Seperti merpati penumpang yang terkutuk pada tahun 1914, merpati merah muda Mauritius berdiri di tepi jurang. Setelah menyaksikan semua sepupu merpati lainnya di pulau terpencil ini punah — termasuk dodo, teman satu pulau termasyhurnya yang terakhir terlihat pada tahun 1662 — burung berwarna merah muda ini sekarang memandang ke bawah kerongkongan gelap kepunahan itu sendiri.
Konten terkait
- Alasan Sebenarnya Anda Tidak Harus Mengkloning Anjing Anda
- Bagaimana Para Ilmuwan Menggunakan Gigitan Kecil DNA yang Tersisa untuk Memecahkan Misteri Margasatwa
Setelah Anda turun ke populasi hanya sekitar sembilan orang di tahun 1990-an, burung-burung pejantan kembali ke populasi sekitar 400 hari ini. Tetapi jumlah itu masih cukup kecil untuk membuat mereka rentan. Kurangnya keragaman genetik merpati merah muda telah membuatnya semakin rentan terhadap penyakit penyebab parasit yang disebut trichomonosis, yang membunuh lebih dari setengah anak ayam dan membatasi pertumbuhan populasi.
Untungnya, ini bukan 1662 lagi. Saat ini, alat konservasi yang berkembang dapat membantu menarik burung-burung ini kembali dari jurang kepunahan: penyelamatan genetik. Ini bekerja dengan menambahkan keragaman genetik pada populasi yang tidak pasti ini — dengan memperkenalkan individu-individu tertentu atau, berpotensi, suatu hari nanti secara langsung mengedit gen mereka. Jika berhasil, masa depan merpati ini mungkin sekali lagi cerah seperti bulu-bulunya.
“Kami ingin mencoba memberi mereka alat untuk melawan penyakit ini, ” kata Camilla Ryan, seorang mahasiswa pascasarjana yang mempelajari merpati Mauritius dengan peneliti genomik Matt Clark di Universitas Earlham Inggris. "Burung-burung tidak memiliki jumlah atau potensi keragaman genetik untuk menangani penyakit itu sendiri."
Clark dan Ryan berharap untuk menarik populasi ini kembali dengan menunjukkan gen yang membuat burung-burung ini sangat rentan. Kemudian, mereka akan mencicipi merpati merah muda tawanan di kebun binatang dan taman di seluruh dunia untuk mencari gen yang lebih cocok untuk melawan penyakit, dengan tujuan akhir dari kemungkinan kawin dengan populasi liar. Tim telah menghasilkan data genetik dari 180 merpati merah muda yang berbeda.
Meski demikian, pasangan ini tetap berhati-hati dalam menerapkan teknik yang telah menimbulkan kontroversi sejak mulai menjadi lebih mudah diimplementasikan pada tahun 1990-an, dalam kasus-kasus khas menyelamatkan kumbang Florida dan ayam padang rumput Illinois. Mereka tidak sendirian: Banyak ahli konservasi berpendapat bahwa pendekatan ini dapat menciptakan masalah tak terduga untuk spesies yang berisiko, dan bahwa itu tidak menyelesaikan masalah mendasar yang mendorong begitu banyak spesies ke jurang kepunahan, termasuk hilangnya habitat akibat perkembangan manusia.
Tetapi ketika manusia terus merambah habitat liar dan mengubah pola iklim global, situasi bagi banyak spesies menjadi lebih mengerikan. Sekarang, banyak peneliti beralih ke penyelamatan genetik ini sebagai alat yang layak untuk menarik spesies yang paling rentan ini dari ambang kepunahan. Di masa depan yang lebih jauh, beberapa ilmuwan berpikir kita mungkin bisa melangkah lebih jauh, memodifikasi hewan secara genetik untuk menjadi lebih cocok dengan lingkungan mereka yang berubah dengan cepat.
Tapi jangan terlalu mendahului diri kita sendiri. Untuk saat ini, para ilmuwan fokus pada mengasah alat genomik mereka.
