De-estinzione, così faremo resuscitare le specie estinte. / De-extinction, so we resurrect the extinct species.

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Joseph Cotellessa

Grazie alle nuove tecniche di ingegneria genetica, l’idea di riportare alla luce specie estinte non è più fantascienza. Ma c’è un rovescio della medaglia.

Dodo. Mammut. Tirannosauro. Uomo di Neanderthal. Animali estremamente differenti tra loro, con un (evidente) tratto comune: sono tutte specie estinte. Ma se l’estinzione non fosse davvero per sempre? Se fosse possibile in qualche modo riportare alla vita le specie ormai scomparse e reintrodurle nell’ecosistema? Per quanto suoni fantascientifico, lo è meno di quanto sembri: la pratica si chiama de-estinzione – o resurrezione biologica, o revivalismo della specie – ed è già realtà. Nel senso che diverse équipe di scienziati in tutto il mondo stanno lavorando da tempo a questa possibilità: l’ultimo annuncio, in ordine di tempo, è quello di un team di Harvard, che nel corso del congresso annuale della American Association for the Advancement of Science (Aaas) ha dichiarato di essere quasi pronto a creare un embrione ibrido che contenga tratti genetici dell’elefante asiatico e del mammut lanoso, specie estinta circa 5mila anni fa. E non è la prima volta che accade: già nel 2011, un’équipe di ricercatori della University of Kyoto aveva annunciato la propria intenzione di clonare un mammut, utilizzando il tessuto congelato preservato in un laboratorio di ricerca russo.

Stando alle dichiarazioni di allora, l’animale sarebbe dovuto essere pronto entro cinque anni, ma evidentemente così non è stato. O, per lo meno, non abbiamo più avuto notizie del progetto.

Come si faLa tecnica per far tornare in vita animali estinti è una sorta di versione avanzata della clonazione animale. A renderla possibile (o almeno ipotizzabile) è stato il recente avvento delle nuove tecniche di ingegneria genetica, prima fra tutte la Crispr/Cas9. Per Crispr si intende Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, locuzione che indica segmenti di dna che contengono brevi sequenze regolari e ripetute, particolarmente interessanti perché a esse è associato un complesso di geni, il Cas (o Crispr-ASsociated) che codificano enzimi in grado di tagliare le molecole del dna stesso. In altre parole, si tratta di una sorta di sistema immunitario degli elementi genetici: le sequenze Crispr-Cas riconoscono il dna estraneo e lo tagliano ed eliminano.

Da quando, nel 2012, gli scienziati sono riusciti a ingegnerizzare queste sequenze, mostrando che è possibile utilizzare Cas9 (uno degli enzimi Cas) per eseguire in modo relativamente semplice operazioni di taglia e cuci sul dna, si è aperta una nuova era per la genetica. Che per l’appunto, tra le altre cose, ha riacceso le ambizioni dei deestinzionisti, rendendo possibile rimpiazzare le sequenze perdute del dna di specie estinte (non sempre infatti si ha a disposizione il loro codice genetico) con altre sequenze prelevate dai loro parenti più prossimi.

Una volta creato in questo modo un codice completo, questo viene impiantato artificialmente nell’ovocita di un altro animale (il più possibile affine a quello estinto) per far sviluppare un embrione che infine viene trasferito nell’utero di una madre surrogata.

Animali fantastici e come ricrearliIl bestiario delle specie estinte (o sul punto di estinguersi) che si vuole riportare alla luce è in costante aggiornamento. Del mammut abbiamo già detto: ma i casi sono molti di più. Nel maggio 2013, un’équipe di scienziati della University of Newcastle e della University of New South Wales ha annunciato di essere riuscita a clonare Rheobatrachus silus, una particolarissima rana, la cui peculiarità è quella di incubare la propria prole nello stomaco, dichiarata estinta nella metà degli anni ottanta (il progetto si chiama Lazarus, un nome più che evocativo): gli embrioni si sono sviluppati per diversi giorni, ma alla fine sono morti.

