Colossal Biosciences, ein in Texas ansässiges „De-Extinction“-Unternehmen, gab kürzlich bekannt, dass es erfolgreich Küken mit selbst entwickelten „künstlichen Vogeleiern“ ausgebrütet hat, und behauptete, dass diese Technologie die Entwicklung von Vogelembryonen unterstützen kann, die vollständig von natürlichen Eierschalen getrennt sind, ohne dass eine zusätzliche Zufuhr von reinem Sauerstoff erforderlich ist. Das Unternehmen betrachtet diese Errungenschaft als einen wichtigen Schritt in seinem Plan, „ausgestorbene Vögel zurückzubringen“, wobei Zielarten unter anderem Neuseelands ausgestorbener Riesenmoa (Moa) und der berühmte Dodo (Dodo) sind.
Laut Colossal ersetzt dieses künstliche Vogelei die natürliche Eierschale durch eine offene Gitterhalbschale und verwendet eine transparente Membran auf Silikonbasis, um die Membranstruktur zu ersetzen, die ursprünglich Eigelb und Eierschale trennte. Die Silikonmembran soll es dem Luftsauerstoff ermöglichen, ungehindert in den sich entwickelnden Embryo zu diffundieren, wodurch die technischen Schwierigkeiten traditioneller künstlicher Inkubationssysteme umgangen werden, die direkt reinen Sauerstoff liefern müssen, aber die Überlebensrate der Küken beeinträchtigen können. Die Forscher planen, zunächst die befruchteten Embryonen und Eigelb von echten Vogeleiern in dieses künstliche Ei zu übertragen, sie dann zur Kultivierung in einen Inkubator zu legen und den Embryonalentwicklungsprozess durch eine transparente Membran weiter zu beobachten.
Tatsächlich ist die sogenannte „künstliche Ei“-Technologie kein neues Konzept. Der Versuch, Hühnerembryonen aus natürlichen Eierschalen zu entnehmen und in einem In-vitro-System zu kultivieren, lässt sich bis in die 1980er Jahre zurückverfolgen. Die wissenschaftliche Gemeinschaft hat in solchen Systemen viele Male erfolgreich lebende Vögel ausgebrütet und sie zu Erwachsenen herangezogen. Derzeit wird diese Art von Technologie hauptsächlich in der Grundlagenforschung eingesetzt, darunter Mechanismen der Embryonalentwicklung, Tumorwachstumsprozesse, der Bau transgener Hühner sowie die Entwicklung von Arzneimitteln und Impfstoffen. Um die Anwendung in größerem Maßstab zu fördern, bestehen jedoch immer noch technische Engpässe, insbesondere bei der Vermeidung der negativen Auswirkungen hoher Sauerstoffkonzentrationen auf die Gesundheit von Embryonen und Küken bei gleichzeitiger Sicherstellung der Schlüpfbarkeit.
Colossal behauptet, dass sein neues künstliches Ei das Problem traditioneller Systeme, die auf reinem Sauerstoff basieren, durch Innovationen in der Schalenstruktur und den Membranmaterialien löst. Sollten die entsprechenden Behauptungen zutreffen, wäre dies ein wichtiger Technologiesprung auf diesem Gebiet und könnte auch neue Instrumente für den Artenschutz mit sich bringen. Die derzeit vom Unternehmen veröffentlichten Informationen stammen jedoch hauptsächlich von der eigenen Website und sorgfältig produzierten Videoclips. Es werden auch keine detaillierten Daten oder von Experten begutachtete wissenschaftliche Arbeiten veröffentlicht. Für Außenstehende ist es schwierig, eine unabhängige Beurteilung des Versuchsaufbaus, der Stichprobengröße, der Erfolgsquote und der Gesundheit der Küken vorzunehmen.
Im Rahmen des „De-Extinction“-Projekts plant Colossal, Gen-Editing-Methoden einzusetzen, um die Genome existierender Vögel so zu verändern, dass sie näher an ausgestorbenen Arten sind. Das Unternehmen plant beispielsweise, das Genom des Emu zu verändern, um ihn in seiner genetischen Ausstattung dem neuseeländischen Riesenmoa ähnlicher zu machen. Ein ähnlicher Ansatz wurde bereits zuvor verwendet, um das Genom des Grauwolfs so zu verändern, dass es dem des ausgestorbenen Schreckenswolfs ähnlicher wird. Darüber hinaus schlug das Unternehmen vor, eine ähnliche Technologie zu verwenden, um die vorhandenen Nikobarentauben genetisch zu verändern, um näher am Dodo zu sein, und dann künstliche Eier zur Kultivierung von Embryonen zu verwenden.
Eine der Prämissen von Colossal ist, dass die künstliche Eitechnologie vergrößert werden kann, um Vogelembryonen unterschiedlicher Größe aufzunehmen. Allerdings stößt diese Idee im praktischen Einsatz auf große praktische Hürden: Selbst wenn man davon ausgeht, dass die Schale vergrößert werden kann, sind Eigelb und Eiweiß der Schlüssel zur tatsächlichen Unterstützung der Entwicklung des Embryos. Bezogen auf die Körpergröße kann die Eikapazität eines Riesenmoas das Dutzende oder sogar Hundertfache der eines Hühnereis betragen. Es ist für das Eigelb und Eiweiß eines vorhandenen Vogels schwierig, ausreichend Nahrung zu liefern. Das Eigelb ist im Wesentlichen eine einzelne Zelle, und die einfache Vergrößerung dieser Zelle durch „Injektion von zusätzlichem Eigelb“ ist sowohl technisch als auch biologisch äußerst schwierig und kann auch ihre Struktur und Funktion schädigen.
