A Magyarországon is méltán népszerű Gerald Durrell emlékét ápoló Durrell Trust tavasszal egy ötletes reklámkampányba kedzett, melynek központi eleme egy megkapó animációs filmecske, “A magányos dodó” (“The Lonely Dodo”) volt. A kampány üzenete tulajdonképpen rendkívül egyszerű és egyezik a tröszt kulcsfilozófiájával: a dodón, ezen az ember által kiírtott, hatalmas madáron már sajnos nem lehet segíteni, de megfelelő odafigyeléssel elkerülhető, hogy más állatok is erre a szomorú sorsra jussanak, s akarva-akaratlan végleg a történelemkönyvek lapjaira száműzzük őket.
A tröszt félelme egyáltalán nem alaptalan, hiszen az ember jelenlétével és terjeszkedésével fémjelzett, újabban csak “antropocénként” aposztrofált, napjainkig tartó földtörténeti kor ritkán látott kihalási hullámot hozott magával. A fajok kihalása (épp úgy, ahogy keletkezésük) persze egy viszonylag természetes dolog - a valaha élt fajok 99%-a mára már nincs velünk -, ugyanakkor korántsem mindegy a kipusztulás üteme. Márpedig az emberi tevékenység következtében ez az ütem ritkán látott méreteket öltött, sokak szerint az élővilág történetének hatodik nagy kihalási hullámának lehetünk tanúi (a korábbiak péládul meteorbecsapódás vagy hasonló kataklizmikus események nyomán jelentkeztek). És mint a dodó, a moa, az amerikai és eurázsiai megafauna sorsa tanúsítja, az emberi tevékenység ilyen irányú hatása még csak nem is újkeletű: az Óceániát kolonizáló polinézek évente átlagosan két madárfajt pusztítottak ki.
De vajon tényleg végleg-e a “végleg”, vagy van-e, lehet-e visszaút fajok számára a természettudományi múzeumok dohos tárolószekrényeiből, az “egyszer volt” panoptikumból? Jóvá tudjuk-e tenni, amit elődeink elrontottak és láthatunk-e valaha újból mamutot, bucardót vagy vándorgalambot? Lehet-e újból a tasmán fauna része az erszényes farkas? A korábban csak a sci-fi irodalom lapjain népszerű ötlet az elmúlt évek biotechnológiai robbanása után ma már nem tűnik annyira valóságtól elrugaszkodottnak.
Idén áprilisban, a National Geographic Society szervezésében Washingtonban, egy TEDx konferencia keretében az alakuló új tudományterület (kutatói szlengben “de-extinkció”) és a fajok kihalása ellen küzdő konzervációbiológusok ültek le megosztani egymással terveiket és tapasztalataikat. S mint arra némileg váratlanul fény derült, bár a két terület számos ponton képes lehet a szinergiára, sok konzervációbiológus nem pusztán szekpticizmussal, de egyenesen rosszallóan nézi a deextinkciós törekvéseket.
A kihalt élőlények feltámasztása technikailag három módon lehet kivitelezhető. A legegyszerűbb a “visszatenyésztés” (backbreeding), amikor egy adott faj genetikai állománya közeli rokon fajokban tovább él és megfelelő párosítással újból kialakítható a kihalt fajra jellemző genom. Ennél bonyolultabb a klónozás (Dollyra, a birkára gondolhatunk itt), amikor a kihalt állat valamilyen szövete megmaradt és ebből izolálnak DNS-t hordozó sejtmagot, hogy azt egy rokon faj eltávolított magvú petesejtjébe juttassák, reménykedve, hogy a kialakuló hibrid zigóta életképes lesz. Ma a legnagyobb kihívásnak a harmadik módszer, a “genomszerkesztés” (genome editing) tűnik. Utóbbi során a kihalt faj genomi szekvenciájának ismeretében rokon fajok genomjába viszünk be célzottan olyan mutációkat, amelyek hatására a kihalt lény kulcstulajdonságai visszanyerhetők (pl. elefántok “mamutosításakor” olyan DNS változtattásokra van szükség, amelyek nagyobbá és szőrösebbé teszik az állatot, méretesebb agyarakkal és vastagabb szigetelő zsírszövettel). A három lehetőségnek a legkevésbé sem kellene egymás rovására működnie, sőt, egyenlőre úgy tűnik, hogy különböző fajoknál más-más megközelítés válhat be - már ha tényleg működőképesek lesznek, hiszen a deextinkciós klónozás eddig csak részsikereket tud felmutatni, a genom-szerkesztés pedig jóformán csak papíron létezik.
