چگونه مي توان حيوانات منقرض شده را به زندگي بازگرداند؟

دانشمندان درحال نزديك شدن به توانايي بازگردادن گونه هايي مانند ماموت ها و گرگ هاي تاسماني هستند كه مدت ها است منقرض شده اند. ميليون ها سال پيش گرگ تاسماني كه به ببر تاسماني هم معروف است، در سراسر استراليا پراكنده بود. اين موجودات سگ مانند كه اندازه آنها حدود يك كايوت آمريكايي بود و خطوطي روي بدنشان داشتند، حدود دو هزار سال پيش در سرزمين اصلي ناپديد شدند. گرگ هاي تاسماني تا دهه 1920 در تاسماني ماندند و سپس توسط استعمارگران اروپايي كه آن ها را به عنوان تهديدي براي دام هاي خود درنظر مي گرفتند، سلاخي شدند. اندرو پاسك، متخصص ژنتيك از دانشگاه ملبورن مي گويد: «اين انقراض ناشي از انسان بود. مهاجران اروپايي به استراليا آمدند و اين حيوان را به طرز وحشيانه اي نابود كردند.» به گزارش بي بي سي، پاسك هدايت گروهي از دانشمندان را برعهده دارد كه با همكاري شركت Colossal Biosciences كه درزمينه ي انقراض زدايي كار مي كند، قصد دارند اين موجودات گرگ مانند را بازآفريني كنند و آن ها را به زندگي برگردانند. به لطف پيشرفت هاي اخير در زمينه ي ژنتيك يعني ظهور فناوري ويرايش ژن Crispr-Cas9، گرگ تاسماني تنها گونه ي نابودشده اي نيست كه مي توانيم دوباره آن را ببينيم. اما علم انقراض زدايي چگونه عمل مي كند و چه نوع سوالات اخلاقي را ايجاد مي كند؟ درمورد گرگ تاسماني، اولين قدم تعيين توالي DNA حيواني است كه منقرض شده است. دي ان اي الگوي ژنتيكي است كه در سلول هاي بدن وجود دارد. پاسك اين كار را در سال 2017 انجام داد. او مي گويد: «نكته مهم درباره گرگ تاسماني اين است كه چون كيسه دار مهمي بود، همه ي موزه هاي بزرگ مي خواستند يك نمونه از آن را در مجموعه خود داشته باشند، بنابراين صدها نمونه از آن در سراسر جهان وجود دارد و برخي از آن ها به خوبي حفظ شده است.» پاسك گفت: «نمونه ما توله اي بود كه از كيسه مادرش برداشته شد. آن ها به مادرش شليك كردند و بلافاصله توله را در الكل قرار دارند كه DNA را حفظ مي كند. اين نمونه معجزه آسايي براي ما بود كه با استفاده از آن بتوانيم ژنوم را بسازيم.» اگرچه شرايط DNA حاصل از نمونه مذكور بسيار خوب است، كامل نيست. در طول زمان، قرار گرفتن درمعرض اشعه فرابنفش و تاثير باكتري ها موجب مي شود دي ان اي به قطعات كوچك تري تجزيه شود. هرچه نمونه قديمي تر باشد، قطعات كوچك تري برجاي مي مانند تا اينكه درنهايت مقدار كافي باقي نمي ماند (به اين دليل شانسي براي بازگرداندن دايناسورها وجود ندارد). ناقص بودن دي ان اي دانشمندان را با اين چالش مواجه مي كند كه چگونه تكه هاي دي ان اي را در كنار هم قرار دهند تا به ژنوم گرگ تاسماني برسند. خوشبختانه كيسه دار كوچكي كه به اندازه موش است و ريزموش نام دارد، مي تواند نقشه اي ارائه دهد. پاسك مي گويد: «نزديك ترين خويشاوند زنده گرگ تاسماني را پيدا كرديم كه ريزموش بود.» 95 درصد از توالي دي ان اي ريزموش ها و گرگ هاي تاسماني مشابه است و اين توالي ها در طول زمان حفاظت شده اند يعني خيلي تغيير نكرده اند. پاسك مي گويد: «توالي ژنوم ريزموش را مشخص كرديم و آن را با كد ژنتيكي گونه منقرض شده خود مقايسه كرديم، سپس آن ها را با هم مطابقت