La ciencia podrá crear híbridos de mamut y elefante pero... ¿debería?
Una nueva empresa cofundada por el genetista de Harvard George Church quiere utilizar elefantes adaptados al frío para rehacer la tundra ártica, lo que plantea importantes cuestiones científicas y éticas.
Esta escultura de Damien Hirst de un esqueleto dorado de mamut, instalada en Miami Beach, Florida, se llama "Gone but not Forgotten" (Desaparecido pero no olvidado). Si la nueva empresa Colossal se sale con la suya, docenas de genes del extinto mamut lanudo encontrarán una nueva vida en elefantes asiáticos hibridados y adaptados al frío.
Este artículo se publicó originalmente en inglés en septiembre de 2021 en nationalgeographic.com.
El genetista de Harvard George Church ha cofundado una nueva empresa con un objetivo audaz: diseñar un elefante que se parezca al extinto mamut lanudo. La empresa, llamada Colossal, pretende utilizar el ADN del mamut lanudo para crear un elefante asiático híbrido que pueda prosperar en los climas árticos.
Con estos híbridos, el objetivo a largo plazo de Colossal es convertir franjas de la tundra musgosa actual en las estepas herbáceas que fueron en su día durante el Pleistoceno, el periodo de múltiples glaciaciones que terminó hace 11 700 años. Algunos científicos plantean la hipótesis de que, a gran escala, esta inversión podría reducir el futuro cambio climático al frenar el deshielo del permafrost ártico. Por el camino, Colossal espera crear nuevas -y lucrativas- biotecnologías, incluyendo herramientas que complementen los enfoques tradicionales de conservación.
"Estamos eliminando genes, no especies", afirma Church. "El objetivo es realmente un elefante resistente al frío que sea totalmente cruzable con el elefante asiático en peligro de extinción".
La idea de utilizar la biotecnología para ayudar a las especies en peligro, o incluso a las extinguidas, no es nueva. En 2009 los investigadores clonaron con éxito una subespecie de íbice (o cabra salvaje de los Alpes) que se había extinguido en el año 2000, aunque el clon sólo vivió unos minutos. En abril, el zoo de San Diego y la organización sin ánimo de lucro californiana Revive & Restore anunciaron que habían clonado un hurón de patas negras en peligro de extinción, con el objetivo de devolver la diversidad genética a los programas de cría en cautividad.
Y durante años, los planes de Church para "resucitar" un mamut utilizando el ADN secuenciado del extinto titán coparon titulares en todo el mundo.
"La mayor parte de la ciencia se había resuelto; sólo necesitaban esa financiación y enfoque", dice el cofundador de Colossal, Ben Lamm, un emprendedor que recientemente fundó la empresa de IA Hypergiant. "Es bastante emocionante -después de dos años de trabajo en esto- empezar a contarle a la gente lo que estamos haciendo".
Pero que nadie espere que los pseudo-mamuts lleguen pronto. Los planes de Colossal se basan en varias tecnologías que no han sido probadas en elefantes. Incluso en el calendario más optimista de la empresa, Church dice que la primera cría híbrida de Colossal está a seis años vista. La creación de una manada autosuficiente podría llevar décadas.
Incluso en esta fase inicial, la misión de Colossal plantea profundos interrogantes sobre lo que significa que una especie se extinga, y sobre cómo puede y debe utilizarse la biotecnología para hacer frente a la actual crisis de extinción. Con la llegada de Colossal, la conversación deja de ser abstracta, dice Tori Herridge, bióloga especializada en mamuts del Museo de Historia Natural de Londres. Mi reacción inicial fue la de: "Esto se está volviendo real", dice.
Bienvenidos al Parque del Pleistoceno
Los sueños de Church de diseñar un mamut híbrido se hicieron públicos por primera vez tras una entrevista que concedió al New York Times en 2008 sobre los esfuerzos para secuenciar el genoma del mamut lanudo.
Al principio, la idea era más bien un gran rompecabezas intelectual. Pero en los años siguientes, Church empezó a colaborar con Stewart Brand y Ryan Phelan, los fundadores de la empresa californiana Revive & Restore. Brand y Phelan pretenden utilizar la biotecnología para ayudar a apuntalar las especies amenazadas y recuperar las extinguidas.
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"La desextinción y la idea de lo que llamamos rescate genético es realmente una historia sobre la esperanza y la posibilidad de reparar algunos de los daños que los humanos han causado a lo largo de los siglos", dice Phelan. "No se trata de nostalgia, sino de aumentar la biodiversidad".