A “visszatenyésztés” az egyetlen, ahol kézzel fogható sikerekről lehet már beszámolni, ugyanakkor az eljárás alkalmazhatósága ugyancsak korlátozott, hiszen viszonylag kevés olyan kihalt faj van amelynek genetikai állománya közeli rokonaiban részben vagy egészben tovább él és így egyáltalán szóbajöhet a “feltámasztás” ezen verziója. A kevés pozitív példa közül említést érdemel, hogy az őstulok (auroch) 17. századi és az eurázsiai vadló, a tarpán 1909-es kipusztulását most a jelek szerint sikerült részben visszafordítani. Az őstulok esetében a TaurOs programban résztvevő állatok, a tarpán esetében pedig a vadló utódjának tekintett konik szelektálásával létrejövő csoportok jelentik azokat a populációkat, amelyek kellő mértékben hasonlítanak a kihalt fajokra.
Kifejezetten sikeresnek mondható a zebra egyik jellegzetes mintázatú alfajának, a kvaggának az újratenyésztése. Az évtizedes múltra visszatekintő dél-afrikai program mára már számos olyan állatot eredményezett, amelyek külsőleg szinte azonosak a múzeumokban fellelhető kvagga preparátumokkal. Ezzel azonban el is jutottunk a “visszatenyésztés” egyik hátrányához is: az állatok szelekcióját olyan jegyek alapján irányítják a projektek vezetői, amelyeket mi magunk nagyon könnyen tudunk észlelni. Így aztán viszonylag sikeresek vagyunk abban, hogy külsőre a kihalt fajokra hasonlító új fajtákat hozzunk létre, ugyanakkor nem nagyon tudjuk, hogy például viselkedésükben mennyiben lesznek ezek az új állatok hasonlóak a kihalt “mintáikhoz”. Márpedig enélkül soha sem jelenthetjük ki bizonyossággal, hogy “feltámasztottunk” egy kihalt fajt.
Elvileg kevésbé kell ilyesmitől tartani a klónozáson alapuló megközelítések esetében, hiszen a teljes, ősi genomi állomány bevitelével biztosítjuk, hogy nem csak a külső testi jegyek, hanem a genetikailag kódolt viselkedési minták és más testi funkciók is megnyilvánulhatnak a létrejövő állatokban. A klónozás azonban jelenleg egyetlen fajon belül is nagyon kis hatásfokkal és csak tökéletes állapotban levő sejtmagokkal működik. Így ahhoz, hogy egyáltalán kacérkodhassunk a deextinkció gondolatával, nem árt, ha viszonylag nagy mennyiségű, különleges fagyásálló közegben lefagyasztott szövet áll rendelkezésre a feltámasztandó fajból. Ráadásul fajok közti sejtmagtranszfer esetében még közeli rokonok esetében is bekavarhatnak az esetleg nem kompatibilis sejtplazma-összetevők, ami a siker valószínűségének további meredek csökkenéséhez vezet. Így aztán nem meglepő, hogy eleve kevés faj jöhet szóba és a siker, diplomatikusan fogalmazva, eddig mérsékelt volt.
A két faj egyike, ahol kipróbálták a klónozáson alapuló eljárást, az ibériai kőszáli kecske egyik (2000-ben kihalt) alfaja, a bucardo (Capra pyrenaica pyrenaica) volt. A faj késői kipusztulása miatt a kutatók már tudatosan készülhettek a későbbi klónozására, így nagy mennyiségű megfelelő minőségű szövet áll rendelkezésre és a másik három ibériai kőszálikecske-alfaj ideális petesejtdonorként szolgál a deextinkciós kísérletekhez. A klónozás - közel másfélezer próbálkozásból egy esetben - meglehetősen messzire eljutott, egy külsőre egészségesnek tűnő gida is megszületett, ám percekkel később légzési zavarok miatt elpusztult.