داديم و جايگاه هاي متفاوت را پيدا كرديم.» اگرچه دانستن توالي دي ان اي حيوان براي بازگرداندن آن كافي نيست. مرحله بعدي تغيير ژن هاي ريزموش به شكلي است كه با ژن هاي گرگ تاسماني مطابقت داشته باشد. اين كار را مي توان با استفاده از Crispr-Cas9 انجام دارد. كريسپر روشي براي ويرايش ژنوم است كه برنده جايزه نوبل شد. پاسك مي گويد: «كار خود را با سلول هاي زنده ريزموش آغاز مي كنيم و شروع به ويرايش همه آن تغييرات مي كنيم، بنابراين اساسا سلول ريزموش را به سلول گرگ تاسماني تبديل مي كنيم كه داراي كروموزوم هاي گونه خود است.» پيش از اين، ويرايش ژن به اندازه كافي پيشرفته نبود كه بتوان به طور همزمان توالي هاي متفاوت دي ان اي را به توالي هاي گرگ تاسماني تبديل كرد. با درنظر گرفتن ميليون ها ويرايش موردنياز، فرض بر اين بود كه پژوهشگران بايد مهم ترين توالي هاي دي ان اي را در اولويت قرار دهند و ژنوم حيواني را به دست بياورند كه به طور كامل مشابه ژنوم گونه منقرض شده نيست. پاسك معتقد است كه ديگر نيازي به اين كار نخواهد بود او مي گويد: «اين فناوري ها وجود دارد. قبلا كسي اين كار را در اين مقياس گسترده انجام نداده است، زيرا فناوري ويرايش دي ان اي به اندازه كافي دقيق يا سريع نبود. اما اكنون آن قدر پيشرفت كرده ايم كه به اين فناوري دسترسي داريم و سرمايه گذاري قابل توجهي براي كار كردن روي آن وجود دارد.» وقتي پژوهشگران سلول گرگ تاسماني را داشته باشند، بايد آن را به روياني تبديل كنند كه توانايي رشد داشته باشد و سپس آن را به رحم خويشاونده زنده نزديكي منتقل كنند. اگرچه اين كار آن طور كه ممكن است به نظر برسد، ساده نيست. پاسك مي گويد: «كارهاي زيادي براي انجام دادن وجود دارد. قبلا سلول هاي بنيادي كيسه داران را ساخته ايم و اين كار حدود پنج سال طول كشيد. اكنون آن سلول هاي بنيادي را درون رويان ها قرار مي دهيم تا ببينيم كه آيا مي توانيم كاري كنيم كه آن ها به حيوان زنده كاملي تبديل شوند.» فقط گرگ تاسماني نيست كه مي تواند به شيوه توصيف شده بازگردانده شود. تكه هاي حفظ شده از دي ان اي ماموت پشمالو كه در توندراي منجمد شمالگان پيدا شده است، به اين معنا است كه اين پستانداران بزرگ نيز مي توانند بازگردند. بيشتر ماموت هاي پشمالو حدود ده هزار سال پيش از بين رفتند. دانشمندان شركت Colossal Bioscience كه توسط پژوهشگران دانشگاه هاروارد تاسيس شده است، درحال استفاده از كريسپر براي اضافه كردن قطعاتي از دي ان اي ماموت ها به ژنوم فيل آسيايي هستند كه نزديك ترين خويشاوند زنده ماموت ها است. هيبريد حاصل كه به عنوان «ماموفانت» شناخته مي شود، به توندراي سرد سيبري سازگار خواهد بود و مي تواند به پر كردن خلاء اكولوژيكي ناشي از بين رفتن ماموت ها كمك كند. اگرچه فناوري مذكور محدوديت هايي دارد و موانعي وجود دارد كه بايد بر آن ها غلبه كرد. مايكل آرچر، ديرين شناس دانشگاه نيوساوت ولز در سيدني مي گويد: «بسياري از ويژگي هايي كه به عنوان حيوانات زنده داريم، به چندين نسخه از ژن ها نياز دارند. آسان نيست كه با نگاه كردن به ژنوم بازسازي شده متوجه شويم به چه تعداد از آن ها نياز است. آرزو مي كنيد كه يك نسخه براي ايجاد ويژگي هاي موردنظر شما كافي باشد، اما اين