Jinsi wanyama waliotoweka wanaweza kurudishwa kuwa hai

Mamilioni ya miaka iliyopita thylacine, wanaojulikana pia kama simbamarara wa Tasmania, walikuwa wameenea kote Australia. Karibu ukubwa wa mnyama wa coyote wa Amerika, viumbe hawa wanaofanana na mbwa walio na mistari walitoweka karibu miaka 2,000 iliyopita. Walikaa Tasmania hadi miaka ya 1920, walipochinjwa na wakoloni wa Kizungu waliowaona kuwa tishio kwa mifugo.

"Ilikuwa ni kutoweka kulikofanywa na kibinadamu - walowezi wa Ulaya waliokwenda Australia na kumwangamiza kikatili mnyama huyu," anasema Andrew Pask, mtaalamu wa maumbile katika Chuo Kikuu cha Melbourne.

Pask anaongoza timu ya wanasayansi ambao, pamoja na kampuni ya "de-extinction" Colossal Biosciences, wanalenga kuunda upya kiumbe huyo anayefanana na mbwa mwitu na kumrejesha.

Shukrani kwa maendeleo ya hivi majuzi katika genetics, yaani ujio wa teknolojia ya kuhariri jeni Crispr-Cas9, thylacine sio spishi pekee iliyopotea ambayo tunaweza kuiona tena hivi karibuni. Je, sayansi ya hii hufanya kazi vipi, na inaibua maswali ya aina gani?

Kwa upande wa simbamarara wa Tasmania, hatua ya kwanza ni kupanga DNA ya mnyama aliyetoweka - ramani ya kijeni iliyo katika kila seli moja ya mwili. Pask alifanya hivi mnamo 2017.

"Sampuli yetu ni mtoto aliyechukuliwa kutoka kwa mfuko wa mama yake. Walimpiga risasi mama na kumweka mtoto kwenye pombe, ambayo huhifadhi DNA. Huo ndio ulikuwa mfano wa miujiza na kwetu kwa kuweza kujenga."

Ingawa iko katika hali nzuri, DNA sio nzima kabisa. Baada ya muda, mwanga wa UV na bakteria huvunja DNA katika vipande vifupi. Sampuli ya zamani, vipande vidogo vilivyoachwa nyuma, hadi hatimaye hakuna vilivyobaki vya kutosha (hakuna uwezekano wa kurejesha dinosaur, kwa sababu hii).

Hii inawaacha wanasayansi na kazi inayoonekana kutowezekana ya kufahamu jinsi DNA inavyoshikana - kazi inayolinganishwa na kukamilisha jigsaw kubwa bila picha muhimu iliyo mbele ya kisanduku.

Kwa bahati nzuri, sehemu mdogo ya ukubwa wa panya itwayo dunnart iliweza kutoa ramani.

"Tulipata jamaa aliye karibu zaidi na thylacine, ambayo ilikuwa dunnart," anasema Pask.

Dunnarts na simbamarara hushiriki asiliamia 95% ya DNA zao, ambayo inadhaniwa kuwa imehifadhiwa sana, kumaanisha kuwa haijabadilika sana kwa muda.

"Tulipanga jeni za dunnart na kulinganisha na jeni na spishi zetu zilizotoweka, kisha tukalinganisha na kupata kila mahali ambapo ilikuwa tofauti," anasema Pask.

Hata hivyo, kujua DNA ya mnyama haitoshi tu kumrudisha. Hatua inayofuata ya chemshabongo inahusisha kubadilisha jeni za dunnart ili zilingane na simbamarara. Hili linaweza kufanywa na Crispr-Cas9, mbinu ya uhariri wa jenomu iliyoshinda Tuzo ya Nobel.

"Tunaanza na chembe hai kutoka kwa dunnart, na tunaanza kuhariri mabadiliko hayo yote, kwa hivyo kimsingi tunaunda au kugeuza seli ya dunnart kuwa seli hai ya simbamarara iliyo na kromosomu za thylacine ndani yake," anasema Pask.

Hapo awali, uhariri wa jeni haukuwa wa hali ya juu vya kutosha kuweza kubadilisha mfuatano wote tofauti hadi DNA ya thylacine kwa mkupuo mmoja. Huku mamilioni ya mabadiliko yakihitajika, ilidhaniwa kuwa watafiti wangehitaji kutanguliza mfuatano muhimu zaidi wa DNA, kutoa jenomu ya wanyama ambayo haikuwa sawa kabisa na ile iliyotoweka. Pask anaamini kuwa hii haitakuwa muhimu tena.

