Mrówki, które klonują inny gatunek – natura łamie swoje własne zasady
Biologia ma swoje żelazne zasady, ale niektóre stworzenia zdają się je łamać. Naukowcy odkryli, że królowe mrówek żniwiarek potrafią klonować samce innego gatunku, aby tworzyć hybrydowe armie robotnic. To jeden z najbardziej niezwykłych systemów rozrodczych w przyrodzie.
Królowe mrówek żniwiarek iberyjskich (Messor ibericus) łamią fundamentalną zasadę biologii: wydają na świat potomstwo dwóch odrębnych gatunków. W dodatku jeden z nich klonują dla własnych potrzeb. Naukowcy odkryli system rozrodczy, który nie występuje nigdzie indziej w przyrodzie. Swoje wyniki opublikowali w „Nature”. Gatunki współistniejące Mrówki z gatunku Messor ibericus w niektórych miejscach Europy koegzystują ze swoimi dalekimi krewniakami Messor structor, od których oddzieliły się ewolucyjnie już niemal 5 milionów lat temu. Sąsiedztwo sprawia, że królowe iberyjskich żniwiarek mają zapewnioną dużą liczbę samców M. structor, z którymi mogą się rozmnażać. W koloniach M. ibericus często znajduje się samców M. structor, na których te pasożytują i które dostarczają ich królowej niezbędnych plemników. To samo w sobie jest ciekawe, ale uwagę naukowców przyciągnęła populacja mrówek z południa Włoch. Wydarzyło się w niej bowiem coś zaskakującego. Klonujące królowe Chodzi o to, że na Sycylii M. structor... w ogóle nie występują. Mimo to w koloniach M. ibericus naukowcy znaleźli ich przedstawicieli, co udowodniła analiza genetyczna. Pojawiło się pytanie – jak się tam znaleźli? Badacze w końcu rozpracowali ten fenomen, ale długo nie mogli uwierzyć w swoje odkrycie. Okazało się, że królowe M. ibericus klonują mrówki M. structor, jeśli te ostatnie w okolicy nie występują. Niejako „tworzą” je sobie na własne potrzeby. Następnie krzyżują się z tymi mrówkami, co daje silne hybrydowe robotnice, które opiekują się kolonią i zajmują się budową. – M. ibericus „udomowił” mrówkę M. structor i jej genom – mówi Jonathan Romiguier z Instytutu Nauk Ewolucyjnych w Montpellier we Francji, który wraz ze swoimi współpracownikami zaobserwował ów niezwykły proces. Jak wspomnieliśmy, linie obydwu gatunków mrówek rozdzieliły się niezwykle dawno temu – w skali ewolucyjnej można porównać to do sytuacji, w której ludzka kobieta urodziłaby... szympansa. Mrówka "zrób to sam" Co ciekawe, gdy naukowcy umieścili sklonowane przez swoją daleką kuzynkę samce M. structor w zwykłej kolonii ich gatunku, te były natychmiast zabijane przez pobratymców, pomimo identycznego wyglądu. Wszystko przez to, że sklonowane przez M. ibericus osobniki nosiły w sobie feromony iberyjskich kuzynek, więc były traktowane jak wrogowie. Badacze podejrzewają, że przyczyną jest obecność DNA M. structor w ich jądrach komórkowych, a DNA M. ibericus w mitochondriach. Ich „matką” jest przecież przedstawicielka innego gatunku. Niezwykły system rozrodczy Naukowcy nie spodziewają się, że rzadkie pasożytnictwo płciowe M. ibericus odniesie ewolucyjny sukces. Jest raczej przykładem niezwykłości natury i istniejących w niej współzależności. – Mrówki są niesamowite. Zmuszają nas do otwartości i kreatywności, bez której niemożliwe stanie się odkrywanie nietypowych systemów rozrodczych – komentuje Claudie Doums, ekolożka z Practical School of Advanced Studies w Paryżu. Źródło: Nature Nasz autor Jonasz Przybył Redaktor i dziennikarz związany wcześniej m.in. z przyrodniczą gałęzią Wydawnictwa Naukowego PWN, autor wielu tekstów publicystycznych i specjalistycznych. W National Geographic skupia się głównie na tematach dotyczących środowiska naturalnego, historycznych i kulturowych. Prywatnie muzyk: gra na perkusji i na handpanie. Interesuje go historia średniowiecza oraz socjologia, szczególnie zagadnienia dotyczące funkcjonowania społeczeństw i wyzwań, jakie stawia przed nimi XXI wiek.
Ta data stanowi przełom. 28 lat temu sklonowano owcę Dolly
5 lipca 1996 roku na świat przyszła owca Dolly. Pierwszy ssak sklonowany z dorosłych komórek somatycznych. Choć Dolly zmarła 21 lat temu, wciąż stoimy na progu nowej rzeczywistości, w której klonowanie będzie tak powszechne, jak dziś wycięcie wyrostka robaczkowego. Tylko czy jesteśmy na to gotowi?
W tym artykule: Kolejne klonowane zwierzęta Klonowanie terapeutyczne Ile kosztuje jedna komórka ludzka? Większość filmów z klonowaniem w roli głównej – „Utracony świat”, „Śpioch”, „Inwazja porywaczy ciał”, „Żony ze Stepford”, „Blade Runner”, „Gattaca” czy nawet „Jurassic Park” – powstała przed rokiem 1996. Nic dziwnego, bo właśnie ta data stanowiła przełom. To wtedy w szkockim Roslin Institute sklonowano pierwszego ssaka z komórki dorosłego organizmu. Owca Dolly sprawiła, że klonowanie błyskawicznie przeniosło się z science fiction do serwisów informacyjnych. Kolejne klonowane zwierzęta Od tamtej pory uczeni „wyprodukowali” w ten sposób mnóstwo zwierząt. Od myszy po małpy, od psów i kotów po gatunki zagrożone wyginięciem czy wręcz wymarłe. Jednak ten sukces ma też mroczną stronę. Wiele ze sklonowanych zwierząt umiera tuż po narodzinach w wyniku ciężkich wad anatomicznych. „Wskrzeszony” przez biologów koziorożec pirenejski przeżył zaledwie kilka minut po narodzeniu, a sama Dolly musiała zostać uśpiona w wieku zaledwie 6 lat. Choć nie z powodu przedwczesnego starzenia się, jak podejrzewano, lecz wskutek choroby nowotworowej wywołanej przez wirusa JSRV. Nic dziwnego, że nikt nie pali się do powielania w ten sposób człowieka. Ryzyko jest ogromne, a korzyści niemal żadne. Czy to początek zasiedlania Marsa przez ziemskie organizmy? Naukowcy proponują pierwszego „kolonizatora” Do tej pory o życiu na Marsie opowiadały tylko filmy i literatura science fiction. Najnowsze badanie naukowców z Chin rzuca jednak nowe światło na szanse zasiedlenia Czerwonej Planety przez lu... Klonowanie terapeutyczne Dlatego dziś głównym kierunkiem badań jest klonowanie terapeutyczne. Jego celem jest uzyskanie wielkiej nadziei medycyny – komórek macierzystych, czyli takich, z których mogą powstać praktycznie dowolne tkanki czy narządy. Lista potencjalnych zastosowań jest długa, ale wystarczy wymienić, chociażby regenerację uszkodzonego rdzenia kręgowego o u osób sparaliżowanych, terapię schorzeń neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Alzheimera lub Parkinsona, czy wreszcie przywrócenie sprawności trzustce u chorych na cukrzycę. Pobrane ze sklonowanego zarodka komórki macierzyste można przechowywać w warunkach laboratoryjnych niemal w nieskończoność, ponieważ są nieśmiertelne. Jednak sam proces ich pozyskiwania budzi kontrowersje. W 1998 roku ekipa dr. Roberta Lanzy, założyciela firmy Advanced Cell Technology, sklonowała pierwszy ludzki embrion. Do jego stworzenia posłużyła komórka z ludzkiej nogi i jajeczko pobrane od krowy. Zarodki rozwijały się przez 12 dni, po czym zostały zniszczone przez naukowców. Podobnie było przy kolejnych próbach – nikt nie chciał, by takie stworzenia mogły się rozwijać dalej. Te pierwsze eksperymenty spotkały się z masową krytyką. W rezultacie świat podzielił się na dwa obozy. Co ciekawe, za klonowaniem terapeutycznym opowiada się skądinąd tradycyjna Ameryka, a przeciw – progresywna Europa. Ile kosztuje jedna komórka ludzka? Dziś na przeszkodzie stają też inne względy – chociażby czysto ekonomiczne. Z raportu amerykańskiego Hastings Centre wynika, że jedna ludzka komórka jajowa – niezbędna do uzyskania embrionu droga klonowania – kosztuje 5–50 tys. dolarów. Co najwyżej 1% komórek poddanych klonowaniu zaczyna się dzielić. Nietrudno więc zrozumieć, że koszty mogą być ogromne, a to stawia pod znakiem zapytania opłacalność takich prac. Dlatego badacze próbują przeprogramować „dorosłe” komórki tak, by zamieniły się w macierzyste. I coraz lepiej im się to udaje. Jest więc szansa, że po 28 latach od narodzin Dolly doczekamy się wreszcie prawdziwego przełomu, który wpłynie na życie i zdrowie wielu z nas, nikomu przy tym nie szkodząc.
