Izmiršana

2014. gada jūlijā žurnāls Science publicēja īpašu rakstu sēriju, kas bija veltīta sugu izzušanas tēmai un vajadzībai pēc jaunām pieejām savvaļas dzīvnieku aizsardzībai, to skaitā izmiršana (pazīstama arī kā augšāmcelšanās bioloģija), to sugu augšāmcelšanās process, kurām ir miris vai izmiris. Otago Universitātes NZ zoologs Filips Dž. Seddons un kolēģi, sērijā atspoguļotā papīra autori, ierosināja, ka jautājums nav par to, vai notiks izmiršana - zinātnieki bija tuvāk nekā jebkad agrāk, lai to panāktu, bet gan kā dariet to tādā veidā, kas nāktu par labu saglabāšanai. Īpašais izdevums sekoja iepriekšējā gada notikumam TEDxDeExtinction - plaši publicizētai konferencei, kurā galvenie nozares pārstāvji runāja par zinātni, solījumiem un izmiršanas riskiem.

Viņu atgriešana.

Lai arī savulaik to uzskatīja par izdomātu priekšstatu, iespēju izdzīvotās sugas atgriezt dzīvē tika paaugstinātas ar selektīvās selekcijas, ģenētikas un reproduktīvās klonēšanas tehnoloģiju attīstību. Galvenais no šiem sasniegumiem bija tehnikas attīstīšana 1990. gados, ko dēvēja par somatisko šūnu kodola pārnešanu (SCNT) un kuru izmantoja pirmā zīdītāju klona - aitas Dolly (dzimis 1996. gadā, miris 2003. gadā) - iegūšanai.

Izmantojot SCNT, zinātnieki 2009. gadā gandrīz gandrīz panāca izmiršanu, mēģinot atgriezt izmirušo Pireneju ibeksu (vai bucardo, Capra pyrenaica pyrenaica). Klons tika izgatavots no konservētiem audiem, bet tas nomira no smaga plaušu defekta dažu minūšu laikā pēc dzimšanas. Gandrīz panākumi mēģinājumā izraisīja diskusijas par to, vai sugas būtu jāatjauno no izmiršanas un vai tās ir jāatdod, kā tas būtu jādara un kā sugas jāpārvalda.

Kandidātu sugas iznīcināšanai ir daudz. Daži augsta profila piemēri ir vilkainais mamuts (Mammuthus primigenius), baložs (Ectopistes migratorius), timinacīns vai zeļļu vilks (Thylacinus cynocephalus), kā arī varde, kas pārtrauc kuņģi (Rheobatrachus silus). Izdzēšana neattiecas uz dinozauriem, daļēji tāpēc, ka īpatņi ir ārkārtīgi veci un ar laiku notiek nopietna DNS noārdīšanās.

Sugu augšāmcelšanās instrumenti.

Iespēja izmirušās sugas atgriezt dzīvē pirmo reizi tika izpētīta 20. gadsimta sākumā, izmantojot pieeju, kas pazīstama kā pakaļdzīšanās (vai pavairošana). Aizmugurējā selekcija tādas šķirnes ražošanai, kurai raksturīgas savvaļas senča iezīmes, balstās uz selektīvās selekcijas principiem, kurus cilvēki gadsimtiem ilgi ir izmantojuši, lai attīstītu dzīvniekus ar vēlamajām pazīmēm. 20. gadsimta 20. un 30. gados vācu zoologi Lutzs un Heins Heks krustoja dažāda veida liellopus, mēģinot pavairot dzīvnieku, kas līdzinājās aurohiem (Bos primigenius), kas ir izmirusi Eiropas savvaļas vērša suga, kas senčiem bija mūsdienu liellopiem. Brāļi Heks krustoja mūsdienu liellopus, izmantojot kā norādes vēsturiskos aprakstus un kaulu paraugus, kas sniedza morfoloģisko informāciju par aurohiem, bet viņiem nebija ieskata dzīvnieku ģenētiskajā radniecībā. Rezultātā iegūtie Hekas liellopi nedaudz līdzinājās aurohiem.

20. gadsimta otrajā pusē parādījās rīki, kas ļāva zinātniekiem izolēt un analizēt DNS no mirušo dzīvnieku kauliem, matiem un citiem audiem. Kopā ar jauninājumiem reproduktīvajās tehnoloģijās, piemēram, apaugļošanā in vitro, pētnieki spēja identificēt liellopus, kas ir tuvi ģenētiski radniecīgi aurohiem, un apvienot viņu spermu un olšūnas, lai iegūtu dzīvnieku (tā sauktos tauros), kurš ir morfoloģiski un ģenētiski līdzīgs. uz aurohiem.

Citi ģenētisko tehnoloģiju sasniegumi ir radījuši iespēju secināt un rekonstruēt izmirušu sugu ģenētiskās secības no pat slikti saglabātiem vai ar zemu konservētu īpatņu paraugiem. Rekonstruētās sekvences varētu salīdzināt ar esošo sugu secībām, ļaujot identificēt ne tikai dzīvās sugas vai šķirnes, kas vislabāk piemērotas pavairošanai, bet arī gēnus, kurus varētu rediģēt dzīvās sugās. Genoma rediģēšana, sintētiskās bioloģijas paņēmiens, ietver noteiktas DNS daļas pievienošanu vai noņemšanu sugas genomā. CRISPR (klasterizētu regulāri savstarpēji sadalītu īsu palindromisku atkārtojumu), dabiski sastopamu enzīmu sistēmas, kas rediģē DNS noteiktos mikroorganismos, atklāšana ievērojami atviegloja genoma rediģēšanas uzlabošanu, lai iznīcinātu.

Klonēšana, lai novērstu izmiršanu, galvenokārt ir vērsta uz SCNT izmantošanu, kas nozīmē kodola pārnešanu no klonējamā dzīvnieka somatiskās (ķermeņa) šūnas uz kodolotas donora olšūnas (olšūna, kas nāk no citas) citoplazmā. dzīvnieks un kam ir noņemts savs kodols). Olšūnu laboratorijā stimulē, lai sāktu šūnu dalīšanos, kas noved pie embrija veidošanās. Pēc tam embrijs tiek pārstādīts surogātmātes dzemdē, kas izzušanas gadījumā ir suga, kas ir cieši saistīta ar to, kura tiek klonēta. Mēģinot atjaunot izmirušo Pireneju ibeksu 2009. gadā, pētnieki kodolus no atkausētajiem ādas konservētu ādas paraugu fibroblastiem pārnesa mājas kazu kodolās. Rekonstruētie embriji tika pārstādīti vai nu spāņu ibex, vai hibrīdo (spāņu ibexdomestic kazas) mātītēs.

Var būt arī iespējams izmantot cilmes šūnas, lai augšāmceltu izmirušās sugas. Somatiskās šūnas var pārprogrammēt, ieviešot specifiskus gēnus, izveidojot tā saucamās inducētās pluripotentās cilmes (iPS) šūnas. Šādas šūnas var stimulēt diferencēties dažādos šūnu tipos, ieskaitot spermu un olšūnas, kas potenciāli var radīt dzīvos organismus. Tomēr tāpat kā ar citām izzušanas metodēm, panākot pieeju, kas balstīta uz cilmes šūnām, lielā mērā ir atkarīga no DNS kvalitātes, kas pieejama konservētos paraugos.