Milioni di anni fa i tilacini, noti anche come tigri della Tasmania, erano diffusi in tutta l’Australia. Delle dimensioni di un coyote americano, queste creature simili a cani con il mantello a strisce sono scomparse dalla terraferma circa 2000 anni fa. Rimasero in Tasmania fino agli anni ’20, quando furono massacrati dai colonizzatori europei che li vedevano come una minaccia per il bestiame.
“È stata un’estinzione provocata dall’uomo: i coloni europei sono venuti in Australia e hanno brutalmente cancellato questo animale“, afferma Andrew Pask, genetista dell’Università di Melbourne.
Pask è a capo di un team di scienziati che, insieme alla società Colossal Biosciences, mirano a ricreare la creatura simile a un lupo e riportarla al mondo.
Grazie ai recenti progressi della genetica, vale a dire l’avvento della tecnologia di editing genetico Crispr-Cas9, il tilacino non è l’unica specie perduta che potremmo presto rivedere. Quindi, come funziona la scienza della de-estinzione e che tipo di questioni etiche solleva?
Nel caso del tilacino, il primo passo è il sequenziamento del DNA dell’animale estinto, il progetto genetico contenuto in ogni singola cellula del corpo. Pask lo ha fatto nel 2017. “La cosa grandiosa del tilacino è che, poiché era un marsupiale così importante, ogni grande museo ne voleva uno nella propria collezione, quindi ci sono centinaia di campioni in tutto il mondo, e alcuni sono eccezionalmente ben conservati“, afferma Pask.
“Il nostro campione era un cucciolo prelevato dal marsupio della madre. Hanno sparato alla mamma e hanno immediatamente messo il cucciolo nell’alcol, che preserva il DNA. Quello è stato l’esemplare miracoloso e il Santo Graal per noi in termini di capacità di costruire davvero quel genoma“.
Anche se è in buone condizioni, il DNA non è completamente integro. Nel corso del tempo, l’esposizione ai raggi UV e l’azione dei batteri scompongono il DNA in piccoli frammenti. Più vecchio è il campione, più piccoli sono i frammenti lasciati indietro, finché alla fine non ne rimane abbastanza ( per questo motivo, non c’è alcuna possibilità di riportare indietro un dinosauro).
Ciò lascia agli scienziati il compito apparentemente impossibile di capire come si incastrano i vari frammenti di DNA, un compito paragonabile al completamento di un enorme puzzle senza l’utile immagine sulla parte anteriore della scatola.
Fortunatamente, un piccolo marsupiale delle dimensioni di un topo chiamato dunnart è stato in grado di fornire un progetto. “Abbiamo trovato il parente vivente più vicino al tilacino, che era il dunnart“, dice Pask. Dunnart e tilacini condividono il 95% del loro DNA, che si ritiene sia altamente conservato, il che significa che non è cambiato molto nel tempo.
“Abbiamo sequenziato il genoma del dunnart e lo abbiamo confrontato con quello del tilacino, poi li abbiamo sovrapposti e abbiamo capito dove era diverso“, dice Pask.
Tuttavia, conoscere il DNA di un animale semplicemente non è sufficiente per riportarlo indietro. La fase successiva prevede la modifica dei geni del dunnart in modo che corrispondano a quelli del tilacino. Questo può essere fatto con Crispr-Cas9, il metodo di modifica del genoma vincitore del Premio Nobel. “Iniziamo con le cellule viventi del dunnart e iniziamo a modificare tutti questi cambiamenti, quindi essenzialmente progettiamo o trasformiamo quella cellula dunnart in una cellula di tilacino vivente con cromosomi tilacini al suo interno“, afferma Pask.
In precedenza, l’editing genetico non era abbastanza avanzato per poter cambiare tutte le diverse sequenze in DNA di tilacino in una volta sola. Con milioni di modifiche necessarie, si presumeva che i ricercatori avrebbero dovuto dare la priorità alle sequenze di DNA più importanti, producendo un genoma animale che non era esattamente lo stesso di quello estinto. Pask ritiene che ciò non sarà più necessario. “Queste tecnologie sono efficienti ma nessuno l’ha mai fatto su questa scala prima perché la tecnologia di modifica del DNA non era abbastanza buona o abbastanza veloce. Ma ora abbiamo fatto molta strada e abbiamo ha avuto investimenti significativi per cercare di far funzionare tutto questo.”