Brand y Phelan invitaron a Church a las primeras conferencias del mundo sobre "desextinción", celebradas en 2012 y 2013 en la sede de la National Geographic Society en Washington, D.C. (National Geographic Partners, que produjo este artículo, es una empresa conjunta entre The Walt Disney Company y la National Geographic Society, una organización sin ánimo de lucro).
En estas reuniones, Church conoció a Sergey Zimov, ecologista ruso y director de la Estación Científica del Noreste en Cherskiy, en la República de Sajá (Rusia). Desde la década de 1980, Zimov ha estudiado el permafrost siberiano y ha dado la voz de alarma sobre las enormes cantidades de metano y dióxido de carbono que podrían filtrarse a la atmósfera al descongelarse.
Zimov también tiene una idea sobre cómo mantener ese carbono en el suelo. Desde 1996, Zimov y su hijo, Nikita, trabajan en el Parque Pleistoceno, una parcela de tundra cercada cerca de Cherskiy. Los Zimov han introducido allí alces, bisontes, renos, camellos bactrianos y otros grandes herbívoros para comprobar los efectos de las criaturas en el paisaje.
Hace decenas de miles de años, durante el Pleistoceno, gran parte de Europa, Asia y Norteamérica estaba cubierta de estepas herbáceas muy productivas y densamente pobladas por diversos herbívoros. Hace 10 000 años, muchos de estos herbívoros -incluidos los mamuts- se habían extinguido en gran parte del mundo, probablemente en parte por la actividad humana, como la caza. Cuando estos animales se extinguieron, las praderas que mantenían mediante el pastoreo dieron paso a arbustos, árboles y musgos, dando lugar a la tundra y la taiga que vemos hoy en día.
Los mamuts, sospechan los Zimov, fueron esenciales para mantener las praderas altamente productivas del antiguo Ártico. Estas enormes criaturas derribaban árboles, removían la tierra y fertilizaban el suelo con su estiércol, ayudando a que los pastizales prosperaran. Sus enormes pisadas también perforaron las capas de nieve y hielo, permitiendo que el frío ártico penetrara más profundamente en el permafrost.
"Piensa en el ecosistema como si fuera una especie de cuerpo", dice Nikita Zimov. "El mamut sería el puño derecho".
Aunque el Parque del Pleistoceno aún no tiene ese puño, los actuales herbívoros del recinto pueden estar ya dando forma a sus suelos. En un estudio publicado el año pasado, los Zimov descubrieron que, durante el invierno, los suelos compactados dentro del Parque del Pleistoceno pueden llegar a ser más de -12º Celsius más fríos que los suelos de fuera del parque.
El verde exuberante del Parque del Pleistoceno se entrelaza con los lagos azules del norte de Rusia en esta vista aérea del refugio.
La visión del parque de recuperar las antiguas praderas es "una hipótesis apasionante", dice la paleoecóloga de la Universidad de Maine (Estados Unidos) Jacquelyn Gill, basada en los efectos que los elefantes actuales tienen en sus hábitats. Sin embargo, advierte que los investigadores aún no conocen todos los detalles de cómo funcionaban los ecosistemas de los mamuts lanudos, lo que complica los esfuerzos por rehacerlos en la actualidad.
"Utilizar eso como justificación para un proyecto como éste -que tiene grandes consideraciones ecológicas, sociales, éticas y bioéticas- es como poner el carro delante de los bueyes", afirma.
Sin reparar en gastos
No obstante, el proyecto de los Zimov ha estimulado a Church y a los conservacionistas de Revive & Restore a investigar más seriamente el ADN de los mamuts y las células de los elefantes.
Hasta ahora, el trabajo del laboratorio de Church sobre elefantes y mamuts era un esfuerzo voluntario a tiempo parcial entre su personal, que cambiaba regularmente. Como resultado, ninguno de estos trabajos se ha publicado aún en la literatura científica, para consternación de los expertos externos. Church afirma que su laboratorio está en vías de presentar dos estudios para su publicación en los próximos meses.
El laboratorio de Church también ha estado llevando a cabo su investigación sobre los elefantes con un presupuesto reducido de unos 10 000 dólares al año (8867 euros), gracias a una donación de 100 000 dólares (más de 88 000 euros) del inversor Peter Thiel y al apoyo de Revive & Restore.
