Vrijdag 05/06/2020

Jurassic Duif

Wetenschappers staan dichter dan ooit bij de reïncarnatie van uitgestorven diersoorten

Beeld rv

Door Jurassic World lopen tot leven gewekte dino's weer op het grote scherm rond. Maar ook in de realiteit hoeft uitgestorven niet per se meer definitief te zijn. Van verdwenen duiven tot mammoeten: wetenschappers werken aan hun terugkeer.

Er zijn niet zo veel uitgestorven diersoorten waarvan men precies weet wat het allerlaatste nog levende exemplaar was. Alleen al daarom is Martha, de allerlaatste trekduif, een uniek exemplaar, en een heuse beroemdheid. Wat haar echter ook een triest icoon maakt, is dat ze het laatste specimen was van een soort waarvan er aan het eind van de negentiende eeuw in Noord-Amerika nog miljarden rondvlogen. De gigantische populaties werden met de komst van de eerste Europese kolonisten de grote zwakte van de vogel: omdat ze zo dicht op elkaar troepten, konden er met één hagelschot honderd tegelijk worden neergehaald.

In 1900 werd het laatste exemplaar in het wild opgemerkt. Enkele jaren later leefden er alleen nog enkele verspreide groepjes in gevangenschap. Martha, genoemd naar de vrouw van George Washington, belandde met een van die groepjes in de zoo van Cincinnati. Toen haar compagnon George in 1910 overleed, werd ze een levend curiosum.

De laatste jaren van haar leven sleet Martha eenzaam in haar kooi. Ze zat er zo bewegingloos bij dat bezoekers zand naar haar gooiden in de hoop haar tot enige actie aan te amen. Na een beroerte kon Martha niet of nauwelijks meer bewegen. Uiteindelijk lag ze dood in haar kooi. Ze werd in een groot blok ijs naar het Smithsonian vervoerd, waar ze werd gedissecteerd en opgezet. Tot 1999 werd ze er ook tentoongesteld. Als een symbool van alle door toedoen van de mens uitgestorven of met uitsterven bedreigde soorten.

Het zou echter best kunnen dat ooit weer verre genetische nazaten van Martha door het Noord-Amerikaanse zwerk fladderen. Een groep wetenschappers en natuurbeschermers wil namelijk met de nieuwste gentechnologie de trekduif weer tot leven te wekken. Het initiatief gaat uit van de Long Now Foundation, een non-profitorganisatie met als doel de mens aan te zetten op iets langere termijn te denken en hem te herinneren aan zijn verantwoordelijkheid tegenover Moeder Aarde. Met de stichting Revive & Restore willen Long Now-voorzitter Stewart Brand en zijn echtgenote Ryan Phelan de biodiversiteit op de planeet verbeteren via de 'genetische redding' van bedreigde en uitgestorven diersoorten.

Waarom zou men echter weer dieren willen terugbrengen die (lang geleden) zijn uitgestorven? Om te beginnen omdat we er technisch toe in staat zijn, argumenteert Brand. Voorts geldt voor uitgestorven soorten hetzelfde als voor soorten die met uitsterven zijn bedreigd: we proberen hen in stand te houden omdat ze een belangrijke ecologische rol vervullen of gewoon omdat het om dieren (of planten) gaat die zo mooi of bijzonder zijn dat het jammer zou zijn als ze zouden verdwijnen.

De mens heeft ook een historische schuld tegenover de natuur: we hebben de laatste tienduizend jaar zo'n gigantische schade aangericht dat we bijna moreel verplicht zijn iets terug te doen. Volgens sommigen dreigt tegen het einde van deze eeuw zowat de helft van de soorten op aarde te verdwijnen. Misschien is het daarom wel het moment, vindt men bij Revive & Restore, om op een positieve manier in te grijpen, met een groots en ambitieus wetenschappelijk project waarover iedereen enthousiast kan zijn.

Martha, de allerlaatste trekduif.Beeld rv

Niet eerste keer

Het meest concrete project van Revive & Restore is het terugbrengen van de trekduif. Dat de keuze op die vogel viel, heeft volgens Brand verschillende redenen: vooreerst is het een soort die nog niet zo heel lang geleden is uitgestorven. Als de duif opnieuw zou worden geïntroduceerd, is dat in een vertrouwde omgeving. Bovendien is de oude habitat van de vogel, de loofbossen in het noordoosten van de Verenigde Staten, grotendeels hersteld.

