آیا برای نجات گونه‌های آسیب‌پذیر باید آن‌ها را تکامل دهیم؟

به مدت‌ ده‌ها میلیون سال، استرالیا محلی برای تکامل گونه‌ها و سرزمینی برای شکل‌گیری جالب‌ترین موجودات روی زمین بوده است. این قاره محل تولد پرندگان آوازه‌خوان، سرزمین پستانداران تخم‌گذار و پایتخت جانوران کیسه‌دار است که کانگوروها و کوآلاها را در بر می‌گیرند. تقریبا نیمی از پرندگان استرالیا و نزدیک به ۹۰ درصد از پستانداران، خزندگان و قورباغه‌های آن در هیچ نقطه‌‌ی دیگری از کره زمین پیدا نمی‌شوند.

امروزه استرالیا به یک نمونه‌ی موردی برای پژوهش‌های مربوط به خطر گوناگونی زیستی تبدیل شده است. مواردی مثل نابودی زیستگاه‌ها، گونه‌های مهاجم، بیماری‌های ویروسی و تغییرات اقلیمی به بدترین آمار در نابودی گونه‌های جهان منجر شده‌اند.

به باور دانشمندان، برخی از تهدید‌های فوق مهارنشدنی هستند، به‌طوری‌که تنها راه محافظت از حیوانات منحصربه‌فرد استرالیا تغییر آن‌ها است. دانشمندان از طریق مجموعه‌ای از روش‌ها مثل پیوند هیبریدی و ویرایش ژنی می‌توانند ژنوم‌های حیوانات آسیب‌پذیر را تغییر دهند. آن‌ها امیدوارند به این شیوه حیوانات آسیب‌پذیر را با خصلت‌هایی برای بقا مجهز کنند.

تغییر حیوانات طرحی جسورانه است که انگیزه‌های بنیادی حفاظت از موجوات حیات وحش را به چالش می‌کشد؛ اما عصر حاضر که انسان بر همه چیز غالب است و استرالیا در لبه‌ی بحران گوناگونی زیستی جهان قرار دارد، روش‌های محافظتی قدیمی دیگر کافی نخواهند بود.

عسل‌خوار کلاه‌خوددار (helmeted honeyeater) با دسته‌ای از پرهای زرد رنگ روی پیشانی و عادت به جیغ‌های بلند در حین حرکت در جنگل‌های باتلاقی متراکم ایالت ویکتوریا به عنوان پرنده‌ای نیازمند جلب‌توجه شناخته می‌شود؛ اما طی چند قرن گذشته، انسان‌ها و آتش‌سوزی‌ها باعث آسیب به جنگل‌ها و نابودی آن‌ها شدند و تا سال ۱۹۸۹ تنها ۵۰ عدد عسل‌خوار کلاه‌خود‌دار باقی ماندند که در کرانه‌ی باریکی از مرداب حفاظتگاه طبیعی یلینگ‌بو (Yellingbo) زندگی می‌کنند.

اقدام‌های محافظتی سخت‌گیرانه مثل برنامه‌ی آمیزش در اسارت در منطقه‌ی هیلزویل، پارکی در Zoos Victoria به ادامه‌ی نسل پرندگان کمک می‌کنند؛ اما مشکل مهم، کاهش گوناگونی ژنتیکی در میان پرندگان باقی‌مانده است؛ مشکلی که در میان جمعیت حیوانات در معرض خطر به وفور دیده می‌شود. در چنین شرایطی، آمیزش به شکل اجتناب‌ناپذیری به معنی درون‌آمیزی خواهد بود. به گفته‌ی پل سوناکز، متخصص ژنتیک حیات وحش دانشگاه موناش ملبورن: «این گونه‌ها دارای گزینه‌های اندکی برای تصمیم‌گیری درباره‌ی جفت‌یابی خوب هستند.»

در جمعیت‌های آمیزشی کوچک و بسته، احتمال بروز جهش‌های آسیب‌زا به مرور زمان افزایش می‌یابد و این جهش‌ها می‌توانند موفقیت تولید مثل و سلامت موجودات را تهدید کنند. از طرفی درون‌آمیزی هم می‌تواند این مشکل را تشدید کند. عسل‌خوار کلاه‌خود‌دار یک نمونه‌ی شاخص در این زمینه است. پرندگانی که بیشترین درون‌آمیزی را دارند به اندازه‌ی یک دهم پرندگانی که این ویژگی را ندارند، صاحب فرزند می‌شوند. از سویی طول عمر گونه‌های ماده در این روش به نصف کاهش می‌یابد.

با این‌حال گونه‌ی عسل‌خوار کلاه‌خوددار بدون دخالت خارجی ممکن است وارد «گرداب انقراضی» شود. حدود یک دهه پیش، دکتر الکساندرا پاولوا، دکتر سوناکز و دیگر پژوهشگرها در طرحی موسوم به نجات ژنتیکی، اضافه کردن DNA تازه برخی گونه‌های عسل‌خوار گیپس‌لند را به مخزن آمیزشی پیشنهاد دادند.

