ikoktejl

Hrátky s geny

 

TEXT: JAROSLAV PETR

Prognózy biologů nevěští nic dobrého. Do roku 2050 zmizí z povrchu naší planety 15 až 40 % stávajících druhů. Tváří v tvář této hrozbě zvažují vědci i velmi kontroverzní cesty k záchraně ohrožených forem pozemského života. Americký biolog Michael Thomas navrhuje zapojit do boje za přežití vymírajících organismů genové inženýry.

Řada záchranných programů je založena na změně dědičné informace v ohrožené populaci. Příkladem může být boj o přežití malé populace zmije obecné na jihu Švédska poblíž vesnice Smygehuk. Výstavba a intenzivně obdělávaná pole tu uvěznily necelou čtyřicítku hadů na pruhu luk širokém maximálně 200 metrů a dlouhém asi kilometr. Smygehucké zmije tak byly donuceny k plození potomstva blízce příbuznými rodiči. Následky na sebe nenechaly dlouho čekat. Velké samice zmijí přivádějí na svět i osmnáct mláďat. Na loukách u Smygehuku se ale pohyboval počet potomků jedné samice kolem pěti až sedmi. Bezmála třetina mláďat trpěla vážnými problémy a nepřežívala. Genetické analýzy potvrdily, že se v malé populaci zmijí nahromadily poškozené geny a hadi degenerují. Ochránci přírody proto vysadili na louku u Smygehuku zmije z jiných oblastí a ty vnesly do skomírající populace „zdravou krev“. Smygehucké zmije tak utekly hrobníkovi z lopaty.

Velmi podobný problém řešili správci národních parků na Floridě s malou populací tamějších pum. Floridský poddruh největší kočkovité šelmy Severní Ameriky Puma concolor coryi se zdál odsouzen k záhubě. Plodnost drasticky klesala, rodila se zvířata s vážnými defekty srdce. Proto bylo na Floridu dovezeno osm pum pocházejících z větší a zdravé populace v Texasu. I tato akce skončila úspěchem. Počty pum na Floridě opět stouply, vrozených defektů ubylo.

ko1401 geny 3500027177 c466ae9622 o flickr.com

 

Křížení floridských pum

Na příkladu floridské pumy lze demonstrovat i slabiny podobných záchranných programů. Floridskou pumu řadí vědci k samostatnému poddruhu Puma concolor coryi. Dovezené texaské pumy však patřily k poddruhu Puma concolor stanleyana. Je zřejmé, že dnešní populaci pum na Floridě tvoří z významné části hybridi obou poddruhů. „Čistá“ floridská puma Puma concolor coryi je na ústupu, protože hybridi se ukazují jako podstatně zdatnější a životaschopnější. Povedlo se tedy zachránit pumy na Floridě, ale není jisté, nakolik byl zachráněn floridský poddruh. Floridské pumy byly zařazeny k samostatnému poddruhu na základě některých odlišností v anatomii lebky. Nikdo nemohl předem vědět, jestli s příchodem texaských pum tenhle typický odlišovací znak nezmizí. Nejnovější analýzy naštěstí prokázaly, že hybridi dědí „floridský“ tvar hlavy a aspoň z tohoto hlediska si tedy pumy z Floridy zachovaly svůj původní vzhled. 

Podobné záchranné programy jsou spojeny i s dalšími, méně nápadnými riziky. Pro floridský poddruh pumy mohou být jedinečné i dědičné znaky a vlastnosti, které nejsou zjistitelné tak snadno jako tvar lebky. O ty mohly šelmy křížením sice nepozorovaně, avšak nenávratně přijít. Dovoz cizích zvířat je riskantní i ze zdravotního hlediska. Nikdy nelze vyloučit, že se do ohrožené populace zároveň nedoveze i původce infekční choroby nebo cizopasník. Nové onemocnění by pak mohlo zatlouct do rakve ohroženého druhu organismu příslovečný poslední hřebíček.

Záchranné geny

Profesor biologie Michael Thomas a jeho kolegové z Idaho State University vycházejí ze skutečnosti, že ohrožené populaci mohou pomoci k přežití jen některé geny. Při křížení s příslušníky jiné populace nebo jiného poddruhu nemáme kontrolu nad tím, jakou kombinaci genů kříženci od rodičů zdědí. Americký biolog se proto přimlouvá za to, abychom využili nejmodernější vymoženosti molekulární genetiky a genového inženýrství a provedli „cílenou korekci“ dědičné informace ohrožených organismů.

Genetici by nejprve přečetli genomy jedinců z chřadnoucí, vymírající populace a srovnali by je s genomy z populací zdravých a prosperujících. Tak by si mohli vytipovat úseky dědičné informace, kde došlo u ohrožené populace k nežádoucím změnám. Následovně by vědci vyměnili „škodlivé“ úseky DNA za úseky „prospěšné“. Postup připomíná pečlivou restauraci obrazu starého mistra, kde odborníci provedou opravy jen na poškozených místech a mimo ně se snaží ponechat jedinečné dílo v původním stavu. Výhoda „genetické restaurace“ pomocí genového inženýrství spočívá i v tom, že na rozdíl od křížení nevystavuje ohrožené organismy riziku zavlečení infekčních chorob nebo parazitů.