Un altro candidato alla resurrezione è il moa, nome che in realtà designa nove specie di grandi uccelli inetti al volo che popolavano la Nuova Zelanda fino al 1500 circa: ci sta lavorando l’équipe di David Iorns, fondatore dell’azienda californiana Genetic Rescue Foundation. Attualmente, gli scienziati sono ancora al primo step, cioè sequenziare l’intero genoma dell’animale, ma sono fiduciosi di riuscire nell’impresa. In generale, per identificare le specie che dovrebbero avere la priorità rispetto alle altre nel processo di de-estinzione, gli scienziati seguono diversi criteri: “Anzitutto l’utilità dell’animale nel proprio ecosistema”, spiega al New Scientist Douglas McCauley, ecologo della University of California, Santa Barbara. “Se scompare una specie che gioca un ruolo cruciale nel proprio habitat, la conseguenza potrebbe essere un effetto a cascata che porta anche altre specie all’estinzione”. I moa, per l’appunto, soddisfano questo criterio: gli uccelli erano infatti indispensabili per la riproduzione di diverse specie di piante neozelandesi, disperdendo i loro semi; da quando si sono estinti, anche le piante stentano a sopravvivere.

Oltre all’utilità, spiega ancora McCauley, bisognerebbe dare la precedenza a specie scomparse negli ultimi cinquant’anni – perché avrebbero più possibilità di sopravvivere una volta reintrodotte nel loro ambiente naturale, che auspicabilmente non dovrebbe essere cambiato troppo rispetto al momento della loro estinzione – e concentrarsi su specie che potrebbero effettivamente migliorare gli ecosistemi e non deteriorarli.

Un esempio è il ratto dei nidi intrecciati minore, un roditore che popola(va) il deserto australiano, il cui ultimo esemplare è stato osservato nel 1933, in grado di costruire nidi complessi usando ramoscelli e altri frammenti di vegetazione usati anche da altre specie per proteggersi da freddo e predatori. “È una sorta di acceleratore della biodiversità”, dice McCauley. “Inoltre, ha una gestazione molto rapida e un’aspettativa di vita piuttosto breve, il che lo rende un soggetto ideale per la resurrezione. Con un programma aggressivo di ripopolamento, potremmo ricostruire una comunità solida in meno di dieci anni”. Al momento, comunque, ancora nessuno sta lavorando sul ratto dei nidi intrecciati.

E ancora: lo stambecco dei Pirenei, specie dichiarata ufficialmente estinta il 6 gennaio 2000, quando l’ultimo esemplare noto, una femmina di nome Celia, fu trovata morto con il collo spezzato a causa della caduta di un albero. Pochi giorni dopo, un’azienda di biotecnologie, la Advanced Cell Technology, si offrì di clonare l’animale usando un’altra specie di capra come madre surrogata. Il primo esemplare nacque il 20 giugno 2003, ma morì pochi minuti dopo essere venuto alla luce a causa di una malformazione polmonare.

Ma c’è un altro problema: non si disponeva – e non si dispone a tutt’oggi – del dna di esemplari maschi di stambecco dei Pirenei, e la clonazione di sole femmine non potrebbe ovviamente garantire la continuità della specie. Una proposta è quella di sostituire il cromosoma X con un cromosoma Y, ma qui sconfiniamo davvero nel campo della fantascienza: al momento non esiste alcuna tecnica in grado di farlo. Un altro progetto è quello di Katshuhiko Hayashi, della Kyushu University di Fukuoka, in Giappone, che ha da poco creato otto cuccioli di topo usando uova ottenute da cellule epiteliali riprogrammate. E ha in mente di usare la stessa tecnica con il rinoceronte bianco, una specie di cui sono in vita solo tre esemplari, tutti con problemi riproduttivi.

I pericoli per l’ecosistemaNaturalmente, oltre agli entusiasti, non mancano i critici e gli scettici, convinti che la de-estinzione, alla fine, faccia più male che bene al nostro ecosistema. Una delle obiezioni principali riguarda il fatto che le biotecnologie, al momento, non sono ancora abbastanza mature da poter garantire la creazione di individui sani e vitali, come insegna il caso dello stambecco dei Pirenei. E comunque, continuano gli scettici, le specie reintrodotte nell’ecosistema sarebbero ad altissimo rischio di scomparire di nuovo, a meno che non si modifichino i fattori che ne hanno causato la prima estinzione.