Het weer tot leven wekken van een vogel is ook ontzettend moeilijk. Als de onderzoekers in hun opzet zouden slagen, kunnen de door hen gebruikte technieken daarna op een hele resem andere soorten worden toegepast. Dat de kans op slagen daardoor veel kleiner wordt, moet men er maar bijnemen.

Daarnaast is de trekduif vooral ook een extinctie-icoon. Het uitsterven van de trekduif gebeurde voor de ogen van iedereen, en met medeweten van iedereen. Toen het dier definitief verdween, veroorzaakte het ook een schok. In de tijdspanne van goed een mensenleven was men erin geslaagd een vogel uit te roeien waarvan er ooit miljarden rondvlogen. Alsof je, zo merkte iemand ooit op, de kakkerlak had uitgeroeid.

Voor de droom van Stewart Brand en co. in vervulling gaat en de hemel weer zoals vroeger door een gigantische gevederde horde wordt verduisterd, moeten er echter nog flink wat hindernissen worden overwonnen. En niemand die dat meer beseft dan Ben Novak, de jonge bioloog die voor Revive & Restore het project leidt. Om hun doel te bereiken, zullen Novak en zijn team in hun petrischalen alvast een aantal dingen voor elkaar moeten krijgen, halve mirakels volgens sceptici, die nooit eerder werden verricht.

Het weer tot leven wekken van een uitgestorven diersoort is in ieder geval geen primeur: in 2009 slaagde een Frans-Spaans team erin de in 2000 uitgestorven Pyrenese steenbok te laten verrijzen. Ze gebruikten daarvoor dezelfde techniek als die waarmee het schaap Dolly, het eerste gekloonde dier ter wereld, werd gemaakt.

Met DNA uit cellen die een jaar voor het overlijden van de laatste steenbok waren afgenomen en ingevroren, konden de onderzoekers embryo's maken die bij een aantal geiten werd ingeplant. In 2009 baarde een van die draagmoeders een vrouwelijk kalfje. Lang leefde het beestje echter niet: na nog geen tien minuten, en evenlang amechtig naar adem happen, gaf het de geest. Maar voor de wetenschap was het een mijlpaal: voor het eerst was een uitgestorven diersoort opnieuw tot leven gewekt.

Duiven verven

Novak kan alvast niet dezelfde techniek hanteren als het Frans-Spaanse team. Vogels kunnen nu eenmaal niet worden gekloond. Een eierdooier is eigenlijk één zeer grote cel, en tot dusver is niemand erin geslaagd er een andere celkern in te stoppen. Bovendien beschikt men niet over ingevroren cellen van de trekduif. De onderzoekers moeten dus een iets ingewikkelder weg volgen. Die begint met het verzamelen van stalen van trekduiven die wereldwijd nog in musea worden bewaard. Met het DNA dat daaruit wordt gehaald, wil Novak het genoom (alle erfelijke informatie van een organisme) van de trekduif reconstrueren.

Dat is geen sinecure: DNA begint niet alleen te vergaan vanaf het moment dat een organisme sterft, DNA van vogels die jaren in stoffige museumladen hebben gelegen, is ook vervuild geraakt door hitte, lucht en contact met andere organismen. Om uit de losse fragmenten die ze weten te verzamelen toch een volledig genoom te bouwen, zullen de onderzoekers als blauwdruk het genoom gebruiken van de bandstaartduif, de dichtste nog levende genetische verwant van de trekduif. Het resultaat zou een genoom moeten zijn dat zo veel mogelijk op dat van de trefduif lijkt. Hoeveel juist is voor iedereen een vraagteken.

Als dat allemaal lukt, komt het echt moeilijke werk: het gereconstrueerde genoom van de trekduif moet dan namelijk worden ingeplant in een kiemcel van een bandstaartduif. Kiemcellen zijn een soort stamcellen waaruit eicellen of sperma kunnen ontstaan. Die bewerkte kiemcellen worden vervolgens in een embryo van een bandstaartduif ingebracht. Het kuiken dat uit dat ei komt, zal de geslachtsklieren van een trekduif hebben. Als men op die manier een mannelijk en een vrouwelijk exemplaar verwekt, en ze laat paren, zou dat trekduiven moeten opleveren, of toch vogels die er genetisch zeer sterk op lijken.