Az emlősök igen érzékeny zigótáival szemben a kétéltűek magzatburok nélküli, képlékeny embrionális fejlődése elvileg ideálisabb terep a klónozáson alapuló deextinkciós kísérletekhez (a békák esetében a sikeres klónozás, ami a közelmúltban Nobel-díjat is eredményezett, több évtizeddel megelőzte az emlősökben végrehajtott szomatikus sejtmagtranszfert). Ez is magyarázza, hogy a deextinkciós kísérletek célalanya lett egy igencsak különleges állat, az Ausztráliában valamikor őshonos gyomorköltő béka (Rheobatrachus silus).
Sajnos az ismert Rheobatrachus-fajok csak néhány évvel élték túl a felfedezésüket, pedig életciklusuk még az egzotikus ausztrál faunán belül is különcökké tette őket. A nőstények, egészen páratlan módon, a gyomrukban hordják ki a “terhességet”, itt biztosítanak ideális körülményeket a megtermékenyített peték kifejlődéséhez. Minderre persze aligha lenne lehetőségük, ha emésztőfunkcióikat nem kapcsolnák ki, hiszen a gyomorba jutó peték egyszerű táplálékként végeznék. De valami különleges mechanizmussal a terhesség alatt az állat gyomorsavtermelése leáll, így az ivadékok biztonságban fejlődhetnek. Mivel a gyomorsavtermelés effajta befolyásolása akár jelentőséggel bírhat az emberi gyomorsavtúltengés kezelésében is, a gyomorköltő békák “visszahozásának” problémája túlmutat a puszta kuriózumkeresésen.
A klónozás itt nem jutott el annyira előrehaladott fázisba, mint a bucardo esetében, hiszen csak az embrionális fejlődés kezdeti lépéseit sikerült a sejtmagáltültetés után megfigyelni. Ugyanakkor már ez is szinte tudományos fantasztikumba illő eredmény, figyelembe véve, hogy a kiindulási alapanyag egy évtizedeikg a fagyasztó mélyén üldögélő békatetem volt, amelyet valamikor inkább csak véletlenül tettek el és meg sem fordult senki fejében, hogy egyszer majd egy deextinkciós kísérletsorozat donorszervezete lehet.
Mivel azonban számos kihalt faj esetében esély sincs arra, hogy hibátlan, működőképes sejtmagot nyerjünk ki valamilyen szövetmintából, ezen esetekben nem marad más választás, mint célzott génmódosítások sorozatával kísérletezve létrehozni egy, a kihalt fajra emlékeztető élőlényt.
Ám hogy ez egyáltalán kivitelezhető legyen, két feltételnek még mindig teljesülnie kell: annyi DNS-t kell gyűjtenünk a kipusztult faj múzeumi egyedeiből, hogy képesek legyünk a genomját rekonstruálni, illetve léteznie kell egy rokon fajnak, amelynek a genomját és nőstényeit felhasználva létrehozhatjuk a genomszerkesztett régi-új élőlényket.
Mivel a technológia ez esetben leginkább papíron létezik (és az sokat elbír), eddig szabadon folyat a fantáziálgatás, hogy milyen fajokat is lehetne ezzel a módszerrel visszahozni a sírból. A médiába legtöbbször bekerülő és így legismertebb a szibériai mamut példája. A mamut-genom szekvenálása már hosszú évek óta zajló folyamat és valóban közel járhatunk ahhoz, hogy feltérképezzük az élő és kihalt ormányosok közti genetikai különbségeket. Ugyanakkor a mostohaszülőként szóbajövő elefántok bonyolult, lassú (és részleteiben jobbára feltáratlan) embriológiája eleve kérdésessé teszi, hogy mennyiben realisztikus valóban nekiállni a mamutot visszahozó genom-szerkesztéses kísérleteknek.
Konkrétabbnak és valószínűbbnek tűnik ennél a vándorgalamb deextinkciójára vonatkozó törekvés. Nehezen eldönthető, hogy a Long Now alapítvány támogatását élvező, karrierjét a témára feltevő Ben Novak fantasztikus vizionárius, vagy csak végtelenül naiv idealista. Mindenesetre részletes, a szekvenálástól, a visszatelepítés apróbb nüanszaiig terjedő terveit hallgatva az ember maga is elhiszi, hogy ezt meg lehet csinálni. Sőt, ha valahol van valami morális imperatívusz, hogy megtegyük, ez az eset minden bizonnyal az: a valamikor a világ legnépesebb madarának számító, milliárdos számban élő fajt a 19. század végén alig néhány évtized alatt a teljes kipusztulásba vadászták É-Amerikában. A jelenleg már zajló genom-szekvenálás eredményeit a remények szerint Novak a sávosfarkú galambok mostohaszülői segítségével használná fel vándorgalambok létrehozására.