عسل‌خوارهای کلاه‌خوددار و گیپس‌لند از اعضای گروهی یکسان هستند، اما از نظر ژنتیکی زیرگروه‌هایی مجزا به شمار می‌روند که تکامل آن‌ها از حدود ۵۶ هزار سال گذشته از یکدیگر فاصله گرفته است. پرندگان گیپسلند در جنگل‌های بازتر و خشک‌تر زندگی می‌کنند و فاقد تاج‌های پردار برجسته هستند.

نجات ژنتیکی ایده‌ی جدیدی نبود. دانشمندان در تلاشی بی‌نظیر موفق به احیای جمعیت کوچکی از پلنگ‌ها درون‌زاد از فلوریدا شدند و برای این کار جمعیت‌ مجزایی از پلنگ‌های تگزاس را وارد کردند؛ اما این روش، حفاظت سنتی را نقض می‌کند که بر اساس آن جمعیت‌های زیستی منحصر‌به فرد باید از نظر ژنتیکی خالص باشند و جدا نگه‌داری شوند. در واقع این روش نوعی تغییر الگو به شمار می‌رود.

آمیزش دو نوع متفاوت از عسل‌خوارها می‌تواند ویژگی‌های منحصربه‌فرد آن‌ها را به خطر بیندازد و گونه‌هایی پیوندی ناسازگار را تولید کند. انتقال حیوانات بین جمعیت‌های مختلف همچنین می‌تواند به بیماری، ایجاد گونه‌های مهاجم جدید یا از بین رفتن ثبات اکوسیستم‌ها به شیوه‌های غیرقابل پیش‌بینی بینجامد.

همچنین از سال ۲۰۱۷، پرندگان گیپسلند بخشی از برنامه‌ی آمیزشی عسل‌خوار کلاه‌دار در حفاظتگاه هیلزویل بودند. در اسارت مزایایی وجود دارد؛ برای مثال زوج گونه‌های ترکیبی در مقایسه با زوج‌های عسل‌خوار کلاه‌خوددار، جوجه‌های مستقل‌تری را به ازای هر آشیانه تولید می‌کنند. تاکنون ده‌ها عسل‌خوار پیوندی در حیات وحش آزاد شده‌اند.

کارشناسان Zoos Victoria و موناش در حال کار روی نجات ژنتیکی دیگر گونه‌ها مثل صاریغ لیدبیتر استرالیایی هستند که یک نوع جانور کیسه‌دار درختی است. صاریغ‌های دشتی و عسل‌خوار کلاه‌خوددار به صورت مشترک در مرداب‌های یلینگ‌بو زندگی می‌کنند. تا سال ۲۰۲۳، تنها ۳۴ صاریغ دشتی باقی ماندند. اولین نوزاد این گونه ماه گذشته در حفاظتگاه هیلزویل متولد شد.

دانشمندان امیدوارند با ارتقای گوناگونی ژنتیکی بتوانند انعطاف گونه‌ها را در مواجهه با خطرهای احتمالی افزایش دهند و ممکن است برخی گونه‌ها برای بقا نیاز به خصلت‌های ویژه‌ای داشته باشند. گوناگونی ژنتیکی درواقع طرحی برای مقابله با آینده است.

ورود گونه‌ی مهاجم وزغ نیشکر به استرالیای شرقی در حدود یک قرن پیش، تهدیدی برای گونه‌ی کوئول شمالی بود که نوعی شکارچی کوچک کیسه‌دار است. از آن زمان، قورباغه‌های سمی به‌تدریج به سمت غرب روانه شدند و کل جمعیت‌های کوئول‌ها را که دوزیست‌های بیگانه را می‌خوردند، محو کردند. با این‌حال، برخی جمعیت‌های بازمانده‌ی کوئول‌ها در شرق استرالیا به مصیبتی برای وزغ‌ها تبدیل شدند. وقتی دانشمندان کوئول‌های بیزار از وزغ را با کوئول‌های بی‌تفاوت به وزغ‌ها پیوند زدند، گونه‌ی پیوندی به دشمنی برای وزغ‌های سمی تبدیل شد.

اگر دانشمندان برخی کوئول‌های فراری از وزغ‌ها را به غرب می‌بردند و به آن‌ها اجازه می‌دادند ژن‌های ناسازگارشان را پیش از ورود وزغ‌ها گسترش دهند، چه اتفاقی رخ می‌داد؟ معمولا در چین شرایطی، گزینه‌ی انتخاب طبیعی و تکامل به ذهن می‌رسد.

با این‌حال آزمایشی میدانی نشان داد که طبیعت تا چه حد می‌تواند پیش‌بینی‌ناپذیر شود. در سال ۲۰۱۷، دکتر فیلیپز و همکارانش جمعیتی ترکیبی از کوئول‌های شمالی را در یک جزیزه‌ی کوچک آلوده به وزغ‌ها پخش کردند. برخی کوئول‌ها فرآیند اصلاح نژادی را شروع کردند و در نتیجه شواهدی از انتخاب طبیعی برای ژن‌های هوشمند وزغ به وجود آمد.

