Časopis vydává Agentura ochrany přírody a krajiny ČR ve spolupráci se Správou
jeskyní ČR. V tištěné podobě vychází již od roku 1946.

cs / en

Péče o přírodu a krajinu

Ochrana přírody 5/2017 21. 10. 2017 Péče o přírodu a krajinu Tištěná verze článku v pdf

Má ochrana přírody oživovat mamuty, nebo chránit slony?

Autor: Jan Plesník

Má ochrana přírody oživovat mamuty,  nebo chránit slony?

Dlouhé řady zájemců, táhnoucí se před kiny doslova po celém světě, výmluvně potvrzovaly, že na stříbrná plátna dorazil dlouho očekávaný kasovní trhák. Steven Spielberg v Jurském parku pomocí počítačové techniky skoro před čtvrtstoletím vdechl život dávno vyhynulým tvorům. Zápletka oceněními ověnčeného snímku velkého mága stříbrného plátna není nikterak složitá. Z dávné dědičné hmoty (kyseliny deoxyribonukleové, DNA) se vědcům podaří díky nezanedbatelné finanční podpoře výstředního boháče vrátit do současného světa ještěry, které jsme si zvykli označovat jako dinosaury, a dobrodružství může začít.

Budoucnost je doba, kdy budeme vědět všechno o minulosti.
Dokud víme jen část pravdy, jsme ještě v současnosti.

Gabriel Laub: Verärgerte Logik (1972)

 

Znovuzrození vymizelých živočichů nemusí být sci-fi
Až donedávna byli vyhubení nebo vyhynulí živočichové považováni za jednou provždy ztracené. Zprávy v hromadných sdělovacích prostředcích o možném zmrtvýchvstání vymizelých druhů vyvolaly pochopitelný zájem veřejnosti zejména poté, co řada akademických pracovišť oznámila, že na deextinkci určitých druhů, tedy na umělém vytváření jedinců, kteří se podobají vymřelým taxonům, začala nebo začne pracovat. Při bližším pohledu se ale ukazuje, že celá věc nemusí být tak jednoznačná, jak by se mohlo zdát. Vzhledem k omezenému rozsahu nepředstavují následující řádky vyčerpávající rešerši problematiky: pro podrobnější informace odkazujeme na bohatou recenzovanou i šedou literaturu.

nosorozec
Protože se žádný ze tří zbývajících nosorožců Cottonových žijících v keňské
rezervaci Ol Pajeta nemůže přirozeným způsobem rozmnožovat,
uvažuje se o využití zmražených pohlavních nebo kmenových buněk. Foto Jan Plesník


Jak mohou živočichové oživnout
Jestliže chceme obnovit již vymizelý nebo posílit kritický ohrožený druh, máme v současnosti nejčastěji tři možnosti (Shapiro 2017):

(1) zpětné křížení – záměrným křížením (hybridizací) vybraných vhodných jedinců žijících druhů nebo poddruhů se snažíme posílit vnější (fenotypové) znaky, charakteristické pro vyhynulý nebo vyhubený taxon. Pokud vymřelý živočich patří mezi předky domácích nebo hospodářských zvířat, využívají se pro jeho obnovu plemena nesoucí alespoň částečně jeho znaky. Zebra, která vzhledem upomíná vyhubenou jihoafrickou zebru kvagga (Equus q. quagga), byla rekonstruována hybridizací zebry stepní (Equus quagga) v projektu zahájeném v roce 1984 (The Quagga Project 2017). Známým příkladem zpětného křížení zůstává dlouholetá snaha získat v projektu Tauros jedince podobající se v roce 1627 v Evropě vyhubenému praturu (Bos p. primigenius, Lorimer & Driessen 2011).