Naukowcy sklonowali makaka królewskiego z pomocą ulepszonej procedury. Klonowanie stanie się prostsze?
Chińscy naukowcy ogłosili, że po raz pierwszy udało im się sklonować makaka królewskiego metodą, dzięki której przyszła na świat słynna owca Dolly. Procedura została jednak ulepszona, tak by usprawnić klonowanie. Czy to się udało?
W tym artykule: Czym jest klonowanie zwierząt? Które zwierzę było sklonowane jako pierwsze? Pierwsze klony małp Nowy sposób na klonowanie zwierząt W wyniku najnowszego eksperymentu z klonowaniem na świat przyszedł Retro. To makak królewski (Macaca mulatta). Obecnie ma dwa lata i jest w pełni zdrowy. O jego istnieniu naukowcy z Chińskiej Akademii Nauk poinformowali dopiero 16 stycznia, długo po tym, jak małpa przyszła na świat. Czym jest klonowanie zwierząt? Dlaczego czekano aż tyle czasu? By upewnić się, że Retro nic nie dolega i rozwija się prawidłowo. O ile klonowanie samo w sobie jest trudną procedurą, o tyle klonowanie naczelnych okazało się wyjątkowo skomplikowane. Przez dekady się nie udawało, a pierwsze sukcesy badacze odnieśli dopiero pięć lat temu. Nadal jednak skuteczność klonowania była niezwykle niska. W pracy opublikowanej w „Nature Communications” badacze donoszą jednak, że udało im się ulepszyć klasyczna metodę klonowania, dzięki której na świat przyszła Dolly. Ich zdaniem może to pomóc w przyszłości uzyskać więcej klonów rezusów. Pojawiają się jednak pytania: po co klonować naczelne? Oraz – czy klonowanie jest etyczne? Które zwierzę było sklonowane jako pierwsze? Owca Dolly urodziła się w 1996 r. Natychmiast stała się sensacją naukową. Dolly została sklonowana metodą tzw. transferu jądrowego. Na czym polega ta technika? Wpierw naukowcy pobierają komórkę jajową i usuwają z niej jądro. Następnie zastępują je jądrem pochodzącym z komórki somatycznej dorosłego zwierzęcia, które ma zostać sklonowane – np. z komórki skóry. W Chinach po raz pierwszy sklonowano wilka polarnego. Wilcze szczenię urodził pies Firma z Pekinu zajmująca się klonowaniem zwierząt ogłosiła, że w jej laboratoriach po raz pierwszy przyszedł na świat sklonowany wilk polarny. Zwierzę urodziło się dzięki matce surogatc... Komórka jajowa z obcym jądrem zaczyna dzielić się jak zygota. Po wszczepieniu jej do macicy zarodek ma szansę dalej się rozwijać. Jeśli ciąża przebiega prawidłowo, na świat przychodzi zwierzę – genetyczna kopia tego, z którego komórki somatycznej pobrano jądro. W teorii brzmi to prosto. W praktyce – jest bardzo wymagającym eksperymentem o niskiej skuteczności. Co prawda po Dolly udało się sklonować wiele zwierząt (krowę, mysz, świnię, koty i psy), jednak aż dwie dekady zajęło sklonowanie ssaków naczelnych. Pierwsze klony małp Dopiero w 2018 r. – a więc 22 lata po Dolly – chińscy badacze ogłosili, że sklonowali makaki krabożerne. Na świat przyszły dwie identyczne małpki: Hua Hua i Zhong Zhong. Naukowcy zdołali chemicznie przeprogramować jądra pobrane z tkanki łącznej małpich płodów, tak by funkcjonowały, jak jądra zygoty. Takie przeprogramowanie w przypadku ssaków naczelnych jest problematyczne. Może doprowadzić do uszkodzenia materiału genetycznego znajdującego się w jądrze. W rezultacie z zarodka nie rozwinie się zdrowy organizm. Pięć lat temu udało się jednak to zrobić. Sukces z makakami krabożernymi był kosztowny. By urodziły się dwie zdrowe małpki, trzeba było sklonować 79 zarodków i wykorzystać 21 matek zastępczych. Skuteczność tamtej procedury wynosiła więc poniżej dwóch procent. Nowy sposób na klonowanie zwierząt Retro – sklonowany dwa lata temu makak królewski – również urodził się dzięki metodzie transferu jądrowego. Tym razem jednak naukowcy twierdzą, że znacząco ją ulepszyli. Prowadzący badania Qiang Sun powiedział, że główny problem stanowiło łożysko. Przy klonowaniu naczelnych rozwijało się nieprawidłowo – w porównaniu z ciążami małp uzyskiwanymi z in vitro. Naukowcy nie ograniczyli się więc do wymiany jedynie jądra komórkowego. W rozwijającym się embrionie podmienili również grupę komórek, które z czasem dałyby początek łożysku – tzw. trofoblast. Pochodził ze zdrowego, nieklonowanego zarodka. Doprowadziło to do urodzenia Retra. Jednak – jak komentują naukowcy niezwiązanie z tymi badaniami – sukces ten został okupiony ogromnymi kosztami. By Retro przyszedł na świat, musiało powstać aż 113 embrionów. Tylko jeden z nich rozwinął się w zdrową małpkę. Skuteczność była więc mniejsza niż jeden procent. Twórcy tego eksperymentu twierdzą, że ich badania nad klonowaniem mogą dać światu ssaki naczelne potrzebne do rozwoju medycyny. Jednak cała dziedzina naukowa – klonowanie ssaków – budzi wątpliwości etyczne. Po pierwsze, nie do końca wiadomo, czemu ma służyć. Po drugie, regularnie wracają obawy, że może doprowadzić do eksperymentów z klonowaniem zarodków ludzkich. Źródło: Nature Communications Nasz ekspert Magdalena Salik Dziennikarka naukowa i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Pasjami czyta i pisze, miłośniczka literatury popularnonaukowej i komputerowych gier RPG. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com
W Chinach po raz pierwszy sklonowano wilka polarnego. Wilcze szczenię urodził pies
Firma z Pekinu zajmująca się klonowaniem zwierząt ogłosiła, że w jej laboratoriach po raz pierwszy przyszedł na świat sklonowany wilk polarny. Zwierzę urodziło się dzięki matce surogatce, którą została samica beagla.
