Quando il piccione itinerante Martha morì allo zoo di Cincinnati nel 1914, iniziò la fine di un'era bellissima. Un tempo la specie dominante nell'America settentrionale orientale, i piccioni itineranti abitavano le foreste in enormi stormi di diversi miliardi di individui per decine di migliaia di anni prima di estinguersi. L'enorme numero di questi uccelli, combinato con la loro dieta a base di semi di alberi, li ha resi uno dei più importanti ingegneri ambientali dell'epoca, plasmando le dinamiche dell'habitat su cui si basavano queste foreste. Questi ecosistemi stanno ora perdendo biodiversità, afferma Ben Novak, capo ricercatore presso Revive & Restore.
"Quando questo uccello si estinse nel 1914, ci fu un cupo risveglio del potere dell'umanità industriale di distruggere anche le risorse naturali più abbondanti", dice. Quindi Novak, in collaborazione con il California Institute, sta creando Revive & Restore, un programma per ripristinare e restituire queste specie e ripopolare i loro habitat naturali, utilizzando i comuni piccioni e il potere di CRISPR.
Una specie deceduta può essere resuscitata?
Novak fa parte di un piccolo gruppo di ingegneri della disestinzione, un gruppo relativamente ampio di scienziati che sperano di utilizzare l'ingegneria genetica per proteggere o far rivivere specie animali iconiche che sono state distrutte dall'attività umana.
Per alcuni, la de-estinzione (o estinzione) è un viaggio di redenzione su scala ecologica. Sì, la biodiversità è importante, ma chi può dire che una specie estinta possa adattarsi e sopravvivere in un sistema ecologico in continua evoluzione e che è cambiato dalla sua morte? O, cosa più importante, cosa succederebbe se gli animali resuscitati - essenzialmente "alieni" sulla Terra - facessero più male che bene al nostro fragile ecosistema?
"Perché abbiamo bisogno di questo problema", chiede la squadra di Novak. Nel caso dei piccioni erranti, la risposta è semplice: di recente, quasi un millennio dopo la scomparsa degli esseri umani, abbiamo finalmente capito il ruolo cruciale che hanno svolto nel plasmare l'ecosfera nordamericana orientale.
Al momento, gli scienziati hanno scoperto che i piccioni erranti sono apparsi più di 12 milioni di anni fa ed erano eccezionalmente adattati alla vita in stormi densi. Le nuove scoperte, combinate con studi sull'ecologia forestale, mostrano chiaramente che questi uccelli erano ingegneri chiave delle dinamiche forestali.
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Questo ruolo centrale suggerisce che i piccioni itineranti sono molto più importanti per l'ecosistema del semplice tentativo di riuscire a resuscitare specie estinte. "Il ritorno del piccione errante ripristinerà i cicli rigenerativi delle dinamiche forestali di cui hanno bisogno dozzine di specie che attualmente si stanno restringendo e lottano per sopravvivere", dice Novak.
Disestinzione: bozze
Il processo è in due fasi: in primo luogo, le specie estinte devono essere resuscitate dai morti. In secondo luogo, la reintroduzione della specie nell'ambiente deve essere valutata attentamente.
Abbiamo già esempi simili per il secondo passaggio, spiega Novak. Reintrodurre specie nelle aree in cui sono state estirpate è una scienza a lungo termine e gli scienziati hanno già riscontrato un certo successo: lupi a Yellowstone, alci nel Kentucky, castori in Scozia. L'obiettivo finale è soppesare i rischi di farlo o non farlo: cosa succede all'ecosistema se smettiamo di interferire.
Nel caso del piccione errante, è probabile che il risultato della sua reintroduzione sia neutro - ovvero diventerà solo un altro uccello nella foresta senza impatto misurabile - o positivo per la sopravvivenza di altre specie.
In ogni caso, le probabilità sono a favore di Novak.
Il primo requisito - riportare in vita i morti - è una scienza nuovissima. Ma grazie a un piccolo strumento chiamato CRISPR, può avvenire la disestinzione.
Ecco il trucco: a differenza di Jurassic Park, gli scienziati non stanno cercando di animare un animale basandosi esclusivamente sul suo DNA.