Menyilangkan burung tawanan dengan populasi burung liar dapat memiliki efek campuran pada genomnya. Merpati batu domestik ini terbang tinggi di atas Hurlstone Park, pinggiran kota Sydney. (Toby Hudson) Ketika populasi seperti merpati merah muda menyusut hingga dua atau bahkan satu digit, mereka mengalami sesuatu yang disebut depresi inbreeding. Pada dasarnya, itu berarti mereka kurang memiliki keragaman dalam kumpulan gen mereka, yang membuatnya lebih sulit bagi mereka untuk mengalahkan tantangan di lingkungan mereka. Tanda-tanda ini telah ditemukan pada banyak spesies, termasuk populasi serigala yang terisolasi di Michigan di mana individu mulai mengembangkan postur melengkung yang tidak biasa dan ekor yang pendek — kemungkinan indikator kesehatan yang buruk.
Sekarang, Ryan dan Clark mencari sampel jaringan bersejarah dari lima museum di seluruh Eropa untuk mencari gen yang mungkin pernah dimiliki merpati merah muda untuk melawan penyakit sebelum depresi inbreeding terjadi. Tim kemudian akan mencari burung penangkaran yang mungkin telah memelihara gen-gen yang membantu sejarah ini untuk mengawinkan mereka dengan populasi liar.
Kedengarannya cukup mudah, bukan? Sayangnya, bermain dewa genetis tidak sesederhana itu.
Setiap genotipe yang Anda perkenalkan ke populasi yang ada hadir dengan pro dan kontra sendiri. Jadi tim harus berhati-hati untuk tidak memasukkan masalah baru ke dalam sistem kekebalan burung liar, kata Clark. “Anda bisa membiakkan populasi yang sangat berhasil melawan Trichomonas, tetapi apa yang telah Anda lakukan secara tidak sengaja mengurangi jumlah keanekaragaman dalam sistem kekebalan tubuh, ” kata Clark.
Jika itu yang terjadi, ia menambahkan, penyakit baru yang tidak mereka persiapkan secara teoritis dapat menyerang dan memusnahkan seluruh populasi.
Mengawinkan burung tawanan dengan burung liar juga berisiko memperkenalkan gen yang telah berevolusi dari burung tawanan untuk bertahan hidup di penangkaran, melemahkan kemampuan burung liar untuk bertahan hidup di alam liar. “Dengan mencoba membantu mereka, Anda membuatnya lebih buruk, ” kata Clark. Ancaman ini, yang disebut outbreeding depression, menimbulkan kerutan di antara para ahli biologi konservasi dan merupakan argumen utama yang menentang penggunaan penyelamatan genetik secara lebih luas.
Florida panther adalah ciri khas bagaimana penyelamatan genetik dapat membantu menarik spesies dari ambang kepunahan. (Layanan Ikan dan Margasatwa AS) Namun terlepas dari risiko-risiko ini, beberapa kisah sukses telah menunjukkan bahwa penyelamatan genetik dapat bekerja. Salah satu kisah sukses utama yang ditunjukkan oleh para konservasionis adalah Florida panther.
Kucing besar dan ikonik ini pernah bersembunyi di Amerika Serikat bagian tenggara dalam jumlah besar, menikmati statusnya sebagai predator teratas dan anggota penting ekosistem. Tetapi pada tahun 1970-an, hilangnya habitat dan perburuan telah menyusut populasi menjadi antara 12 dan 20 orang dewasa. Tidak hanya jumlah mereka suram, tetapi hampir semua macan jantan menunjukkan tanda-tanda depresi perkawinan sedarah, termasuk testis yang tidak turun, ekor berkerut, dan jumlah sperma yang rendah.
Para konservasionis tidak ingin melihat kucing ini — yang membantu menjaga populasi ekor rusa putih, babi hutan, dan hewan pemangsa lainnya dalam pengawasan — punah. Jadi pada tahun 1995, Layanan Ikan dan Margasatwa AS bekerja dengan tim peneliti untuk memindahkan delapan singa gunung betina dari Texas untuk kawin dengan ikan kumbang Florida. Mereka berharap singa gunung, yang merupakan subspesies dari macan kumbang, akan merevitalisasi gen pool dan meningkatkan ukuran populasi.
Stuart Pimm, seorang ahli ekologi konservasi di Universitas Duke, mengatakan ia memiliki keraguan pada awalnya. Jika Anda mencoba menyelamatkan spesies yang menjadi sangat langka sehingga menunjukkan kerusakan genetik, ia percaya, maka sudah terlambat untuk menyelamatkan mereka. Banyak rekannya setuju. "Anda merawat gejala daripada penyebabnya, " kata Pimm, mengutip hilangnya habitat sebagai penyebab utama dalam kasus ini.