W tym artykule: Jak skolonowano wilka? Sklonowany wilk – co to jest metoda SCNT? Dlaczego wilka urodził pies? Klonowanie ratunkiem dla zagrożonych gatunków? Na świat po raz pierwszy przyszedł sklonowany wilk polarny (Canis lupus arctos). Klonowania dokonali biotechnolodzy z firmy Sinogene Biotechnology Company w Pekinie. O narodzinach samicy o imieniu Maya poinformowano 19 września podczas konferencji prasowej. Jak podano, zwierzę przyszło na świat 10 czerwca. Z ogłoszeniem sukcesu czekano jednak sto dni, by upewnić się, że szczeniak jest zdrowy. Sinogene to firma specjalizująca się w klonowaniu zwierząt – takich jak psy, koty czy konie – na życzenie prywatnych klientów. Według relacji chińskiego portalu „Global Times”, chce teraz klonować również przedstawicieli zagrożonych gatunków. Wilk polarny do nich nie należy. Jak skolonowano wilka? Maya to klon dorosłego wilka polarnego o tym samym imieniu, który żył w niewoli w rezerwacie Harbin Polarland w północno-wschodnich Chinach. Pierwsza Maya urodziła się w Kanadzie, skąd w 2006 roku trafiła do Chin. Zmarła w 2021 roku. Jej sklonowanie zajęło dwa lata. I – jak powiedział Mi Jidong, generalny dyrektor Sinogene – „wymagało mozolnej, mrówczej pracy”. Naukowcy wpierw stworzyli 137 embrionów. 85 z nich zostało następnie wszczepionych siedmiu psim surogatkom. Z tej ogromnej liczby poprawnie rozwinął się tylko jeden embrion. Cmentarne węże? Odkryto trzy nowe gatunki węży żyjących pod ziemią – na cmentarzyskach i w starych kościołach Nieznane nauce gatunki węży zostały odkryte przez naukowców w Ekwadorze. Gady żyją pod nagrobkami i kościołami w odległych miasteczkach, ukrytych w lasach mglistych w Andach. <img src="https://images.immediate.co.uk/production/volatile/sites/63/2024/08/odkryto-trzy-nowe-gatunki-wezy-zyjacych-pod-ziemia-na-cmentarzyskach-i-w-starych-kosciolach-w-andach-fot-alejandro-arteaga-cc-by-4dea10d.jpg" width="938" height="626" alt="Odkryto trzy nowe gatunki węży żyjących pod ziemią – na cmentarzyskach i w starych kościołach w Andach (fot. Alejandro Arteaga, CC-BY)" title="Odkryto trzy nowe gatunki węży żyjących pod ziemią – na cmentarzyskach i w starych kościołach w Andach (fot. Alejandro Arteaga, CC-BY)" /> Sklonowany wilk – co to jest metoda SCNT? Podczas klonowania naukowcy wykorzystali metodę zwaną transferem jądrowym komórki somatycznej (ang. somatic cell nuclear transfer, SCNT). Jądro pobrane z dojrzałej komórki somatycznej dawcy przenosi się do oocytu – czyli niedojrzałej komórki jajowej biorcy – z którego wpierw usuwa się jądro. W ten właśnie sposób na świat przyszła owca Dolly. Metoda jest trudna technicznie i pracochłonna, a odsetek uzyskanych klonów bardzo niski. Szacuje się, że tylko kilka procent z embrionów wszczepionym matkom zastępczym rozwija się i daje zdrowe potomstwo. Dlaczego wilka urodził pies? Biotechnolodzy z Sinogene zdecydowali, że surogatką zostanie suka rasy beagle, ponieważ mieli zbyt mało suk wilków w niewoli. Psy jednak są bliskimi kuzynami wilków, więc ciąża matki Mayi miała szanse przebiec poprawnie. Maya przebywa teraz razem ze swoją matką w laboratorium Sinogene w Xuzhou we wschodnich Chinach. Gdy podrośnie, ma trafić do rezerwatu Harbin Polarland. Jej opiekunowie mają nadzieję, że stopniowo uda się ją włączyć do stada wilków. Klonowanie ratunkiem dla zagrożonych gatunków? Czy klonowanie ma szansę pomóc zagrożonym gatunkom? Sinogene zamierza zająć się tym w przyszłości. Nie będą pierwsi. Dwa lata temu naukowcy z amerykańskiej spółki Revive & Restore ogłosili, że sklonowali zagrożonego tchórza czarnołapego (Mustela nigripes), wcześniej zaś konia Przewalskiego (Equus przewalskii). Jak podaje portal LiveScience biotechnolodzy z Revive & Restore pracują teraz nad przywróceniem do życia wymarłego gołębia wędrownego (Ectopistes migratorius). – Klonowanie jest techniką używano drastycznie rzadko – mówi Ben Novak, główny badacz Revive & Restore dla LiveScience. – W przyszłości to będzie prawdziwe koło ratunkowe dla gatunków zagrożonych i wymarłych – dodaje. Jednak nie dla wszystkich. Wiadomo już, że technika SCNT nie nadaje się do klonowania ptaków, gadów i ssaków jajorodnych. Jej skuteczność jest też o wiele niższa niż wspomaganych technik rozrodu: sztucznej inseminacji czy zapłodnienia in-vitro. Przy klonowaniu trzeba – tak jak w przypadku Mai – stworzyć setki zarodków i wszczepić je wielu surogatkom, by na świat przyszło choćby jedno zdrowe zwierzę. To ogranicza możliwości jego stosowania. Źródło: Live Science, Global Times Nasz ekspert Magdalena Salik Dziennikarka naukowa i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Pasjami czyta i pisze, miłośniczka literatury popularnonaukowej i komputerowych gier RPG. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com
Po raz pierwszy sklonowano fretkę czarnonogą. To szansa dla zagrożonego gatunku
Zagrożona wyginięciem fretka czarnonoga została sklonowana w Stanach Zjednoczonych dzięki komórkom zamrożonym ponad 30 lat temu. To pierwszy w tym kraju przypadek klonowania osobników zagrożonego gatunku. Czy w przyszłości klonowanie będzie głównym środkiem ochrony krytycznie rzadkich gatunków?