Un altro fattore di incertezza riguarda il fatto che è impossibile ricreare fedelmente una specie estinta: inserendone il dna in una cellula uovo di un’altra specie, infatti, l’embrione ottenuto contiene anche parte del dna (quello mitocondriale, che si trova al di fuori del nucleo) della specie ospite.

Ma la preoccupazione più grande è di carattere economico. O meglio, riguarda il rapporto costi benefici: uno studio appena pubblicato sulle pagine della rivista Nature Ecology and Evolution da parte di un’équipe di economisti della Carleton University of Ottawa, infatti, ha mostrato che, paradossalmente, riportare in vita specie estinte potrebbe portare a una diminuzione della biodiversità. Perché utilizzare risorse economiche per coprire i costi della creazione e del mantenimento delle nuove specie vorrebbe dire non poterle utilizzare per coprire i costi della conservazione delle specie già in vita: in particolare, gli scienziati hanno calcolato che, riportando alla luce 11 specie in Nuova Zelanda, ne scomparirebbero ben 33. Ancora peggio nel New South Wales, dove all’introduzione di 5 nuove specie seguirebbe la scomparsa di 42 vecchie specie. I de-estinzionisti sono avvisati.

ENGLISH

Thanks to new techniques of genetic engineering, the idea to bring back extinct species light is no longer science fiction. But there is a downside.

Dodo. Mammoth. Tyrannosaurus. Neanderthal. Animals extremely different from each other, with an (apparent) common trait: they are all extinct species. But if the extinction was not really forever? If he could somehow bring back to life the species that have disappeared and reintroduce them into the ecosystem? As sci-fi sounds, it is less than it appears: the practice is called de-extinction - or biological resurrection or revival of the species - and is already a reality. In the sense that different teams of scientists around the world are working for some time to this possibility: the latest announcement, in order of time, is that of a Harvard team, which during the annual meeting of the American Association for the Advancement of Science (AAAS) said he was almost ready to create a hybrid embryo containing genetic traits Asian elephant and woolly mammoth, extinct species about 5 thousand years ago. It is not the first time this has happened: in 2011, a team of researchers from the University of Kyoto had announced its intention to clone a mammoth, using frozen tissue preserved in a Russian research laboratory.

According to statements of the time, the animal would have to be ready within five years, but obviously it did not happen. Or, at least, we have had no news of the project.

How do

The technique to revive extinct animals is a kind of advanced version of animal cloning. To make it possible (or at least conceivable) was the recent advent of new techniques of genetic engineering, first of all the CRISPR / Cas9. For CRISPR means Clustered Regularly interspaced Short palindromic Repeats, locution that indicates the DNA segments that contain short, regular and repeated sequences, particularly interesting because in them is associated with a complex of genes, the Cas (or CRISPR-associated) that encode enzymes capable to cut the dNA molecules of the same. In other words, it is a kind of immune system of the genetic elements: the Cas-CRISPR sequences recognize the foreign DNA and the cut and eliminate.

Ever since, in 2012, scientists have been able to engineer these sequences, showing that you can use Cas9 (one of the enzymes Cas) to perform relatively simple cut-and-sew on the DNA, is a new era in genetics is open . What precisely, among other things, he has rekindled the ambitions of deestinzionisti, making it possible to replace the lost sequences of extinct species DNA (not always in fact you have available their genetic code) with other sequences taken from their relatives next.

Once you have created in this way a complete code, this is artificially implanted into the egg of another animal (as much as possible similar to that extinct) to develop an embryo that is finally transferred into the uterus of a surrogate mother.

Fantastic animals and how to recreate them

The bestiary of extinct species (or about to become extinct) point you want to bring to light is constantly updated. Of the mammoths we've already said, but the cases are many more. In May 2013, a team of scientists from the University of Newcastle and the University of New South Wales announced that it managed to clone Rheobatrachus silus, a very special frog, whose peculiarity is to incubate their offspring in the stomach, he declared extinct in mid-eighties (the project is called Lazarus, that a more evocative name): the embryos have grown for several days, but eventually died.

