De voskoesoe werd rond 1850 vanuit Australië in Nieuw-Zeeland uitgezet en is er nu een echte plaag. (Foto: JJ Johnson/Wikimedia)

"Gebruik geen genetische manipulatie bij het uitroeien van exoten in Nieuw-Zeeland"

Nieuw-Zeeland heeft een unieke fauna en flora, maar sinds de komst van de mens in de 12e eeuw, en vooral van de Europeanen in de 19e eeuw, is die er flink op achteruitgegaan, onder meer door het invoeren van niet-inheemse dieren. De Nieuw-Zeelandse overheid heeft daarom het plan opgevat om tegen 2050 alle exotische zoog- en buideldieren uit te roeien. Daarvoor wil ze de grote middelen inzetten, ook genetische manipulatie. Maar daar is nu felle kritiek op gekomen, omdat het plan een ecologische ramp op wereldschaal zou kunnen worden.  

Begin dit jaar is Predator Free 2050 ltd opgericht, een samenwerkings­verband tussen de Nieuw-Zeelandse overheid en het brede publiek, plaatselijke overheden, filantropische instellingen en bedrijven. Het doel is initiatieven te financieren om niet-inheemse roofdieren te elimineren. 

De nadruk ligt daarbij op drie soorten: ratten, hermelijnen en voskoesoes. Die drie exotische roofdieren doden jaarlijks 25 miljoen vogels, en zijn de voornaamste oorzaak van het feit dat een kwart van de unieke Nieuw-Zeelandse vogelsoorten met uitsterven bedreigd zijn.

Ratten zijn in Nieuw-Zeeland, zoals nagenoeg overal elders ter wereld, met schepen meegekomen. Ze hebben zich er flink vermenigvuldigd, en vormen een bedreiging voor veel inheemse soorten, van ongewervelden als de weta-krekel, over slakken, tot hagedissen en vogels. 

Hermelijnen zijn met opzet uitgezet in Nieuw-Zeeland om een konijnenplaag te bestrijden, maar het kleinste lid van de familie der marterachtigen heeft het niet bij konijnen gehouden. Hermelijnen zijn verantwoordelijk voor de uitroeiing van verschillende inheemse vogelsoorten, en zijn een belangrijke oorzaak van de achteruitgang van veel andere soorten, waaronder ongewervelden, reptielen en ook de iconische kiwi-vogels. 

Voskoesoes ten slotte zijn buideldieren,  "possums" uit Australië, die rond 1850 in Nieuw-Zeeland uitgezet zijn voor hun bont en vlees. Ze hebben zich over nagenoeg het hele grondgebied verspreid en vormen een bedreiging voor veel inheemse soorten, zowel planten als dieren. Ze vreten het bladerdak van de wouden kaal, en lusten ook dieren als slakken, kevers en vogels, vooral hun eieren. Ze verspreiden bovendien rundertuberculose en doen zich ook tegoed aan gekweekte gewassen. 

Een hermelijn in zomervacht  (Foto:  Soumyajit Nandy/Wikimedia Commons).

Genetische manipulatie

De Nieuw-Zeelanders zijn er tot nu toe in geslaagd meer dan 100 kleinere eilanden volledig vrij te maken van uitheemse roofdieren, maar hetzelfde doen op de twee grote eilanden, het Noorder- en het Zuidereiland, is andere koek. Predator Free 2050 zegt zelf dat men momenteel nog niet over de technologie beschikt om de droom van een roofdiervrij Nieuw-Zeeland waar te maken, maar men wil "baanbrekende technieken" ontwikkelen om de roofdieren onder controle te brengen door "een wetenschappelijke doorbraak". 

En daar komt dan ook genetische manipulatie bij kijken. James Russel, een jonge ecoloog die bij het project betrokken is, heeft het onder meer over de CRISPR-techniek, een veelbelovende techniek om genen te modificeren, waarmee men kunstmatige "gene drive systems" kan creëren. 

Gene drive systemen verstoren de regel dat er een kans is van een op twee dat een bepaalde kopie van een gen doorgegeven wordt. Het bevoordeelt de overerving van een bepaalde genetische variant, om de frequentie daarvan in een populatie te vergroten. Het systeem komt van nature voor, maar door genetische modificatietechnieken als CRISPR is het nu mogelijk om gene drive te koppelen aan een genetische eigenschap die de overlevingskans of het vermogen om zich voort te planten beïnvloedt. 

Er wordt in Nieuw-Zeeland en Texas onderzoek gedaan naar "dochterloze muizen", waarbij gene drives voor het eerst bij zoogdieren toegepast worden, en de eerste voorlopige resultaten worden al gezien als een doorbraak. Daarnaast wordt er gedacht aan een andere techniek die "Trojan Females Technique" genoemd wordt. Daarbij wordt een gen ingebracht in de mitochondriën - de "energiefabriekjes" van de cel die enkel via de vrouwelijke lijn worden doorgegeven - dat de mannetjes steriel maakt. 