Sklonowany osobnik to samiczka, której nadano imię Elizabeth Ann. Elizabeth jest fretką czarnonogą, przedstawicielką jednego z najbardziej zagrożonych wyginięciem ssaków w Ameryce Północnej – podaje World Wildlife Fund. Urodzona 10 grudnia 2020 roku Elizabeth Ann została „stworzona” przy użyciu komórek Willi – dzikiej fretki czarnonogiej, która zmarła w 1988 roku. Po śmierci zwierzęcia, jej komórki poddano kriokonserwacji – podaje w oświadczeniu US Fish and Wildlife Service (USFWS), agencja, która była zaangażowana w proces klonowania fretki. Dokonania amerykańskich naukowców to pierwszy przypadek sklonowania gatunku zagrożonego wyginięciem w Stanach Zjednoczonych. Badacze mają nadzieję, że powołanie do życia Elizabeth Ann przyczyni się do wzrostu różnorodności genetycznej w populacji fretek czarnonogich. Obecna populacja pochodzi od zaledwie siedmiu pojedynczych fretek, co sprawia, że wszyscy żyjący przedstawiciele tego gatunku są w zasadzie częściowo spokrewnieni. – Zobowiązanie do tego, by utrzymać ten gatunek, doprowadziło do pomyślnych narodzin Elizabeth Ann. Widać, jak dobrze się rozwija. Zapoczątkowuje nową erę dla jej gatunku i gatunków zależnych od ochrony na całym świecie. To zwycięstwo w zakresie bioróżnorodności i ratowania genów – mówi Ryan Phelan, dyrektor wykonawczy Revive & Restore, organizacji zajmującej się ochroną przyrody, która była zaangażowana w klonowanie. Ponieważ Willa, od której pochodziły komórki, z których stworzono Elizabeth Ann, nie była jedną z „siedmiu założycieli” obecnie żyjącej populacji, jej geny – będące teraz w posiadaniu sklonowanej fretki – mogą przynieść bardzo potrzebną zmienność genetyki populacji. Fretki czarnonogie zostały już kiedyś uznane za wymarłe, ale w 1981 roku naukowcy odkryli niewielką populację. To pozwoliło ekologom na rozpoczęcie programów ochrony i hodowli tego gatunku w niewoli – w celu późniejszego uwolnienia zwierząt. Według Revive & Restore około 250 do 350 fretek żyje w niewoli, a 300 kolejnych żyje w miejscach reintrodukcji na wolności. Jednak ograniczona różnorodność genetyczna gatunku stanowi wyzwanie dla jego odnowienia, powodując że stworzenia są podatne na zaburzenia zdrowia i niektóre infekcje. Projekt klonowania fretki czarnonogiej rozpoczął się już w 2013 roku i był wynikiem współpracy między USFWS, Revive & Restore, firmą ViaGen Pets & Equine, San Diego Zoo Global oraz Association of Zoos and Aquariums. Kilka innych zagrożonych zwierząt zostało sklonowanych w innych częściach świata. W 2001 roku sklonowano gaury, zwane indyjskimi bizonami, w 2009 roku dzikie kozice bucardo, a w 2012 roku klonowaniu poddano dzikie kojoty. Niewykluczone, że klonowanie na stałe wejdzie w życie jako jedno z narzędzi walki o przetrwanie najbardziej zagrożonych gatunków.
6 gatunków zwierząt, które moglibyśmy przywrócić do życia
Oczywiście jeśli najpierw pokonamy pewne bariery technologiczne i dylematy natury etycznej.
Powyższa galeria pokazuje wymarłe gatunki zwierząt, o których przywracaniu do życia mówiono podczas konferencji TEDxDeExtinction w Waszyngtonie sześć lat temu. Wielokrotnie pisaliśmy o nich także w magazynie "National Geographic".
Alicia i David postanowili sklonować ukochanego psa. „Ma taki sam charakter”
Pożegnanie z przyjacielem zawsze jest trudne. Także, gdy tym przyjacielem jest ukochany czworonóg. Alicia i David Tschirhart z Kalifornii w Stanach Zjednoczonych tak bardzo chcieli zatrzymać przy sobie wieloletniego przyjaciela, że po jego śmierci postanowili go sklonować.
Marley był labradorem. Psem idealnym – mówią o nim pogrążeni w żałobie opiekunowie. Para była z nim bardzo zżyta, a właściwie zawdzięczała mu życie, bo 6 lat temu Marley uratował ich podczas wędrówki po górach. – To było w 2014 roku. Marley miał wtedy 12 lat, a Alicia była w czwartym miesąicu ciąży. Nagle zobaczyłem, jak Marley rzuca się przede mnie, drapie i kopie ziemię, do której próbowała sięgnąć Alicia – wspomina tamten dzień David. – Zobaczyłam duży kij i chciałam go sięgnąć. Nawet nie zauważyłam, że był tam wąż, dopóki Marley nie zaczął ujadać – mówi z kolei Alicia. Obok gałęzi, po którą chciała sięgnąć kobieta, leżał zwinięty grzechotnik. Na szczęście Labrador przegonił węża, zanim doszło do tragedii. Właśnie zez względu na wydarzenie sprzed lat David i Alicia zdecydowali się uczcić pamięć o swoim czworonogu w tak niezwykły sposób. Labrador, który pojawił się na świecie wskutek klonowania, nosi imię Ziggy. Opiekunowie zapewniają, że jest dokładnie taki sam, jak Marley. – Mają taką samą osobowość, bawią się tak samo, lubią te same zabawki – wymienia Alicia. View oEmbed on the source website Kontrowersyjny biznes Pies został sklonowany dzięki usłudze, jaką świadczy firma ViaGen Pets. „Rozumiemy i szanujemy wyjątkową miłość naszych klientów do ich pupili i dokładamy wszelkich starań, aby zapewnić im wyjątkową obsługę oraz wyniki” – czytamy na stronie przedsiębiorstwa. Firma szczyci się, że współpracuje z „czołowymi naukowcami” oraz podkreśla, że jest przekonana, iż wyniki jej pracy przyniosą korzyść wszystkim zwierzętom. Sklonowanie psa w firmie ViaGen to koszt około 50 000 dolarów. Kota – 35 dolarów. Firma zajmuje się też klonowaniem koni, co pozwala na „ochronę elitarnej linii genetycznej”. Mimo kontrowersji, jakie może budzić działalność firmy, ViaGen nie narzeka na brak zamówień. Obecnie na sklonowanie swoich pupili trzeba czekać rok – wcześniejsze „terminy” są zajęte. View oEmbed on the source website Klonowanie czworonogów staje się coraz popularniejsze. Jako że zabieg nie należy do tanich, mogą pozwolić sobie na niego jedynie nieliczni. W 2018 roku Barbara Streisand przyznała, że dwa jej psy to klony jej poprzedniego pupila. W Korei Południowej sklonowano – siedmiokrotnie – psa, który charakteryzował się superwęchem. Klony wyjątkowo uzdolnionego zwierzęcia były wykorzystywane m.in. do wykrywania narkotyków. W 2009 roku przyszło na świat aż pięć szczeniąt, które były klonami „legendarnego” Trakra – owczarka niemieckiego, który wraz ze swoim opiekunem poszukiwał ostatnich żyjących po katastrofie World Trade Center w 2001 roku. Decyzja o jego sklonowaniu zapadła w 2008 roku w ramach konkursu na najbardziej wartego sklonowania psa, organizowanego przez inną firmę zajmującą się klonowaniem zwierząt – BioArts International. Katarzyna Grzelak
Czy "Jurrasic Park" mógłby zaistnieć? Wskrzeszanie wymarłych gatunków
Przywracanie do życia wymarłych gatunków przestało być fantazją. Ale czy to dobry pomysł?