(2) klonování – jedná se o vytváření nového jedince tím, že se ze živého exempláře získají tělní (somatické) buňky, u nichž v laboratorních podmínkách (in vitro) odstraníme jádra. Současně se z blízce příbuzného druhu odeberou vaječné buňky, které opět zbavíme jádra. Jádro z tělní buňky se poté zavede do vajíčka bez jádra a buňka se následně začne dělit. Embryo se přenese do náhradní matky, která porodí jedince, představujícího – aspoň pokud jde o genotyp (soubor všech genů) – kopii druhu, jenž poskytl somatické buňky. Klonování se využívá téměř výlučně u domácích a hospodářských zvířat. Do září 2015 se klonování uskutečnilo u téměř dvaceti druhů savců (IUCN 2016).

(3) využití soudobých postupů genového inženýrství – na rozdíl od klonování přijde při této metodě ke slovu DNA z pozůstatků vymizelých živočichů: poslouží k sekvencování (zjišťování pořadí nukleových bází v DNA) a sestavení jejich genomu (souboru všech genů určitého druhu). V dalším kroku se porovnají rozdíly v sekvencích DNA vymizelého a žijícího blízce příbuzného druhu. Z příbuzného taxonu se odeberou buňky, do jejichž DNA se in vitro zasahuje tak, aby živá buňka dědičnou hmotou co nejvíce připomínala genom vymřelého druhu. Následný postup je totožný s klonováním, počínaje odstraněním jádra z kultivovaných buněk.

alka
Alka velká (Penguinus impennis) obývající severní
Atlantský oceán od Kanady po Velkou Británii byla
vyhubena nejpozději v roce 1852. Obrázek přibližuje
model v montrealském Biodomu. Foto Jan Plesník

Nadějně se ukazuje možnost využít při deextinkci indukovaných pluripotentních kmenových buněk (iPSC) vznikajících tak, že se v laboratoři dospělé tělní buňky kupř. z kůže uvedou zpět do stadia kmenových buněk. Změna činnosti pouhých čtyř genů může poskytnout buňku, která je schopná stát se jakýmkoli typem buňky včetně těch, z nichž vznikají pohlavní buňky. Můžeme předpokládat, že se při deextinkci budou stále více uplatňovat i další metody genového inženýrství a zejména syntetické biologie (Redford et al. 2013, 2014, Campbell & Hofreiter 2015, Piaggio et al. 2017).

Obr. 4
Zárodky vzácné africké antilopy bongo (Tragelaphus eurycerus)
vědci již v polovině 80. let 20. století úspěšně přenesli do mnohem hojnější
antilopy losí (Taurotragus oryx). Foto Jan Plesník


Pro a proti
Jedním z argumentů pro oživení vymizelých druhů zůstává představa, že deextinkcí můžeme napravit necitlivé jednání našich předků či současníků k přírodě (Crist 2008, Cohen 2014) a že jde o morální povinnost lidstva (Seddon et al. 2014a). Příznivci obnovování vymřelých druhů zdůrazňují nutnost zavést co nejdříve do praxe postupy deextinkce, protože se podle některých názorů budou rozsah a rychlost mizení druhů a úbytku přírodních a přírodě blízkých biotopů v celosvětovém měřítku zvětšovat (Kumar 2012, Sherkow & Greely 2013). Na druhou stranu, jak politici a řídicí pracovníci, tak část veřejnosti – stejně jako v případě obnovy ekosystémů – může snadno nabýt dojmu, že přírodu můžeme klidně ničit, jestliže ji dokážeme obnovit (Sandler 2014, Minteer 2014).

Obr. 5
Ještě předtím, než se u dravého vačnatce ďábla medvědovitého
(Sarcophilus harrisii) vyvinula obranná reakce proti rychle se šířící
přenosné rakovině tváře, se uvažovalo o klonování zdravých jedinců. Foto Jan Plesník

I když popsané metody deextinkce procházejí překotným rozvojem, otázkou zůstává jejich účinnost. Oba dosavadní pokusy klonovat již vymizelý taxon, konkrétně kozorožce pyrenejského (Capra p. pyreneica) a australské žáby tlamorodky zázračné (Rheobatrachus silus), skončily neúspěchem (Floch et al. 2009, White 2013). I u hospodářských zvířat se v živého potomka vyvine méně než 5 % možných klonů (Whitworth & Prather 2010).