با این‌حال جمعیت کوئول‌ها کاملا به سازگاری با وزغ‌ها نرسیدند و برخی کوئول‌ها با خوردن دوزیست‌ها جان خود را از دست می‌دادند. همچنین یک آتش‌سوزی بزرگ باعث آسیب به جنگل شد. سپس گردباد به آن حمله کرد. تمام این اتفاق‌ها در نهایت به انقراض جمعیت آزمایشی انجامید، به‌طوری‌که دانشمندان حتی سرمایه‌ی کافی برای شروع دوباره را نداشتند.

پیشرفت فزاینده علم می‌تواند تلاش‌های آینده را هدفمندتر کند. برای مثال در سال ۲۰۱۵ دانشمندان تعداد بیشتری مرجان‌های مقاوم در برابر گرما را با درون‌آمیزی کلونی‌های مختلف تولید کردند. همچنین بر اساس یک بررسی مربوط به سال ۲۰۲۰، پژوهشگرها از ابزار ویرایش ژنی موسوم به کریسپر برای تغییر ژن‌های درگیر در مقاومت گرمایی استفاده کردند.

به باور لیان بی، زیشت‌شناس مؤسسه‌ی علوم دریایی استرالیا، کریسپر نمی‌تواند به راه‌‌حلی واقعی و کاربردی در دنیای واقعی تبدیل شود. او می‌گوید، درک مزایا و ریسک‌های این روش بسیار پیچیده است و ایده‌ی دخالت در طبیعت هم برای مردم خوشایند نیست.

با این‌حال علاقه‌ی فزاینده‌ای به رویکرد زیست‌فناوری وجود دارد. دکتر وادل امیدوار است از ابزارهای زیست ترکیبی مثل کریسپر بتوان برای مهندسی قورباغه‌هایی استفاده کرد که نسبت به قارچ‌های کیترید مقاوم هستند. این نوع قارچ‌ به بیماری کشنده‌ای می‌انجامد که تاکنون در انقراض حداقل ۹۰ گونه‌ی دوزیست نقش داشته است.

ریشه‌کن ساختن قارچ کیترید به قدری دشواری است که برخی گونه‌های آسیب‌پذیر دیگر در حیات وحش زنده نمی‌مانند؛ بنابراین برخی گونه‌ها باید برای همیشه در جعبه‌های شیشه زندگی کنند یا اینکه باید به راه‌حلی رسید که بتوان آن‌ها را در طبیعت رها کرد.

صرف‌نظر از اینکه فناوری تا چه مقدار پیچیده شود، موجودات زنده و اکوسیستم‌ها همچنان پیچیده باقی خواهند ماند. مداخله‌های ژنتیکی هم ممکن است آثار ناخواسته‌ای را به دنبال داشته باشند. یک واریانت ژنتیکی که می‌تواند به بقای قورباغه‌ها در برابر کیترید کمک کند می‌تواند آن‌ها را در برابر مشکل سلامتی دیگری آسیب‌پذیر سازد.

برخی تلاش‌ها هم می‌توانند نتیجه‌ی معکوس دهند. به‌عنوان مثال، وزغ‌های نیشکر دراصل قرار بود به‌صورت عمدی در استرالیا رها شوند تا به این ترتیب سوسک‌های آفت را کنترل کنند.

از سویی برخی گروه‌ها و کارشناس‌های محیطی درباره‌ی روش‌های ژنتیکی نگران هستند. به باور آن‌ها، حل بحران اقلیمی مستلزم راه‌حل‌های وسیع‌تر مثل جلوگیری از نابودی زیستگاه‌ها است.

علاوه بر این، حیوان‌ها موجودات خودمختاری هستند و هر گونه دخالت در زندگی یا ژنوم آن‌ها باید توجیه بسیار قوی اخلاقی را داشته باشد؛ مرزی که بسیاری از پروژه‌های حفاظتی قدیمی آن را شفاف نمی‌کنند. به باور کریس لین، فیلسوف زیست‌شناسی دانشگاه مک‌‌کایر، در چشم‌انداز سنتی، افراد به این دلیل از محیط حفاظت می‌کنند که ارزش موروثی دارد و می‌تواند داستان حیات روی زمین را روایت کند. با این‌حال او کاربرد محدود و محتاطانه‌ی ابزارهای جدید ژنومی را مفید می‌داند و معتقد است نیاز به بازنگری در برخی ارزش‌های محیطی احساس می‌شود.

از طرفی تکامل کمکی تأییدی بر این موضوع است که آینده بدون دخالت انسان در زندگی و سرنوشت موجودات معنایی ندارد. برای دکتر هارلی واضح است که پیش‌گیری از انقراض مستلزم مداخله‌ی انسان، نو‌آوری و تلاش است. او می‌گوید:

به باور من در ۵۰ سال آینده، زیست‌شناس‌ها و مدیران حیات وحش به ما نگاه می‌کنند و می‌گویند چرا آن‌ها زمانی که فرصت داشتند، قدمی برنداشتند؟