ko1401 geny 524 fascinatingpics.com

Michael Thomas zvažuje i náhradu genů, které jsou sice stále ještě plně funkční, ale v rychle se měnících podmínkách přestávají organismům vyhovovat. V současné době jsme svědky oteplování klimatu, zvyšování koncentrací oxidu uhličitého v ovzduší a z toho plynoucí okyselování vody v mořích a oceánech. V rámci jednoho druhu mohou některé populace díky dědičným dispozicím vzdorovat těmto změnám snáze než jiné. 
Představme si, že některé populace mořských plžů budou s to budovat ulity odolnější ke kyselé vodě. Můžeme samozřejmě počkat, jestli se uplatní Darwinovy zákonitosti přírodního výběru a v rámci druhu převládnou plži s odolnější schránkou. Riskujeme však nepříjemné zklamání, když rychle postupující změny neposkytnou evoluci dostatek času a druh zkolabuje. Kdybychom včas zjistili, které varianty genů zvyšují odolnost plže, mohli bychom ohrožené populace dopředu obrnit tím, že bychom jim v dědičné informaci zaměnili „slabý“ gen za jeho „výkonnější“ variantu napomáhající přežití.

Genetická výpůjčka

Michael Thomas jde ve svých úvahách tak daleko, že uvažuje i o záchraně ohrožených živočichů přenosem genů z jiných druhů. Může se zdát, že v tomto případě bychom se dostali do ještě zapeklitější situace, než jaká nastala po záchraně floridských pum jejich křížením s pumami texaského poddruhu. Ohrožený druh by byl nenávratně „ušpiněn“ úsekem DNA sice blízce příbuzného, ale přeci jen zcela jiného druhu. Thomas je nicméně přesvědčen, že v případech, kdy máme na vybranou mezi „ušpiněním“ druhu cizím genem a jeho vymřením, představuje přenos genů cizího druhu celkem přijatelný kompromis.

Gen cizího druhu může zajistit organismu odolnost proti cizopasníkům nebo infekčním chorobám, které jsou sto vnímavý druh vyhubit. Tento problém je v současnosti v ochraně přírody vysoce aktuální. Na postupu jsou např. choroby vyvolané plísněmi. Obojživelníky na celém světě ohrožuje plíseň Batrachochytrium dendrobatidis. Ta už poslala na věčnost několik jedinečných druhů australských žab. Severoamerické netopýry decimuje „syndrom bílého nosu“ způsobený plísní Pseudogymnoascus destructans. V současnosti nedokážeme ohrožené druhy před plísněmi uchránit. Známe však druhy živočichů, které těmto smrtícím plísním zdatně vzdorují a jejichž geny by mohly méně šťastné vnímavé druhy proti chorobě obrnit.

Návrat vyhubených tvorů

Oživení dinosaurů tak, jak je vylíčili ve slavném filmu Jurský park autor literární předlohy Michael Crichton a režisér tohoto hollywoodského kasovního trháku Steven Spielberg, zůstává i nadále pouhou sci-fi. Přes propast více než 65 milionů let se totiž nedochovalo nic z dinosauří dědičné informace. Vědci by proto ani nevěděli, co mají rekonstruovat. Vzkříšení dávno vyhynulých tvorů by navíc představovalo velmi kontroverzní počin, i kdyby neuprchli z přísně střeženého parku a nezačali požírat lidi. V současné přírodě bychom pro ně jen těžko hledali místo. Proto se mnozí ekologové dívají s nevolí i na plány na vzkříšení mamuta, jehož dědičnou informaci genetici dokázali přečíst z kostí a tkání dochovaných ve věčně zmrzlé půdě polárních krajů.

O poznání shovívavěji bychom asi nahlíželi na pokusy o zmrtvýchvstání tvorů, kteří zmizeli z povrchu Země teprve nedávno lidským přičiněním. Seznam organismů vyhubených člověkem je dlouhý. Figurují na něm jedineční tvorové, jako jsou obří pštrosovití ptáci moa z Nového Zélandu, koroun bezzubý z Komandorských ostrovů v severním Pacifiku nebo australská žába tlamorodka zázračná, jejíž samice polykaly oplozená vajíčka a potomci se jim vyvíjeli v žaludku.

Zatím se může zdát, že plány Michaela Thomase patří do říše sci-fi a mají blíže ke Spielbergově Jurskému parku než k reálné vědě. Genetika ale postupuje závratným tempem a včerejší sci-fi se stávají velmi rychle realitou. Stojíme tedy před otázkou, zda smíme s dědičnou informací ohrožených druhů provádět to, co umíme, či brzy umět budeme. A na tu bychom měli hledat odpovědi už dnes. Dřív než nás zaskočí rychlý běh událostí v genetických laboratořích.

powered by contentmap

 

 

Publikování nebo další šíření obsahu webu je bez písemného souhlasu redakce zakázáno. Společnost Czech Press Group, a.s. zaručuje všem čtenářům serveru ochranu jejich osobních údajů. Nesbíráme žádné osobní údaje, které nám čtenáři sami dobrovolně neposkytnou.

 

Publikované materiály na www.czech-press.cz (pokud není uvedeno jinak) jsou vlastní texty iKOKTEJL a texty redakcí a spolupracovníků magazínů KOKTEJL, OCEÁN, EVEREST, PSÍ SPORTY, KOČIČÍ PLANETA, V SEDLE, Koktejl SPECIAL a Koktejl EXTRA.

Czech Press Group