A harmadik példa az erszényesfarkasok esete lenne, amelyek szintén hathatós emberi “segítséggel” kerültek fel a múlt évszázadban a kihalt állatok listájára. A tasmániai fauna egykori csúcsragadozóját a haszonállataikat védő telepesek meglehetősen gyorsan pusztították ki. Deextinkciójához egy másik erszényes ragadozót, a tasmán ördögöt használnák fel - már persze, ha előbb az nem pusztul ki, amire egy, a fajt az utóbbi évtizedekben megtizedelő ragályos daganatos betegség miatt sajnos szintén megvan az esély.
Pár évvel ezelőtt a projekt eljutott már addig, hogy apróbb erszényesfarkas szabályozó-DNS darabokról bebizonyították, hogy működőképesek (egérben is), ám ez persze önmagában, tudományosan nem egy túl fajsúlyos és váratlan felfedezés, inkább csak arra volt jó, hogy a figyelmet a projektre irányítsa.
Ami azonban minden genom-szerkesztős projekt Achilles-ina, az az, hogy a mostohaszülő és a feltámasztandó állat genomjainak ismeretében vajon hány módosítást kell bevinni ahhoz, hogy a létrejövő állat már utóbbi legyen. Mivel egy-egy populációban az állatok többmillió apró különbséget is hordozhatnak a DNS-ükben, amelyek csak egyediségüket biztosítják és nem a faj karakterisztikus jegyeit hozzák létre, könnyen belátható, hogy fölösleges cél lenne két, különbözó fajhoz tartozó genom minden különbségének pontos lemásolása. Viszont, hogy melyek a releváns különbségek, azokat jelenlegi tudásunkkal nehéz megjósolni. Több egyed genomi szekvenciájának meghatározásával a nem fajspecifikus DNS változatok (ún. polimorfizmusok) kiszűrhetők, de a maradék több tízezer eltérés “beszerkesztése” egyáltalán nem triviális. Pontosabban, mindez jelenleg technikailag még nem megoldott, s bár kétségkívül léteznek elképzelések a megvalósításáról, nem tudjuk, hogy ezek közül bármelyik is praktikusan elérhetővé válik-e a közeljövőben.
De mivel lehetne megindokolni egy ilyen drámai (és minden bizonnyal költséges) kísérletsorozatot? Ér-e valóban ennyit nekünk, hogy újból vándorgalambok, erszényes farkasok és mamutok éljenek körülöttünk? Egyáltalán, nekünk itt és most, a 21. században valóban van-e bármilyen morális kötelességünk évszázadokkal ezelőtt kihalt állatok “visszahozására”, s ha úgy gondoljuk, hogy nincs, akkor is megindokolható-e ez az egész felhajtás?
Az effajta szekpticizmusra a deextinkció úttörői két főbb érvvel vágnak vissza: egyrészt nehéz előre biztosat mondani, de nagy valószínűséggel, ha sikerül például a nagyszabású genom-editálást megvalósítani, az olyan mértékű technológiai ugrást jelentene, ami szinte biztos, hogy a biotechnológia más területein is éreztetné a hatását. Másrészt, számos ökoszisztéma még ma is nyögi a közelmúltban eltűnt fajok hiányát: csúcsragadozók hiányában a prédáik szaporodhatnak el káros mennyiségben, prédák nélkül pedig a ragadozók száma fog csökkenni. Így a kihalt fajok visszatelepítésével a sérült ökoszisztémákat is visszaállítjuk eredeti helyzetükbe, ami az ott élő többi faj életére is befolyással lesz. (Jó példa erre a Yellowstone park esete, ahol a korábban kiírtott farkasok visszatelepítése a park összes élőlényére fontos hatással bírt.)
