A The passenger pigeon was a legendary species. Flying in vast numbers across North America, with potentially many millions within a single flock, their migration was once one of nature’s great spectacles. Sadly, the passenger pigeon’s existence came to an end on 1 September 1914, when the last living specimen died at Cincinnati Zoo. Geneticist Ben Novak is lead researcher on an ambitious project which now aims to bring the bird back to life through a process known as ‘de-extinction’. The basic premise involves using cloning technology to turn the DNA of extinct animals into a fertilised embryo, which is carried by the nearest relative still in existence – in this case, the abundant band-tailed pigeon – before being born as a living, breathing animal. Passenger pigeons are one of the pioneering species in this field, but they are far from the only ones on which this cutting-edge technology is being trialled. B In Australia, the thylacine, more commonly known as the Tasmanian tiger, is another extinct creature which genetic scientists are striving to bring back to life. ‘There is no carnivore now in Tasmania that fills the niche which thylacines once occupied,’ explains Michael Archer of the University of New South Wales. He points out that in the decades since the thylacine went extinct, there has been a spread in a ‘dangerously debilitating’ facial tumour syndrome which threatens the existence of the Tasmanian devils, the island’s other notorious resident. Thylacines would have prevented this spread because they would have killed significant numbers of Tasmanian devils. ‘If that contagious cancer had popped up previously, it would have burned out in whatever region it started. The return of thylacines to Tasmania could help to ensure that devils are never again subjected to risks of this kind.’ C If extinct species can be brought back to life, can humanity begin to correct the damage it has caused to the natural world over the past few millennia? ‘The idea of de-extinction is that we can reverse this process, bringing species that no longer exist back to life,’ says Beth Shapiro of University of California Santa Cruz’s Genomics Institute. ‘I don’t think that we can do this. There is no way to bring back something that is 100 per cent identical to a species that went extinct a long time ago.’ A more practical approach for long-extinct species is to take the DNA of existing species as a template, ready for the insertion of strands of extinct animal DNA to create something new; a hybrid, based on the living species, but which looks and/or acts like the animal which died out. D This complicated process and questionable outcome begs the question: what is the actual point of this technology? ‘For us, the goal has always been replacing the extinct species with a suitable replacement,’ explains Novak. ‘When it comes to breeding, band-tailed pigeons scatter and make maybe one or two nests per hectare, whereas passenger pigeons were very social and would make 10,000 or more nests in one hectare.’ Since the disappearance of this key species, ecosystems in the eastern US have suffered, as the lack of disturbance caused by thousands of passenger pigeons wrecking trees and branches means there has been minimal need for regrowth. This has left forests stagnant and therefore unwelcoming to the plants and animals which evolved to help regenerate the forest after a disturbance. According to Novak, a hybridized band-tailed pigeon, with the added nesting habits of a passenger pigeon, could, in theory, re-establish that forest disturbance, thereby creating a habitat necessary for a great many other native species to thrive. E Another popular candidate for this technology is the woolly mammoth. George Church, professor at Harvard Medical School and leader of the Woolly Mammoth Revival Project, has been focusing on cold resistance, the main way in which the extinct woolly mammoth and its nearest living relative, the Asian elephant, differ. By pinpointing which genetic traits made it possible for mammoths to survive the icy climate of the tundra, the project’s goal is to return mammoths, or a mammoth-like species, to the area. ‘My highest priority would be preserving the endangered Asian elephant,’ says Church, ‘expanding their range to the huge ecosystem of the tundra. Necessary adaptations would include smaller ears, thicker hair, and extra insulating fat, all for the purpose of reducing heat loss in the tundra, and all traits found in the now extinct woolly mammoth.’ This repopulation of the tundra and boreal forests of Eurasia and North America with large mammals could also be a useful factor in reducing carbon emissions – elephants punch holes through snow and knock down trees, which encourages grass growth. This grass growth would reduce temperature, and mitigate emissions from melting permafrost. F While the prospect of bringing extinct animals back to life might capture imaginations, it is, of course, far easier to try to save an existing species which is merely threatened with extinction. ‘Many of the technologies that people have in mind when they think about de-extinction can be used as a form of “genetic rescue”,’ explains Shapiro. She prefers to focus the debate on how this emerging technology could be used to fully understand why various species went extinct in the first place, and therefore how we could use it to make genetic modifications which could prevent mass extinctions in the future. ‘I would also say there’s an incredible moral hazard to not do anything at all,’ she continues. ‘We know that what we are doing today is not enough, and we have to be willing to take some calculated and measured risks.’