پروژه ها هميشه مولفه ناشناخته بزرگي دارند.» اگرچه بازسازي ژنوم تنها روشي نيست كه دانشمندان مي توانند از آن براي احياي حيوانات منقرض شده استفاده كنند. نياگاو (auroch)، نوعي گاو ماقبل تاريخ موضوع نقاشي هاي غار باستاني در سراسر جهان است. اين جانور زماني در دشت هاي اروپا پرسه مي زد و قدي به اندازه فيل داشت. نياگاو در دهه 1600 منقرض شد. اگرچه نياگاوها مدت ها است منقرض شده اند، هنوز هم مي توان ژن هاي آن ها را در نژادهاي مختلف گاو يافت و نوادگان آن ها در اسپانيا، پرتغال، ايتاليا و بالكان وجود دارند. ژنتيك دانان درحال انجام تلاقي برگشتي اين گونه ها با هم براي توليد فرزنداني هستند كه به ويژگي هاي نياگاو نزديك تر باشد. ايده ديگر اين است كه حيوان مرده را با گرفتن هسته يك سلول سالم و سپس انتقال آن به تخمك يك خويشاوند زنده نزديك به اميد تشكيل رويان، شبيه سازي كرد. البته براي اين كار به سلول كامل نياز است و سلول ها بلافاصله پس از مرگ متلاشي مي شوند. جانوري مانند گرگ تاسماني را كه تقريبا صد سال پيش از بين رفته است، نمي توان به كمك اين روش بازگرداند. اما اين روش مي تواند گزينه اي براي گونه هايي باشد كه اخيرا منقرض شده اند. در سال 2003، پژوهشگران با موفقيت بز كوهي پيرنيان را كلون كردند كه نوعي بز است كه با كشته شدن آخرين عضو گونه براثر سقوط درخت منقرض شد. متاسفانه نوزاد تازه متولدشده مدت كوتاهي پس از تولد به علت نقص ريوي مرد. آرچر درحال استفاده از نوعي فناوري شبيه سازي براي بازگرداندن قورباغه ي بومي كويينزلند است. اين قورباغه (Rheobatrachus silus) كه در سال 1983 منقرض شد، روش توليدمثل عجيبي داشت و تخم هاي بارورشده خود را مي بلعيد و از معده خود به عنوان نوعي رحم استفاده مي كرد. آرچر در سال 2013 اولين مرحله را به پايان رساند (انتقال هسته از سلول منجمدشده قورباغه به تخمك خالي دوزيست خويشاوند نزديك). به طور باورنكردني سلول ها شروع به تقسيم كردند و روياني تشكيل شد. آرچر مي گويد: «صدها بار اين كار را انجام داديم و نتيجه نداد و سپس ناگهاني يكي از آن ها موفق شد و زير ميكروسكوپ رويان هيبريد را ديديم كه شروع به تقسيم شدن كرد. بسيار هيجان انگيز بود.» اگرچه پس از هيجان اوليه، وقتي هيچ يك از رويان ها به نوزاد قورباغه تبديل نشد، پروژه به مانع برخورد كرد. آرچر مي گويد: «رويان هاي قورباغه به توده اي از سلول تبديل شدند كه مرحله ابتدايي و طبيعي رشد رويان است، اما پس از آن متوقف شدند. به طور معمول، لايه بيروني سلول ها به داخل تا مي خورد و ساختار دولايه اي تشكيل مي شود كه منجر به يك بچه قورباغه مي شود، اما توده هاي سلولي ما وارد اين مرحله نشدند.» زماني كه تيم در تلاش بود تا با استفاده از دو گونه قورباغه، روياني ايجاد كند، هم همين اتفاق افتاد. بنابراين، جنبه اي از كار آزمايشي آن ها بود كه رشد رويان را مختل مي كرد؛ نه اينكه مشكلي درزمينه ي دي ان اي قورباغه منقرض شده وجود داشته باشد. آرچر مي گويد: «در تلاش هستيم تا قبل از اينكه روي دي ان اي حيوان منقرض شده كار كنيم، اول اين مانع را در قورباغه هاي زنده درك كنيم.» ملاحظات اخلاقي برگرداندن حيوانات منقرض شدهحتي اگر بتوانيم حيوانات منقرض شده را برگردانيم، ملاحظات اخلاقي وجود دارد. واردسازي مجدد ماموت ها و گرگ هاي تاسماني ممكن است اكوسيستم هاي موجود را آشفته كند. وقتي اين حيوانات منقرض شدند، حيوانات ديگر تكامل پيدا كردند و براي پر كردن جاي آن ها سازگاري پيدا كردند. آيا درنتيجه ي واردسازي مجدد موجودات منقرض شده، موجودات فعلي آسيب خواهند ديد؟ به خاطر تغييرات اقليمي، محيط هايي كه زماني موجودات منقرض شده در آن زندگي مي كردند، ممكن است به شدت تغيير كرده باشد. برخي از گياهاني كه ماموت هاي پشمالو از آن ها تغذيه مي كردند، نيز مدت ها است از بين رفته اند. آيا ماموت ها هنوز مي توانند به تنهايي در طبيعت زنده بمانند و اگر نه، چه كسي مسئول مراقبت از آن ها خواهد بود؟ آيا آن ها درنهايت كارشان به باغ وحش خواهد كشيد؟ پاسك مي گويد: «فكر نمي كنم كه بايد همه حيوانات را برگردانيم. فكر مي كنم كه بايد با معيارهاي خاصي مطابقت داشته باشند. درمورد گرگ هاي تاسماني، انقراض اخيرا اتفاق افتاده است، بنابراين زيستگاه آن ها در تاسماني و همچنين غذاهايي كه قبلا مي خوردند، هنوز وجود دارد، بنابراين جايي براي ماندن آن ها وجود دارد و مي توانند در آن محيط دوباره شكوفا شوند. اين جانور همچنين نقش مهمي در اكوسيستم داشت. گرگ تاسماني شكارچي راس هرم بود كه در بالاي زنجيره غذايي قرار داشت. هيچ شكارچي كيسه دار راس هرم ديگري وجود ندارد، بنابراين با انقراض گرگ تاسماني شكاف عظيمي ايجاد شد.» برخي پژوهشگران استدلال مي كنند كه تلاش براي بازگرداندن گونه هايي كه مدت ها است از بين رفته اند، مي تواند از تلاش هاي حفاظتي براي نجات حيوانات موجود كم كند و حتي خطر كاهش تنوع زيستي را افزايش دهد. اما از فناوري هاي انقراض زدايي مي توان براي نجات گونه هايي كه در آستانه انقراض قرار دارند، خصوصا آن هايي مانند كرگدن سفيد كه مخزن ژني كوچكي دارند، نيز استفاده كرد. راسوهاي اهلي سرسياه يكي از حيوانات آمريكاي شمالي هستند كه به شدت درمعرض خطر انقراض قرار دارند. امروزه اجداد تمام راسوهاي اهلي زنده فقط به 7 فرد مي رسند. با اين حال، محققان در باغ وحش سانتياگو در شيلي اخيرا سلول هاي منجمد را از راسوي سرسياهي كه 30 سال پيش مرده بود، گرفتند و از آن ها براي ايجاد كلوني به نام اليزابت استفاده كردند. دي ان اي اليزابت گوناگون است، بنابراين مي تواند تنوع ژنتيكي جمعيت را افزايش دهد. پاسك مي گويد: «فناوري انقراض زدايي فقط درزمينه ي بازگرداندن گرگ هاي تاسماني به كار نمي آيد، بلكه به پيشگيري از انقراض حيوانات ديگر نيز كمك مي كند. در استراليا آتش سوزي هاي زيادي داريم و با افزايش دماي جهان در دهه هاي آينده بيشتر شاهد رويدادهاي آب و هوايي نامطلوب خواهيم بود. استراليا نمونه هاي بافت جانوران كيسه دار مناطقي را كه بيشتر در معرض خطر دارند، جمع آوري و منجمد كرده است. بنابراين، اگر آتش سوزي رخ دهد، با رشد مجدد پوشش گياهي، مي توانيد آن گونه ها را دوباره به آن ناحيه برگردانيد.» آرچر درمورد ملاحظات اخلاقي مرتبط با احياي حيوانات منقرض شده مي گويد: «فكر مي كنم انجام ندادن اين كار غيراخلاقي باشد. كار غيراخلاقي كه در وهله ي اول انجام شد، نابودي اين حيوانات به دست انسان ها بود و اين روشِ انسان هوشمند براي لغو اشتباهي است كه انجام داده است.»