Ooit, miljoenen jaren geleden, vloog de voorouder van de huidige Nicobar duif over de eilanden van Mauritius en zag het paradijs. Er was een overvloed aan fruit, noten en vis en een totaal gebrek aan natuurlijke vijanden. Hij landde en at zichzelf op tot de reusachtige loopvogel die we vandaag kennen als de Dodo.
Deze blog is bijgewerkt met een video-interview met de-extinctiebioloog Ben Novak.
Alles leek goed totdat om de een of andere reden Nederlandse zeelieden alles voor iedereen moesten verpesten. De zeelieden zetten in 1598 voet aan wal op het eiland en zagen een reusachtige loopvogel die behoefte had aan een natuurlijke vijand. De Dodos werden gevangen en meegenomen op hun schepen. Sommigen om op te eten en sommigen gewoon om mee te pronken in Europa. De ratten aan boord van hun schepen zagen de overvloed van Mauritius en besloten te blijven. Ze vonden een gemakkelijke vangst in de eieren die de Dodo op de junglebodem legde. En zo stierf de Dodo slechts 75 jaar later uit. Triest.
De Dodo is een van de bekendste voorbeelden van de destructieve manieren van Homo Sapiens. Kunnen wij, nu wij wijzer zijn geworden, de kracht zijn die de Dodo terugbrengt?
Dodo-DNA is vrij zeldzaam omdat DNA gemakkelijk vergaat in warme klimaten en omdat de dodo endemisch was in tropisch Mauritius bevatten bijna alle botten die daar gevonden zijn geen levensvatbaar DNA. Maar omdat de Dodo naar het meer gematigde Europa werd gebracht, waren wetenschappers in staat om Dodo DNA te sequencen met behulp van botten opgeslagen in Kopenhagen. (Beth Shapiro, 2016). Zij werkt momenteel aan een volledig gesequenced Dodo genoom.
Beth heeft al het genoom van de Nicobar duif, het dichtst levende familielid van de dodo, volledig gesequenced. Om de Dodo terug te brengen moeten we zijn DNA vergelijken met dat van de Nicobarduif om de genen te bepalen die een Dodo maken. Dit is een moeilijk proces omdat de Nicobarduif meer dan een miljard basenparen heeft en oud DNA veel valse mutaties bevat.
Er is echter veel innovatie op dit gebied en machine learning helpt daarbij, maar het vergt nog steeds tijd en aandacht van getalenteerde wetenschappers om het genoom van de Dodo voldoende te begrijpen om zinvolle bewerkingen in het DNA van de Nicobarduif aan te brengen. Er is meer geld nodig om de stap van het genoomonderzoek voldoende te kunnen zetten.
De tweede stap is meestal klonen, maar niet voor vogels.
Het is niet mogelijk om vogels te klonen via de reguliere methoden van somatische celkerntransplantatie – waarbij je de kern van een eicel neemt, het deel dat het DNA bevat, en deze verwisselt met een andere bewerkte versie. Om soorten te genereren die eieren leggen, zoals vogels, is een andere aanpak nodig, die kiembaan-overdracht wordt genoemd.
Primordiale kiemcellen zijn stamcellen die zullen uitgroeien tot ei- of zaadcellen. Om een Dodo te creëren moet een team primordiale kiemcellen van een Nicobar-duif zo bewerken dat ze Dodo-genen krijgen met behulp van het gen-editing-instrument CRISPR-Cas9. De bewerkte oerkiemcellen kunnen vervolgens in een vruchtbaar vogelei worden geïnjecteerd, waardoor een surrogaatmoeder en een surrogaatvader ontstaan die genetisch gemodificeerde nakomelingen zullen voortbrengen.
Een Nicobar-duif is echter veel kleiner dan een Dodo, zodat hij wellicht geen surrogaatouder kan zijn voor nieuwe dodo-kuikens. We hebben dus een gastheer nodig voor onze oerkiemcellen van de Dodo die grote eieren produceert, zoals een Emu.
