Một Chú Ngựa Nhân Bản Mới Mang Lại Hy Vọng Cho Các Loài Động Vật Nguy Cấp

Blake Russell vẫn đang ngủ khi anh nhận được một thông báo trên điện thoại. Bà đẻ của con ngựa cái đang chuyển dạ. Anh lao ra khỏi giường và đi đến chuồng, cách nhà anh khoảng 50 yards ở Gainesville, Texas.

Russell đã quen với việc bị đánh thức để đón đứa con chào đời vào ban đêm. Nhưng đây là một con nghé đặc biệt. Đó là một bản sao của loài ngựa Przewalski, một loài đang đối mặt với nguy cơ tuyệt chủng từng sống rải rác trên thảo nguyên trung Á. Được bật dậy ở góc chuồng, Russell đợi đến khi nó chào đời với sự háo hức. “Khi tôi thấy ngón chân và mũi, tôi nghĩ, ‘Uff, mọi thứ đều diễn ra theo kế hoạch,’” anh nhớ lại.

Bạn có thể bất ngờ khi biết rằng có động vật được nhân bản—đúng vậy, nhưng quy trình này chủ yếu được sử dụng cho động vật thuần hóa. Công ty của Russell, ViaGen Pets, nhân bản khoảng 100 con ngựa mỗi năm, cũng như mèo và chó.

Tuy nghệ thuật này hiếm khi được sử dụng cho những loài động vật nguy cấp. Cho đến khoảnh khắc đó, nhân bản chỉ thành công một lần duy nhất cho bất kỳ loài động vật nào trong số đó. Ngựa Przewalski mới, sinh ra vào tháng 2 và vẫn chưa có tên, là con thứ hai của loài này. Nó là bản sao gen của con ngựa Przewalski đầu tiên được nhân bản trên thế giới, Kurt, sinh ra vào tháng 8 năm 2020. Cả hai đều được tạo ra từ tế bào đã được đóng băng hơn 40 năm trước tại Vườn thú San Diego. Những nhà khoa học đứng sau dự án cho biết việc này chứng minh việc nhân bản có thể là một chiến lược khả thi để cứu rỗi các loài động vật nguy cấp.

“Điều này chắc chắn là một cột mốc trong công tác bảo tồn,” nói Oliver Ryder, giám đốc di truyền học bảo tồn tại Liên minh Vườn thú San Diego, làm việc cùng với ViaGen và tổ chức phi lợi nhuận Revive & Restore để nhân bản con ngựa con. “Nó mang lại cơ hội mới để giảm rủi ro tuyệt chủng và bảo toàn đa dạng gen của các loài.”

Với màu cát và đầu to, ngựa Przewalski thấp và cơ bắp hơn so với người thân thuần hóa của chúng. Sau hàng thế kỷ săn bắn và xâm lấn vào môi trường sống, những chú ngựa này đã tuyệt chủng hoang dã vào những năm 1960. May mắn, nhiều con vẫn sống trong các sở thú. Bắt đầu từ những năm 1990, ngựa Przewalski được sinh ra trong những sở thú đã được tái giới thiệu vào môi trường hoang dã để thiết lập bầy đàn ở Mông Cổ, Trung Quốc và Kazakhstan. Hiện nay, chỉ còn khoảng 1.900 con. Gần như tất cả chúng là con cháu của 12 con ngựa được bắt từ môi trường sống tự nhiên giữa năm 1910 và 1960.

Khi số lượng của một loài giảm đi, đa dạng gen của nó cũng giảm—phạm vi đặc tính di truyền trong quần thể của nó. Nói chung, đa dạng gen pool càng nhiều, động vật sống lâu hơn và có nhiều con chó con hơn, tăng cơ hội sống sót của chúng. Nhưng một khi dân số của chúng đã giảm mạnh, thậm chí khi loài vượt lên từ tình trạng suy giảm, đa dạng gen cũng không còn. “Khoảng một nửa gene pool của những chú ngựa hoang dã đã mất,” Ryder nói. Vì vậy, các nhà khoa học đã chủ động can thiệp.

Ý tưởng chọn lọc gia súc để có các đặc tính mong muốn không mới—và trong vài thập kỷ qua, một số người chủ trang trại đã quay về việc nhân bản những con gia cầm, lợn và cừu quý giá nhất của họ. Đội ngũ đã chọn ngựa Przewalski phần là do kinh nghiệm của ViaGen trong việc nhân bản ngựa quen thuộc và phần là vì họ đã biết nhiều về cách ngựa giao phối và cách chăm sóc linh dương. Và quan trọng nhất, Vườn thú San Diego đã có tế bào từ một con ngựa Przewalski có gen khác biệt với những con ngựa sống ngày nay. Đưa vào DNA đó vào dân số hiện tại có thể giúp khôi phục đa dạng gen đã mất. “Chúng tôi đang tìm kiếm một loài đã trải qua một 'cổ chai' và có thể sử dụng sự tăng cường,” Ben Novak, nhà khoa học chính tại Revive & Restore, nói.

