Seperti merpati penumpang yang ditakdirkan pada tahun 1914, merpati merah jambu Mauritius berdiri di tepi jurang. Setelah menonton semua sepupu merpati lain di pulau terpencil ini akan pupus-termasuk dodo, rakan sepasukannya yang terakhir dilihat pada tahun 1662-burung berkeliaran ini kini melihat ke bawah kepulan gelap kepupusan itu sendiri.
Kandungan Terkait
- Sebab-sebab Nyata Anda Tidak Perlu Clone Anjing Anda
- Bagaimana Para Ilmuwan Menggunakan Teeny Bits DNA Sisa untuk Menyelesaikan Misteri Hidupan Liar
Selepas yo-yo'ing ke populasi hanya sekitar sembilan individu pada tahun 1990-an, burung-burung yang diternak kembali kepada penduduk kira-kira 400 hari ini. Tetapi jumlah itu masih cukup kecil untuk membiarkan mereka terdedah dengan bahaya. Kekurangan merpati merah jambu yang mempunyai kepelbagaian genetik telah menyebabkannya semakin terdedah kepada penyakit parasit yang disebut trichomonosis, yang membunuh lebih separuh daripada anak ayamnya dan membatasi pertumbuhan populasi.
Nasib baik, tidak lagi 1662 lagi. Hari ini, alat pemuliharaan yang berkembang dapat membantu menarik burung-burung ini kembali dari ambang kepupusan: penyelamatan genetik. Ia berfungsi dengan menambah kepelbagaian genetik kepada jenis-jenis populasi yang tidak jelas ini-dengan memperkenalkan individu tertentu atau, secara berpotensi, pada suatu hari terus menyunting gen mereka. Jika ia berfungsi, masa depan burung merpati ini sekali lagi boleh menjadi seperti bunga merah sebagai bulunya.
"Kami ingin memberi mereka alat untuk melawan penyakit ini, " kata Camilla Ryan, seorang pelajar siswazah yang mengkaji burung merpati Mauritius dengan penyelidik genom Matt Clark di Universiti Earlham England. "Burung tidak mempunyai nombor atau berpotensi kepelbagaian genetik untuk menangani penyakit itu sendiri."
Clark dan Ryan berharap dapat menarik kembali populasi ini dengan mengetengahkan gen-gen yang menjadikan burung-burung ini sangat terdedah di tempat pertama. Kemudian, mereka akan merangkak merpati merah jambu di zoo dan taman di seluruh dunia untuk mencari gen yang lebih sesuai untuk memerangi penyakit ini, dengan matlamat utama berpotensi mengawan dengan populasi liar. Pasukan ini telah menghasilkan data genetik daripada 180 merpati merah jambu yang berbeza.
Namun, pasangan itu tetap berhati-hati dalam melaksanakan teknik yang telah membangkitkan kontroversi sejak ia mula menjadi lebih mudah dilaksanakan pada tahun 1990-an, dalam kes-kes yang khas untuk menyelamatkan panther Florida dan ayam padang rumput Illinois. Mereka tidak semata-mata: Ramai ahli konservasi berhujah bahawa pendekatan itu boleh menimbulkan masalah yang tidak diingini untuk spesies yang berisiko, dan ia tidak menyelesaikan masalah mendasar yang mendorong banyak spesies ke ambang kepupusan, termasuk kehilangan habitat akibat pembangunan manusia.
Tetapi apabila manusia terus menceroboh habitat liar dan mengubah corak iklim global, keadaan bagi banyak spesies telah menjadi lebih teruk. Sekarang, banyak penyelidik yang beralih kepada penyelamatan genetik ini sebagai alat yang boleh digunakan untuk menarik spesies yang paling lemah dari ambang kepupusan. Dalam masa depan yang lebih jauh, sesetengah ahli sains berfikir kita mungkin dapat pergi, secara genetik mengubah haiwan untuk menjadi lebih sesuai dengan persekitaran yang cepat berubah.
Tapi jangan biarkan kita mendahului diri sendiri. Buat masa ini, saintis berfokus pada mengasah alat genomik mereka.