En cambio, Colossal dispone de 15 millones de dólares (unos 13 millones de euros), recaudados por un grupo de inversores entre los que se encuentran empresas de capital riesgo de Silicon Valley y el prestigioso coach Tony Robbins. La financiación de Colossal servirá para apoyar la investigación en curso del laboratorio de Church sobre las células de elefante, así como el propio laboratorio de la empresa, que estará dirigido por Eriona Hysolli, una antigua investigadora postdoctoral del laboratorio de Church que ahora es la directora de ciencias biológicas de la empresa.
Beth Shapiro, paleogenetista de la Universidad de California en Santa Cruz (Estados Unidos), afirma que el modelo de financiación de Colossal puede ser transformador para los genetistas que trabajan en la conservación de especies. "Es una fuente de dinero totalmente nueva -una fuente potencialmente enorme- que se invierte directamente en cosas que a todos nos preocupan", afirma.
Para orientar sus esfuerzos, la empresa ha contratado a asesores científicos, entre ellos dos con experiencia en elefantes o mamuts: el genetista de la Universidad de Potsdam (Alemania) Michael Hofreiter, que estudia los mamuts y otros animales del Pleistoceno; y el zoólogo de Oxford (Reino Unido) Fritz Vollrath, que estudia el comportamiento de las arañas y los elefantes modernos.
Entre los asesores de la empresa figuran también dos destacados bioeticistas que estudian la edición del genoma: R. Alta Charo, de la Universidad de Wisconsin en Madison, y S. Matthew Liao, de la Universidad de Nueva York (ambas en Estados Unidos).
(El ingeniero químico de la Universidad de Stanford Joseph DeSimone, miembro del consejo asesor científico de Colossal, es también miembro del consejo de administración de la National Geographic Society.)
Los científicos de la vida encuentran un camino
El objetivo final de Colossal es intercambiar suficientes genes clave en el genoma del elefante asiático para crear una especie "proxy" adaptada al frío del Ártico, como los mamuts.
Los últimos ancestros comunes de los mamuts lanudos y los elefantes asiáticos vivieron hace seis millones de años, dice Herridge, y las dos especies siguen compartiendo más del 99,9% de su ADN. Pero el genoma del elefante se extiende unos tres mil millones de pares de bases. Eso significa que hay más de un millón de diferencias individuales entre los genomas del elefante asiático y del mamut lanudo que los científicos deben examinar.
Hasta el momento, Lamm y Hysolli afirman que el equipo de Colossal se está centrando en un mínimo de 60 genes de mamut, incluidos los genes que intervienen en los depósitos de grasa del animal, la capacidad de su sangre para retener el oxígeno a bajas temperaturas y su característico pelaje desgreñado.
Insertar los genes del mamut en el ADN del elefante asiático exigiría realizar muchas modificaciones genéticas a la vez, un problema que el laboratorio de Church ha resuelto en otras especies. Su equipo utilizó la poderosa técnica de edición genética CRISPR-Cas9 para editar el genoma del cerdo en docenas de lugares diferentes a la vez, con el objetivo de crear cerdos cuyos órganos puedan ser trasplantados con seguridad a los humanos.
Al menos uno de estos genes candidatos a mamut ha sido probado en ratones transgénicos de laboratorio. Pero los genes individuales pueden tener muchos efectos potenciales en todo el genoma, y el efecto final de un gen en los rasgos de un organismo se reduce a cuándo, dónde y cuánto se expresa ese gen dentro del cuerpo. Este tipo de regulación depende en parte de tramos de ADN que no se conocen bien en los mamuts extintos.
Church afirma que los investigadores de Colossal deberían ser capaces de detectar muchos problemas potenciales en las primeras fases del desarrollo de un embrión híbrido. Dicho esto, reconoce que algunos rasgos diseñados -como las orejas del animal, que deben ser pequeñas para evitar la congelación- no podrían comprobarse hasta las últimas fases del desarrollo.
Pero la mayor fuente de incertidumbre para Colossal es cómo desarrollará sus embriones. Los elefantes asiáticos están en peligro de extinción, así que para evitar el uso de vientres de alquiler, la empresa dice que desarrollará un útero artificial de elefante.
Experimentos anteriores con corderos y ratones han demostrado que los úteros artificiales pueden mantener fetos prematuros hasta cuatro semanas, o mantener embriones de cinco días hasta seis días. Pero hasta ahora, Church afirma que no se ha utilizado ningún útero artificial durante todo el periodo de gestación de ningún mamífero.