Una volta che i ricercatori hanno una cellula di tilacino, devono ancora trasformarla in un embrione in via di sviluppo e quindi impiantarla nell’utero di un parente stretto vivente. Sembra facile ma non lo è. “Abbiamo già prodotto cellule staminali marsupiali. Ora stiamo mettendo quelle cellule staminali in embrioni per vedere se riusciamo a farle sviluppare in un intero animale vivente“.
COS’È CRISP?
Crispr-Cas9 è stato sviluppato dalle scienziate vincitrici del premio Nobel Emmanuelle Charpentier e Jennifer A Doudna nel 2012. La tecnologia sfrutta una serie di forbici genetiche che fanno parte di un meccanismo di difesa utilizzato dai batteri. Quando incontrano una potenziale minaccia virale, copiano e incollano parte del DNA dell’attaccante nel proprio genoma per creare forbici genetiche che fanno scivolare solo quella sequenza esatta. Questa scoperta ha trasformato la velocità e il costo della modifica dei geni, consentendo agli scienziati di eliminare con precisione sezioni di DNA e creare tagli dove possono inserire nuovi geni.
Non servirà solo per il tilacino. Frammenti conservati di DNA di mammut lanoso trovati congelati nella tundra artica indicano che questo grande mammifero potrebbe essere resuscitato. La maggior parte dei mammut lanosi si estinse circa 10.000 anni fa.
Gli scienziati dei Colossal Laboratories and Bioscience, cofondati da ricercatori dell’Università di Harvard, stanno usando Crispr per fondere frammenti di DNA di mammut nel genoma dell’elefante asiatico, il parente vivente più stretto del mammut. L’ibrido risultante, noto come “mammofante“, sarebbe adattato alla fredda tundra siberiana e potrebbe aiutare a colmare il vuoto ecologico lasciato dal mammut quando si estinsero.
Ci sono, tuttavia, limitazioni con la tecnologia e ostacoli che devono ancora essere superati.
“Molti attributi che abbiamo negli animali viventi richiedono diverse copie di geni, ma non è facile dire guardando un genoma ricostruito quanti sono necessari“, afferma Michael Archer, paleontologo presso l’Università del New South Wales a Sydney, Australia.
Tuttavia, la ricostruzione del genoma non è l’unico metodo che gli scienziati potrebbero utilizzare per resuscitare animali estinti.
L’ uro, un tipo di mucca preistorica, è oggetto di antiche pitture rupestri in tutto il mondo. Un tempo vagava per le pianure d’Europa ed era alto come un elefante. Si estinse nel 1600. Sebbene scomparsi da tempo, i geni dell’uro possono ancora essere trovati in varie razze di bovini in tutto il continente, con discendenti in Spagna, Portogallo, Italia e nei Balcani. I genetisti stanno ora incrociando queste specie per produrre una prole più vicina alle qualità di un uro.
Un’altra idea è quella di clonare essenzialmente l’animale morto prendendo il nucleo da una cellula intatta e poi trasferendolo nell’uovo di un parente stretto nella speranza che si formi un embrione. Il problema è che serve una cellula completa per farlo e le cellule si rompono rapidamente dopo la morte. Un animale come il tilacino, morto quasi cent’anni fa, semplicemente non può essere riportato in vita in questo modo.
Ma potrebbe essere un’opzione per le specie estinte di recente.
Nel 2003, i ricercatori hanno clonato con successo uno stambecco dei Pirenei, un tipo di capra che si è estinto negli anni ’90. Purtroppo, il cucciolo è morto per un difetto polmonare poco dopo la nascita.
Archer sta attualmente utilizzando una variazione della tecnologia di clonazione per riportare in vita la rana cova gastrica meridionale, una specie originaria del Queensland, estintasi nel 1983. La creatura aveva un bizzarro metodo di riproduzione poiché inghiottiva le sue uova fecondate e usava il suo stomaco come sorta di grembo materno.
Nel 2013, ha completato il primo passo, trasferendo il nucleo da una cellula di rana congelata nell’uovo vuoto di un anfibio strettamente imparentato. Qui le cellule iniziarono a dividersi e si formò un embrione. “L’abbiamo fatto molte centinaia di volte e non funzionava, poi, improvvisamente, abbiamo visto al microscopio questo embrione ibrido iniziare a dividersi ed è stato molto eccitante“, dice Archer.