Menyeberang burung tawanan dengan populasi burung liar boleh memberi kesan campuran pada genom mereka. Merpati batu domestik melonjak di atas Hurlstone Park, pinggiran Sydney. (Toby Hudson) Apabila populasi seperti merpati merah jambu menyusut ke angka dua atau bahkan satu, mereka mengalami sesuatu yang dipanggil kemerosotan inbreeding. Pada dasarnya, ini bermakna mereka mempunyai kepelbagaian yang kurang dalam kumpulan gen mereka, yang menjadikannya lebih sukar bagi mereka untuk mengatasi cabaran dalam persekitaran mereka. Tanda-tanda ini telah ditemui dalam banyak spesies, termasuk populasi serigala yang terpencil di Michigan di mana individu mula mengembangkan postur melengkung yang luar biasa dan penunjuk ekstrim-mungkin kemungkinan kesihatan yang buruk.
Sekarang, Ryan dan Clark mengupas sampel tisu bersejarah dari lima muzium di seluruh Eropah untuk mencari gen yang merpati merah jambu yang lebih tua mungkin pernah melawan penyakit sebelum pembiakan kemurungan berlaku. Pasukan itu kemudiannya akan mencari burung tawanan yang mungkin telah mengekalkan gen-zat berguna bersejarah ini untuk mengaitkan mereka dengan populasi liar.
Bunyi agak mudah, kan? Malangnya, bermain dewa genetik tidak begitu mudah.
Setiap genotip yang anda masukkan ke dalam populasi sedia ada datang dengan kebaikan dan keburukannya sendiri. Oleh itu, pasukan perlu berhati-hati untuk tidak memperkenalkan masalah baru ke dalam sistem kekebalan burung liar, kata Clark. "Anda boleh membiak penduduk yang sangat berjaya melawan Trichomonas, tetapi apa yang anda lakukan secara tidak sengaja mengurangkan jumlah kepelbagaian dalam sistem imun, " kata Clark.
Jika demikian, dia menambah, penyakit baru yang mereka tidak bersedia untuk dapat melanda secara teoritis dan menghapuskan seluruh penduduk.
Burung-burung menangkap burung dengan burung-burung liar juga berisiko memperkenalkan gen-gen yang ditimbulkan oleh burung tawanan untuk bertahan dalam penawanan, melemahkan keupayaan burung liar untuk bertahan di alam liar. "Dengan cuba membantu mereka, anda telah membuatnya lebih teruk, " kata Clark. Ancaman ini, yang dipanggil kemelesetan perkapalan, menimbulkan kekacauan di kalangan ahli biologi pemuliharaan dan merupakan hujah utama terhadap penggunaan penyelamatan genetik dengan lebih meluas.
Panther Florida adalah ciri utama bagaimana penyelamatan genetik dapat membantu menarik spesies dari ambang kepupusan. (Perkhidmatan Ikan dan Hidupan Liar AS) Namun walaupun risiko ini, beberapa kisah kejayaan telah menunjukkan bahawa penyelamatan genetik boleh berfungsi. Salah satu kisah kejayaan utama para pemuliharaan adalah panther Florida.
Kucing yang besar dan ikon ini pernah mengintai melalui Amerika Syarikat tenggara dalam jumlah besar, menikmati statusnya sebagai pemangsa teratas dan ahli penting ekosistem. Tetapi menjelang 1970-an, kehilangan habitat dan memburu telah menyusut penduduk kepada antara 12 hingga 20 orang dewasa. Bukan sahaja angka mereka melecehkan, tetapi hampir semua panther lelaki menunjukkan tanda-tanda kemerosotan inbreeding, termasuk buah zakar yang tidak dinaikkan, berkerut ekor dan jumlah sperma yang rendah.
Pemuliharaan konservatif tidak mahu melihat kucing ini-yang membantu mengekalkan populasi rusa ekor putih, babi liar, dan haiwan mangsa lain dalam pemeriksaan pergi punah. Jadi pada tahun 1995, Perkhidmatan Ikan dan Hidupan Liar AS bekerja dengan pasukan penyelidik untuk memindahkan lapan singa gunung wanita dari Texas untuk mengawan dengan panther Florida. Mereka berharap singa gunung, yang merupakan subspesies dari panther, akan memulihkan kolam gen dan meningkatkan saiz populasi.
Stuart Pimm, ahli ekologi pemuliharaan di Duke University, mengatakan bahawa dia mempunyai keraguan pada mulanya. Sekiranya anda cuba menyelamatkan spesies yang telah jarang berlaku sehingga ia menunjukkan kerosakan genetik, dia percaya, maka sudah terlambat untuk menyelamatkannya. Banyak rakannya bersetuju. "Anda merawat gejala daripada punca, " kata Pimm, memetik kehilangan habitat sebagai punca utama dalam kes ini.
