Ketika merpati keliling Martha mati di Kebun Binatang Cincinnati pada tahun 1914, akhir era yang indah dimulai. Pernah menjadi spesies dominan di bagian timur Amerika Utara, merpati keliling menghuni hutan dalam kawanan besar hingga beberapa miliar individu selama puluhan ribu tahun sebelum punah. Banyaknya burung-burung ini, dikombinasikan dengan pola makan berbasis benih pohon, menjadikan mereka salah satu insinyur lingkungan paling penting saat itu, membentuk dinamika habitat yang diandalkan oleh hutan-hutan ini. Ekosistem ini sekarang kehilangan keanekaragaman hayati, kata Ben Novak, peneliti utama di Revive & Restore.
“Ketika burung ini punah pada tahun 1914, terjadi kebangkitan yang suram dari kekuatan manusia industri untuk menghancurkan sumber daya alam yang paling melimpah sekalipun,” katanya. Jadi Novak, bekerja dengan California Institute, membuat Revive & Restore, sebuah program untuk memulihkan dan mengembalikan spesies ini dan mengisi kembali habitat aslinya, menggunakan merpati biasa dan kekuatan CRISPR.
Bisakah spesies yang sudah mati dibangkitkan?
Novak adalah bagian dari sekelompok kecil insinyur penghilangan kepunahan, sekelompok ilmuwan yang relatif besar yang berharap untuk menggunakan rekayasa genetika untuk melindungi atau menghidupkan kembali spesies hewan ikonik yang telah dihancurkan oleh aktivitas manusia.
Untuk beberapa, penghilangan kepunahan (atau penghilangan kepunahan) adalah perjalanan penebusan ekologis. Ya, keanekaragaman hayati memang penting, tetapi siapa yang dapat mengatakan bahwa spesies yang punah dapat beradaptasi dan bertahan dalam sistem ekologi yang terus berubah dan yang telah berubah sejak kematiannya? Atau, yang lebih penting, bagaimana jika hewan yang dibangkitkan - pada dasarnya "alien" di Bumi - melakukan lebih banyak kerusakan daripada kebaikan bagi ekosistem kita yang rapuh?
“Mengapa kita membutuhkan masalah ini,” tanya tim Novak. Dalam kasus merpati pengembara, jawabannya sederhana: Baru-baru ini, hampir satu milenium setelah hilangnya manusia, kami akhirnya memahami peran penting yang mereka mainkan dalam membentuk ekosfer bagian timur Amerika Utara.
Saat ini, para ilmuwan telah menemukan bahwa merpati pengembara muncul lebih dari 12 juta tahun yang lalu dan sangat beradaptasi untuk hidup dalam kawanan yang padat. Temuan baru, dikombinasikan dengan studi ekologi hutan, dengan jelas menunjukkan bahwa burung-burung ini adalah insinyur kunci dinamika hutan.
Video promosi:
Peran sentral ini menunjukkan bahwa merpati keliling jauh lebih penting bagi ekosistem daripada sekadar mencoba untuk berhasil menghidupkan kembali spesies yang punah. “Kembalinya merpati pengembara akan memulihkan siklus regeneratif dinamika hutan yang dibutuhkan puluhan spesies yang saat ini menyusut dan berjuang untuk bertahan hidup,” kata Novak.
De-Extinction: Draf
Prosesnya dua langkah: pertama, spesies yang punah harus dibangkitkan dari kematian. Kedua, pelepasan kembali spesies ke lingkungan harus dievaluasi secara hati-hati.
Kami sudah memiliki contoh serupa untuk langkah kedua, Novak menjelaskan. Memperkenalkan kembali spesies ke daerah di mana mereka telah dimusnahkan adalah sains jangka panjang, dan para ilmuwan telah melihat beberapa keberhasilan: serigala di Yellowstone, rusa besar di Kentucky, berang-berang di Skotlandia. Tujuan akhirnya adalah untuk mempertimbangkan risiko melakukan atau tidak melakukannya: apa yang terjadi pada ekosistem jika kita berhenti mencampuri.
Dalam kasus merpati pengembara, hasil dari reintroduksi kemungkinan netral - yaitu, ia hanya akan menjadi burung lain di hutan tanpa dampak yang terukur - atau positif untuk kelangsungan hidup spesies lain.
Bagaimanapun, kemungkinannya mendukung Novak.
Persyaratan pertama - menghidupkan kembali orang mati - adalah sains yang sangat baru. Namun berkat alat kecil yang disebut CRISPR, penghilangan kepunahan dapat terjadi.
Berikut tangkapannya: Tidak seperti Jurassic Park, para ilmuwan tidak mencoba menghidupkan hewan hanya berdasarkan DNA-nya.