Slagen de onderzoekers er ooit in een kuiken te kweken, dan komt het tweede, pas echt lastige deel van het programma. Hoe zal het kuiken, dat op een trekduif zou moeten lijken, reageren op ouders die er totaal anders uitzien? En hoe moeten die hun nakomeling tot een echte trekduif opvoeden, als ze dat gedrag zelf niet kennen? En maakt zo'n in een lab gekweekte, kwetsbare hybride wel kans in de ongenadige natuur? Ook daarvoor hebben Novak en co. al allerlei, soms creatieve oplossingen, bedacht: van het verven van bandstaartduifouderparen in de kleuren van de trekduif tot uitgebreide programma's om bandstaartduiven te kweken die qua eetwoonten en gedrag zo veel mogelijk op trekduiven lijken en kuikens de knepen van het vak kunnen aanleren. De trekduiven zouden ook zeer geleidelijk, via een lange reeks tussenstappen, en zorgvuldig gemonitord weer in de natuur worden geïntroduceerd.

Het zijn sowieso zorgen voor later: als alles goed gaat, hoopt Novak zijn eerste kuiken te verwelkomen over vijf à tien jaar. Het zal daarna nog eens tien jaar duren voor de eerste vogels in de natuur worden losgelaten, en nog eens op zijn minst vijfentwintig jaar voor er - het uiteindelijke doel van de hele operatie - een populatie zal zijn die zichzelf zonder externe hulp in stand kan houden.

Harige olifant

De organisatie heeft soortgelijke projecten rond andere bedreigde of uitgestorven soorten zoals het gouden leeuwaapje, de ivoorsnavelspecht, de heidehoen en de zwartvoetbunzing. En andere projecten rond de-extinctie worden op de voet gevolgd: zo probeert men aan de University of New South Wales in Australië al een tijdje de maagbroedende kikker terug te brengen, een unieke soort die zijn nakomelingen via de bek baart en die sinds de jaren zeventig is uitgestorven.

Het meest tot de verbeelding sprekende project is echter dat van George Church, professor aan de Harvard Medical School en een autoriteit op het vlak van gentechnologie. Church heeft zich voorgenomen om de wolharige mammoet weer tot leven te wekken, een dier dat tot vierduizend jaar geleden in grote kudden in het noorden van Siberië voorkwam. Aan DNA-stalen geen gebrek: diverse exemplaren werden in redelijk goede staat in de bevroren toendra gevonden.

Bovendien heeft de wolharige mammoet met de Aziatische olifant een nog levende verwant waar hij genetisch sterk mee overeenkomt. Het plan van Church is om enkele genen die de twee soorten van elkaar onderscheiden te identificeren en in het genoom van de Aziatische olifant te plakken: bijvoorbeeld de genen die zorgen voor de aanmaak van een dikkere vetlaag, haargroei of gekromde slagtanden. Church heeft ondertussen al vijftien genen geïdentificeerd. Die genen wil Church in het genoom van een Aziatische olifant plakken, een operatie die dankzij een techniek die hij zelf heeft ontwikkeld (en waar ook Novak dankbaar gebruik van maakt) sneller en makkelijker dan ooit gaat.
De volgende stap zijn stamcellen met mammoet-DNA en embryo's die kunnen worden ingeplant, niet in een olifant, maar in een kunstmatige baarmoeder. Technisch is dat perfect mogelijk, aldus Church, die overigens de eerste is om te benadrukken dat uit zijn artificiële baarmoeder geen mammoet zal komen, maar in het beste geval een harige olifant die goed tegen de kou kan.

Waarom hij precies de mammoet heeft gekozen, daar blijft Church vaag over. Door aan de slag te gaan met een spectaculair beest dat werkelijk iedereen kent - sinds Manny uit Ice Age zelfs het kleinste kind - trekt hij alvast zeer veel aandacht: voor zijn nieuwe knip- en plakgentechnologie, maar ook voor de de-extinctiezaak.

Church heeft, wellicht tot zijn eigen verrassing, wel al een bestemming voor zijn winterbestendige olifanten. De Russische geofysicus Sergei Zimov zou ze namelijk graag onderbrengen in een groot gebied in het noorden van Siberië dat hij al enige jaren in zijn oorspronkelijke staat probeert te herstellen. Zimov zal het in ieder geval nog een tijdje zonder mammoeten moeten zien te redden: in het beste geval trekken er pas over een eeuw opnieuw kuddes mammoeten over de Siberische steppe.