Tetapi penyelidik pergi ke depan, dan mengaitkan panther dan singa gunung. Luar biasa, usaha mereka seolah-olah berfungsi. Penduduk harimau tumbuh dan generasi akan datang terlepas dari ekor berkedut, tentakel yang tidak terdesak, dan tanda-tanda inbreeding lain. "Semuanya hilang, " kata Pimm. Sepuluh tahun kemudian, Pimm menjalankan kajian susulan yang menunjukkan mereka telah menopang populasi yang semakin meningkat daripada tanda-tanda kemerosotan inbreeding.
"Ia pantas, ia adalah proses yang sangat berkesan, " katanya sekarang.
Kisah kejayaan lain muncul pada tahun 1990-an. Populasi ayam besar prairie tumbuh untuk pertama kalinya dalam beberapa dekad (walaupun lebih banyak kajian baru-baru ini mempersoalkan peranan menyelamat genetik dalam kejayaan ini), bersama dengan penambah Sweden, ular berbisa yang menderita pembiakan. Hari ini, Pimm telah mengubah lagunya: Dia kini percaya penyelamatan genetik boleh menjadi alat yang sangat baik dalam kotak alat pemelihara, dan sedang mempertimbangkan menggunakannya untuk melindungi pemangsa teratas lain, termasuk singa di Afrika.
Panthers Florida telah menjadi ikon kejayaan penyelamatan genetik. (Michaelstone428) Sebagai penyelidik di seluruh dunia mempertimbangkan untuk melaksanakan penyelamatan genetik, mereka mesti lebih memahami bagaimana risiko kemerosotan perkembangbiakan dapat berbeza dari spesies ke spesies. Malangnya, kerana penyelamatan genetik telah begitu kontroversial, terdapat beberapa kes yang boleh menawarkan maklumat ini.
Malah cerita kejayaan para panther, ayam dan penambah mempunyai maklumat terhad mengenai bagaimana mekanisme itu boleh dipindahkan dari satu spesies kepada yang lain, kata Andrew Whiteley, penyelidik genomik pemuliharaan di University of Montana. Itu sebahagiannya kerana kes-kes ini tidak dilakukan secara sistematik-mereka lebih banyak usaha terakhir untuk menyelamatkan spesies yang terancam kritis.
"Ini dilakukan sebagai tindak balas kepada kebimbangan pengurusan yang mendesak, mereka tidak benar-benar dilakukan untuk menguji konsep penyelamatan genetik dengan cara yang terperinci, " kata Whiteley. "Jadi ketidakpastian itu akan kekal."
Bekerja untuk mengisi jurang ilmu itu, Whitely telah menjalankan eksperimen dengan trout brook-satu spesies lebih mudah untuk mengkaji secara eksperimen daripada pemangsa besar-di mana pasukannya telah memindahkan ikan ke dalam empat populasi terpencil yang berbeza dan memperkenalkan ikan dari tempat lain untuk berkahwin dengan mereka. Hasil awal mencadangkan bahawa pusingan pertama matlamat berjaya, tetapi ukuran sebenar kejayaan akan datang dengan keupayaan generasi kedua untuk bertahan dan menghasilkan semula-ini adalah di mana gejala kemerosotan pendarahan cenderung timbul.
Beliau merancang untuk melakukan penilaian komprehensif keupayaan generasi kedua untuk bertahan dan menghasilkan semula, membina silas yang disebut untuk melihat bagaimana gen mengalir melalui sistem. "Dan akhirnya digali dengan genomik untuk memahami pada tahap genom apa yang berlaku ketika nadi aliran gen ini memasuki populasi kecil ini, " kata Whiteley. "Mereka adalah jenis data yang kita perlukan untuk membuat saranan yang kukuh."
Menyeberang burung tawanan dengan populasi burung liar boleh memberi kesan campuran pada genom mereka. Di sini, burung merpati batu liar dalam penerbangan. (Alan D. Wilson) Jika bentuk penyelamat genetik tradisional dianggap kontroversi, lelaran yang baru berkembang akan menyerupai permulaan hullabaloo yang lebih keras. Hari ini, para ahli biologi sedang menimbang dengan tajam dengan genom haiwan, oleh kejuruteraan genetik mereka untuk mempunyai ciri-ciri tertentu.
