Wenn er vor den frühen 1900er Jahren wie eine Weihnachtsinsel-Ratte ging und wie eine Weihnachtsinsel-Ratte sprach, war er wahrscheinlich eine Weihnachtsinsel-Ratte. Aber wenn eine dieser jetzt ausgestorbenen Ratten auf der Erde wieder auftaucht, wird es tatsächlich eine gentechnisch veränderte Norwegen-Norwegen-Ratte sein. Und laut einer neuen Studie wird das Nagetier der Ratte der Weihnachtsinsel nicht so ähnlich sein, wie manche vielleicht hoffen.
Mit dem Aufkommen von Gen-Editing-Technologien wie CRISPR sind Wissenschaftler vom Klonen zur Gentechnik übergegangen, die die vielversprechendste Methode für die „Auslöschung“ oder Wiederauferstehung ausgestorbener Arten ist (SN: 10.07.20). Aber im Gegensatz zum Klonen würde die Gentechnik keine exakte Nachbildung einer ausgestorbenen Art schaffen. Stattdessen würde die Technik das Genom eines existierenden Tieres so verändern, dass es dem des gewünschten ausgestorbenen Tieres ähnelt. Die Herausforderung besteht darin, diesen Proxy so ähnlich wie möglich zu ausgestorbenen Arten zu machen.
Um die Grenzen dieser Methode auszuloten, versuchten die Forscher, das Genom der Weihnachtsinsel-Ratte zu gewinnen. Durch den Vergleich von Fragmenten des genetischen Lehrbuchs der ausgestorbenen Ratte mit dem Genom eines lebenden Verwandten, der norwegischen braunen Ratte, konnte das Team etwa 95 % des ausgestorbenen Genoms wiederherstellen. Es scheint viel zu sein, aber es bedeutet das 5% der Gene fehlten nochEinige davon sind wichtig für den Geruchssinn und das Immunsystem, berichten Wissenschaftler in der Ausgabe vom 11. April Aktuelle Biologie.
„Man kann nur zurückbringen, was man findet. Und unser Punkt ist, dass wir nicht alles finden können“, sagt Tom Gilbert, Evolutionsbiologe an der Universität Kopenhagen.
Um das Genom der ausgestorbenen Ratte zu erhalten, entnahmen Gilbert und seine Kollegen alte DNA aus zwei konservierten Hautproben der Ratte der Weihnachtsinsel. Alte DNA, die aus Proben extrahiert wurde, die vor Jahrzehnten bis Tausenden von Jahren gestorben sind, ist alles andere als perfekt (SN: 19.05.08). Gilbert beschreibt das Genom einer ausgestorbenen Spezies als ein zerfetztes Buch. Eine Möglichkeit, dieses geschredderte Buch zu rekonstruieren, besteht darin, die Fragmente zu scannen und mit einer Referenz zu vergleichen.
Mit einer intakten Kopie des Originalbuchs könnte jemand das Buch theoretisch perfekt rekonstruieren. Bei der Identifizierung eines Referenzgenoms suchen Forscher nach einer Art, die sich evolutionär von der vor kurzem ausgestorbenen Art entfernt hat – mit anderen Worten, nach einem sehr ähnlichen Buch. Die Genome werden eng übereinstimmen, aber nicht perfekt.
Aus diesem Grund ist die Weihnachtsinselratte (Rattus macleari) war eine offensichtliche analytische Wahl für Wissenschaftler. Sie unterscheidet sich von ihrem nächsten Verwandten, der norwegischen Wanderratte (Rattus norvegicus), erst vor etwa 2,6 Millionen Jahren.
Das Team fand heraus, dass das Rattengenom der Weihnachtsinsel zu etwa 95 % mit dem Genom der norwegischen Ratte übereinstimmte. Weitere Analysen zeigten, dass die fehlenden rund 5 % nicht allein durch einen Fehler in der Technik oder ein unzureichendes Referenzgenom erklärt werden konnten. Vielmehr ist aufgrund der evolutionären Divergenz zwischen den beiden Arten der Großteil dieser genetischen Information einfach verloren gegangen.
Außerdem waren die fehlenden Gene nicht zufällig. Sie gehörten tendenziell zu zwei Hauptregionen, die die Immunantworten und den Geruchssinn der Ratte kontrollierten. Wenn also das Genom einer norwegischen Wanderratte so verändert würde, dass es wie die Weihnachtsinselratte aussieht, würde die neue Kreatur anders riechen als ihr Prototyp. Dies könnte die Überlebenschancen einer Weihnachtsinsel-Stellvertreterratte beeinträchtigen, wenn sie in ihren früheren Lebensraum entlassen wird.
Gilbert hält es für unwahrscheinlich, dass jemand versuchen würde, eine Ratte zu löschen. Aber er sagt, was das Team demonstrierte, könnte sich für Leute als nützlich erweisen, die an noch größeren Projekten arbeiten, wie zum Beispiel das Wollmammut zurückzubringen. Die Divergenz zwischen der norwegischen Wanderratte und der ausgestorbenen Weihnachtsinselratte zum Beispiel ist ähnlich wie die zwischen dem Asiatischen Elefanten und dem Wollmammut.
„Durch diese Art von Analyse, die nicht schwer durchzuführen ist, können Sie zumindest herausfinden, was Sie bekommen, was Sie nicht bekommen, und Sie können das verwenden, um zu entscheiden, ob es sich lohnt, dies zu tun “, sagte Gilbert.
Trotz der Hindernisse lohnt sich der Einsatz von Technologie zur Rückführung von Arten immer, sagt Ben Novak, leitender Wissenschaftler bei Revive & Restore, einer gemeinnützigen Organisation, die Gentechnik für Naturschutzprojekte einsetzt. Er plant, die Analyse von Gilbert und Kollegen auf seine eigene Arbeit an der 1914 ausgestorbenen Wandertaube anzuwenden. Es gibt mögliche Lösungen, um einige der fehlenden Daten zu erfassen, sagt er, aber die Tatsache, dass einige Daten immer fehlen werden, ist es eine Einschränkung, die Disextinktionswissenschaftler bereits akzeptiert haben.
„Das Problem der Referenzmontage wird immer ein Hindernis für die Destinktion sein“, sagt Novak. „Wer die Auslöschung anstrebt, muss sich damit abfinden, dass wir so nah wie möglich an etwas herankommen wollen, das die Umwelt betrügt.“
Mit anderen Worten, ein ausgestorbenes Mammut, das durch Genbearbeitung geschaffen wurde, wird, falls so etwas jemals passiert, nicht gerade ein Mammut sein; es wird einem haarigen asiatischen Elefanten näher kommen, der an das Leben in der Kälte angepasst ist. Und die neue Analyse deutet darauf hin, dass die Tier-Proxy-Version wahrscheinlich genug Unterschiede aufweisen wird, die es der Kreatur erschweren würden, ihre vorherige ökologische Nische zu füllen. Für einige mag das ausreichen, um den Zweck der Übung zunichte zu machen.
„Als Wissenschaft ist es großartig“, sagt Gilbert. Aber „ist das die beste Verwendung von Geld in einer Welt, in der wir unsere Nashörner nicht am Leben erhalten können?“