آیا دانشمندان واقعاً گرگ وحشت را به زندگی بازگردانده اند؟

به گزارش خبرگزاری تیکسر و براساس گزارش زومیت مجموعه تلویزیونی «بازی تاج وتخت» به شناخته شدن گرگ های وحشت یا دایرولف ها کمک کرد اما این موجودات صرفا ساخته وپرداخته ی داستان های علمی-تخیلی نیستند. گرگ وحشت حیوانی واقعی بود که حدود ده هزار سال پیش منقرض شد.

روز دوشنبه شرکت زیست فناوری کولوسال مستقر در دالاس تگزاس اعلام کرد که با تولد دو توله در ماه اکتبر گذشته و توله ای دیگر در ژانویه امسال موفق به احیای گرگ وحشت شده است. این شرکت پیش تر نیز اعلام کرده بود موفق به ایجاد موش پشمالو یا موشی شده است که ژنوم آن به گونه ای ویرایش شده تا خز قهوه ای و پرپشتی مشابه خز ماموت های پشمالو منقرض شده داشته باشد.

مجله تایم خبر انقراض زدایی گرگ وحشت را با نوشتن تیتر «منقرض شده» و خط زدن روی آن به طور ویژه پوشش داد. تصویر جلد تایم را ایلان ماسک میلیاردر آمریکایی در صفحه خود در شبکه اجتماعی ایکس منتشر کرد و بلافاصله بسیاری از خبرگزاری ها و افراد شروع به صحبت درباره ی بازگشت گرگ وحشت کردند. بااین حال بسیاری از دانشمندان می گویند آنچه کولوسال خلق کرده درواقع گرگ وحشت نیست بلکه  گرگ خاکستری است که ژنوم آن ویرایش شده تا ویژگی هایی شبیه گرگ وحشت پیدا کند.

گرگ های وحشت چه جانورانی بودند؟

گرگ های وحشت (Aenocyon dirus) گوشتخوارانی بودند که در طول دوره های پلیستوسن و هولوسن اولیه (حدود ۲۵۰ هزار تا ۱۰ هزار سال پیش) در مناطقی که امروزه به عنوان آمریکای شمالی و جنوبی شناخته می شوند زندگی می کردند. این موجودات نخستین بار در دهه ۱۸۵۰ توصیف شدند و فسیل های آن ها در سرتاسر قاره های آمریکا یافت شده است.

طول گرگ های وحشت به ۱٫۸ متر می رسید و فک و جمجمه بزرگی داشتند که به آن ها کمک می کرد حیوانات بزرگی مثل ماستودون ها و گاومیش ها را شکار کنند. به نظر می رسد گرگ های وحشت به دلیل از بین رفتن طعمه هایشان خودشان نیز منقرض شدند.

آیا گرگ های وحشت خویشاوند گرگ های امروزی بودند؟

گرگ وحشت احیاشده روی جلد مجله تایم.

پیش از این به دلیل شباهت ساختار استخوانی دانشمندان فکر می کردند گرگ های وحشت از بستگان نزدیک گرگ های خاکستری امروزی بوده اند. اما مطالعه ای در سال ۲۰۲۱ نشان داد گرگ های وحشت به شاخه تکاملی خیلی قدیمی تری از سگ ها تعلق دارند.

شباهت هایی که بین گرگ های وحشت و گرگ های خاکستری وجود دارد مثال خوبی از تکامل همگرا است. تکامل همگرا زمانی اتفاق می افتد که به علت سبک زندگی مشابه دو گونه به طور جداگانه ویژگی های مشابهی پیدا کنند.

بث شاپیرو مدیر ارشد علمی شرکت کولوسال و یکی از نویسندگان مقاله ۲۰۲۱ می گوید کار اخیر این شرکت براساس همان یافته ها استوار است. این بار دانشمندان توانستند DNA را از دندانی ۱۳ هزار ساله و جمجمه ای ۷۲ هزار ساله استخراج کنند که اطلاعات ژنومی کامل تری نسبت به نمونه های مورد استفاده در مطالعه منتشرشده در سال ۲۰۲۱ ارائه دادند. شاپیرو می گوید نتایج نشان می دهند گرگ وحشت حاصل ترکیب دو شاخه باستانی و اکنون منقرض شده از خانواده سگان بوده است.

