Το 2015, ένας στρουμπουλός πράσινος παπαγάλος με το όνομα Τζέιν έγραψε ιστορία. Ήταν ένα κακάπο, ένα από τα ελάχιστα εναπομείναντα μέλη του είδους του που ζει στη Νέα Ζηλανδία, και το πρώτο άτομο του είδους του, του οποίου αλληλουχήθηκε πλήρως το γονιδίωμα.
Αυτά τα γενετικά δεδομένα αποδείχθηκαν ανεκτίμητα για τις προσπάθειες διατήρησης του είδους. Μέσα στη δεκαετία που ακολούθησε, από τότε που η Τζέιν προσέφερε το δείγμα αίματός της, ο πληθυσμός των κακάπο σχεδόν διπλασιάστηκε, ξεπερνώντας τα 200 ενήλικα άτομα. Ακόμη πιο ενθαρρυντικό είναι το γεγονός ότι φέτος καταγράφηκε η μεγαλύτερη αναπαραγωγική περίοδος στην ιστορία του είδους, γεγονός που οι ειδικοί εκτιμούν ότι θα μπορούσε να αυξήσει τον συνολικό πληθυσμό στα περίπου 300 άτομα.
Η γονιδιωματική αποτελεί ακόμη ένα σχετικά νέο εργαλείο στον τομέα της προστασίας της φύσης, όμως ιστορίες όπως αυτή έχουν δημιουργήσει τεράστιο ενθουσιασμό. Και τα πράγματα μόλις αρχίζουν: καθώς η τεχνητή νοημοσύνη εξελίσσεται, οι δυνατότητες διάσωσης απειλούμενων ειδών αναμένεται να αυξηθούν σημαντικά.
ΆλλαΣχετικά άρθρα
Για να κατανοήσουμε το πώς, αρκεί να εξετάσουμε την περίπτωση της Τζέιν. Οι επιστήμονες κατάφεραν να συνθέσουν το DNA της σε ένα υψηλής ποιότητας «γονιδίωμα αναφοράς», το οποίο στη συνέχεια χρησιμοποιήθηκε ως πρότυπο για την ταχύτερη αλληλούχηση των γονιδιωμάτων άλλων κακάπο. Μέσα σε λίγα χρόνια, συλλέχθηκαν γενετικά δεδομένα από περισσότερους από 100 παπαγάλους, δηλαδή σχεδόν από ολόκληρο τον ζωντανό πληθυσμό της εποχής.
Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν αυτές τις πληροφορίες για να αξιολογήσουν τη γενετική ποικιλομορφία του είδους. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό για τα είδη που απειλούνται σοβαρά με εξαφάνιση, καθώς είναι πιο επιρρεπή στην αιμομιξία και στη συσσώρευση επιβλαβών μεταλλάξεων. Τα γονιδιωματικά δεδομένα σε επίπεδο πληθυσμού επιτρέπουν στους ειδικούς να εντοπίζουν συγκεκριμένα άτομα που μπορούν να μεταφερθούν σε άλλες περιοχές, ώστε να εμπλουτίσουν τη γενετική δεξαμενή τοπικών πληθυσμών. Παράλληλα, μπορούν να εντοπίσουν ζώα που διαθέτουν γενετική ανθεκτικότητα σε ασθένειες και να αξιοποιήσουν αυτή τη γνώση για να επιταχύνουν τη φυσική προσαρμογή του είδους.
Ο Έριχ Τζάρβις, του οποίου το πρόγραμμα Vertebrate Genomes Project συνέβαλε στην έρευνα για τα κακάπο, πιστεύει ότι αυτός ο τομέας πρόκειται να γνωρίσει εκρηκτική ανάπτυξη. Όπως υποστηρίζει, η τεχνητή νοημοσύνη θα μεταμορφώσει τη γονιδιωματική με δύο καθοριστικούς τρόπους.
Ο πρώτος είναι ότι θα διευκολύνει σημαντικά τους βιολόγους στην ανάλυση των τεράστιων γενετικών βάσεων δεδομένων, ακόμη και όσους δεν διαθέτουν εξειδικευμένο υπόβαθρο στην πληροφορική. Καθώς τα δεδομένα αυξάνονται διαρκώς, οι ερευνητές θα μπορούν να ανακαλύπτουν μοτίβα και συσχετίσεις που σήμερα παραμένουν αόρατα.
«Οι άνθρωποι θα μπορούν να απαντούν σε ερωτήματα που σήμερα δεν μπορούν καν να φανταστούν», δήλωσε ο Τζάρβις. «Θα πρόκειται για ένα εντελώς διαφορετικό πεδίο της βιολογίας.»
Η δεύτερη σημαντική εφαρμογή της τεχνητής νοημοσύνης αφορά την επιτάχυνση της διαδικασίας κατασκευής γονιδιωμάτων. Σήμερα, η αλληλούχηση ενός γονιδιώματος είναι μια χρονοβόρα και απαιτητική διαδικασία. Οι επιστήμονες πρέπει να διασπάσουν το DNA σε πολλά τμήματα, τα οποία αναλύονται ξεχωριστά από υπολογιστές και στη συνέχεια επανασυντίθενται σαν ένα τεράστιο παζλ. Η διαδικασία απαιτεί προσεκτική ανθρώπινη επίβλεψη και συχνά διαρκεί εβδομάδες.