A Chim bồ câu hành khách là một loài chim huyền thoại. Bay với số lượng lớn khắp Bắc Mỹ, với khả năng lên tới hàng triệu con trong một đàn, cuộc di cư của chúng từng là một trong những cảnh tượng tuyệt vời của thiên nhiên. Đáng buồn thay, sự tồn tại của chim bồ câu hành khách đã kết thúc vào ngày 1 tháng 9 năm 1914, khi mẫu vật sống cuối cùng chết tại Vườn thú Cincinnati. Nhà di truyền học Ben Novak là nhà nghiên cứu chính trong một dự án đầy tham vọng hiện nhằm mục đích đưa loài chim này trở lại cuộc sống thông qua một quá trình được gọi là 'hồi sinh'. Tiền đề cơ bản liên quan đến việc sử dụng công nghệ nhân bản để biến DNA của các loài động vật đã tuyệt chủng thành phôi đã thụ tinh, được mang theo bởi họ hàng gần nhất vẫn còn tồn tại - trong trường hợp này là loài bồ câu đuôi băng dồi dào - trước khi được sinh ra như một loài động vật sống, thở. Chim bồ câu hành khách là một trong những loài tiên phong trong lĩnh vực này, nhưng chúng không phải là loài duy nhất được thử nghiệm công nghệ tiên tiến này. B Ở Úc, thylacine, thường được gọi là hổ Tasmania, là một loài động vật đã tuyệt chủng khác mà các nhà khoa học di truyền đang nỗ lực hồi sinh. ‘Hiện tại không có loài ăn thịt nào ở Tasmania có thể thay thế được hốc sinh thái mà loài thylacine từng chiếm giữ’, Michael Archer thuộc Đại học New South Wales giải thích. Ông chỉ ra rằng trong nhiều thập kỷ kể từ khi loài thylacine tuyệt chủng, đã có sự lây lan của hội chứng khối u trên mặt ‘gây suy nhược nguy hiểm’ đe dọa sự tồn tại của loài quỷ Tasmania, loài cư trú khét tiếng khác của hòn đảo. Thylacine có thể ngăn chặn sự lây lan này vì chúng đã giết chết một số lượng lớn quỷ Tasmania. ‘Nếu căn bệnh ung thư truyền nhiễm đó xuất hiện trước đó, nó sẽ bùng phát ở bất kỳ khu vực nào mà nó bắt đầu. Sự trở lại của loài thylacine ở Tasmania có thể giúp đảm bảo rằng loài quỷ không bao giờ phải chịu những rủi ro như thế này nữa.’ C Nếu các loài đã tuyệt chủng có thể được hồi sinh, liệu loài người có thể bắt đầu khắc phục thiệt hại mà chúng đã gây ra cho thế giới tự nhiên trong vài thiên niên kỷ qua không? Beth Shapiro thuộc Viện nghiên cứu hệ gen của Đại học California Santa Cruz cho biết: ‘Ý tưởng về sự phục hồi tuyệt chủng là chúng ta có thể đảo ngược quá trình này, đưa các loài không còn tồn tại trở lại cuộc sống’. ‘Tôi không nghĩ rằng chúng ta có thể làm được điều này. Không có cách nào để mang lại thứ gì đó giống hệt 100% với loài đã tuyệt chủng từ lâu.’ Một cách tiếp cận thực tế hơn đối với các loài đã tuyệt chủng từ lâu là lấy DNA của các loài hiện có làm khuôn mẫu, sẵn sàng để chèn các chuỗi DNA động vật đã tuyệt chủng để tạo ra thứ gì đó mới; một loài lai, dựa trên các loài còn sống, nhưng trông và/hoặc hoạt động giống như loài động vật đã tuyệt chủng. D Quá trình phức tạp này và kết quả đáng ngờ đặt ra câu hỏi: mục đích thực sự của công nghệ này là gì? ‘Đối với chúng tôi, mục tiêu luôn là thay thế các loài đã tuyệt chủng bằng một loài thay thế phù hợp,’ Novak giải thích. ‘Khi nói đến việc sinh sản, chim bồ câu đuôi băng phân tán và có thể làm một hoặc hai tổ trên một hecta, trong khi chim bồ câu hành khách rất hòa đồng và có thể làm 10.000 tổ trở lên trên một hecta.’ Kể từ khi loài chim quan trọng này biến mất, các hệ sinh thái ở miền đông Hoa Kỳ đã bị ảnh hưởng, vì việc không bị xáo trộn do hàng nghìn con chim bồ câu hành khách phá hoại cây cối và cành cây có nghĩa là nhu cầu tái sinh là rất ít. Điều này khiến rừng trở nên trì trệ và do đó không chào đón các loài thực vật và động vật đã tiến hóa để giúp tái sinh rừng sau khi bị xáo trộn. Theo Novak, một con chim bồ câu đuôi băng lai, với thói quen làm tổ bổ sung của chim bồ câu hành khách, về mặt lý thuyết, có thể tái lập sự xáo trộn của khu rừng đó, do đó tạo ra môi trường sống cần thiết cho rất nhiều loài bản địa khác phát triển mạnh. E Một ứng cử viên phổ biến khác cho công nghệ này là voi ma mút lông. George Church, giáo sư tại Trường Y khoa Harvard và là người đứng đầu Dự án Phục hồi Voi ma mút Lông xoăn, đã tập trung vào khả năng chống chịu lạnh, cách chính mà voi ma mút lông xoăn đã tuyệt chủng và họ hàng gần nhất còn sống của nó, voi châu Á, khác nhau. Bằng cách xác định những đặc điểm di truyền nào giúp voi ma mút có thể sống sót trong khí hậu băng giá của vùng lãnh nguyên, mục tiêu của dự án là đưa voi ma mút hoặc một loài giống voi ma mút trở lại khu vực này. Church cho biết: 'Ưu tiên cao nhất của tôi là bảo tồn loài voi châu Á đang có nguy cơ tuyệt chủng', 'mở rộng phạm vi của chúng đến hệ sinh thái rộng lớn của vùng lãnh nguyên. Những thích nghi cần thiết sẽ bao gồm tai nhỏ hơn, lông dày hơn và mỡ cách nhiệt bổ sung, tất cả đều nhằm mục đích giảm mất nhiệt ở vùng lãnh nguyên và tất cả các đặc điểm được tìm thấy ở loài voi ma mút lông xoăn hiện đã tuyệt chủng'. Việc tái tạo quần thể các loài động vật có vú lớn ở vùng lãnh nguyên và rừng phương bắc của Âu Á và Bắc Mỹ cũng có thể là một yếu tố hữu ích trong việc giảm lượng khí thải carbon - voi đục lỗ trên tuyết và quật đổ cây, điều này thúc đẩy cỏ phát triển. Sự phát triển của cỏ này sẽ làm giảm nhiệt độ và giảm thiểu khí thải từ lớp đất đóng băng vĩnh cửu đang tan chảy. F Mặc dù viễn cảnh đưa các loài động vật đã tuyệt chủng trở lại cuộc sống có thể thu hút trí tưởng tượng, nhưng tất nhiên, việc cố gắng thực hiện dễ dàng hơn nhiều cứu một loài hiện có chỉ đơn thuần là bị đe dọa tuyệt chủng. 'Nhiều công nghệ mà mọi người nghĩ đến khi họ nghĩ về sự tuyệt chủng có thể được sử dụng như một hình thức "giải cứu di truyền",' Shapiro giải thích. Cô ấy thích tập trung cuộc tranh luận vào cách công nghệ mới nổi này có thể được sử dụng để hiểu đầy đủ lý do tại sao nhiều loài khác nhau đã tuyệt chủng ngay từ đầu, và do đó làm thế nào chúng ta có thể sử dụng nó để thực hiện các sửa đổi di truyền có thể ngăn chặn sự tuyệt chủng hàng loạt trong tương lai. 'Tôi cũng muốn nói rằng có một mối nguy hiểm đạo đức đáng kinh ngạc nếu không làm gì cả,' cô ấy tiếp tục. 'Chúng ta biết rằng những gì chúng ta đang làm ngày hôm nay là không đủ, và chúng ta phải sẵn sàng chấp nhận một số rủi ro được tính toán và đo lường.'