30 lipca 2003 r. zespół hiszpańskich i francuskich naukowców odwrócił bieg czasu, przywracając życie zwierzęciu, które było już gatunkiem wymarłym. Badacze niemal natychmiast oglądali jego powtórne wymarcie. Była to kozica znana jako bucardo – koziorożec pirenejski (Capra pyrenaica pyrenaica). Piękne zwierzę o długich, łagodnie wygiętych rogach, osiągające wagę 100 kg. Przez tysiące lat żyło wysoko w Pirenejach, górach oddzielających Francję od Hiszpanii, gdzie wspinało się po turniach, skubiąc liście i pędy. Przetrzymywało ostre zimy. Potem pojawił się człowiek ze strzelbą. W ciągu kilku stuleci myśliwi drastycznie zmniejszyli pogłowie bucardo. W roku 1989 hiszpańscy badacze zrobili spis z natury i stwierdzili, że przetrwał może tuzin pojedynczych sztuk. Po 10 latach została tylko jedna – samica nazwana Celia. Ekipa z Parku Narodowego Ordesa i Monte Perdido, kierowana przez weterynarza parkowego Alberto Fernándeza-Ariasa, schwytała zwierzę w pułapkę, nałożyła mu obrożę z nadajnikiem radiowym i puściła wolno. Dziewięć miesięcy później emitowany z nadajnika sygnał zamienił się w długie, jednostajne buczenie – znak zwiastujący, że Celia nie żyje. Znaleziono ją zgruchotaną pod obalonym drzewem. Wraz ze śmiercią Celii oficjalnie uznano bucardo za gatunek wymarły. Żyły jednak komórki Celii, zachowane w laboratoriach Saragossy i Madrytu. W ciągu kilku następnych lat zespół fizjologów rozrodu kierowany przez José Folcha wprowadził jądra tych komórek do jajeczek kozich, z których usunięto własne DNA. Dokonano implantacji u matek zastępczych. Z 57 zwierząt tylko 7 zaszło w ciążę. Wśród tej siódemki wystąpiło sześć poronień, ale jedna matka – mieszaniec podgatunku koziorożca pirenejskiego Capra pyrenaica victoriae i kozy – donosiła klon Celii. Folch z kolegami przeprowadził cesarskie cięcie i nastąpiły narodziny 2,5-kilogramowego klona. Fernández-Arias, trzymając bucardo w ramionach, widział, że noworodek ledwie łapie powietrze, wyciągając groteskowo język z pyszczka. Po 10 minutach sklonowana Celia zdechła. Nekropsja wykazała, że na jednym płucu narósł dodatkowy, gigantyczny płat zbity jak wątroba. Nic nie można było zrobić. Obok bucardo są dodo i alka olbrzymia, wilk workowaty i chiński delfin rzeczny, gołąb wędrowny i dzięcioł cesarski – długa lista zwierząt, których wyginięcie spowodował człowiek, niekiedy rozmyślnie. A ponieważ więcej gatunków jest obecnie zagrożonych, w najbliższych latach bucardo znajdzie się w jeszcze większym zbiorze. Fernández-Arias należy do małej, ale pełnej zapału grupy badaczy wierzących, że klonowanie może odwrócić ten trend. Myśl o przywracaniu do życia wymarłych gatunków – nazywanym przez niektórych wskrzeszaniem – kołatała w wielu głowach co najmniej od dwóch dziesięcioleci. Zwłaszcza odkąd Michael Crichton wypuścił na świat dinozaury z Parku jurajskiego. Ale przez większą część tego czasu nauka pozostawała daleko w tyle za fantazją. Klon Celii to ze wszystkich podejmowanych próba najbliższa prawdziwego wskrzeszania. Od czasu, gdy był świadkiem paru minut krótkiego życia klona, Fernández-Arias, obecnie szef departamentu łowiectwa, rybołówstwa i bagien w regionalnym rządzie Aragonii, czeka na chwilę, kiedy ludzie opanują sztukę odzyskiwania zwierząt, które doprowadzili do wyginięcia. Poznałem Fernándeza-Ariasa jesienią 2012 r. na konferencji naukowej w siedzibie National Geographic Society w Waszyngtonie. Po raz pierwszy w historii grupa genetyków, biologów, specjalistów od ochrony przyrody i etyków zebrała się, by dyskutować o szansach wskrzeszania wymarłych stworzeń. Czy to możliwe? Czy pożądane? Uczeni jeden po drugim przedstawiali wielki postęp w manipulowaniu komórkami macierzystymi, w odzyskiwaniu DNA z odległej przeszłości, w rekonstruowaniu genomów. W toku obrad naukowcy ekscytowali się coraz bardziej. Powoli wyłaniał się konsens: wskrzeszanie jest obecnie w zasięgu naszych możliwości. – To poszło dużo dalej, stało się znacznie szybciej, niż ktokolwiek sobie wyobrażał – mówi Ross MacPhee, kurator działu ssaków w Amerykańskim Muzeum Historii Naturalnej w Nowym Jorku. – To, nad czym naprawdę powinniśmy się zastanowić, to czy rzeczywiście chcemy powodować powrót gatunku. W Parku jurajskim dinozaury wskrzesza się dla ich walorów rozrywkowych. Katastrofalne skutki, jakie to pociąga za sobą, rzuciły cień na ideę ożywiania wymarłych gatunków, przynajmniej w wyobraźni publiczności. Ludzie jednak mają skłonność zapominać, że Park jurajski to czysta fantazja. W świecie realnym możemy obecnie mieć nadzieję na ożywienie wyłącznie gatunków, które wymarły w ciągu ostatnich kilkudziesięciu tysięcy lat i pozostały po nich szczątki zawierające nietknięte komórki albo – to niezbędne minimum – wystarczająco dużo starego DNA, by zrekonstruować genom stworzenia. Ze względu na naturalne tempo rozkładu nie możemy mieć żadnej nadziei na odtworzenie pełnego genomu Tyrannosaurus rex, który wymarł około 65 mln lat temu. Gatunki teoretycznie możliwe do odzyskania zniknęły, gdy człowiek szybko piął się ku dominacji nad światem. Zwłaszcza w ostatnich latach eliminowaliśmy jako ludzkość liczne gatunki przez polowania, niszczenie siedlisk, rozprzestrzenianie chorób. To sugeruje kolejne uzasadnienie dla odtwarzania wymarłych zwierząt. – Jeśli mówimy o gatunkach, których wymarcie spowodowaliśmy, to myślę, że jesteśmy zobowiązani do prób ich wskrzeszenia – mówi Michael Archer, paleontolog z australijskiego Uniwersytetu Nowej Południowej Walii. Niektórzy ludzie odrzucają takie myślenie, twierdząc, że wskrzeszanie nieistniejących już gatunków to uzurpacja roli Pana Boga. – Ja jednak uważam – drwi Archer – że bawiliśmy się w Pana Boga, eksterminując te zwierzęta. Inni naukowcy opowiadający się za wskrzeszaniem argumentują, że przyniesie ono konkretne korzyści. Biologiczna różnorodność to magazyn inwencji natury. Na przykład większość środków farmakologicznych nie została wymyślona z niczego – pochodzą od naturalnych związków odkrytych w dzikich roślinach, również narażonych na wyginięcie. Niektóre z wymarłych zwierząt także pełniły istotne role w swoich ekosystemach, więc ich powrót byłby korzystny. Syberię 12 tys. lat temu zamieszkiwały mamuty i inne wielkie ssaki roślinożerne. Wówczas, zamiast zdominowanej przez mchy tundry, porastały ją trawiaste stepy. Rosyjski ekolog Siergiej Zimow, dyrektor Północno-Wschodniej Stacji Naukowej w Czerskim w republice Sacha, od dawna przekonuje, że to nieprzypadkowa zbieżność. Mamuty i liczne inne zwierzęta roślinożerne kultywowały step, kopytami, napowietrzając glebę jak aeratory i użyźniając ją łajnem. Gdy wyginęły, mchy wzięły górę i przekształciły łąki w mniej produktywną tundrę. W ostatnich latach Zimow próbował cofnąć czas w tundrze, sprowadzając konie, piżmowoły i inne wielkie ssaki do regionu Syberii, który nazywa Parkiem Plejstoceńskim. Byłby szczęśliwy, gdyby kręciły się tam również mamuty włochate. – To jednak zobaczą dopiero moje wnuki – mówi Zimow. – Mysz mnoży się bardzo szybko, mamut wręcz przeciwnie. Trzeba nastawić się na czekanie. Kiedy Fernández-Arias po raz pierwszy próbował odzyskać bucardo 10 lat temu, dysponował narzędziami, można to powiedzieć z perspektywy czasu, żałośnie prymitywnymi. Było to ledwie siedem lat