"Teknolojia zote hizo zipo, lakini hakuna mtu aliyefanya hivyo kwa kiwango hiki hapo awali kwa sababu teknolojia ya uhariri wa DNA haikuwa nzuri vya kutosha au ya haraka vya kutosha. Lakini sasa imefika mbali sana kwamba tuna teknolojia hiyo, na tunayo. alikuwa na uwekezaji mkubwa wa kujaribu kufanya kazi hii."

Mara tu watafiti wanapokuwa na seli ya thylacine, bado wanahitaji kuigeuza kuwa kiinitete kinachokua, na kisha kuipandikiza ndani ya tumbo la uzazi la jamaa aliye hai. Ikiwa hiyo inaonekana rahisi, basi sivyo. "Tuna kazi nyingi ya kufanya," anasema Pask.

"Tayari tumetengeneza seli za shina za marsupial ambazo zilituchukua takriban miaka mitano. Sasa tunaweka seli shina kwenye viinitete ili kuona kama tunaweza kuzifanya zikue na kuwa mnyama mzima aliye hai."

Sio tu simbamarara ambayo inaweza kurudishwa kwa njia hii. Mabaki yaliyohifadhiwa ya DNA ya mamalia wa manyoya yaliyopatikana yakiwa yameganda kwenye Aktiki inamaanisha kwamba mamalia huyu mkubwa anaweza kurudi. Mamalia wengi wa manyoya walikufa takriban miaka 10,000 iliyopita.

Wanasayansi katika Colossal Laboratories na Bioscience - iliyoanzishwa kwa pamoja na watafiti kutoka Chuo Kikuu cha Harvard - wanatumia Crispr kugawanya vipande vya DNA kubwa katika jenomu ya tembo wa Asia, jamaa wa karibu zaidi wa mamalia. Mseto unaotokana, unaojulikana kama "mamalia", ungeweza kutumika kwa tundra baridi ya Siberia, na inaweza kusaidia kujaza pengo la kiikolojia lililoachwa na mamalia walipotoweka.

Kuna, hata hivyo, mapungufu na teknolojia, na vikwazo ambavyo bado vinahitaji kushinda.

"Sifa nyingi tulizo nazo kama wanyama walio hai zinahitaji nakala kadhaa tofauti za jeni, lakini si rahisi kujua kwa kuangalia jenomu iliyojengwa upya ni ngapi zinahitajika," asema Michael Archer, mwanahistoria wa historia katika Chuo Kikuu cha New South Wales huko Sydney, Australia.

"Una matumaini kwamba nakala moja itatosha kuwezesha kipengele unachotafuta, lakini kuna sehemu kubwa ya kunyonya-na-kuona kwa miradi hii."

Mnamo 2003, watafiti walifanikiwa kutengeneza mbuzi aina ya Pyrenean, aina ya mbuzi ambaye alitoweka wakati mtu wa mwisho aliye hai alipouawa na mti unaoanguka. Kwa kusikitisha, mtoto mchanga alikufa kwa kasoro ya mapafu muda mfupi baada ya kuzaliwa.

Kwa sasa Archer anatumia teknolojia tofauti ili kumrudisha chura wa kusini, spishi asili ya Queensland, ambaye alitoweka mwaka wa 1983. Kiumbe huyo alikuwa na njia ya ajabu ya kuzaliana, akimeza mayai yake yaliyorutubishwa na kutumia tumbo lake kama chakula.

Mnamo mwaka wa 2013, alikamilisha hatua ya kwanza - kuhamisha kiini kutoka kwa seli ya chura iliyohifadhiwa kwenye yai tupu ya amfibia inayohusiana kwa karibu. Kwa kushangaza, seli zilianza kugawanyika, na kiinitete kiliundwa.

"Tulifanya hivyo mara mamia na haikufanya kazi, na ghafla mmoja wao alifanya na tukaona kiinitete hiki cha mseto kikianza kugawanyika chini ya darubini na ilisisimua sana," anasema Archer.

Hata hivyo, baada ya msisimko huu wa awali, mradi ulikwama wakati hakuna hata kiinitete kilichositawi na kuwa viluwiluwi au vyura.

"Viinitete vya chura vilikua na kuwa mpira wa seli, ambayo ni ukuaji wa kawaida wa kiinitete, lakini kisha wakaacha," anasema Archer.

"Kwa kawaida safu ya nje ya seli hujikunja ndani na unapata muundo wa tabaka mbili ambao unaongoza kwa tadpole, lakini yetu haikufanya hivyo."