A vándorgalamb esetében jól dokumentált, hogy kipusztulása óta a vegetáció is megváltozott egykori élőhelyén. A madarak eltűnésével visszaszorultak az életterükön addig domináns fehér tölgyek, melyek termését a madarak fogyasztották és mely elterjedésének kedvezett a madarak életvitele. A helyét elfoglaló fák más állatoknak kedveznek, így ezeknek a vidékeknek a faunája is nagy változásokon ment át. Ennél is drámaibb lehet a de-extinkciós törekvések által érintett másik galambfaj, a dodó hiánya. A mauritiusi tambalacoque, vagy dodó-fa visszaszorulása pont a dodó kipusztulása körül kezdődött. Sokak szerint ez nem pusztán véletlen egybeesés, hanem azért tapasztaljuk, mert korábban a madár elfogyasztotta a fa barackra emlékeztető terméseit, majd a magok az emésztőrendszeren át visszakerültek a szabadba, ahol immár megszabadulva külső borításuktól képesek voltak kicsírázni. A furcsa szimbiózis következménye az lett, hogy a madár hiányában a fa sem tudott tovább terjedni. (A történetet Durrell is megörökítette a Hahagáj című könyvében.)
A hasznok természetesen nem csak galambfélékre korlátozódnának, a deextinkciós mozgalom egyik doyenje, a vándorgalamb visszahozása körül is bábáskodó harvardi genetikus, George Church egy augusztusi Scientific American cikkben amellett érvelt, hogy a mamutok visszatelepítése a szibériai síkságokra szintén áldásos hatással lenne a tundra permafroszt rétegének az ökológiájára, s így valamelyest a klímaváltozás hatásait is ellensúlyozná.
A deextinkció technológiai megoldásain dolgozók beszámolóit hallgatva lelkesedésük fényében kifejezetten meghökkentőnek tűnik, hogy a veszélyezetett állatok fenntartásán dolgozó konzerváció-biológusok gyakran hűvös távolságtartással viszonyulnak a kérdéskörhöz, mint az az említett TEDx konferencián is kitűnt.
Érveiket hallgatva, egyértelműnek tűnik, hogy a legfontosabb ellenvetés anyagi jellegű: a kutatásokra fordítható költségvetési források erősen végesek, így sokan attól tartanak, hogy a könnyen reklámozható és eladható deextinkciós projektek könnyen fontos anyagi eszközöket vonhatnak el a kutatások más területeitől, így a konzervációbiológiától is. Főként hogy a pénzeszsák felett őrködő bürokratákat és politikusokat is nehezebb lesz meggyőzni a konzervációbiológia fontosságáról, ha már nem lehet azzal érvelni, hogy adott projekt nélkül végleg kihal az adott faj, hiszen a “végleg” többé nem lenne visszafordíthatatlan.
Emellett számos előre nem látható (de nem teljesen kizárható) probléma merülhet fel: Mi van, ha a vándorgalamb emberre is halálos madárinfluenza-vírusok tökéletes gazdájának bizonyul? Mi van, ha az egykor kihalt állat élettere megváltozott, és hirtelen az új körülmények között találva magát a faj egyáltalán nem veszélyezetett élőlényként viselkedne, hanem kordában tarthatatlan invazív fajként? Mivel nem lesz kitől megtanulnia a fajára jellemző viselkedési formákat, hacsak azok nem genetikailag kódoltak, a felélesztett fajok teljesen másképp viselkedhetnek, mint azt a korábbi feljegyzések alapján várhatjuk. És szentesíti-e a cél az eszközt olyan áron is, hogy a klónozott vagy genom-editált utódokat kihordó mostohaszülőnek esetleg indokolatlan egészségkárosodást okozna az új élőlény kihordása?
Ha pedig mindez nem lenne eléggé ellentmondásos, a deextinkciós mozgalom felett ott lebeg kimondatlanul, vagy csak néha kimondva, a kérdés: ki mondja meg, hogy milyen fajok visszahozásával etikus és milyen fajokéval nem etikus kísérletezni? Ha a moa, Steller tengeri tehene, vagy a kardfogú tigris “feltámadhat”, akkor miért ne lenne okunk megfontolni kihalt főemlősök deextinkcióját, akár emberszabásúakét is? Januárban egy nagy vihart kavart Der Spiegel interjúban maga Church volt az aki belengette, hogy tulajdonképpen a neandervölgyi ember is “feltámasztható” lenne.