گرگ های وحشت به دلیل از بین رفتن طعمه هایشان خودشان نیز منقرض شدند

نزدیک ترین خویشاندان امروزی گرگ های وحشت گرگ ها کایوت ها و سگ های جنگلی هستند. یافته های جدید نشان می دهند گرگ های وحشت و گرگ های خاکستری  ۹۹٫۵ درصد شباهت ژنتیکی دارند. این یافته ها قرار است به زودی به شکل پیش انتشار در پایگاه داده آرکایو منتشر شوند و سپس مورد داوری همتا قرار بگیرند.

کولوسال بایوساینس چه حیوانی خلق کرده است؟

شاپیرو و تیمش پس از بررسی ژنوم گرگ وحشت ۲۰ نقطه از ۱۴ ژن در ژنوم گرگ خاکستری امروزی (Canis lupus) را ویرایش کردند و ۱۵ واریانت مختص گرگ وحشت منقرض شده را در ژنوم گرگ وحشت ایجاد کردند. کولوسال ژن هایی را هدف قرار داد که بر ظاهر گرگ ها تاثیر داشتند. بااین حال هیچ یک از ژن های باستانی گرگ وحشت به طور مستقیم وارد ژنوم نشدند.

دو توله گرگ وحشت در سه ماهگی.

دانشمندان شرکت کولوسال ژن هایی را ویرایش کرده اند که ویژگی هایی مانند رنگ و ضخامت خز اندازه بدن و همچنین شکل گوش جمجمه و صورت را تحت تأثیر قرار می دهند. آن ها برای این کار از مفهوم گونه های مورفولوژیکی استفاده کرده اند؛ به این معنا که ویژگی های ظاهری و فیزیکی موجودات را به عنوان معیار مشخص کننده گونه ها درنظر گرفته اند.

شاپیرو می گوید خلق موجودی که ازنظر ژنتیکی کاملاً مشابه با گرگ وحشت باستانی باشد ازطریق ویرایش ژن امکان پذیر نیست؛ زیرا نمی توان ویرایش های ژنی فراوان را به طور همزمان انجام داد. اما درعین حال هدف آن ها هم ایجاد چنین موجودی نبوده است. شاپیرو توضیح می دهد هدفشان این نیست که دقیقاً موجودی کاملاً مشابه با گونه های منقرض شده بسازند بلکه می خواهند نسخه هایی از این گونه ها ایجاد کنند که عملکرد مشابهی داشته باشند.

محیط زیست به گونه ای تغییر کرده که دیگر برای موجودات بزرگی مانند گرگ های وحشت مناسب نیست

برخی از دانشمندان با دیدگاه شاپیرو مخالف اند. ژاکلین گیل دیرین بوم شناس در دانشگاه مین که پیش تر با شاپیرو همکاری داشته اما در پروژه جدید حضور نداشته است می گوید: «این گرگ خاکستری ویرایش شده ژنتیکی است. من در بدنم بیش از ۱۴ ژن نئاندرتال دارم اما کسی مرا نئاندرتال نمی داند.»

گیل معتقد است توله های گرگ وحشت هیچ خصوصیتی ندارند که باعث شود درک بهتری از این موجودات به دست آوریم. او می گوید برای درک موجودات عصر یخبندان فقط ظاهر یا غذای آن ها مهم نیست بلکه باید بدانیم آن ها در اکوسیستم های قدیمی چه نقشی داشتند. برخی از این ویژگی ها به صورت ژنتیکی در آن ها وجود دارد اما برخی دیگر فرهنگی هستند و از نسلی به نسل منتقل می شوند.

گیل می گوید حتی اگر پروژه بازگرداندن گرگ های وحشت به نوعی موفقیت آمیز باشد در بهترین حالت گام کوچکی به سمت احیای گونه های منقرض شده است. حتی اگر دانشمندان بتوانند گرگ وحشتی دقیقا شبیه به نوع منقرض شده ی آن را شبیه سازی کنند این سوال مهم به وجود می آید که «با این موجود چه کار خواهیم کرد؟»

از چپ به راست: بث شاپیرو مدیر ارشد علمی شرکت کولوسال جرج چرچ ژنتیک دان هاروارد و بن لم موسس کولوسال درحالی که توله ها را در دست دارند.

پیامدهای حفاظتی این کار چیست؟

گرگ هایی که توسط کولوسال خلق شده اند در منطقه حفاظت شده بزرگی در مکانی ناشناخته در شمال ایالات متحده نگهداری می شوند.  