Dopo questo entusiasmo iniziale, tuttavia, il progetto è inciampato quando nessuno degli embrioni si è sviluppato in girini o rane. “Gli embrioni di rana si sono sviluppati in una palla di cellule, che è il normale sviluppo embrionale, ma poi si sono fermati“, dice Archer. “Normalmente, a quel punto, lo strato esterno di cellule si ripiega e si ottiene una struttura a due strati che porta, infine, ad un girino, ma nel nostro caso non è successo“.
La stessa cosa è successa quando il team ha cercato di creare un embrione con due specie viventi di rane, portando alla conclusione che qualche aspetto del loro lavoro sperimentale stava interferendo con lo sviluppo dell’embrione, piuttosto che di un problema con il DNA della rana estinta.
“Stiamo lavorando per scoprire quale sia questo ostacolo nelle rane viventi prima di poter risalire al DNA dell’animale estinto“, afferma Archer.
Giochiamo a fare Dio?
Anche se possiamo riportare in vita animali estinti, ci sono considerazioni etiche.
La reintroduzione di mammut e tilacini potrebbe sconvolgere gli ecosistemi esistenti. Da quando questi animali si sono estinti, altri si saranno evoluti e adattati per occupare il loro spazio ecologico. Questi organismi ne soffriranno?
Grazie ai cambiamenti climatici, gli ambienti in cui vivevano queste creature potrebbero essere cambiati drasticamente. Anche alcune delle piante di cui si nutrivano i mammut lanosi sono scomparse da tempo. I mammut sarebbero ancora in grado di sopravvivere da soli in natura o finirebbero solo come curiosità in uno zoo?
“Non credo che dovremmo riportare indietro tutti gli animali. Penso che dovrebbe soddisfare determinati criteri“, afferma Pask. “Per il tilacino si tratta di un recente evento di estinzione, quindi il suo habitat in Tasmania esiste ancora, tutto il cibo che mangiava esiste ancora, quindi c’è un posto dove metterli in cui possono prosperare di nuovo”.
“Anche questo animale svolgeva un ruolo fondamentale nell’ecosistema. Era un predatore all’apice della catena alimentare. Non ci sono altri predatori dell’apice marsupiale, quindi quando si è estinto ha lasciato un enorme vuoto“.
Alcuni ricercatori sostengono che gli sforzi per riportare in vita specie scomparse da tempo potrebbero sminuire gli sforzi di conservazione per salvare gli animali esistenti e persino aumentare il rischio di perdita di biodiversità, e che le persone potrebbero essere meno incentivate a smettere di mangiare carne e distruggere gli habitat.
Ma la tecnologia di de-estinzione potrebbe essere utilizzata per salvare le specie viventi sull’orlo dell’estinzione, in particolare quelle con un pool genetico estremamente ridotto, come il rinoceronte bianco.
I furetti dalla testa nera sono uno degli animali più a rischio di estinzione del Nord America: ogni furetto vivo oggi può far risalire i suoi antenati a soli sette individui. Eppure i ricercatori dello zoo di Santiago, in Cile, hanno recentemente prelevato cellule congelate da un furetto morto 30 anni fa e le hanno utilizzate per creare un clone, chiamato Elizabeth Ann. Il DNA di Elizabeth è completamente diverso, quindi può portare una gradita spinta alla diversità genetica nella popolazione.
“La tecnologia di de-estinzione non riguarda solo il ripristino del tilacino, ma anche la prevenzione dell’estinzione di altri animali“, afferma Pask.
“Si verificano moltissimi incendi boschivi in Australia e con l’aumento delle temperature globali assisteremo a molti eventi meteorologici avversi nei decenni a venire. Ciò che l’Australia ha fatto è raccogliere tessuti dai marsupiali in quelle aree che sono più a rischio e congelarli per conservarli. Ciò significa che se si verificasse un incendio boschivo, una volta ricresciuta la vegetazione si potrebbe ripopolare quell’area con quella specie“.
“Penso che non sarebbe etico non farlo. Penso che il problema etico qui sia l’improprietà degli umani che hanno provocato l’estinzione di questi animali. Non si tratta di giocare a fare Dio, si tratta di fare gli essere umani intelligenti che riparano i danni che hanno fatto“, conclude Pask.
