Kdysi dávno před miliony let přelétl předek dnešního holuba nikobarského nad ostrovy Mauricius a uviděl ráj. Byla tam hojnost ovoce, ořechů a ryb a naprostý nedostatek přirozených nepřátel. Přistál a vyžral se do podoby obrovského nelétavého ptáka, kterého dnes známe pod jménem Dodo.
Tento blog byl doplněn o videorozhovor s biologem Benem Novakem, který se zabývá vymíráním.
Vše se zdálo být v pořádku, dokud z nějakého důvodu holandští námořníci nemuseli všem všechno zkazit. Námořníci vstoupili na ostrov v roce 1598 a spatřili obrovské nelétavé ptáky, kteří potřebovali přirozeného nepřítele. Dodové byli zajati a přivezeni na jejich lodě. Některé k večeři a některé jen proto, aby se jimi pochlubili v rámci Evropy. Krysy na jejich lodích viděly hojnost Mauricia a rozhodly se zůstat. Ve vejcích, která Dodo nakladl na dno džungle, našly snadný úlovek. A tak Dodo vyhynul za pouhých 75 let. Smutné.
Dodo je jedním z nejznámějších příkladů ničivých způsobů Homo Sapiens. Nyní, když jsme zmoudřeli, můžeme být tou silou, která dodo přivede zpět?“
Dodova DNA je poměrně vzácná, protože v teplém podnebí se DNA snadno rozkládá, a protože dodo byl endemitem tropického ostrova Mauricius, téměř všechny kosti, které se tam našly, neobsahují životaschopnou DNA. Protože však byl dodo přivezen do mírnější Evropy, vědci byli schopni sekvenovat dodovu DNA pomocí kostí uložených v Kodani. (Beth Shapiro, 2016). V současné době pracuje na úplném osekvenování genomu dodo.
Beth již plně osekvenovala genom holuba nikobarského, nejbližšího žijícího příbuzného dodo. Abychom mohli vrátit doda zpět, musíme porovnat jeho DNA s DNA holuba nikobarského a určit geny, které dělají doda dodem. To je obtížný proces, protože nikobarský holub má přes miliardu párů bází a starobylá DNA obsahuje spoustu falešných mutací.
V této oblasti však dochází k mnoha inovacím a strojové učení tomuto procesu napomáhá, ale stále je potřeba čas a pozornost talentovaných vědců, aby pochopili genom Dodo natolik, aby mohli provést rozumné úpravy DNA holuba nikobarského. Aby bylo možné ve výzkumu genomu dostatečně pokročit, je zapotřebí více finančních prostředků.
Druhým krokem je obvykle klonování, ale ne u ptáků.
Ptáky není možné klonovat běžnými metodami přenosu jader somatických buněk – kdy se vezme jádro vaječné buňky, tedy ta část, která obsahuje DNA, a vymění se s jinou upravenou verzí. K vytvoření druhů, které kladou vajíčka, jako jsou ptáci, je zapotřebí jiný přístup, který se nazývá přenos zárodečné linie.
Primordiální zárodečné buňky jsou kmenové buňky, ze kterých se stanou vajíčka nebo spermie. K vytvoření druhu Dodo bude muset tým upravit primordiální zárodečné buňky holuba nikobarského tak, aby měly geny Dodo, a to pomocí nástroje pro úpravu genů CRISPR-Cas9. Upravené primordiální zárodečné buňky pak mohou být vstříknuty do plodného ptačího vejce – vznikne tak náhradní matka a náhradní otec, kteří budou plodit potomky s upravenými geny.
Holub nikobarský je však mnohem menší než dodo, takže nemusí být schopen být náhradním rodičem nových dodo mláďat. Potřebujeme tedy hostitele pro naše primordiální zárodečné buňky Dodo, který vytvoří velká vajíčka, jako je například Emu.
Pro vytvoření Dodů by bylo možné vzít vajíčko Emu a během raných fází embryonálního vývoje (prvních 24-72 hodin) do něj tým vědců může vpravit genově upravené prvotní zárodečné buňky holuba nikobarského. Tyto nově vstříknuté buňky si najdou cestu do stále se vyvíjejících pohlavních orgánů.
Když se vylíhne mládě Emu, nebude toto mládě samo geneticky změněno, ale genově upravené zárodečné buňky budou v jeho pohlavních orgánech. To znamená, že se u mláděte Emu budou vyvíjet spermie nebo vaječné buňky Dodo podle toho, zda se jedná o samce nebo samici. Když pak mládě vyroste a naklade svá vlastní vejce, některá z nich v sobě ponesou mláďata Dodo, která čekají na vylíhnutí. Pouze některá vejce budou obsahovat mláďata dodo, protože Emu si bude stále vytvářet vlastní spermie a vajíčka, což znamená, že mnoho mláďat bude stále emu.
Aby se zvýšily naše šance na získání dodo, je možné geneticky upravit Emu tak, aby si nevytvářel vlastní prvotní pohlavní buňky. Použijeme-li sterilní Emu jako náhradní rodiče, kterým vstříkneme zárodečné buňky „dodo“, pak bude 100 % spermií nebo vaječných buněk v mláďatech, která se vyvinou, dodo.
Existuje dobrá naděje, že tato metoda bude fungovat, protože se nedávno osvědčila u kuřat, kde vědci obnovili vzácná plemena kuřat pomocí geneticky upravených sterilních kuřat. (Woodcock et al. 2019).
Jakmile budou mláďata dodo, bude třeba je vychovat pro život ve volné přírodě a k tomu potřebujeme pomoc zoologických zahrad a avikulturistů, a nakonec, až budou ochránci přírody plánovat vypuštění dodo do volné přírody, budou ptáci potřebovat své přirozené prostředí. Na Mauriciu však zbývají pouhá 2 % přirozeného prostředí, které je stále plné invazivních křečků, krys a koček. Tyto škodlivé druhy však odstranil na menších ostrovech v blízkosti hlavního ostrova, které budou ideálními místy pro reintrodukci nových dodů. Pro jeho opětovné vysazení na pevninu, kde se kdysi volně pohyboval, budou potřeba oblasti divočiny bez invazních druhů savců. Odstranění těchto invazních druhů může být možné humánním způsobem pomocí nových genetických technik, jako je genový pohon.
Genový pohon je technika, při níž lze určitý gen upravit tak, aby jej zdědilo 100 % potomků namísto běžných 50 %. Prostřednictvím této metody může vědec způsobit, že 100 % potomků bude například mužského pohlaví. Tento „samčí“ gen se pak rychle rozšíří v celé populaci a způsobí, že daný druh během několika generací vymře, protože nakonec nebude mít žádné samice, s nimiž by se mohl pářit. Víceinstitucionální program s názvem GBIRd, vedený neziskovou organizací Island Conservation, zahájil program, jehož cílem je prozkoumat využití genového pohonu k vymýcení hlodavců na ostrovech za účelem jejich ochrany. Tyto metody zvažuje také Nový Zéland, který se věnuje programu, jehož cílem je do roku 2050 z celé země vymýtit osm druhů invazních savčích predátorů, včetně potkanů.