Thường thì, quá trình nhân bản bắt đầu bằng cách loại bỏ một mảnh nhỏ từ một con động vật sống—thường là một mẫu da—và cách ly tế bào từ đó trong phòng thí nghiệm. Đối với những con ngựa Przewalski nhân bản, nhà khoa học đã sử dụng tế bào được lấy từ một con hậu bối vào năm 1980 và sau đó được đông lạnh.

Lấy một trong những tế bào nhà tài trợ này, các nhà khoa học chuyển hạt nhân, nơi chứa DNA, vào một quả trứng từ một người mẹ dự bị, đã được rỗng ra để loại bỏ vật liệu gen của chính nó. Quả trứng và tế bào nhà tài trợ kết hợp với nhau, và phôi phát triển trong ống nghiệm cho đến khi nó trưởng thành đủ để được chuyển vào tử cung của người mẹ dự bị. (Ngựa quen thuộc đã được sử dụng để mang thai cho cả Kurt và chú ngựa con mới.) Không có gene của động vật nào thay đổi trong quá trình này, nên chú ngựa con kết quả là sinh đôi giống hệt với con ngựa gốc—chỉ là sinh ra sau thời gian.

Sự ra đời của Dolly con cừu vào năm 1996 là một đột phá cho công nghệ nhân bản. Dolly là loài động vật đầu tiên được nhân bản từ một tế bào chín—trong trường hợp này, từ tuyến vú của một con cừu tài trợ. Trước đó, động vật nhân bản chỉ được sản xuất từ tế bào của phôi. Nhưng điều này là một hạn chế lớn, vì nó đòi hỏi phải biết trước bạn muốn nhân bản những con nào và có được phôi từ chúng từ trước. Khả năng sử dụng tế bào chín đồng nghĩa với việc nhân bản đột ngột trở nên khả thi bằng bất kỳ tế bào nào từ động vật ở mọi tuổi.

Đồng thời, điều này cũng mở ra khả năng nhân bản như một cách để bảo tồn các loài đang gặp nguy hiểm tuyệt vời. Việc thu thập phôi từ các loài đang gặp nguy hiểm có thể lãng phí vật liệu gen quý báu nếu thất bại trong việc nhân bản. Việc thu thập tế bào chín, có sẵn suốt đời của một con động vật, ít rủi ro hơn nhiều.

Và quá trình nhân bản có tỷ lệ thành công thấp đáng kể. Hầu hết các phôi nhân bản không bao giờ dẫn đến sự sống. Phôi có thể chết trong phòng thí nghiệm hoặc không thể cấy vào tử cung của mẹ dự bị, hoặc phát triển không bình thường. Trong trường hợp của Dolly, cần 29 lần chuyển phôi vào cừu mẹ dự bị để có thai thành công.

Nhân bản cũng có thể dẫn đến vấn đề sức khỏe: kích thước sinh nở lớn, khuyết tật cơ quan và già trước tuổi. Các nhà nghiên cứu nghĩ rằng quy trình có thể tạo ra lỗi ngẫu nhiên trong cách gen được thể hiện. Nhiều con nhân bản đầu tiên của các loài động vật đang gặp nguy hiểm sống không lâu. Năm 2001, các nhà khoa học đã nhân bản  thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công thành công.

Quá trình nhân bản đã trở nên hiệu quả hơn kể từ thời của Dolly, nhưng vẫn không hoạt động mọi lúc. Các nhà khoa học ViaGen đã tạo và chuyển giao bảy phôi vào bảy con má để tạo ra chú ngựa con mới. Bốn trong số chúng đã mang thai và tiến triển đến tam kỳ đầu tiên, nhưng ba con đã thai nghén. Russell nói rằng điều đó nằm trong tỷ lệ thành công điển hình của công ty đối với việc sản xuất ngựa quen thuộc nhân bản.

Bởi vì lịch sử này, Novak nói rằng các nhà khoa học đã đợi để thông báo về sự ra đời của chú ngựa mới nhất này cho đến khi nó vượt qua thời kỳ trẻ con. Ngay cả bây giờ, họ sẽ phải theo dõi sức khỏe của nó suốt đời. Còn đối với Kurt, ông ấy khỏe mạnh tốt”, Novak nói. Hiện tại, anh ấy sống tại Sở thú San Diego với một con ngựa cái Przewalski, Holly.

