Nel luglio 2014 la rivista Science ha pubblicato una serie speciale di articoli dedicati al tema della perdita di specie e alla necessità di nuovi approcci alla conservazione della fauna selvatica, tra cui la de-estinzione (nota anche come biologia della resurrezione), il processo di resurrezione delle specie che hanno estinto o estinto. L'Università di Otago, in Nuova Zelanda, lo zoologo Philip J. Seddon e colleghi, autori di un articolo presentato nella serie, hanno suggerito che il problema non era se si sarebbe verificata la disestinzione - gli scienziati erano più vicini che mai a realizzarlo - ma come farlo in un modo che andrebbe a beneficio della conservazione. La questione speciale è seguita all'evento TEDxDeExtinction dell'anno precedente, una conferenza altamente pubblicizzata in cui figure chiave del settore hanno parlato della scienza, della promessa e dei rischi di estinzione.
Riportandoli indietro.
Sebbene una volta considerata una nozione fantasiosa, la possibilità di riportare in vita specie estinte è stata sollevata dai progressi nelle tecnologie di riproduzione selettiva, genetica e clonazione riproduttiva. La chiave di questi progressi fu lo sviluppo negli anni '90 di una tecnica nota come trasferimento nucleare di cellule somatiche (SCNT), che fu usata per produrre il primo clone di mammifero, la pecora Dolly (nata nel 1996, morta nel 2003).
Nel 2009, usando SCNT, gli scienziati hanno quasi raggiunto la disestinzione per la prima volta, tentando di riportare indietro lo stambecco pirenaico (o bucardo, Capra pyrenaica pyrenaica). Un clone è stato prodotto da tessuti conservati, ma è morto per un grave difetto polmonare a pochi minuti dalla sua nascita. Il quasi successo del tentativo ha scatenato il dibattito sull'opportunità di riportare indietro le specie dall'estinzione e sul loro ritorno, su come farlo e su come gestirle.
Le specie candidate alla disestinzione sono molte. Alcuni esempi di alto profilo sono il mammut lanoso (Mammuthus primigenius), il piccione passeggero (Ectopistes migratorius), il tilacino o il lupo marsupiale (Thylacinus cynocephalus) e la rana gastrica (Broobatrus silus). La disestinzione non si estende ai dinosauri, in parte a causa dell'estrema vecchiaia degli esemplari e della grave degradazione del DNA nel tempo.
Gli strumenti della risurrezione delle specie.
La possibilità di riportare in vita specie estinte è stata esplorata per la prima volta all'inizio del XX secolo, attraverso un approccio noto come allevamento della schiena (o riproduzione). L'allevamento posteriore, per la produzione di una razza che mostra i tratti di un antenato selvatico, si basa sui principi dell'allevamento selettivo, che gli umani hanno usato per secoli per sviluppare animali con tratti desiderati. Negli anni '20 e '30, gli zoologi tedeschi Lutz e Heinz Heck incrociarono diversi tipi di bestiame nel tentativo di allevare un animale che somigliava agli uri (Bos primigenius), una specie estinta di bue selvatico europeo ancestrale ai bovini moderni. I fratelli Heck incrociarono il bestiame moderno, usando come guida descrizioni storiche e esemplari di ossa che fornivano informazioni morfologiche sugli uro, ma non avevano alcuna comprensione della relazione genetica degli animali. Di conseguenza, i bovini Heck risultanti presentavano poca somiglianza con gli uri.
Nell'ultima parte del 20 ° secolo, sono emersi strumenti che hanno permesso agli scienziati di isolare e analizzare il DNA dalle ossa, dai capelli e da altri tessuti di animali morti. Insieme ai progressi nelle tecnologie riproduttive, come la fecondazione in vitro, i ricercatori sono stati in grado di identificare i bovini che sono parenti genetici stretti degli auroch e combinare lo sperma e le uova per produrre un animale (i cosiddetti tauros) che è morfologicamente e geneticamente simile agli uri.
Altri progressi nelle tecnologie genetiche hanno sollevato la possibilità di inferire e ricostruire le sequenze genetiche di specie estinte da esemplari anche scarsamente conservati o crioconservati. Le sequenze ricostruite potrebbero essere confrontate con le sequenze di specie esistenti, consentendo l'identificazione non solo delle specie viventi o delle razze più adatte per l'allevamento posteriore, ma anche di geni che sarebbero candidati per l'editing nelle specie viventi. La modifica del genoma, una tecnica di biologia sintetica, prevede l'aggiunta o la rimozione di specifici pezzi di DNA nel genoma di una specie. La scoperta di CRISPR (ripetizioni palindromiche brevi intervallate periodicamente raggruppate), un sistema enzimatico presente in natura che modifica il DNA in alcuni microrganismi, ha notevolmente facilitato il perfezionamento della modifica del genoma per la sua estinzione.
La clonazione per la de-estinzione si è concentrata principalmente sull'uso di SCNT, che comporta il trasferimento del nucleo da una cellula somatica (corpo) dell'animale da clonare nel citoplasma di un uovo donatore enucleato (una cellula uovo proveniente da un'altra animale e il suo nucleo è stato rimosso). La cellula uovo viene stimolata in laboratorio per iniziare la divisione cellulare, portando alla formazione di un embrione. L'embrione viene quindi trapiantato nell'utero di una madre surrogata, che in caso di estinzione è una specie strettamente correlata a quella che viene clonata. Nel tentativo di resuscitare lo stambecco pirenaico spento nel 2009, i ricercatori hanno trasferito i nuclei dai fibroblasti scongelati di campioni di pelle crioconservati in uova enucleate di capre domestiche. Gli embrioni ricostruiti sono stati trapiantati in femmine di stambecco spagnolo o ibride (capra ibexdomestic spagnola).
Potrebbe anche essere possibile utilizzare le cellule staminali per resuscitare specie estinte. Le cellule somatiche possono essere riprogrammate attraverso l'introduzione di geni specifici, creando cellule staminali pluripotenti (iPS) cosiddette indotte. Tali cellule possono essere stimolate a differenziarsi in diversi tipi di cellule, tra cui spermatozoi e uova che possono potenzialmente dare origine a organismi viventi. Come per le altre tecniche di estinzione, tuttavia, il successo di un approccio basato sulle cellule staminali dipende in gran parte dalla qualità del DNA disponibile nei campioni conservati.