A sci-fiket idéző gondolatmenet azonban minden bizonnyal ott is marad, ahonnan ered: a fantázia világában. Hiszen a deextinkciós kísérletsorozatok még optimista esetben, jól működő technikákkal is hosszú időt és rengeteg pénzt emésztenének fel, arról nem is szólva, hogy jobbára csak papíron (vagy ott se) léteznek. Így minden bizonnyal még időben kiépíthető egy szabályozó keretrendszer, amin keresztül jól meghatározott szempontok alapján lehetne kiválasztani a visszahozni kívánt fajokat és a folyamatot is monitorozni lehetne, hogy nem merülnek-e fel folyamán korábban előre nem látott etikai vagy más jellegű gondok, amelyek súlyától függően akár le is lehetne állítani a kísérletet.
A konzervációbiológusok aggodalmaira pedig az adhatja a legfrappánsabb választ, ha a deextinkciós műhelyek tudását a kihaló félben levő állatok megmentésére is fordítják. Hiszen számos olyan faj van, amelynek annyira kevés példánya maradt életben, hogy a beltenyésztés miatt nagyon kritikus állapotban van a populáció egészségi állapota. Ilyen esetekben a genom-szerkesztési technikák segítségével növelni lehetne a faj biológiai diverzitását, megnövelve életben maradási esélyeit. Szintén hasznos lehet (bár kétségtelen, hogy a világ számos részén nagyon sok indulatot kavarna), ha rokon fajok közt olyan géneket vinnének át, ami a klímaváltozáshoz való adaptációt segítené elő.
Szeptember végén a Nature-ben jelent meg egy provokatív véleménycikk, melynek szerzői amellett érveltek, hogy az eféle “elősegített adaptáció” hamarosan szerves része lesz a kozervációbiológia kelléktárának. Sőt, tulajdonképpen már ma is, egy kevésbé célzott módon: számos esetben rokon alfajokkal való hibridizációval segítik a kutatók a veszélyezetett élőlények fennmaradását. Ez történt egy svéd viperafaj és a floridai párducok esetében is. De miért ne lehetne mindezt célzottabban csinálni? Ha sikerül hőmérséklet-toleranciát biztosító géneket azonosítani egyes halakban, miért ne ültetnénk át rokon, de veszélyeztett populációkba?
Ha a deextinkció úttörőinek álmai valóra válnak, hamarosan minden kontines faunája rég nem látott fajokkal gazdagodhat, s így az egykori európai megafauna is megelevenedhet. Ebben a múltból merítkező jövőben, akárcsak a holland Oostvaardersplassen nemzeti parkban, vagy a remélhetőleg a közeljövőben kialakított állatkerti Pannon Ősvilágban békésen legelnének egymás mellett gímszarvasok, konik lovak és őstulok-aspiráns Heck marhák. A mediterrán szigetvilágban törpe elefántok és apró vízilovak bolyonganának a vizek partján, Új-Zélandon pedig az erdők reggeli csendjét a moák hívó kiálltásai törnék meg.
Ekkor végül elmondhatnánk, hogy már nem igaz Durrell keserű megfigyelése, mely szerint “az ember elég okos, hogy kipusztítson egy fajt, de, eddig, még nem jött rá, hogy lehetne újrateremteni, amit elpusztított”, és egy dodó se lenne magányos többé.
(A szöveg némileg szerkesztett, linkek nélküli verziója az Élet és Tudomány 2013/46 és 2013/47 számaiban jelent meg.)
Sherkow JS, Greely HT (2013) What if extinction is not forever? Science 340: 32-33.
Hopcraft JG, Borner M, Haydon DT (2013) Revived species: where will they live? Nature 493: 608.
Veríssimo D, Cugnière L (2013) Revived species: how would they survive? Nature 493: 608.
Folch J, Cocero MJ, Chesné P, Alabart JL, Domínguez V, et al. (2009) First birth of an animal from an extinct subspecies (Capra pyrenaica pyrenaica) by cloning. Theriogenology 71(6): 1026-34.
All creatures great and small - Special Report: Biodiversity, The Economist, Sep 14th 2013.
George Church: De-Extinction Is a Good Idea. Scientific American, August 2013.
Carl Zimmer: Bringing them back to life. National Geographic, April 2013.
Thomas MA, Roemer GW, Donlan CJ, Dickson BG, Matocq M, Malaney J (2013) Gene tweaking for conservation. Nature 501: 485-6.