درحال حاضر شرکت کولوسال برنامه ای برای تلاقی و تکثیر این گرگ ها ندارد. آن ها درحال انجام مطالعات امکان سنجی درمورد خلق تعداد بیشتری گرگ و اهدای آن ها به قبایل بومی هستند که  به نگهداری آن ها در مناطق حفاظت شده در اراضی قبیله ای علاقه مند هستند.

گیل می گوید تصور بازگرداندن گرگ های وحشت به محیط های طبیعی فراتر از این حد بسیار سخت است. او توضیح می دهد که بزرگ ترین حیوانات زنده امروزی در دوره پلیستوسن اندازه ای متوسط داشتند یعنی اکوسیستم های امروزی به اندازه آن زمان برای زندگی گرگ های وحشت مناسب نیستند. او می افزاید محیط زیست زمین به گونه ای تغییر کرده که دیگر برای موجودات بزرگ مانند گرگ های وحشت مناسب نیست. او اشاره می کند که درحال حاضر نیز نگهداری و حمایت از جمعیت شکارچیان بزرگ مانند گرگ های خاکستری برای محافظان محیط زیست دشوار است. بنابراین تصور اینکه چگونه می توان از گرگ های وحشت در طبیعت استفاده کرد سخت است.

گرگ های وحشت در منطقه حفاظت شده در مکانی ناشناخته نگهداری می شوند.

تکنیک های ویرایش ژنی که تیم کولوسال برای خلق گرگ های وحشت استفاده کرده اند ممکن است در زمینه ی حفاظت از گونه ای دیگر مفید باشند: گرگ سرخ که درمعرض خطر انقراض قرار دارد.

گرگ های سرخ که قبلاً در نواحی وسیعی از ایالات متحده زندگی می کردند تعدادشان در قرن بیستم به دلیل شکار و از دست رفتن زیستگاه ها کاهش یافت. این گونه در سال ۱۹۸۰ در طبیعت منقرض اعلام شد اما آن ها بعدها با استفاده از برنامه تکثیر در اسارت دوباره به طبیعت بازگردانده شدند.

همانند بسیاری از گونه های در خطر انقراض تنوع ژنتیکی جمعیت گرگ های سرخ کم است. بنابراین پروژه هایی در دست پیگیری هستند که در آن ها ازطریق نمونه برداری از پوست حیوانات مواد ژنتیکی جمع آوری و در بانک های ژنی ذخیره می شود. این کار برای افزایش تنوع ژنتیکی در جمعیت های باقی مانده و کمک به حفظ گونه ها انجام می شود.

شاپیرو توضیح می دهد که در روش کولوسال که از نمونه گیری خون معمولی استفاده می شود سلول هایی حاصل می شوند که برنامه ریزی مجدد آن ها راحت تر از برنامه ریزی مجدد سلول هایی است که از پوست گرفته می شوند. بنابراین این روش می تواند برای افزایش تنوع ژنتیکی در جمعیت گرگ های سرخ مؤثرتر باشد.

شرکت کولوسال از تکنیک «ویرایش باز» یا «Base Editing» استفاده کرده است. که نسخه به روزشده ای از روش کریسپر برای تغییر ژن ها محسوب می شود. شرکت امیدوار بود هر ویرایش اضافی حتی اگر فقط تغییر یک حرف از یک ژن باشد باعث شود حیوان نهایی کمی بیشتر شبیه گرگ وحشت شود.

طبق توضیحات شاپیرو تمام تغییراتی که در دی ان ای انجام شده به طور خاص روی قسمت هایی از دی ان ای که به افزاینده (enhancers) معروف است اعمال شده است. این توالی ها بر میزان بیان ژن ها تاثیر می گذارند.  در این روش تغییرات عمده ای در خود ژن ها ایجاد نمی شود (که باعث تغییر در پروتئین های تولیدی شود) بلکه به طور ملایم تری روی بخش هایی از دی ان ای که کنترل کننده فعالیت ژن ها هستند کار می شود. دانشمندان به کمک این روش توانستند ویژگی خاص و برجسته ای که قرار بود وجه تمایز این حیوانات باشد یعنی پوشش سفید و درخشان را در آن ها ایجاد کنند.

دانشمندان مستقل: تغییرات ایجادشده در گرگ ها به اندازه ای نیست که گرگ خاکستری را به  گرگ وحشت تبدیل کند

شاپیرو توضیح می دهد که براساس کد ژنتیکی شاید گرگ های وحشت پوشش روشنی داشتند اما ژن هایی که باعث رنگ روشن پوشش می شوند با مشکلاتی مانند زالی ناشنوایی و کوری همراه هستند. بنابراین دانشمندان نمی خواستند این بیماری ها در گرگ ها ایجاد شود.

