V juliju 2014 je revija Science objavila posebno serijo prispevkov na temo izgube vrst in potrebe po novih pristopih k ohranjanju prostoživečih živali - med njimi iztrebljanje (znano tudi kot vstajevalna biologija), proces oživljanja vrst, ki imajo izumrli ali izumrli. Univerza v Otagoju, NZ, zoolog Philip J. Seddon in sodelavci, avtorji prispevka, predstavljenega v seriji, so predlagali, da vprašanje ni, ali bo prišlo do izumrtja - znanstveniki so bili bližje kot kdajkoli prej, ampak kako to storite na način, ki bi koristil ohranjanju. Posebna številka je sledila prejšnji letošnji prireditvi TEDxDeExtinction, zelo odmevni konferenci, na kateri so ključne osebnosti na tem področju govorile o znanosti, obljubi in nevarnostih izumrtja.
Vrnitev nazaj.
Čeprav je nekoč veljalo za domišljijski pojem, je možnost oživljanja izumrlih vrst narasla z napredkom tehnologij selektivne reje, genetike in reproduktivnega kloniranja. Ključnega pomena pri tem napredku je bil razvoj tehnike v 90. letih, znane kot somatski celični jedrski prenos (SCNT), ki je bila uporabljena za izdelavo prvega klona sesalcev, ovce Dolly (rojena 1996, umrla 2003).
Leta 2009 so znanstveniki s pomočjo SCNT prvič skoraj dosegli izumrtje in skušali vrniti izumrli pirenejski ibex (ali bucardo, Capra pyrenaica pyrenaica). Klon je bil izdelan iz ohranjenih tkiv, vendar je umrl zaradi hude okvare pljuč v nekaj minutah po rojstvu. Skoraj uspeh poskusa je spodbudil razpravo o tem, ali je treba vrniti vrste pred izumrtjem in če jih bomo vrnili nazaj, kako naj to storimo in kako z njimi ravnati.
Kandidatnih vrst za izumrtje je veliko. Nekateri odmevni primeri so volnati mamut (Mammuthus primigenius), potniški golob (Ectopistes migratorius), tilacin ali marsupial volk (Thylacinus cynocephalus) in žaba, ki širi želodca (Rheobatrachus silus). Iztrebljanje se ne razširi na dinozavre, deloma tudi zaradi skrajne starosti vzorcev in hude razgradnje DNK sčasoma.
Orodja za oživitev vrst.
Možnost vrnitve izumrlih vrst je bila prvič raziskana v zgodnjem 20. stoletju s pristopom, ki je bil znan kot vzreja (ali reja nazaj). Nazaj vzreja, za proizvodnjo pasme, ki kaže lastnosti divjega prednika, temelji na načelih selektivne vzreje, ki so jo ljudje stoletja uporabljali za razvoj živali z želenimi lastnostmi. V dvajsetih in tridesetih letih sta nemška zoologa Lutz in Heinz Heck križala različne vrste goveda v poskusu, da bi vzredili pasmo za žival, ki je bila podobna aurochom (Bos primigenius), izumrli vrsti evropskega divjega vola, prednika sodobnemu govedu. Brata Heck sta križala sodobno govedo, pri čemer sta kot vodnik uporabljala zgodovinske opise in kostne vzorce, ki so nudili morfološke podatke o auroh, vendar niso imeli vpogleda v gensko povezanost živali. Posledično je dobljeno hekljevo govedo zelo podobno avrokom.
V zadnjem delu 20. stoletja so se pojavila orodja, ki so znanstvenikom omogočala izolacijo in analizo DNK iz kosti, dlake in drugih tkiv mrtvih živali. Skupaj z napredkom reproduktivnih tehnologij, kot je oploditev in vitro, so raziskovalci lahko identificirali govedo, ki je tesna genetska sorodnica auroh, in združili njihovo semenčico in jajčece, da bi ustvarili žival (tako imenovani tauros), ki je morfološko in genetsko podobna aurokom.
Drugi napredek genetskih tehnologij je povzročil možnost sklepanja in rekonstrukcije genetskih zaporedij izumrlih vrst iz celo slabo ohranjenih ali krio konzerviranih osebkov. Rekonstruirane sekvence bi lahko primerjali s sekvencami obstoječih vrst, kar omogoča identifikacijo ne samo živih vrst ali pasem, ki so najbolj primerne za vzrejo, ampak tudi genov, ki bi bili kandidati za urejanje živih vrst. Urejanje genoma, tehnika sintetične biologije, vključuje dodajanje ali odstranjevanje določenih kosov DNK v genomu vrste. Odkritje CRISPR (grozd, ki se redno prepleta s kratkimi palindromnimi ponovitvami), naravno prisotnega encimskega sistema, ki ureja DNK v določenih mikroorganizmih, je močno olajšal izpopolnjevanje urejanja genoma za odstranjevanje.
Kloniranje za iztrebljanje je osredotočeno predvsem na uporabo SCNT, kar pomeni prenos jedra iz somatske (telesne) celice živali, ki jo je treba klonirati v citoplazmo enukliiranega darovalnega jajčeca (jajčne celice, ki je prišla iz drugega žival in ji je bilo odstranjeno lastno jedro). Jajčna celica se v laboratoriju stimulira, da sproži delitev celic, kar vodi v nastanek zarodka. Zarodek se nato presadi v maternico surogatne matere, kar je v primeru iztrebljanja vrsta, tesno povezana s tisto, ki je klonirana. V poskusu oživitve izumrlega pirinejskega ibeksa leta 2009 so raziskovalci prenesli jedra iz odmrznjenih fibroblastov krio konzerviranih kožnih vzorcev v enuklirana jajca domačih koz. Rekonstruirane zarodke so presadili v španske ibex ali hibridne (španske ibexdomestic koze) samice.
Morda bo mogoče uporabiti tudi matične celice za oživitev izumrlih vrst. Somatske celice je mogoče reprogramirati z uvedbo posebnih genov in tako ustvariti tako imenovane celice inducirane pluripotentne matične celice (iPS). Takšne celice je mogoče spodbuditi, da se ločijo v različne vrste celic, vključno s semenčicami in jajčecami, ki lahko potencirajo žive organizme. Kot pri drugih tehnikah iztrebljanja je tudi uspeh pristopa, ki temelji na matičnih celicah, v veliki meri odvisen od kakovosti DNK, ki je na voljo v ohranjenih vzorcih.