Het gouden leeuwaapje.Beeld AFP
De ivoorsnavelspecht.Beeld rv

Chickenosaurus

Een vraag waaraan sinds Jurassic Park en nu Jurassic World niet te ontsnappen valt: bestaat de kans dat er ooit weer ergens, al dan niet in een beveiligd reservaat, T-Rex'en en velociraptors rondlopen? Met de techniek die Church voor zijn mammoeten hanteert, zal het alvast niet lukken. Zelfs in perfecte omstandigheden bewaard, gaat DNA hooguit een paar miljoen jaar mee; van een soort die 65 miljoen jaar geleden van de aardbol verdween, is met andere woorden geen bruikbaar DNA meer te vinden, ook niet in een muskiet.

Jack Horner, een paleontoloog verbonden aan het Museum of the Rockies in Montana, denkt echter een manier te hebben gevonden waarop de dinosauriërs, of toch een vorm ervan, kunnen verrijzen. Genen die niet meer werken, verdwijnen niet altijd meteen uit het organisme in kwestie: ze worden gewoon 'uitgeschakeld', wat betekent dat ze ook weer kunnen worden geactiveerd. Als bij een kip, een rechstreekse afstammeling van de dinosaurus, een paar genen weer worden geactiveerd, krijg je wat Horner zelf als een 'chickenosaurus' omschrijft.

Met drie genen kom je volgens hem al een eind: als je weet hoe je een lange staart moet maken, een kop met tanden en zonder bek, en voorpoten met klauwen in plaats van vleugels (in de vleugel van een kip zitten ongeveer dezelfde beenderen als in de voorpoten van een kleine dinosaurus), heb je al bijna een soort miniatuurvelociraptor. Eén met pluimen, zoals het hoort. De chickenosaurus is overigens veel meer dan een wetenschappelijk spielereitje: het onderzoek naar in- en uitgeschakelde genen kan leiden tot nieuwe medische toepassingen, en sommige van de cellen waar Horner en zijn team op focussen, spelen ook een rol bij bepaalde kankers.

Op diezelfde manier wijzen voorstanders van de-extinctie er graag op dat het hen niet alleen om het opnieuw introduceren van uitgestorven soorten gaat. Sympathieke projecten zoals dat rond de trekduif, moeten volgens Revive & Restore bij het grote publiek ook de koudwatervrees wegnemen voor een nieuwe technologie die de wereld op veel vlakken ingrijpend zal veranderen. Church heeft het over het bestrijden van malaria via het genetisch manipuleren van de mug die de ziekte overdraagt, of het resistent maken van de mens tegen het griepvirus.

Of we daarmee niet te veel in de natuur ingrijpen? Voor Brand en co. is het antwoord simpel: mensen hebben het idee dat de natuur die zij zien 'natuurlijk' is, maar niets is minder waar. Sinds de mens op de aardbol is verschenen, is er niet veel natuurlijks meer aan.

Critici die het nut van de-extinctie in vraag stellen, meten vaak ook met twee maten en gewichten, vindt Novak. "Mensen die met het beschermen van de olifant bezig zijn, vraagt men nooit waarom ze niet met giraffes werken, een soort die het nochtans veel meer nodig heeft", zei hij daarover.

En Martha? Die is tot januari volgend jaar opnieuw te bezichtigen in het Museum of Natural History in Washington, als een van de blikvangers van een tentoonstelling over verdwenen vogelsoorten. Dit keer echter niet als een triest symbool, maar als de verzinnebeelding van de wonderen van de gentechnologie en van een opwindende toekomst. Niet slecht voor een simpele duif.

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met De Morgen?

Tip hier onze journalisten


Op alle artikelen, foto's en video's op demorgen.be rust auteursrecht. Deeplinken kan, maar dan zonder dat onze content in een nieuw frame op uw website verschijnt. Graag enkel de titel van onze website en de titel van het artikel vermelden in de link. Indien u teksten, foto's of video's op een andere manier wenst over te nemen, mail dan naar info@demorgen.be.
DPG Media nv – Mediaplein 1, 2018 Antwerpen – RPR Antwerpen nr. 0432.306.234