دانشمندان کولوسال به جای ایجاد تغییرات دقیق ژنتیکی مشابه آنچه در گرگ های وحشت وجود داشت دو ژن را کاملاً غیرفعال کردند. در سگ ها و سایر گونه ها وقتی این ژن ها وجود نداشته باشند پوست یا موهای روشن تری رشد می کند.

گرگ های وحشت با رنگ خز مایل به قرمز دربرابر گرگ های خاکستری. این تصویر که اثر ماوریسیو آنتون هنرمند تصویرساز در سال ۲۰۲۰ است با مشورت پژوهشگرانی طراحی شده که فکر می کنند این حیوانات احتمالاً فراتر از آنچه تصور می شد خز قرمزرنگ داشتند.

عکاس: Mauricio Anton

مایرین بالیسی دانشمندی که فسیل گرگ های وحشت را مطالعه می کند شک دارد که پوشش سفید واقعاً ظاهر واقعی گرگ های وحشت را نشان دهد. او توضیح می دهد که داشتن پوشش سفید شاید در محیط برفی منطقی باشد اما یکی از مناطقی که گرگ های وحشت بیشتر در آنجا زندگی می کردند اطراف لس آنجلس و چاله های قیر بود. این منطقه حتی در دوران یخبندان هم محیطی برفی نبوده؛ بنابراین پوشش سفید احتمالاً با محیط آن ها هم خوانی نداشته است.

برخی از دانشمندان با ادعای شرکت مبنی بر اینکه این حیوانات جدید نسخه احیاشده گرگ های وحشت  هستند مخالف هستند. دلیل آن ها این است که گرگ های وحشت و گرگ های خاکستری دو  گونه کاملاً متفاوت با فاصله ژنتیکی زیاد هستند.

دانشمندان مستقل فکر نمی کنند تغییرات ایجادشده در گرگ ها به اندازه ای باشند که گرگ خاکستری را به  گرگ وحشت تبدیل کنند و برای این تبدیل احتمالا به صدها یا هزاران تغییر نیاز است.

یکی از مباحثی که در زیست شناسی وجود دارد این است که آیا تفاوت های کوچک زیادی که در یک گونه وجود دارد باعث تمایز آن از گونه های دیگر می شود یا تعداد کمی تفاوت بزرگ و تاثیرگذار کافی است تا گونه متفاوت به نظر برسد.

برخی از ژن ها اثرات بزرگ و قابل مشاهده ای دارند (برای مثال تغییر یک ژن می تواند سگ را بدون مو کند) اما ممکن است تغییرات کوچک زیادی نیز وجود باشند که تفاوت در اندازه و ظاهر بین یک سگ نژاد دانمارکی بزرگ و نژاد ریزاندام چی واوا  را توضیح دهند.

حتی اگر بتوانیم تغییرات ژنتیکی را شناسایی کنیم که باعث تفاوت های ظاهری در حیوانات می شود درمورد رفتار آن ها به مشکل برمی خوریم. هنوز درک کمی از این موضوع وجود دارد که چه تغییرات ژنتیکی می تواند باعث تغییر در رفتار حیوان شود. از سوی دیگر امکان درک رفتار حیوانی که منقرض شده از روی ژنوم آن ممکن نیست.

ده نفر از کارکنان که از گرگ های وحشت مراقبت می کنند می توانند این حیوانات را از نزدیک مشاهده کنند اما حالا که آن ها بزرگ شده اند دیگر نمی توانند مانند زمانی که توله بودند به راحتی آن ها را مدیریت کنند.

آینده ی حیوانات خلق شده هنوز مشخص نیست و کسی نمی داند آن ها چه نقشی در حفاظت از طبیعت یا گونه ها خواهند داشت. به علاوه بن لَم مدیرعامل کولوسال می گوید هدف او از این پروژه کسب سود نیست. لم در مصاحبه ای با ام آی تی تکنولوژی ریویو اظهار داشت: «ما از گرگ های وحشت کسب درآمد نمی کنیم؛ این موضوع بخشی از برنامه تجاری ما نیست. این حیوانات برای بازدید عمومی نیز به نمایش گذاشته نخواهند شد چرا که ما در حوزه جاذبه های توریستی یا نمایشی فعالیت نمی کنیم.»

۲۲۷۲۲۷