Noch wichtiger ist, dass der Entwicklungsprozess von Vogelembryonen bei verschiedenen Arten hochspezialisiert ist. Es gibt nicht nur Unterschiede im Nährstoffbedarf und im Gasaustauschmuster, auch die komplexen Wechselwirkungen zwischen dem Embryo und der Eischale und Eimembran sind noch nicht vollständig verstanden. Ob die neue Technologie wirklich die natürliche Inkubationsumgebung simulieren und gesunde Individuen verschiedener Arten züchten kann, ist noch unbekannt und kann nur durch Zeit- und Folgeforschung überprüft werden.
Über die wissenschaftliche Machbarkeit hinaus stoßen Colossals Pläne in Neuseeland auf erheblichen sozialen und kulturellen Widerstand. Frühere Diskussionen rund um die „Wiederauferstehung“ des Moa haben gezeigt, dass viele Maori-Gemeinschaften und die breite Öffentlichkeit eindeutig gegen die „Ausrottung“ des Riesenmoa als Ökotourismusprojekt sind. Einige Wissenschaftler weisen darauf hin, dass bei der „Wiederherstellung“ ausgestorbener Arten die Weltanschauungen der Ureinwohner und die Rolle der Kaitiaki im Entscheidungsprozess ernst genommen werden müssen und nicht nur als technisches Problem oder Geschäftsmöglichkeit betrachtet werden dürfen.
Aus Sicht des Artenschutzes behauptet Colossal, dass die künstliche Eiertechnologie ein breites Anwendungspotenzial hat, insbesondere bei der künstlichen Zucht von vom Aussterben bedrohten Arten wie dem neuseeländischen Kakapo, dem schwarzen Flussuferläufer und dem Regenpfeifer im Süden Neuseelands. Diese Arten haben normalerweise eine lange Lebensdauer, langsame Fortpflanzungszyklen und eine geringe Eiproduktion. Sobald unerfahrene Eltern Eier zerstören, es zu Unfällen oder extremen Wetterbedingungen kommt, können begrenzte Eiverluste einen schweren Rückschlag für die Erholung der Population darstellen. Wenn beschädigte oder risikoreiche Vogeleier so schnell wie möglich in künstliche Eier „überführt“ werden können, kann dies theoretisch dazu beitragen, die Überlebensrate von Nestlingen zu verbessern.
Mit Hilfe der Gentechnik sollen künstliche Eier zudem die genetische Vielfalt verändern und die Widerstandskraft der Vögel gegen Krankheiten verbessern. Beispielsweise hat die wissenschaftliche Gemeinschaft herausgefunden, dass bestimmte Viren die Küken stark gefährdeter Vögel bedrohen. In Zukunft könnte die Genbearbeitung zur Stärkung ihrer Immunität eingesetzt werden. Das künstliche Eisystem bietet eine Plattform für die Kultivierung solcher genetisch veränderter Individuen. Darüber hinaus bietet die künstliche Inkubation in Kombination mit genetischen Mitteln möglicherweise die Möglichkeit, das Problem der geringen Erfolgsquote beim Schlüpfen in einigen kleinen Populationen aufgrund von Inzucht zu lindern.
Für die extrem gefährdeten Arten, die von Natur aus nur sehr wenige Eier legen, reichen die vorhandenen Eiquellen allein jedoch bei weitem nicht aus. Um in einem künstlichen System stabil genügend Embryonen zu gewinnen, ist es notwendig, „transgene Trägervögel“ einzuführen. Eine Idee besteht darin, gewöhnliches Geflügel wie Hühner als Spender und „Fabriken“ zu nutzen, um Spermien und Eizellen mit dem Genom anderer Arten zu produzieren, dann durch natürliche Paarung befruchtete Embryonen zu erhalten und dann die Embryonen und Eigelbe in künstliche Eier zu übertragen, um die Entwicklung abzuschließen. Obwohl es Raum für die wissenschaftliche Erforschung dieser Art von artenübergreifenden und tiefgreifenden Modifikationsoperationen gibt, sind auch die ethischen Kontroversen offensichtlich.
Experten betonen, dass, wenn künstliche Eier mit Gentechnik und transgenen Trägervögeln zum Schutz kombiniert werden, neben wissenschaftlichen Demonstrationen auch ein transparenter und intensiverer öffentlicher und indigener Beteiligungsmechanismus eingerichtet werden muss, bei dem Artenschützer und betroffene Gemeinschaften an der Entscheidungsfindung beteiligt werden. Gleichzeitig ist es auch eine praktische Frage, wie verhindert werden kann, dass wichtige Naturschutztechnologien privatisiert und kommerzialisiert werden. Wenn die künstliche Ei-Technologie von Colossal ihre wissenschaftlichen und konservativen Versprechen wirklich erfüllen kann, besteht der nächste Schritt darin, sicherzustellen, dass öffentliche Naturschutzinstitutionen und Naturschutzorganisationen an vorderster Front gleichberechtigten Zugang haben, anstatt an das Patent- und Kapitalsystem einiger weniger Unternehmen gebunden zu sein.
Viele Forscher warnen davor, dass die Technologie künstlicher Eier, selbst wenn sie sich letztendlich als wirksam erweisen sollte, kein „allgemeines Gegenmittel“ zur Verhinderung des Artensterbens sein kann. Auf absehbare Zeit werden die Bekämpfung von Raubtieren, die Wiederherstellung von Lebensräumen und die langfristige Bewirtschaftung bestehender Arten weiterhin das Schicksal der Arten bestimmen. High-Tech-Werkzeuge helfen vielleicht nur am Rande, aber sie sind kein Ersatz für die Linderung der zugrunde liegenden Belastung der Ökosysteme.