Para cumplir sus objetivos, Colossal tendría que lograr esta primicia mundial con elefantes modernos. Su gestación dura casi dos años y da lugar a crías que pesan más de 90 kilos al nacer.
Colossal también necesita un suministro autosuficiente de células de elefante asiático. En particular, Church dice que la empresa debe desarrollar una línea de células madre pluripotentes inducidas, que han sido empujadas bioquímicamente a un estado primordial que les permite transformarse en muchos tipos de células posibles, como los óvulos. Este tipo de células madre se ha creado para otros mamíferos en peligro de extinción, como el rinoceronte blanco del norte, pero aún no para los elefantes.
Detenerse a pensar si se debe
Cualquier experimento en el que participen animales conlleva retos éticos. Si Colossal consigue crear una cría híbrida sana, lo que está en juego es aún mayor. Los elefantes son criaturas longevas y muy inteligentes que mantienen sociedades matriarcales complejas y multigeneracionales.
Las investigaciones sobre los antiguos mamuts sugieren que compartían muchos de estos rasgos sociales. Entonces, ¿cómo se cuidaría y socializaría adecuadamente al primer híbrido de mamut y elefante? ¿Y cómo aprendería una futura manada de estos híbridos a sobrevivir en el Ártico y a reiniciar la cultura de los mamuts desde cero?
"No se trata sólo de que existan, sino de asegurarse de que, una vez que existan, puedan prosperar y vivir una vida floreciente", dice Liao, bioeticista de la Universidad de Nueva York que forma parte del consejo asesor científico de Colossal. "De lo contrario, se está siendo cruel con estos animales".
Colossal y los Zimov tienen un acuerdo amistoso y no oficial para que el Parque Pleistoceno pueda acoger a algunos de los futuros mamuts de la empresa. Por ahora, ese experimento se limita a 20 kilómetros cuadrados de terreno, con planes eventuales de llenar un área de 144 kilómetros cuadrados.
Pero los elefantes migratorios actuales pueden recorrer distancias muy largas, al igual que los mamuts lanudos. Un estudio reciente de un colmillo de mamut lanudo de 17 000 años de antigüedad reveló que el joven macho recorrió decenas de miles de kilómetros durante sus 28 años de vida, atravesando gran parte de la actual Alaska. Si la visión de Colossal se hiciera realidad, sería necesario reintroducir millones de kilómetros cuadrados de tundra ártica para afectar al clima global.
La escala de estos cambios propuestos crearía problemas espinosos en torno al uso de la tierra, los efectos en la fauna ártica existente y la gobernanza global. ¿Y cuáles serían los efectos sobre los aproximadamente 180 000 inuit de Rusia, Canadá, Estados Unidos y Groenlandia, los pueblos más directamente amenazados en un Ártico estresado y rápidamente cambiante?
"Francamente, tengo mis dudas cuando los científicos colonos quieren rehacer el mundo con una imagen determinada", afirma Daniel Heath Justice, especialista en estudios indígenas e historiador de la cultura animal de la Universidad de Columbia Británica de Vancouver (Canadá). Señala que la biotecnología puede ser una herramienta útil para la conservación, pero añade que los trabajos en esta línea, como la investigación de Colossal, "no pueden ser dirigidos únicamente por intereses no indígenas".
En un comunicado, Colossal afirma que "no habrá ningún impacto en las tribus indígenas que actualmente viven en la zona" y que su "máxima prioridad es su compromiso con la conservación y la preservación de todas las especies, incluida la humana".
Si Colossal puede cumplir esa prioridad, argumentan los partidarios de la empresa, las especies vivas se beneficiarán, incluso si nunca llega a haber un híbrido de elefante y mamut. Con la financiación de Colossal, el laboratorio de Church está trabajando en una forma de sintetizar el herpesvirus endoteliotrópico del elefante. Este virus infecta y mata a muchos elefantes asiáticos jóvenes, pero no puede cultivarse de forma fiable en el laboratorio. Cultivarlo sería un primer paso crucial para fabricar tratamientos y vacunas.
"La única línea de argumentación realista y razonable para este tipo de tecnologías", dice Shapiro, el genetista de la UC Santa Cruz, "es ayudar a las especies que están vivas a prosperar en un entorno humano que cambia rápidamente".