po narodzinach owieczki Dolly, pierwszego sklonowanego ssaka. W tych wczesnych dniach naukowcy klonowali zwierzę, pobierając jedną z komórek i uzyskane z niej DNA wprowadzając do jajeczka pozbawionego wcześniej własnego materiału genetycznego. Wstrząs elektryczny wystarczał do zainicjowania podziału jajeczka, po czym badacze przenosili rozwijający się embrion do organizmu matki zastępczej. Takie ciąże w ogromnej większości kończyły się niepowodzeniem, a nieliczne urodzone zwierzęta często dotykały problemy zdrowotne. W ciągu minionej dekady klonowanie z tech- niki wysokiego ryzyka stało się zwyczajną biotechnologiczną procedurą. Uczeni opanowali też umiejętność „nakłaniania” komórek dorosłego zwierzęcia do powrotu do stanu paraembrionalnego. Dotyczy to komórek wszelkiego rodzaju, także jajeczkowych i spermowych. Jajeczka mogą następnie podlegać dalszym manipulacjom w kierunku przejścia we w pełni wykształcone embriony. Takie techniczne sprawności sztukę wracania życia wymarłym gatunkom czynią znacznie łatwiejszą. Przez dekady naukowcy i poszukiwacze mówili o wskrzeszeniu mamuta. Pierwszym – i do tej pory jedynym – osiągnięciem było tu odnalezienie w tundrze syberyjskiej dobrze zachowanego osobnika. Obecnie, wyposażeni w nowe techniki klonowania, badacze z fundacji biotechnicznej Sooam w Seulu połączyli siły z ekspertami od mamuta z Północno-Wschodniego Uniwersytetu Federalnego w syberyjskim mieście Jakuck. Ostatniego lata odbyli wyprawę w górę rzeki Jany, drążąc z zastosowaniem gigantycznych szlauchów tunele w zamarzniętych skarpach nad brzegami. W jednym z takich tuneli znaleźli szczątki mamucie, między innymi tkankę szpiku kostnego, mięso, włosy, skórę. Materiał jest w tej chwili badany przez specjalistów w Seulu. – Wymarzoną sytuacją byłoby znalezienie żywej komórki – mówi Insung Hwang z fundacji Sooam, który organizował ekspedycję nad Janę. Gdyby naukowcy z Sooam ją mieli, drogą stymulacji wyprodukowaliby miliony nowych komórek, przeprogramowali je na rozwój w kierunku embrionów, które trafiłyby do zastępczych matek, w tym wypadku słonic, najbliższych żyjących krewniaczek mamuta. Większość uczonych wątpi jednak, by jakakolwiek żywa komórka mogła przetrwać zamrożona w otwartej tundrze. Ale Hwang i koledzy mają plan B: zdobyć nienaruszone jądro komórki mamuta. Prawdopodobieństwo przetrwania jądra jest o wiele większe niż całej komórki. Sklonowanie mamuta, kiedy dysponuje się jedynie nienaruszonym jądrem komórkowym, będzie jednak dużo trudniejszą sztuką. Naukowcy z Sooam będą musieli przenieść jądro do jajeczka słonicy po uprzednim usunięciu stamtąd jądra oryginalnego. Żeby te operacje przeprowadzić, trzeba najpierw jajeczka słonic pozyskać, czego nikt jeszcze nie dokonał. Jeżeli DNA w jądrze jest dobrze zachowane, przejmie kontrolę nad jajeczkiem i może zacząć dzielenie się na embrion mamuci. Kiedy naukowcom uda się pokonać tę trudność, staną przed niełatwym zadaniem umieszczenia embriona w macicy słonicy. Następnie, uprzedza Zimow, będzie im potrzebna cierpliwość. Nawet jeśli wszystko pójdzie dobrze, dopiero po niemal dwóch latach okaże się, czy słonica urodzi zdrowego mamuta. – Zawsze powtarzam: jeśli nie spróbujesz, to skąd będziesz wiedział, że coś jest niemożliwe? – mówi Hwang. W roku 1813, podróżując z Hardensbourgha do Louisville nad rzeką Ohio, John James Audubon był świadkiem jednego z najniezwyklejszych zjawisk naturalnych swoich czasów – stado gołębi wędrownych (Ectopistes migratorius) zakryło niebo. Powietrze było dosłownie wypełnione gołębiami – napisał później. Światło południa mdłe jak podczas zaćmienia, łajno spadające z nieba niczym topiące się płatki śniegu i ciągły szum skrzydeł, który działał na moje zmysły usypiająco. Gdy Audubon dotarł przed zachodem słońca do Louisville, gołębie wciąż przelatywały mu nad głową i miało to jeszcze trwać przez trzy dni. Ludzie byli strasznie podnieceni – pisał. Na brzegach Ohio tłum mężczyzn i chłopców bez przerwy strzelających do ptaków. Ubito mnóstwo. W roku 1813 trudno było wskazać gatunek mniej zagrożony wyginięciem. A jednak pod koniec stulecia właśnie gołąb wędrowny z czerwonym upierzeniem na piersi przeżywał katastrofalny regres. Kurczyły się lasy, bez których nie mógł żyć, a polowania trzebiły populację. W roku 1900 pewien chłopak zastrzelił z wiatrówki ostatniego z dziko żyjących gołębi wędrownych. 14 lat później, gdy upłynął jeden wiek i jeden rok od momentu, kiedy Audubon zadziwił się mnogością tych ptaków, ostatnia gołębica w niewoli zdechła w zoo w Cincinnati. Pisarz i rzecznik ochrony środowiska Stewart Brand dorastał w stanie Illinois, gdzie wędrował po lasach, parędziesiąt lat wcześniej jeszcze pełnych szumu skrzydeł gołębi wędrownych. – Ich środowisko było moim środowiskiem – mówi. Dwa lata temu Brand z żoną Ryan Phelan, założycielką firmy badań genetycznych DNA Direct, zaczął zastanawiać się nad możliwością przywrócenia życia gatunkowi. Pewnego wieczoru, podczas kolacji z harwardzkim biologiem Georgem Churchem, zorientowali się, że ich myśli biegną tym samym torem. Church wiedział, że standardowe metody klonowania nie mogą tu być zastosowane, bo ptasie embriony rozwijają się w skorupkach i żaden muzealny okaz gołębia wędrownego nie będzie zawierać całkowicie nienaruszonego, sprawnego genomu. Church wskazał jednak inną drogę odtworzenia ptaka. Zachowane okazy zawierają fragmenty DNA. Łącząc te kawałki razem, naukowcy mogą obecnie odczytać około miliarda liter z genomu gołębia wędrownego. Church nie potrafi jeszcze zsyntetyzować od zera całego zwierzęcego genomu, ale wynalazł technikę, która pozwala mu uzyskiwać znaczne porcje DNA dowolnej żądanej sekwencji. Teoretycznie może wytworzyć geny poszczególnych cech gołębia wędrownego – np. gen długiego ogona – i wpleść go w genom komórki macierzystej gołębia skalnego. Komórki macierzyste gołębia skalnego zawierające ten zmanipulowany genom mogą być przekształcone w komórki zarodkowe prekursorskie dla jajeczek i nasienia. Te można następnie włączyć w jajeczka gołębia pospolitego, gdzie będą migrować do rozwijających się narządów płciowych embrionów. Pisklęta wykluwające się z tych jajeczek będą wyglądać jak normalne gołębie pospolite, ale w ich jajeczkach i spermie będzie zmanipulowane DNA. Kiedy pisklęta osiągną dojrzałość i zaczną się parzyć, z ich jajeczek wyklują się pisklaki noszące unikalne cechy gołębia wędrownego. Krzyżowo kojarząc te ptaki, naukowcy wyselekcjonują okazy coraz podobniejsze do wymarłego gatunku. Metoda Churcha przetwarzania genomu może teoretycznie być zastosowana do każdego gatunku z żyjącymi bliskimi krewnymi i genomem poddającym się rekonstrukcji. Tak więc, nawet jeśli ekipie z Sooam nie uda się znaleźć nienaruszonego mamuciego jądra komórkowego, ktoś będzie mógł ten gatunek przywrócić do życia. Naukowcy mają już techniki rekonstrukcji większości genów potrzebnych do wytworzenia mamuta i mogą one być włączone w komórki macierzyste słonia. Nie brakuje też podstawowego materiału do dalszych eksperymentów – wyłania się on z syberyjskiej wiecznej zmarzliny. – Jeżeli chodzi o mamuty, to tego jest na pęczki – mówi Hendrik Poinar, ekspert od mamuciego DNA z Uniwersytetu McMaster w Ontario. – Obecnie to w zasadzie tylko kwestia