Ngay cả khi hai chú ngựa nhân bản này duy trì sức khỏe tốt, chúng sẽ không được phóng thích vào thiên nhiên—nhưng con cháu hoặc cháu cháu của chúng sẽ. Novak nói rằng khi chúng trưởng thành ở độ tuổi 3 hoặc 4, chúng sẽ trở thành những con ngựa đực giống. “Mục đích của cuộc sống của họ là gìn giữ càng nhiều càng tốt, vì vậy chúng ta muốn chúng sống càng lâu càng tốt”, ông ấy nói. Đội ngũ cũng dự định tiếp tục nhân bản thêm ngựa Przewalski.

Không phải mọi loài động vật nguy cấp đều thích hợp để nhân bản. Công nghệ này phụ thuộc vào việc có mẫu tế bào từ động vật, điều này không phải lúc nào cũng dễ dàng. (Và để điều này một bước xa hơn, thiếu một gen bộ gen hoàn chỉnh là một trong những lý do tại sao các nỗ lực nhằm “tái sinh” động vật xa xưa như voi lông xù không sử dụng nhân bản, mà thay vào đó nhắm đến việc chỉnh sửa DNA của một loài có liên quan, như voi châu Á, để tạo ra một loài lai.)

Ngoài ra, một loài trong nước thường cần phải làm nhiệm vụ ngựa dự bị—điều này giảm nhẹ rủi ro khi đưa một loài đang gặp nguy hiểm ra khỏi môi trường tự nhiên của nó và đưa qua quy trình dự bị. Nhưng đối với nhiều loài đang gặp nguy hiểm, không có động vật trong nước nào có gen giống đủ để mang thai thành công.

David Jachowski, giáo sư kinh thực vật động lực học tại Đại học Clemson, nói rằng việc nhân bản độc lập sẽ không cứu vãn được các loài động vật đang gặp nguy cấp. “Với tư cách là một nhà khoa học, điều này rất gây hứng thú. Chúng ta đang chuyển từ khoa học viễn tưởng sang thực tế,” ông nói. “Nhưng thực tế là, nếu chúng ta không giải quyết mối đe doạ mà loài đang phải đối mặt ở tự nhiên, việc tạo ra thêm con để thả về tự nhiên sẽ không đưa ra bất kỳ sự thay đổi đáng kể nào trong quá trình phục hồi của chúng.”

Các vấn đề thực sự đe doạ hầu hết các loài, theo anh ấy, là môi trường, và nhân bản không thể khắc phục chúng. Jachowski trước đây đã làm việc tại Cơ quan Dịch vụ Động và Thực vật Hoa Kỳ, nơi ông giúp phối hợp quá trình phục hồi của chồn chân đen, một loài động vật Bắc Mỹ đang gặp nguy cấp. Loài này gần như tuyệt chủng sau khi nguồn thức ăn chính của nó—chuột đồng—bị giảm sút do bệnh tật, mất môi trường sống và chiến dịch đầu độc.

Năm 2020, đội ngũ cùng với nhóm nghiên cứu sau đứa ngựa nhân bản hợp tác với cơ quan này để nhân bản một chồn chân đen tên Elizabeth Ann. Nhưng cho đến nay, nỗ lực đó chỉ tạo ra một con, và chúng chưa có sự sinh sản. Các nỗ lực rộng lớn của Cơ quan Dịch vụ Động và Thực vật tập trung vào các kỹ thuật bảo tồn truyền thống hơn, như phục hồi số lượng chuột đồng trong khi thả chồn chân đen được sinh ra trong nhốt vào tự nhiên.

Noah Greenwald, giám đốc loài động vật nguy cấp tại tổ chức Phi lợi nhuận Trung tâm Đa dạng Sinh học, không nghĩ rằng việc nhân bản sẽ chiếm phần lớn trong quá trình phục hồi loài động vật đang gặp nguy cấp do những hạn chế của nó. Anh ấy cho rằng những chiến lược truyền thống hơn, như giải quyết mất môi trường sống và sự cạnh tranh từ các loài xâm lấn, sẽ tiếp tục là những chiến thuật hiệu quả nhất. Anh ấy xem đó như là một nỗ lực cuối cùng: “Đối với những loài thực sự chỉ còn một số ít cá thể, đó có thể là một cách tiếp cận có thể tăng cường hồ bơi gen,” anh ấy nói.

Đối với ngựa Przewalski ít nhất, việc nhân bản mang lại hy vọng cho sự sống sót trong tương lai của loài. Nhóm nghiên cứu tạo ra con ngựa non mới không nói rõ họ sẽ nhân bản loài động vật nào tiếp theo, nhưng có rất nhiều lựa chọn. Kho lạnh của Vườn thú San Diego chứa các dòng tế bào từ hơn 1.100 loài và phụ loài—một số trong số chúng đang gặp nguy cấp nghiêm trọng. Russell đang mong chờ dự án bảo tồn tiếp theo. “Hy vọng họ có nhiều động vật hơn trong kho của họ mà họ cho phép chúng tôi sản xuất trong tương lai,” ông nói.