Om Dodo’s te creëren, is het misschien mogelijk om een Emoe-ei te nemen en tijdens de vroege stadia van de embryonale ontwikkeling (de eerste 24-72 uur), een team van wetenschappers kan gen-edited Nicobar pigeon primordiale kiemcellen injecteren. Deze nieuwe geïnjecteerde cellen zullen hun weg vinden naar de zich nog ontwikkelende geslachtsorganen.
Wanneer het Emu kuiken uit het ei komt, zal dat kuiken zelf niet genetisch veranderd zijn, maar de genetisch bewerkte kiemcellen zullen zich in zijn geslachtsorganen bevinden. Dit betekent dat de emoe Dodo sperma- of eicellen zal ontwikkelen, afhankelijk van of het kuiken mannelijk of vrouwelijk is. Wanneer dat kuiken dan opgroeit en zijn eigen eieren legt, zullen sommige daarvan Dodo kuikens bevatten die wachten om uit te komen. Slechts een deel van de eieren zal Dodo kuikens bevatten, omdat de Emu nog steeds zijn eigen sperma en eieren zal maken, wat betekent dat veel van de kuikens nog steeds Emu’s zullen zijn.
Om onze kansen op het krijgen van Dodo’s te vergroten, is het misschien mogelijk om de Emu genetisch te manipuleren, zodat hij niet zijn eigen oerkiemcellen produceert. Door steriele emoes te gebruiken als surrogaatouders om in te spuiten met “dodo”-kiemcellen, zal 100% van de sperma- of eicellen in de kuikens die zich ontwikkelen, Dodo zijn.
Er is goede hoop dat deze methode zal werken, aangezien ze onlangs succesvol is gebleken bij kippen, waar wetenschappers zeldzame kippenrassen hebben hersteld met behulp van genetisch gemanipuleerde steriele kuikens. (Woodcock et al. 2019).
Zodra er Dodo kuikens zijn, zullen ze moeten worden opgevoed voor een leven in het wild en daarvoor hebben we de hulp nodig van dierentuinen en aviculturisten, en uiteindelijk wanneer natuurbeschermers van plan zijn om Dodo’s in het wild uit te zetten, zullen de vogels hun natuurlijke habitat nodig hebben. Mauritius heeft echter nog maar 2% van de natuurlijke habitat over en zit nog vol met invasieve spitsmuizen, ratten en katten. Het eiland heeft deze schadelijke soorten echter verwijderd op kleinere eilanden dicht bij het hoofdeiland, die ideale locaties zullen zijn om de nieuwe Dodo’s te herintroduceren. Om ze weer op het vasteland te introduceren zoals ze ooit vrij rondliepen, zullen er wildernisgebieden moeten zijn die vrij zijn van invasieve zoogdiersoorten. Het verwijderen van deze invasieve soorten kan wellicht op een humane manier gebeuren met nieuwe genetische technieken, zoals gene drive.
Gene drive is een techniek waarbij een specifiek gen zodanig kan worden gemanipuleerd dat het door 100% van de nakomelingen wordt geërfd in plaats van de normale 50%. Via die methode kan een wetenschapper er bijvoorbeeld voor zorgen dat 100% van de nakomelingen mannelijk zijn. Het “mannelijke” gen zal zich dan snel over de hele populatie verspreiden en ervoor zorgen dat die soort binnen enkele generaties uitsterft omdat er uiteindelijk geen wijfjes meer zullen zijn om mee te paren. Een multi-institutioneel programma, GBIRd genaamd, onder leiding van de non-profit organisatie Island Conservation is een programma gestart om het gebruik van gene drive te onderzoeken om knaagdieren op eilanden uit te roeien ten behoeve van natuurbehoud. Deze methoden worden ook overwogen door Nieuw-Zeeland, dat een programma heeft gewijd aan het uitroeien van acht invasieve roofdiersoorten van zoogdieren, waaronder ratten, uit het hele land tegen 2050.