Zajímavé právní otázky související s oživováním „mrtvých“ druhů (Camacho 2015, Adams 2016) stejně jako problematika ohleduplného zacházení se zvířaty (Friese & Marris 2014) přesahují zaměření tohoto příspěvku.

Obr. 6
Většina bizonů (Bison bison) nese geny domácího skotu: američtí vědci proto
navrhují klonovat čistokrevné jedince. Foto Jan Plesník


A to se vyplatí. Nebo snad ne?
Klonování rozhodně není levnou záležitostí, a to ani u živočichů, kde pokročilo nejdále. Na výdaje na klonování kočky nebo psa si zájemci musejí připravit 32 000–100 000 USD (0,7–2,2 milionu Kč). Klonování hospodářských zvířat, kupř. skotu a prasat, přijde na 4 000–15 000 USD (89 000–334 000 Kč, Cottrell et al. 2014). Dá se ale předpokládat, že při dalším rozšíření uvedené metody náklady rychle a dramaticky poklesnou, jako tomu bylo kupř. v případě soudobých informačních technologií.

Ale ani následná péče o oživená zvířata není zadarmo. V australském státě Nový Jižní Wales by peníze, které by spolkla péče o pět obnovených, kdysi vymizelých druhů až po jejich vysazení do přírody, zcela posloužily na záchranu 40 stále žijících ohrožených druhů (Bennet et al. 2017).

Není divu, že se objevují četné obavy, že deextinkce odebere z pomyslného měšce financí určených na péči o přírodní a krajinné dědictví nemalou část (Donlan 2014). Zastánci oživování vymizelých druhů oponují tím, že jej financují sponzoři a grantové agentury, které by nikdy ochranu přírody nepodpořily, kupř. biotechnologické firmy (Jones 2014).

Obr. 7
Při obnově pratura se využilo zpětného křížení současných plemen skotu.
V nizozemském chráněném území v Oostvaardersplassen se „pratuři“ pohybují
po celý rok. Foto Jan Plesník


Otvíráme Pandořinu skříňku?
Pro další úvahy musíme připomenout, že ani jedním z tří postupů deextinkce nezískáme naprosto přesnou kopii vymřelého druhu, ale živočicha, který se mu v různé míře blíží: hovoříme proto o napodobeninách, živých artefaktech, biobjektech nebo geneticky modifikovaných organismech (Martinelli et al. 2014).

Pokud bychom deextinkcí obnovili vymřelá zvířata pouze jako pouťové atrakce, šlo by o hodně drahou legraci. Jedním z jejích cílů proto zůstává, nebo by mělo zůstávat, vytvoření dostatečně početné a tím i geneticky kvalitní dlouhodobě životaschopné populace, zapojené do fungování příslušného ekosystému (McCauley et al. 2017). Tento požadavek může být vážným problémem, pokud bychom měli v různých fázích oživování již vymřelých taxonů k dispozici jen malý počet jedinců, a nedokázali bychom se proto vyhnout nežádoucím důsledkům příbuzenské plemenitby (Steeves et al. 2017). Ale ani tehdy nemusí být vyhráno. Repatriace živočichů, jejich vysazování mimo původní areál rozšíření nebo jejich jiné přesuny, byť jde o tradiční a oblíbený nástroj druhové ochrany, nevykazují ve světovém měřítku nikterak oslnivou úspěšnost (Seddon et al. 2014b). I když obdobné tvrzení zní jako banalita, v prostředí nesmí působit činitel, který vymření druhu způsobil, kupř. ničení biotopu nebo pronásledování člověkem.