Il team utilizza un approccio trova e sostituisci: inizia con un piccione normale che sta scorrazzando per i bidoni della spazzatura della città e include geni tipici dei piccioni vagabondi. Usiamo i parenti più stretti: piccioni con una coda a strisce. Rimuovendo selettivamente i geni dall'animale, il team spera di concentrare i geni appena attivati nella prole e quindi spingere i "surrogati viventi" ai piccioni viaggiatori a livello genetico.
Con un numero sufficiente di generazioni, possiamo ottenere specie artificiali curiose con DNA indistinguibile dagli animali estinti. Ma se un animale ibrido diventerà un piccione errante è una questione filosofica.
Questa è la strategia seguita dalla maggior parte dei gruppi che cercano di resuscitare gli animali. Ma la squadra di Novak aveva una risposta.
Rispetto al dodo, ad esempio, "c'è DNA utilizzabile perché ci sono più piccioni impagliati nei musei e nelle collezioni di tassidermisti di qualsiasi altro uccello", dice Novak. Aggiungete il fatto che abbiamo accesso ai piccioni striati e una comprensione dei loro schemi riproduttivi, e avrete che "la scienza della resurrezione potrebbe ottenere tutti gli stimoli e la perseveranza".
Disestinzione in pratica
Dal 2012, il team Novak ha probabilmente ottenuto più successo di qualsiasi altro progetto di estinzione.
In primo luogo, in una serie di lavori e collaborazioni, il team ha gradualmente scoperto l'importante impatto che i piccioni viaggiatori hanno avuto sui loro ecosistemi e ha risposto a una domanda di vecchia data su come il loro numero sia diminuito così rapidamente da miliardi a zero. Gli uccelli si sono evoluti per adattarsi alla vita in grandi popolazioni. Anche se potrebbero probabilmente riprendersi da una bassa diversità genetica, la caccia umana ha messo l'ultimo chiodo nella loro bara.
Insieme, questi studi stanno aiutando a riportare a casa il piccione. Novak ha spiegato che in base a questi risultati, dobbiamo prima fornire ai piccioni striati le mutazioni necessarie che li indurranno a riprodursi nello stesso modo dei piccioni itineranti e potrebbero vivere in comunità dense. Dobbiamo quindi fornire agli uccelli gli adattamenti di cui hanno bisogno per vivere efficacemente in ambienti ad alta densità sociale, come tratti che li renderanno più sensibili ai segnali sociali, o la rapida maturazione della prole in modo che trascorrano meno tempo a crescere un gran numero di bambini.
L'avvento di CRISPR ha cambiato tutto. Per la prima volta, Novak e il suo team hanno accesso a uno strumento di modifica genetica relativamente semplice ed economico che consentirà loro di lavorare con il DNA di un comune piccione.
Finora, hanno adottato diversi approcci per rendere lo strumento più efficace. Il modo migliore è modificare direttamente lo sperma o l'uovo del piccione, perché queste modifiche verranno trasmesse alla generazione successiva. Qual è il problema? Gli scienziati non sono ancora stati in grado di far crescere queste cellule in una provetta.
Il prossimo punto importante è l'introduzione dello strumento di editing del DNA - con gli strumenti necessari - nell'embrione. Ma anche qui gli scienziati hanno avuto problemi: hanno dovuto fare affidamento sui virus per fornire il toolkit CRISPR. Di conseguenza, la confezione è diventata troppo grande per essere inserita in modo sicuro.
Per aggirare questi ostacoli, il team di Novak si è concentrato sulla creazione di una linea completamente nuova di piccioni, ognuno contenente materiale genetico per rendere più facile la modifica del DNA.
CRISPR-Cas9 è un processo in due fasi, spiega Novak. Parte di CRISPR è nascosta nel DNA bersaglio, mentre Cas9 fa il taglio. Gli uccelli allevati con Cas9 in ogni cellula hanno essenzialmente uno strumento di modifica genetica funzionale nei loro corpi, rendendo molto più facile la consegna di altri componenti essenziali.
"Nei prossimi tre anni, il mondo potrebbe vedere la prima genetica del piccione errante rinascere in uccelli vivi e respiratori", dice Novak.
Se tutto va come previsto, assisteremo a una rinascita di specie estinte nei prossimi vent'anni. Verranno resuscitati anche uccelli Dodo e mammut lanosi. Prima o poi, l'estinzione rimarrà un ricordo del passato, nel bene e nel male.
Ilya Khel