Tetapi para peneliti melanjutkan, dan mengawetkan macan kumbang dan singa gunung. Hebatnya, upaya mereka tampaknya berhasil. Populasi macan kumbang tumbuh dan generasi berikutnya tampak bebas dari ekor yang keriput, tentakel yang tidak turun, dan tanda-tanda lain dari perkawinan sedarah. “Semua hal itu hilang, ” kata Pimm. Sepuluh tahun kemudian, Pimm menjalankan studi lanjutan yang menunjukkan bahwa mereka telah mempertahankan populasi yang tumbuh bebas dari tanda-tanda depresi perkawinan sedarah ini.
“Itu cepat, itu adalah proses yang sangat efektif, ” katanya sekarang.
Kisah sukses lainnya muncul di tahun 1990-an. Populasi ayam padang rumput yang besar tumbuh untuk pertama kalinya dalam beberapa dekade (meskipun penelitian yang lebih baru mempertanyakan peran penyelamatan genetik dalam keberhasilan ini), bersama dengan penambah Swedia, ular berbisa yang telah menderita perkawinan sedarah. Hari ini, Pimm telah mengubah nadanya: Dia sekarang percaya penyelamatan genetik dapat menjadi alat yang sangat baik dalam kotak alat konservasi, dan sedang mempertimbangkan menggunakannya untuk melindungi predator top lainnya, termasuk singa di Afrika.
Florida panther telah menjadi ikon keberhasilan penyelamatan genetik. (Michaelstone428) Karena para peneliti di seluruh dunia mempertimbangkan untuk menerapkan penyelamatan genetik, mereka harus lebih memahami bagaimana risiko depresi perkawinan silang dapat berbeda dari satu spesies ke spesies lainnya. Sayangnya, karena penyelamatan genetik sangat kontroversial, ada beberapa kasus yang dapat menawarkan informasi ini.
Bahkan kisah-kisah sukses macan kumbang, ayam, dan adders memiliki informasi terbatas mengenai bagaimana mekanisme tersebut dapat berpindah dari satu spesies ke spesies lain, kata Andrew Whiteley, seorang peneliti genomik konservasi di University of Montana. Itu sebagian karena kasus-kasus ini tidak dilakukan secara sistematis — mereka lebih merupakan upaya terakhir untuk menyelamatkan spesies yang terancam punah.
"Itu dilakukan sebagai tanggapan atas keprihatinan manajemen yang mendesak, mereka tidak benar-benar dilakukan untuk menguji konsep penyelamatan genetik dengan cara yang ketat secara eksperimental, " kata Whiteley. "Jadi ketidakpastian itu akan tetap ada."
Bekerja untuk mengisi celah-celah pengetahuan itu, Whitely telah melakukan eksperimen dengan brook trout — spesies yang lebih mudah dipelajari secara eksperimental daripada pemangsa besar — di mana timnya telah memindahkan ikan ke empat populasi berbeda yang terisolasi dan memperkenalkan ikan dari tempat lain untuk kawin dengan mereka. Hasil awal menunjukkan bahwa putaran pertama perkawinan berhasil, tetapi ukuran nyata keberhasilan akan datang dengan kemampuan generasi kedua untuk bertahan hidup dan bereproduksi — di sinilah gejala depresi outbreeding cenderung muncul.
Dia berencana untuk melakukan penilaian komprehensif kemampuan generasi kedua untuk bertahan hidup dan bereproduksi, membangun apa yang disebut silsilah untuk melihat bagaimana gen mengalir melalui sistem. "Dan pada akhirnya gali dengan genomik untuk memahami pada tingkat genom apa yang terjadi ketika pulsa aliran gen ini memasuki populasi kecil ini, " kata Whiteley. "Itu adalah tipe data yang kita butuhkan untuk dapat membuat rekomendasi yang solid."
