Nichtbiologischer Hintergrund hier.
Ich habe diesen sehr interessanten Artikel gelesen: https://www.wired.com/story/crispr-eradicate-invasive-species/
Allerdings fällt es mir schwer, mich um etwas zu kümmern:
Nach meinem grundlegenden Verständnis der natürlichen Selektion wird sich ein Gen / Merkmal verbreiten, wenn es der Gruppe eine relativ höhere Chance gibt, Kinder zu bekommen, die das Merkmal weitergeben usw.
In diesem Beispiel ist das Merkmal jedoch Unfruchtbarkeit ! Widerspricht es nicht völlig der natürlichen Auslese? Wie konnte sich das ausbreiten??
Kurze Antwort
Insbesondere der Artikel, auf den Sie sich beziehen, diskutiert die Möglichkeit, einen Mechanismus namens Gene Drive zu verwenden . Das Konzept des Gene Drive bricht mit den normalen "Regeln" der Vererbung und ermöglicht es einem Gen, sich viel schneller als normal in einer Population zu verbreiten.
Längere Antwort
Gene Drive beruht auf der Idee eines egoistischen Gens . Es gibt natürlich vorkommende Gene, die Kopien von sich selbst in andere Teile des Genoms machen. Auf der Ebene dieser Gene kann Selektionsdruck wirken: Ein Gen, das sich selbst kopieren kann, wird am Ende in mehr Nachkommen gelangen, als aufgrund einer zufälligen Auswahl zu erwarten wäre.
Stellen Sie sich zum Beispiel ein Gen vor, das in einem Chromosom eines Elternteils vorhanden ist. Typischerweise wird nur die Hälfte der Nachkommen dieses Elternteils dieses Gen haben. Wenn das Gen jedoch in der Lage ist, sich selbst auf das andere Chromosom des Elternteils zu kopieren, werden nun alle Nachkommen dieses Elternteils dieses Gen haben. Die Prävalenz des Gens hat sich gerade verdoppelt. Es ist möglich, dass das Gen auch einige negative Merkmale verleiht, aber solange diese negativen Merkmale nicht ausreichen, um eine >50%ige Verringerung der späteren Reproduktion der Nachkommen zu verursachen, werden sie sich gut schlagen und weitermachen und sich paaren, Weiterverbreitung des Gens, möglicherweise ziemlich schnell auf eine ganze Population.
Die neue Technologie CRISPR erleichtert die Herstellung synthetischer Gene, die sich eigennützig innerhalb des Genoms kopieren (Anmerkung: Dies ist definitiv nicht die einzige Anwendung von CRISPR) und positive Eigenschaften verleihen könnte, die für den Menschen hilfreich sind, wie z. B. Mücken, die resistent gegen Malariaüberträger sind , oder schädliche Mutationen in eine Population einzuführen.
Wie Sie betonen, ist es immer noch nicht einfach, eine Mutation einzuführen, die Sterilität verursacht, und sie zu verbreiten. Es gibt jedoch ein paar clevere Ansätze, die es möglich machen können. Beachten Sie, dass die Strategie keine 100%ige Wirksamkeit haben muss, um eine Population auszulöschen: Sobald ein bestimmtes Niveau unterschritten ist, können Mitglieder der Population Probleme haben, Partner zu finden, und einem größeren Raubdruck ausgesetzt sein, und die Population kann zusammenbrechen.
Eine Technik besteht darin, den Anteil der Männer zu erhöhen. Wenn Sie alle Nachkommen eines Männchens dazu zwingen können, männlich zu sein, wird der Anteil der Männchen in der nächsten Generation höher sein. Diese Männchen, die nur Männchen produzieren, haben keinen unmittelbaren Fortpflanzungsnachteil gegenüber normalen Männchen. Wenn sie überleben und sich normal paaren, werden sie weiterhin mit normalen Männchen konkurrieren (sie können während ihres Lebens auch mit Weibchen um Nahrungsressourcen konkurrieren). Jedes Mal, wenn sich ein normales Männchen paart, wird es sicherlich eine neue Generation von Weibchen hervorbringen, aber jedes Mal, wenn sich ein transfiziertes Männchen paart, wird es effektiv die Anzahl der transfizierten Männchen verdoppeln. Auch wenn die Gesamtzahl der Individuen der Art abnimmt, bleibt der Anteil der transfizierten Männchen hoch. Schließlich gibt es zu wenige normale Männchen, um sich zu paaren, die Anzahl der Weibchen sinkt auf ein unhaltbares Niveau,
Dieser Ansatz ähnelt der Technik der Freilassung steriler Männchen , die erfolgreich zur Populationskontrolle eingesetzt wurde. Der Unterschied besteht darin, dass die Gene-Drive-Technik zukünftige Generationen der (irgendwie) sterilen Männchen aufzieht, was bedeuten könnte, dass sie zur Populationskontrolle eingesetzt werden kann, wenn es nicht möglich ist, eine große Anzahl steriler Männchen im Labor aufzuziehen.
Beachten Sie, dass die Verwendung dieser Technologien sehr umstritten ist. Es gibt Bedenken, dass ein solches Gen beispielsweise versehentlich von einer Art zu einer anderen übertragen werden könnte. Der zukünftige Einsatz der Technik erfordert eine kombinierte Erforschung der Sicherheit und Wirksamkeit.
Verweise
Burt, A. (2003). Standortspezifische egoistische Gene als Werkzeuge für die Kontrolle und Gentechnik natürlicher Populationen. Proceedings of the Royal Society of London B: Biological Sciences, 270(1518), 921-928.
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