Jambo lile lile lilifanyika wakati timu hiyo ilipojaribu kuunda kiinitete kilicho na spishi mbili za vyura, ikipendekeza kwamba ilikuwa sehemu ya kazi yao ya majaribio ambayo ilikuwa ikiingilia ukuaji wa kiinitete, badala ya shida na DNA ya chura aliyetoweka.

"Tunafanya kazi ili kujua ni kikwazo gani katika vyura hai kabla ya kurejea DNA ya mnyama aliyetoweka," asema Archer.

Je, tunamchezea Mungu?

Hata kama tunaweza kurudisha wanyama waliotoweka, kuna mambo ya kimaadili.

Kurejesha mamalia na simbamarara kunaweza kuharibu mifumo ikolojia iliyopo. Kwa kuwa wanyama hawa walitoweka, wengine watakuwa wamebadilika na kuzoea kujaza mahali pao. Je, viumbe hivi vitateseka kama matokeo?

Shukrani kwa mabadiliko ya hali ya hewa, mazingira ambayo viumbe hawa waliishi hapo awali yanaweza kuwa yamebadilika sana. Baadhi ya mimea ya mamalia wa manyoya wanaolishwa imepita pia. Je, mamalia bado wangeweza kuishi wenyewe porini, na ikiwa sivyo, ni nani angewatunza? Je, wangeishia kuwa wadadisi tu kwenye bustani ya wanyama?

"Sidhani kama tunapaswa kuwarudisha wanyama wote. Nadhani inapaswa kuendana na vigezo fulani," anasema Pask.

"Kwa simbamarara ni tukio la kutoweka hivi karibuni, kwa hiyo makazi yake huko Tasmania bado yapo, vyakula vyote vilivyokuwa vinakula bado vipo, kwa hiyo kuna mahali pa kwenda na wanaweza kustawi tena katika mazingira hayo.

"Mnyama huyu pia alikuwa na jukumu muhimu katika mfumo wa ikolojia. Alikuwa mwindaji wa juu kwa hivyo alikaa juu kabisa ya mfumo wa chakula. Hakuna wanyama wanaowinda wanyama wengine wa aina ya marsupial kwa hivyo alipotoweka aliacha pengo kubwa."

Baadhi ya watafiti wanasema kuwa jitihada za kurudisha viumbe vilivyopotea kwa muda mrefu zinaweza kuzuia jitihada za uhifadhi ili kuokoa wanyama waliopo na hata kuongeza hatari ya kupotea kwa viumbe hai, na kwamba watu wanaweza kuwa na motisha ndogo ya kuacha kula nyama na kuharibu makazi.

Lakini teknolojia ya kutoweka inaweza kutumika kuokoa viumbe hai kwenye ukingo wa kutoweka, hasa wale walio na kundi ndogo la jeni, kama faru mweupe.

Ferrets wenye vichwa vyeusi ni mojawapo ya wanyama walio hatarini kutoweka Amerika Kaskazini - kila ferret wanaoishi leo wanaweza kufuatilia asili yake kwa watu saba pekee. Hata hivyo watafiti katika Bustani ya Wanyama ya Santiago nchini Chile hivi majuzi walichukua seli zilizogandishwa kutoka kwa ferret wenye miguu mieusii ambao walikufa miaka 30 iliyopita, na kuzitumia kuunda mshirika, Elizabeth Ann. DNA ya Elizabeth ni tofauti kabisa, kwa hivyo anaweza kuleta ongezeko la kukaribisha la utofauti wa maumbile katika idadi ya watu.

"Teknolojia ya kutoweka sio tu kurudisha simbamarara, ni juu ya kuzuia wanyama wengine kutoweka," anasema Pask.

"Tuna mioto mingi ya vichakani nchini Australia, na kutokana na kuongezeka kwa joto duniani tutaona matukio mabaya zaidi ya hali ya hewa katika miongo ijayo. Kile ambacho Australia imekuwa ikifanya ni kukusanya seli kutoka kwa wanyama waharibifu katika maeneo hayo ambayo yako hatarini zaidi na kugandisha. Hii ina maana kwamba kama moto wa kichaka ungetokea, mara tu mimea inapoota unaweza kujaza eneo hilo na aina hiyo."

Archer anakubali kwamba haki za kimaadili zinazidi makosa yoyote.

"Nadhani itakuwa ni kinyume cha maadili kutofanya hivyo. Nafikiri suala la kimaadili hapa lilikuwa ni kutofaa kwa binadamu kuwafanya wanyama hawa kutoweka kabisa. Sio kumchezea Mungu, hii ni kutumia akili kwa kutengua tulichofanya. "