Robert Fleischer, ketua Pusat Pemuliharaan Genomik di Smithsonian's National Zoo & Conservation Biology Institute, mempertimbangkan pilihan ini untuk membuat burung di Hawaii tahan atau toleran terhadap malaria burung, patogen yang diperkenalkan manusia yang banyak menghancurkan populasi burung Hawaii hari ini. Tetapi para penyelidik di dalam kumpulannya dan di tempat lain mengatakan bahawa mereka hanya dalam peringkat awal menyiasat teknik ini.
"Kami tidak berada di tahap melakukan apa-apa penyelamatan, kami hanya menetapkan peringkat untuk melakukan perkara itu pada masa akan datang jika ia akan dilaksanakan, " kata Fleischer.
Oliver Ryder, pengarah Genetik Pemuliharaan di San Diego Zoo Global, mengatakan teknik-teknik ini boleh suatu hari nanti terbukti tidak ternilai, tetapi perbincangan yang lebih luas mengenai etika dan logistik perlu dilakukan terlebih dahulu. Dalam perbincangan tersebut, para penyelidik perlu menimbang risiko yang berkaitan dengan setiap kes termasuk risiko bahawa usaha itu tidak akan berfungsi.
"Walaupun usaha itu, patogen akan mencari jalan penyelesaian atau kejuruteraan, " kata Ryder, "supaya usaha itu tidak mencukupi untuk memastikan spesies itu tidak pupus."
Ryder terlibat dalam usaha yang lebih luas untuk mengembangkan lagi pendekatan penyelamatan genetik, dan berminat menggunakannya untuk menyelamatkan Badak Putih Utara. Teknik ini, yang masih bertahun-tahun, akan menggunakan teknologi sel stem untuk menghasilkan telur dan sperma dari sel-sel Rhinos Putih yang beku di San Diego Zoo Global. Pasukannya juga mencari menggunakan sperma beku untuk membuat embrio daripada telur yang diperoleh sama ada dari wanita hidup terakhir atau melalui teknik sel stem. Mereka akan secara teori memindahkan embrio kepada badak yang berkait rapat, yang akan berfungsi sebagai pengganti.
Badak ini adalah calon yang sempurna untuk pendekatan sedemikian, sebahagiannya kerana terdapat hanya tiga daripada individu yang tinggal itu yang tidak dapat membiak secara semulajadi, kata Ryder. "The Rhino Putih Utara secara fungsional telah pupus, " kata Ryder. "Satu-satunya cara untuk mengelakkannya daripada pupus ialah dengan menyelamatkan genetiknya menggunakan teknologi genetik dan reproduktif yang canggih."
Buat masa ini, penyelidik umumnya bersetuju bahawa penyelamatan genetik tradisional tanpa pengubahsuaian genetik menawarkan penyelesaian pemuliharaan yang paling segera. Walau bagaimanapun, ia tidak akan menjadi penyelesaian akhir-akhir untuk menyelamatkan populasi yang merosakkan. Sebaliknya, ia menawarkan peluang berhenti untuk menangani isu-isu lain seperti mengurangkan pengasingan dan meningkatkan habitat, kata Chris Funk, seorang penyelidik di Colorado State University yang telah menjalankan kajian mengenai guppies Trinidad untuk mengesan masa dan bagaimana kemerosotan kemerosotan timbul.
Funk, seperti Pimm, pada awalnya memanggil dirinya seorang yang skeptik-bukan kerana dia tidak percaya bahawa penyelamatan genetik boleh berfungsi, tetapi kerana dia menganggap dirinya sebagai pemurni ketika datang ke pemuliharaan. Tetapi apabila semakin ramai penduduk menjadi terpencil dan terancam dengan meningkatkan tekanan dan perkembangan manusia, beliau berkata beliau telah menyedari bahawa beberapa kompromi mungkin diperlukan. "Terdapat banyak bukti bahawa ia boleh bekerja dalam banyak keadaan, " kata Funk.
"Kami tidak akan mempunyai kemewahan untuk mempunyai sikap purist ini, " katanya. "Jika kita menginginkan populasi ini pada landskap, kita perlu menggunakan penyelamatan genetik untuk mengelakkan mereka daripada pupus."