Ο Τζάρβις εκτιμά ότι η τεχνητή νοημοσύνη θα μειώσει δραστικά τον απαιτούμενο χρόνο, ενώ ταυτόχρονα θα βελτιώσει την ακρίβεια των τελικών αποτελεσμάτων. Η ομάδα του συνεργάζεται ήδη με την Google για την ανάπτυξη αυτής της τεχνολογίας.
Τέτοιες καινοτομίες θα είναι απαραίτητες για την επίτευξη των φιλόδοξων στόχων της παγκόσμιας κοινότητας της γονιδιωματικής. Ο οργανισμός του Τζάρβις συμμετέχει στο ευρύτερο πρόγραμμα Earth BioGenome Project, το οποίο στοχεύει στην αλληλούχηση 1,8 εκατομμυρίων ειδών. Μέχρι σήμερα έχουν αλληλουχηθεί περισσότερα από 6.000 είδη, με ρυθμό εκατοντάδων γονιδιωμάτων τον χρόνο. Για να ολοκληρωθεί το έργο σε ρεαλιστικό χρονικό πλαίσιο, ο ρυθμός αυτός θα πρέπει να αυξηθεί σε χιλιάδες γονιδιώματα την εβδομάδα.
Υπάρχει βέβαια και η αντίθετη πλευρά. Η τεχνητή νοημοσύνη απαιτεί τεράστιες ποσότητες ενέργειας, γεγονός που, σύμφωνα με τους επικριτές της, μπορεί να αυξήσει τις εκπομπές άνθρακα και να επιβαρύνει τη βιοποικιλότητα. Ωστόσο, οι δυνατότητές της να επιταχύνει τη γονιδιωματική δείχνουν ότι οι ισορροπίες είναι πιο σύνθετες. Αν οι προσπάθειες αυτές επιτύχουν, η τεχνητή νοημοσύνη θα μπορούσε όχι μόνο να ενισχύσει τη διατήρηση των ειδών, αλλά και να ανοίξει νέους επιστημονικούς ορίζοντες: από την ανακάλυψη γονιδίων που προσφέρουν ανθεκτικότητα στον καρκίνο και άλλες ασθένειες, μέχρι τον εντοπισμό πιθανών πανδημικών απειλών και την αναθεώρηση της ίδιας της κατανόησής μας για την εξελικτική βιολογία.
«Είμαι πια μεγάλος άνθρωπος», είπε ο Χάρις Λιούιν, πρόεδρος του εκτελεστικού συμβουλίου του Earth BioGenome Project. «Μακάρι να ήμουν ξανά μεταπτυχιακός φοιτητής. Είναι μια συναρπαστική εποχή.»
Τα δεδομένα από μόνα τους δεν μπορούν να σώσουν ένα είδος. Όλοι οι υπόλοιποι παράγοντες, όπως η προστασία των οικοτόπων, παραμένουν απαραίτητοι. Ωστόσο, η γονιδιωματική μπορεί να αποτελέσει ένα κρίσιμο εργαλείο για τη διάσωση πληθυσμών που βρίσκονται σε κίνδυνο. Στόχος είναι να ενισχυθούν και να επιταχυνθούν τεχνικές που στο παρελθόν έχουν ήδη βοηθήσει είδη να επιστρέψουν από το χείλος της εξαφάνισης.
Ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι ο κονδόρας της Καλιφόρνιας, του οποίου η ανάκαμψη επιταχύνθηκε όταν οι επιστήμονες εντόπισαν ένα θανατηφόρο γονίδιο και κατάφεραν να το διαχειριστούν μέσω προγραμμάτων αναπαραγωγής. Αντίστοιχα, στην περίπτωση του κόκκινου λύκου, οι ερευνητές επιχειρούν να εμπλουτίσουν τη γενετική του δεξαμενή αξιοποιώντας προγονικό DNA που διατηρήθηκε σε υβρίδια κογιότ και λύκων.
Χάρη στην τεχνητή νοημοσύνη, η υλοποίηση τέτοιων αισιόδοξων εγχειρημάτων ενδέχεται σύντομα να γίνει πολύ ευκολότερη. Πολύ συχνά η δημόσια συζήτηση γύρω από την τεχνολογία κυριαρχείται από καταστροφικές προβλέψεις. Το ίδιο συμβαίνει συχνά και με την προστασία του περιβάλλοντος. Ωστόσο, πολλοί από τους επιστήμονες που εργάζονται σε αυτούς τους τομείς βλέπουν κάτι διαφορετικό. Δεν αγνοούν τις τεράστιες προκλήσεις που αντιμετωπίζει ο κόσμος. Απλώς αρνούνται να παραδοθούν στην αδράνεια και την απαισιοδοξία.
Πηγή: skai.gr