"Het idee is dat als we ervoor kunnen zorgen dat alle nakomelingen geboren worden met hetzelfde geslacht, of dat elke nakomeling die een gen erft van iedere ouder steriel is, dat we een invasieve populatie kunnen onderdrukken of zelfs verwijderen, zonder vergif of dierlijk lijden", schreef bioloog Kevin Esvelt van het Massachusetts Institute of Techology enkele jaren geleden.  Maar diezelfde Esvelt vindt dat nu een vergissing en waarschuwt voor de gevaren die aan een dergelijke ingreep verbonden zijn. 

Een verzorgster houdt een kiwi vast die in een omheind reservaat leeft dat vrij is gemaakt van uitheemse roofdieren. Copyright 2017 The Associated Press. All rights reserved.

Spijt

Esvelt beschreef enkele jaren geleden in een artikel wat er allemaal mogelijk was met de gene drives, zoals muggen die geen malaria meer doorgeven, teken die niet langer de ziekte van Lyme meedragen, en bedreigde diersoorten die een extra genetische bescherming zouden kunnen krijgen. Maar ook het omgekeerde was mogelijk, diersoorten vernietigen, en daar hadden de Nieuw-Zeelanders wel oren naar. 

Verleden week zei Esvelt in de Amerikaanse media dat hij spijt had dat hij mensen "ooit op dit idee heeft gebracht", en in een opiniestuk in het online-magazine PLoS Biology vraagt hij nu samen met bioloog Neil Gemmell van de University of Otaga in Nieuw-Zeeland, om, toch zeker voorlopig, af te zien van het gebruik van de techniek van de gene drives bij het natuurbehoud. 

Het aanmaken van een zichzelf voortplantend, op CRISPR gebaseerd gene drive systeem, staat volgens hem zo goed als gelijk met het aanmaken van een nieuwe zeer invasieve soort, die zich zal verspreiden naar elk ecosysteem dat er leefbaar voor is. 

Als het systeem bijvoorbeeld zou toegepast worden op ratten, kan dat volgens hem een ecologische ramp op wereldschaal ontketenen. Niet alleen is het zo goed als onmogelijk volgens hem, om de gemodificeerde dieren af te schermen van de rest van de wereld, het lijkt hem daarenboven meer dan waarschijnlijk, gelet op de schade die ratten veroorzaken in bijvoorbeeld de VS,  dat mensen uit Amerika opzettelijk de gemodificeerde ratten zouden meesmokkelen. En de verspreiding van dergelijke ratten in ecosystemen waar de dieren wel van belang zijn en een functie hebben, zoals het onze, kan gevolgen hebben die niet te overzien zijn. 

Bovendien zou de verspreiding van de gene drives zonder toelating in populaties buiten Nieuw-Zeeland "ernstige schade toebrengen aan het vertrouwen van het publiek in de wetenschap en het bestuur", en ook een diplomatieke knoeiboel veroorzaken. 

Ook vrezen sommige specialisten dat een gemodificeerd stukje gen in een andere soort zou kunnen terechtkomen, en zo andere dieren ongewild zou kunnen doen uitsterven.

Met CRISPR wordt een "knip" gegeven in de wilde versie van het gen, dat dan hersteld wordt met de gene drive-variant (a). Hierdoor komt die variant nu voor op de twee chromosomen in de germline, de afstammingslijn, en is de overerving ervan verzekerd, zodat de gene drive-variant zich razendsnel verspreidt in de populatie (b). (Illustratie: Esvelt KM, Gemmell NJ in PLoS Biol 15(11))

Openheid

Esvelt en Gemmell sluiten het gebruik van gene drives voor natuurbehoud niet volledig uit. Zo zijn er bijvoorbeeld systemen, zoals de zogenoemde daisy drive systems, die zichzelf uitputten, die met andere woorden zo ontworpen zijn dat ze zich slechts gedurende een beperkt aantal generaties kunnen voortplanten. Maar, zo zeggen de beide biologen, hoe veelbelovend die systemen ook mogen zijn, er zijn nog steeds veel rigoureuze en transparante testen in het laboratorium naar de veiligheid ervan nodig, voor er zelfs maar overwogen kan worden om er testen "in het veld " mee te doen. 

Esvelt en Gemmel vragen dan ook dat er een open debat gevoerd wordt over de techniek, nog voor de technologie ervoor ontwikkeld wordt, en dat al het onderzoek in alle openheid gevoerd wordt. 

"Gelet op het feit dat nog maar vijf jaar geleden, niemand zich kon voorstellen dat we in staat zouden kunnen zijn om gehele wilde populaties te modificeren, laat ons nederig genoeg zijn om te vragen naar de bezorgdheden en de kritieken van iedereen, voor we technologieën ontwikkelen die bedoeld zijn om het milieu dat we delen te veranderen. Dat betekent dat we dit soort van research enkel in het volle daglicht moeten doen."