Tim menggunakan pendekatan temukan dan ganti: mulai dengan merpati biasa yang berkeliaran di sekitar tong sampah kota, dan memasukkan gen yang merupakan ciri khas burung merpati pengembara. Kami menggunakan kerabat terdekat - merpati dengan ekor bergaris. Dengan menghilangkan gen dari hewan secara selektif, tim berharap untuk memusatkan gen yang baru dihidupkan pada keturunannya dan dengan demikian mendorong "pengganti yang hidup" ke merpati penumpang pada tingkat genetik.
Dengan generasi yang cukup, kita bisa mendapatkan spesies buatan yang aneh dengan DNA yang tidak dapat dibedakan dari hewan punah. Tetapi apakah hewan hibrida akan menjadi merpati pengembara adalah pertanyaan filosofis.
Ini adalah strategi yang diikuti oleh kebanyakan kelompok yang mencoba menghidupkan kembali hewan. Tapi tim Novak punya jawaban.
Dibandingkan dengan dodo, misalnya, "ada DNA yang dapat digunakan karena ada lebih banyak boneka merpati di museum dan koleksi ahli taksidermi daripada burung lainnya," kata Novak. Tambahkan fakta bahwa kita memiliki akses ke merpati belang dan pemahaman tentang pola reproduksi mereka, dan Anda mendapatkan bahwa "ilmu kebangkitan bisa mendapatkan semua rangsangan dan ketekunan."
Penghapusan kepunahan dalam praktiknya
Sejak 2012, tim Novak bisa dibilang mencapai lebih banyak kesuksesan daripada proyek penghilangan kepunahan lainnya.
Pertama, dalam serangkaian karya dan kolaborasi, tim secara bertahap mengungkap dampak penting merpati keliling terhadap ekosistem mereka dan menjawab pertanyaan lama tentang bagaimana jumlah mereka menyusut begitu cepat dari miliaran menjadi nol. Burung telah berevolusi untuk beradaptasi dengan kehidupan dalam populasi besar. Meskipun mereka mungkin dapat pulih dari keragaman genetik yang rendah, perburuan manusia telah menempatkan paku terakhir di peti mati mereka.
Bersama-sama, studi ini membantu membawa pulang merpati. Novak menjelaskan bahwa berdasarkan hasil ini, pertama-tama kita perlu memberikan mutasi yang diperlukan pada merpati belang yang akan menyebabkan mereka berkembang biak dengan cara yang sama seperti merpati keliling, dan mereka dapat hidup dalam komunitas yang padat. Kemudian kita harus memberi burung adaptasi yang mereka butuhkan untuk hidup secara efektif di lingkungan dengan kepadatan sosial yang tinggi, seperti sifat yang akan membuat mereka lebih peka terhadap isyarat sosial, atau kematangan keturunan yang cepat sehingga mereka menghabiskan lebih sedikit waktu untuk membesarkan anak dalam jumlah besar.
Munculnya CRISPR mengubah segalanya. Untuk pertama kalinya, Novak dan timnya memiliki akses ke alat pengeditan gen yang relatif sederhana dan murah yang memungkinkan mereka bekerja dengan DNA merpati biasa.
Sejauh ini, mereka telah mengambil beberapa pendekatan untuk membuat alat tersebut lebih efektif. Cara terbaik adalah dengan langsung mengedit sperma atau sel telur merpati, karena perubahan tersebut akan diteruskan ke generasi berikutnya. Apa masalahnya? Para ilmuwan belum dapat menumbuhkan sel-sel ini di dalam tabung reaksi.
Poin penting berikutnya adalah pengenalan alat pengeditan DNA - dengan alat yang diperlukan - ke dalam embrio. Tetapi para ilmuwan juga mengalami masalah di sini: mereka harus bergantung pada virus untuk mengirimkan perangkat CRISPR. Akibatnya, kemasan menjadi terlalu besar untuk dimasukkan dengan aman.
Untuk mengatasi rintangan ini, tim Novak berfokus pada pembuatan garis merpati yang benar-benar baru, masing-masing mengandung materi genetik untuk memudahkan pengeditan DNA.
CRISPR-Cas9 adalah proses dua langkah, jelas Novak. Bagian CRISPR disembunyikan di DNA target, sementara Cas9 melakukan pemotongan. Burung yang dibiakkan dengan Cas9 di setiap sel pada dasarnya memiliki beberapa alat pengeditan gen fungsional dalam tubuhnya, membuat pengiriman komponen penting lainnya jauh lebih mudah.
“Dalam tiga tahun ke depan, dunia mungkin melihat genetika pertama merpati pengembara terlahir kembali pada burung yang hidup dan bernapas,” kata Novak.
Jika semua berjalan sesuai rencana, kita akan menyaksikan kebangkitan spesies punah dalam dua puluh tahun mendatang. Burung dodo dan mammoth berbulu juga akan dibangkitkan. Cepat atau lambat, kepunahan akan tetap tinggal di masa lalu - baik atau buruk.
Ilya Khel