Another candidate for the resurrection is the moa, a name that actually designates nine species of large birds Flightless Bird who populated the New Zealand up to 1500: we are working on the team of David Iorns, founder of the Californian Genetic Rescue Foundation . Currently, scientists are still at the first step, that is to sequence the entire genome of the animal, but they are confident that they succeed. In general, to identify the species that should be given priority over the other in the process of de-extinction, scientists follow different criteria: "First of all the animal's usefulness in its ecosystem," explains New Scientist Douglas McCauley, ecologist University of California, Santa Barbara. "If it disappears a species that plays a crucial role in their own habitat, the consequence could be a cascading effect that also brings other species to extinction." The moa, in fact, meet this criteria: the birds were in fact essential for the reproduction of many species of New Zealand plants, dispersing their seeds; since they became extinct, even plants struggle to survive.

Besides utility, he explains McCauley, should give priority to species that have disappeared over the last fifty years - because they would have more chance of surviving once reintroduced into their natural environment, which hopefully should not be changed too much compared to when they are extinguished - and focus on species that could actually improve ecosystems and not damaging them.

An example is the rat braided nests minor, a rodent that populates (va) the Australian desert, whose last specimen was observed in 1933, able to build complex nests using twigs and other vegetation fragments also used by other species for protect yourself from cold and predators. "It's a kind of accelerator of biodiversity," says McCauley. "Also, it has a very quick gestation and an expectation of rather short-lived, which makes it an ideal subject for the resurrection. With an aggressive program of restocking, we could rebuild a solid community in less than ten years. " At present, however, still no one is working on the rat twisted nests.

And again, the ibex of the Pyrenees, species declared officially extinct January 6, 2000, when the last known specimen, a female named Celia, was found dead with his neck broken because of the falling tree. A few days later, a biotech company, Advanced Cell Technology, offered to clone the animal using another species of goat as a surrogate mother. The first model was born June 20, 2003, but died a few minutes after coming to light because of a lung malformation.

But there is another problem: you did not have - and you do not have to date - the DNA of male specimens of ibex in the Pyrenees, and the sun cloning females could not of course guarantee the continuity of the species. One proposal is to replace the X chromosome and a Y chromosome, but here really trespass on the field of science fiction: when there is no technique that can do it. Another project is to Katshuhiko Hayashi, of Kyushu University in Fukuoka, Japan, which recently created eight puppies mouse using eggs obtained from reprogrammed skin cells. And it plans to use the same technique with the white rhino, a species of which are alive only three specimens, all with reproductive problems.

The dangers to the ecosystem

Of course, in addition to enthusiasts, there are plenty of critics and skeptics, convinced that the de-extinction, the end more harm than good to our ecosystem. One of the main objections concerns the fact that biotechnology, at the moment, are not yet mature enough to guarantee the creation of healthy and vital individuals, as shown by the case of the Pyrenean ibex. Anyway, continue the skeptics, the reintroduced species in the ecosystem would be at very high risk of disappearing again, unless you modify the factors that caused the initial extinction.

Another factor of uncertainty relates to the fact that it is impossible to faithfully recreate an extinct species: inserting the DNA into an egg cell of another species, in fact, the embryo obtained also contains part of the DNA (mitochondrial DNA, which is located at the outside the nucleus) of the host species.

But the biggest concern is economic. Or rather, about the cost-benefit ratio: a study just published in the pages of the journal Nature Ecology and Evolution by a team of economists from the Carleton University of Ottawa, in fact, it showed that, paradoxically, bring back extinct species could lead to a decrease in biodiversity. Why use economic resources to cover the costs of creating and maintaining the new species would mean not to use them to cover the species conservation costs already in life: in particular, scientists have calculated that, bringing to light 11 species in New Zealand , it would disappear well 33. Even worse in new South Wales, where the introduction of five new species would follow the disappearance of 42 old species. The de-estinzionisti are warned.

Da:

http://www.galileonet.it/2017/04/de-estinzione-specie-estinte-resuscitare/