finansów. Chociaż odżycie mamuta i gołębia wędrownego nie jest już czystą fantazją, realnie trzeba na to lat. Dla innego wymarłego gatunku perspektywa czasowa może być znacznie krótsza. Po prawdzie jest przynajmniej szansa, że gatunek może powrócić do żywych jeszcze przed publikacją tego artykułu. Zwierzę, o które tu chodzi, stało się obsesją grupy australijskich naukowców nazywających przedsięwzięcie Projektem Łazarza. Przewodzący im Michael Archer wcześniej kierował mocno nagłośnioną próbą sklonowania wilka workowatego – mięsożernego torbacza wymarłego od roku 1930. Starania doprowadziły do tylko fragmentarycznego wychwycenia DNA wilka. Archer i współpracownicy od Projektu Łazarza z ostrożnością traktują rozbudzone oczekiwania wobec tak głośnego eksperymentu. Woleli, aby było o nim cicho do momentu, gdy pojawią się jakieś wstępne rezultaty. Ten moment nadszedł. Na początku stycznia badacze ujawnili, że próbują przywrócić życie dwóm blisko spokrewnionym gatunkom australijskich żab. Do wyginięcia około roku 1985 płazy obu gatunków dzieliły niezwykły i prawdziwie zdumiewający tryb reprodukcji. Samice wypuszczały z siebie obłok z jajeczkami i po zapłodnieniu przez samce połykały to z powrotem. Hormon z jajeczek powodował przerwę w wydzielaniu kwasów żołądkowych i żołądek stawał się macicą. Po paru tygodniach żaba otwierała pyszczek i wypluwała w pełni ukształtowane kijanki. Ten wyczyn rozrodczy przyniósł żabom ich pospolite nazwy: północna żaba gęborodna i południowa żaba gęborodna. Niestety niedługo po rozpoczęciu badań nad tymi gatunkami płazy znikły. – Żaby były tam przez moment, a kiedy naukowcy powrócili, już przepadły – mówi Andrew French, ekspert klonowania z uniwersytetu w Melbourne, uczestnik Projektu Łazarza. Aby odtworzyć te stworzenia, uczeni wprowadzają jądra żab gęborodnych do jajeczek żyjących australijskich żab bagiennych, którym usuwa się własny materiał genetyczny. Idzie to powoli, bo żabie jajeczka zaczynają tracić żywotność już po paru godzinach i nie mogą być mrożone ani ożywiane. Naukowcy potrzebują świeżych jajeczek, które żaby produkują tylko raz do roku, w krótkim okresie godowym. Tym niemniej postęp jest. – Wystarczy powiedzieć, że obecnie mamy embriony tych wymarłych zwierząt – mówi Archer. – Posunęliśmy się na tej drodze całkiem daleko. Badacze z Projektu Łazarza twierdzą, że potrzeba im po prostu więcej wysokiej jakości jajeczek. – W tym punkcie decydują liczby – uważa French. Osobliwość żabiej gęborodności dobitnie pokazuje, jaką stratą jest wymarcie gatunku. Czy to jednak znaczy, że powinniśmy go wskrzeszać? Czy świat będzie dużo bogatszy, mając żabie samice, które noszą potomstwo w żołądku? Są konkretne pożytki, przekonuje French, takie jak wiedza – znajomość żabiego rozrodu może się kiedyś przydać w leczeniu kobiet mających problem z donoszeniem ciąży. Jednak dla wielu uczonych wskrzeszanie jest traceniem z oczu największej powinności – zapobiegania masowemu ginięciu gatunków. – Ratowanie zagrożonych gatunków i siedlisk – mówi John Wiens, biolog ewolucjonista z nowojorskiego Uniwersytetu Stony Brook – jest niewątpliwie ogromnie pilne. Natomiast przywracanie do życia gatunków wymarłych nie wydaje mi się sprawą palącą. Dlaczego inwestować miliony dolarów w odtworzenie garstki wygasłych gatunków, gdy miliony innych wciąż czekają na odkrycie, opisanie i ochronę? Obrońcy wskrzeszania kontrują argumentem o przydatności klonowania i technik inżynierii genetycznej do ochrony zagrożonych gatunków, zwłaszcza tych, które nie rozmnażają się łatwo w niewoli. I chociaż najbardziej zaawansowana biotechnologia może być kosztowna, gdy się rozwija i stosowana jest po raz pierwszy, to ma perspektywę bardzo szybkiego potanienia. – Być może niektórzy ludzie uważali szczepionkę przeciw polio za odwracanie uwagi od żelaznych płuc (respiratora Drinkera) – mówi George Church. – Trudno z góry orzec, co będzie dystrakcją, a co zbawieniem. Co jednak skłonni bylibyśmy nazwać zbawieniem? Nawet jeśli Church zdoła wyposażyć gołębia skalnego we wszystkie specyficzne cechy gołębia wędrownego, to czy otrzymane stworzenie będzie naprawdę gołębiem wędrownym, czy raczej wykonstruowaną osobliwością? Jeżeli Archer i French wyprodukują pojedynczą żabę gęborodną – czy to będzie oznaczać, że wskrzesili gatunek? A jeśli ta żaba nie spotka partnera, stanie się Celią wśród płazów i jej gatunek okaże się jednak wymarły? Czy wystarczy utrzymywać populację żab w laboratorium, a może w zoo, gdzie ludzie będą mogli się na nie gapić? Czy trzeba je wprowadzić z powrotem do życia dziko, aby były prawdziwie wskrzeszone? – Oddawanie gatunków dzikiej przyrodzie nie jest rzeczą prostą – mówi Stuart Pimm, biolog z Duke University. – Ogromny wysiłek włożono np. w przywrócenie naturze oryksa arabskiego. Kiedy jednak wypuszczono zwierzęta do rezerwatu w Omanie w roku 1982, niemal wszystkie padły łupem kłusowników. – Mieliśmy zwierzęta, oddaliśmy je, ale świat nie był gotowy – mówi Pimm. – Odzyskanie gatunku rozwiązuje tylko małą część problemu. Łowiectwo to nie jedyne zagrożenie, jakie napotyka odzyskany gatunek. Dla wielu nie istnieje już miejsce, które można by nazwać domem. Chiński delfin rzeczny wyginął na skutek skażenia środowiska i innego typu oddziaływania skupisk ludzkich nad Jangcy. Dziś stan rzeczy jest równie zły. Żaby na całym świecie dziesiątkuje roznoszony przez człowieka patogen Phylum chytridiomycota. W Australii biolodzy pewnego dnia wpuszczą żaby gęborodne do ich starych potoków górskich. Żaby te mogą wkrótce ponownie stać się gatunkiem wymarłym. – Bez środowiska, do którego gatunek można przywrócić, cała akcja jest tylko stratą pieniędzy – mówi Glenn Albrecht, dyrektor Instytutu Zrównoważonego Rozwoju na australijskim Uniwersytecie Murdoch. Jeśli nawet odrodzenie gatunku okaże się logistycznym sukcesem, kwestia nie jest zamknięta. Gołąb wędrowny może znaleźć swój dom w odbudowywanych lasach na wschodzie USA. Czy nie będzie to jednak w końcowym efekcie wprowadzenie do środowiska organizmu genetycznie zmodyfikowanego? A jeśli gołąb wędrowny stanie się nosicielem wirusa, który wyeliminuje inny ptasi gatunek? I co powiedzą mieszkańcy Chicago, Nowego Jorku i Waszyngtonu na pojawienie się nowego gatunku w mieście, zaciemnianie nieba i śnieżycę z ptasich kup na ulicach? Rzecznicy wskrzeszania rozważają te kwestie i większość sądzi, że powinny być rozwiązane przed startem jakiegokolwiek większego programu. Hank Greely, bioetyk z Uniwersytetu Stanforda, żywo interesuje się etycznymi i prawnymi konsekwencjami odtwarzania gatunków. Dla niego i wielu innych sam fakt, że nauka jest zdolna podjąć tak spektakularne działania, stanowi argument nie do odparcia – z możliwości wskrzeszania trzeba skwapliwie skorzystać. – Intryguje mnie to, bo jest naprawdę odlotowe – mówi Greely. – Tygrys szablozębny? Świetnie byłoby go zobaczyć. GRAFIKA: JASON TREAT, ZESPÓŁ NGM. RYSUNEK: RAÚL MARTÍN. WZIĘTE Z: GEORGE CHURCH; BEN NOVAK, REVIVE AND RESTORE, LONG NOW FOUNDATION; MICHAEL MCGREW, ROSLIN INSTITUTE, UNIWERSYTET W EDYNBURGU. Carl Zimmmer
Recepta na zmartwychwstanie czyli jak przywraca się gatunek zza grobu
Przywracanie do życia wymarłych gatunków nie jest już uważane za science fiction. Ale czy to dobry pomysł?