Menyilangkan burung tawanan dengan populasi burung liar dapat memiliki efek campuran pada genomnya. Di sini, seekor burung merpati liar sedang terbang. (Alan D. Wilson) Jika bentuk tradisional penyelamatan genetik dianggap kontroversial, iterasi yang baru berkembang akan seperti memulai keributan yang jauh lebih keras. Saat ini, para ahli biologi sedang mempertimbangkan untuk bermain-main dengan genom hewan, dengan merekayasa genetika mereka untuk memiliki sifat-sifat tertentu.
Robert Fleischer, kepala Center for Conservation Genomics di National Zoo & Conservation Biology Institute Smithsonian, sedang mempertimbangkan opsi ini untuk membuat burung di Hawaii tahan atau toleran terhadap malaria burung, patogen yang diperkenalkan manusia yang menghancurkan banyak populasi burung Hawaii saat ini. Tetapi para peneliti dalam kelompoknya dan di tempat lain mengatakan mereka hanya dalam tahap awal menyelidiki teknik ini.
"Kami belum berada pada tahap melakukan penyelamatan, kami hanya menetapkan tahap untuk melakukan itu di masa depan jika itu akan berhasil, " kata Fleischer.
Oliver Ryder, direktur Conservation Genetics di San Diego Zoo Global, mengatakan teknik-teknik ini suatu hari nanti bisa terbukti sangat berharga, tetapi diskusi yang lebih luas tentang etika dan logistik perlu didahulukan. Dalam diskusi itu, para peneliti perlu menimbang risiko yang terkait dengan setiap kasus — termasuk risiko bahwa upaya itu tidak akan berhasil.
"Terlepas dari upaya, patogen akan menemukan jalan di sekitar solusi atau rekayasa, " kata Ryder, "sehingga semua upaya tidak akan cukup untuk menjaga spesies dari kepunahan."
Ryder terlibat dalam upaya yang lebih luas untuk mengembangkan pendekatan penyelamatan genetik lainnya, dan tertarik menggunakannya untuk menyelamatkan Badak Putih Utara. Teknik, yang masih bertahun-tahun lagi, akan menggunakan teknologi sel induk untuk menghasilkan telur dan sperma dari sel-sel Badak Putih Utara beku yang disimpan di San Diego Zoo Global. Timnya juga mencari ke dalam menggunakan sperma beku untuk membuat embrio dari telur yang diperoleh baik dari betina hidup terakhir atau melalui teknik sel induk. Mereka kemudian secara teoritis akan mentransfer embrio ke badak yang terkait erat, yang akan berfungsi sebagai pengganti.
Badak ini adalah kandidat yang sempurna untuk pendekatan semacam itu, sebagian karena hanya ada tiga individu yang tersisa yang semuanya tidak dapat berkembang biak secara alami, kata Ryder. "Badak Putih Utara secara fungsional punah, " kata Ryder. "Satu-satunya cara untuk mencegahnya menjadi punah adalah dengan menyelamatkan secara genetik menggunakan teknologi genetika dan reproduksi canggih."
Untuk saat ini, para peneliti umumnya sepakat bahwa penyelamatan genetik tradisional tanpa modifikasi genetik menawarkan solusi konservasi paling cepat. Namun, itu tidak akan pernah menjadi solusi untuk menyelamatkan populasi yang merosot. Alih-alih, ia menawarkan peluang kesenjangan untuk menangani masalah-masalah lain di atasnya seperti mengurangi isolasi dan meningkatkan habitat, kata Chris Funk, seorang peneliti di Colorado State University yang telah melakukan studi tentang ikan guppy Trinidadian untuk melacak kapan dan bagaimana depresi outbreeding dapat muncul.
Funk, seperti Pimm, mula-mula menyebut dirinya skeptis — bukan karena ia tidak percaya penyelamatan genetik bisa berhasil, tetapi karena ia menganggap dirinya seorang purist ketika menyangkut konservasi. Tetapi karena semakin banyak populasi menjadi terisolasi dan terancam oleh meningkatnya tekanan dan perkembangan manusia, dia mengatakan dia telah menyadari bahwa beberapa kompromi mungkin diperlukan. "Ada banyak bukti yang dapat bekerja dalam banyak situasi, " kata Funk.
"Kita tidak akan memiliki kemewahan untuk memiliki sikap yang murni ini, " lanjutnya. “Jika kita ingin populasi ini berada di bentang alam, kita harus menggunakan penyelamatan genetik untuk menjaga mereka agar tidak punah.”