Navíc vymření určitého druhu pochopitelně znamená, že již není vystaven přírodnímu výběru, ovlivněnému měnícími se podmínkami prostředí. Pokud uvažujeme o obnovení druhu vymřelého před 10 000 lety, potom od té doby mohlo uplynout několik set až tisíců jeho generačních dob. Navíc platí, že čím delší doba uběhla od extinkce druhu, tím menší je pravděpodobnost, že stále ještě existuje jím upřednostňované prostředí, jeho původní nika není obsazena a že se najde vhodný blízce příbuzný taxon. Deextinkce tak s sebou přináší dvě odlišná nebezpečí: jednak že oživené druhy nebudou vůbec přizpůsobeny současnému dynamickému prostředí, jednak že se naopak mohou chovat invazně, přenášet patogenní organismy či jinak nepředvídatelně ovlivňovat ekosystémy (Stone 2013, Robert et al. 2017, Seddon 2017).

Na druhou stranu ekosystémová funkce, která byla vymizením určitého druhu ztracena, může být jeho návratem do přírody po dosažení určité populační hustoty obnovena. Přednostně by proto měly být rekonstruovány druhy, které působily v ekosystému jako klíčové: problémem ale zůstává naše značně omezená znalost ekosystémů existujících v minulosti (Seddon l.c.).

Část odborníků prosazuje, aby se nové postupy zamýšlené na obnovu druhů přednostně využily pro záchranu v současnosti kriticky ohrožených taxonů, kupř. nosorožce jávského (Rhinoceros sondaicus) či Cottonova (Cerathotherium cottoni), nebo ubývajících druhů s nízkou genetickou
variabilitou, jako je gepard (Cottrell et al. l.c., Jones l.c., Saragusty et al. 2016).


Důležité je nastavení rozumných pravidel
Díky bouřlivému rozvoji genového inženýrství a syntetické biologie, velkému zájmu nejširší veřejnosti a narůstajícímu počtu biotechnologických firem je zřejmé, že snahy o obnovení vymizelých druhů budou nadále pokračovat, a to bez ohledu na názor ochrany přírody. Proto je důležité navrhnout a prosadit určitá pravidla, omezující možný negativní dopad deextinkce na přírodu (Davis & Moran 2016, IUCN l.c., Iacona et al. 2017).

Platí přitom, že bychom se měli kromě již zmiňovaného zohlednění fungování v ekosystému přednostně soustředit zejména na nedávno vymizelé druhy. Ani moderní postupy molekulární genetiky neumožňují přečíst DNA starší než 1,5 milionu let (Allentoft et al. 2012). Dávno vymřelé druhy mohou mít z výše uvedených důvodů vážné těžkosti se udržet v současném prostředí, protože se v něm nevyvíjely a nejsou k němu přizpůsobené.

Až dosud se pro oživení soudobými metodami uvažovalo o 20 vyhynulých nebo vyhubených druzích a o přinejmenším stejném počtu poddruhů (Seddon et al. 2014b), pokud nebudeme brát v úvahu spíše kuriózní nápad revitalizovat člověka neandrtálského (Church & Regis 2012). Nejčastěji se v této souvislosti hovoří o severoamerickém holubu stěhovavém (Ectopistes migratorius), tasmánském dravém vačnatci vakovlku (Thylacinus cynocephalus) a mamutu srstnatém. Nejdále zatím pokročilo úsilí oživit mamuty (viz rámeček).

boxmamuti


Opravdu jen proto, že můžeme?
Bez ohledu na mílové kroky genového inženýrství, syntetické biologie a biotechnologií zůstává vymření hranicí, která nemůže být zvrácena. Ani jedna ze tří zmiňovaných metod deextinkce není jednoduchá, levná a vždy přinášející jednoznačné výsledky. Nicméně za určitých velmi vyhraněných podmínek, zejména pokud obnoví vztahy mezi organismy navzájem a organismy a jejich prostředím, v ideálním případě i ztracené ekosystémy, může oživení vymizelých taxonů ochraně přírody prospět.

Nepochybnou prioritou profesionální a dobrovolné ochrany přírody zůstává i nadále úsilí zabránit ubývání volně žijících živočichů ve volné přírodě. Nejúčinnější a mnohdy současně i nejlevnější postup, jak zachovat co nejvíce původních druhů, představuje účinná péče o prostředí.