Każde nowe zwłoki mamuta włochatego wyrąbane z wiecznej zmarzliny wywołują ożywione spekulacje na temat możliwości wskrzeszenia tego olbrzyma z epoki lodowcowej. Naukowcy udoskonalili już część narzędzi potrzebnych do urzeczywistnienia tej idei. W listopadzie 2008 r., kiedy zespół kierowany przez Teruhiko Wakayamę w Kobe doniósł o sklonowaniu myszy, która była zamrożona przez 16 lat, uczeni zastanawiali się, czy te same metody mogą otworzyć drzwi do klonowania mamutów i innych wymarłych gatunków zachowanych w wiecznej zmarzlinie. Plotki o klonowaniu nasiliły się w kilka tygodni później, gdy grupa badaczy z Uniwersytetu Stanu Pensylwania, pod kierunkiem Webba Millera i Stephana C. Schustera, opublikowała sekwencję 70 proc. mamuciego genomu, czyli znaczną część danych potrzebnych do „stworzenia” mamuta. Podstawowe kroki niezbędne do sklonowania mamuta lub innego wymarłego zwierzęcia to uzyskanie jego kompletnego genomu (sekwencji DNA), a następnie „przetłumaczenie” tych danych na krew i kości, czyli żywy okaz. W przypadku mamutów długość jądrowego DNA szacowana jest na 4,5 mld par zasad. – Publikacja części genomu to dobry początek rozwiązania pierwszego problemu, aczkolwiek trzeba jeszcze odszyfrować pozostałe 30 proc. i kilkakrotnie zsekwencjonować cały genom, aby odsiać błędy, które mogły wkraść się do antycznego DNA przez wieki jego degradacji. Ale to jeszcze nie koniec kłopotów. Naukowcy będą potem musieli odpowiednio upakować informację genetyczną w chromosomach, a dziś nie wiedzą nawet, ile chromosomów miał mamut. Te zadania są jednak w zasięgu możliwości laboratoriów, zwłaszcza że niemal co dzień pojawiają się nowe ułatwienia, jak np. nowa generacja ultraszybkich sekwenserów czy prosta, niedroga metoda odzyskiwania wysokiej jakości DNA z sierści mamutów. – To już nie jest sprawa technologii, tylko czasu i pieniędzy – mówi Schuster. Przekształcenie zdobytych danych we włochatego mamuta będzie znacznie trudniejsze, choć mogą w tym pomóc jego współcześnie żyjący krewniacy – słonie afrykańskie i azjatyckie. Zespół z Pensylwanii użył zresztą genomu słonia afrykańskiego jako przewodnika przy „składaniu” fragmentów mamuciego DNA uzyskanych z próbek sierści. Zdaniem niektórych prastare DNA jest za bardzo pokawałkowane, by mogło bezpośrednio posłużyć do stworzenia żywego organizmu. Jedynym sposobem ożywienia mamutów może się okazać „rozplecenie” chromosomów słonia, a następnie ich zmodyfikowanie w każdym z, jak się szacuje, 400 tys. miejsc, w których różnią się one od mamucich, zgodnie z odzyskanym prastarym wzorcem. W praktyce oznacza to „przepisanie” dostępnych mamucich danych na słoniową „matrycę”. Gdyby badacze zdołali dociec, jak DNA mamutów było upakowane w chromosomach, kolejnym krokiem byłoby zsyntetyzowanie całego genomu od zera. Mając w ręku aktywne chromosomy mamuta, można by pokusić się o ich „opakowanie” w jakąś błonę, by stworzyć sztuczne jądro komórkowe. Potem naukowcy mogliby podążyć drogą „ojców” Dolly, owcy sklonowanej w 1996 r. przez badaczy ze szkockiego Roslin Institute, tzn. usunąć jądro z komórki jajowej słonia i zastąpić je odbudowanym jądrem mamucim, po czym elektrycznie pobudzić jajo, by zapoczątkować podziały komórkowe i uzyskać zarodek. W końcu trzeba by przenieść ten zarodek do macicy słonia i czekać na pozytywne zakończenie ciąży. Każdy z tych kroków stawia własne, niemałe znaki zapytania. Nikt na przykład nie wie jeszcze, jak zbudować „sztuczne” jądro. Podobne trudności nastręcza pobranie słoniowej komórki jajowej i utrzymanie mamuciego zarodka w macicy do czasu porodu. Niektórzy badacze podejmują mniej onieśmielające wyzwanie: klonowanie zwierząt wymarłych niedawno albo zagrożonych. Ogród zoologiczny w San Diego i Ośrodek Badania Zagrożonych Gatunków Audubona w Nowym Orleanie utrzymują „mrożone zoo”, w którym w zbiornikach z ciekłym azotem, w temperaturze minus 196°C, przechowuje się DNA coraz większej liczby zwierząt bliskich wyginięcia. W 2003 r. naukowcy z firmy Advanced Cell Technology użyli komórek przechowywanych w San Diego do udanego klonowania międzygatunkowego. Stworzyli dwa okazy bantenga, zagrożonego gatunku bydła z południowo-wschodniej Azji, umieszczając jego materiał genetyczny w komórce jajowej domowej krowy i wszczepiając tak powstałe zarodki krowom pełniącym rolę zastępczych matek. Mówi się o wykorzystaniu podobnych metod do klonowania pand, antylop bongo i tygrysów sumatrzańskich. Naukowcy mają nadzieję, że uda im się odtworzyć wymarłe gatunki, takie jak koziorożec pirenejski czy wilk workowaty z Tasmanii. Dziś najbardziej drażliwe kwestie związane z klonowaniem wymarłych gatunków mają nie tyle charakter techniczny, ile etyczny. – Mamuty, tak jak słonie, były inteligentnymi zwierzętami o rozbudowanej strukturze społecznej – mówi Adrian Lister z Muzeum Historii Naturalnej w Londynie. – Tymczasem owocem klonowania byłby najpewniej pojedynczy okaz, skazany na samotne życie w parku, zoo lub laboratorium. To tworzenie kuriozum. Tom Gilbert, ekspert w dziedzinie kopalnego DNA z Uniwersytetu Kopenhaskiego, który wraz z Schusterem i Webbem zapoczątkował pobieranie mamuciego DNA z sierści, kwestionuje zarówno przydatność, jak i sens klonowania wymarłych gatunków. – Jeśli potrafisz zrobić mamuta, to potrafisz stworzyć wszystko inne, co umarło, łącznie ze swoją babcią. Ale czy naprawdę chcesz ożywić twoją zmarłą babcię? Tom Mueller