įvesti prarastus ar naujus genus arba pakoreguoti specifines genetines savybes.

Naujausi sintetinės biologijos įrankiai, tokie kaip CRISPR-Cas9, sukėlė šurmulį medicinos pasaulyje ir taip pat pradeda atkreipti gamtosaugos biologų dėmesį.

Tokios priemonės gali tiksliai pakoreguoti tikslines atskiro organizmo genetines ypatybes, todėl jis gali geriau prisitaikyti, o likusi genomo dalis lieka nepaliesta. Tada genetinės modifikacijos perduodamos kitoms kartoms.

Metodas sumažina nenumatytų genetinių pokyčių, kurie gali atsirasti atliekant dirbtinę atranką, tikimybę.

Šiuo metu sintetinės biologijos metodai yra bandomi išsaugoti daugybę rūšių visame pasaulyje. Tai yra kaštonas ir juodakojai šeškai JAV bei koralai Australijoje.

Aš dirbu su Melburno universiteto mokslininkais, siekdamas sukurti TGI metodus Australijos varlėms. Išbandome šiuos metodus su ikonine pietų korobore varle ir planuojame pritaikyti juos kitoms rūšims, jei jie pasirodys veiksmingi.

Visame pasaulyje liga chitridiomikozė niokoja varlių populiacijas. Sukeltas grybelio patogeno Batrachochytrium dendrobatidisdėl jo išnyko apie 90 varlių rūšių, o sumažėjo net 500 kitų.

Daugelis varlių rūšių dabar priklauso nuo išsaugojimo, kad išliktų. Nėra veiksmingo sprendimo, kaip sugrąžinti chytridams jautrias varles laukinėje gamtoje, nes grybelio negalima išnaikinti.

pirštinėmis nuimta DNR grandinės dalis
CRISPR technologija gali būti naudojama nykstančių rūšių genams redaguoti.
Shutterstock

Žvelgiant į priekį

Kaip ir daugelio išsaugojimo metodų atveju, tikslinė genetinė intervencija gali būti susijusi su kompromisais. Pavyzdžiui, dėl genetinių savybių, dėl kurių rūšis atspari vienai ligai, ji gali tapti jautresnė kitai ligai.

Tačiau spartus rūšių mažėjimo tempas reiškia, kad turėtume išbandyti tokius galimus sprendimus, kol dar ne vėlu. Kuo ilgiau rūšių nėra ekosistemoje, tuo didesnė negrįžtamų aplinkos pokyčių tikimybė.

Bet kokia tokio tipo genetinė intervencija turėtų apimti visas suinteresuotąsias šalis, įskaitant čiabuvius ir vietos bendruomenes. Be to, reikia imtis atsargumo priemonių, kad rūšys būtų tinkamos paleisti ir nekeltų pavojaus aplinkai.

Tikimės, kad atkreipdami visuomenės, vyriausybės ir kitų mokslininkų dėmesį į TGI koncepciją, paskatinsime diskusijas ir paskatinsime tyrimus apie jos riziką ir naudą.



Skaityti daugiau: 5 didelės karščio bangos per 30 metų Didįjį barjerinį rifą pavertė išbalusia šaškių lenta


Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas.