Samolubna” reprodukcja

Dzięki nowym technikom inżynierii genetycznej, takim jak CRISPR/Cas9, w ostatnich latach opracowano tak zwane napędy genowe, które umożliwiają ludziom rozprzestrzenianie nowych genów w genomie dzikich populacji zwierząt. Napędy genowe wymuszają dziedziczenie nowo wprowadzonych genów przez całe potomstwo, nawet jeżeli zmniejsza to szansę gatunku na przeżycie. W ekstremalnym przypadku napęd genowy może spowodować całkowite wyginięcie danego gatunku lub zastąpienie dzikich populacji organizmami zmodyfikowanymi genetycznie.

W naturze proces ewolucji jest powolny: utrwalenie się dziedziczonych zmian wymaga wielu pokoleń. W procesie rozmnażania płciowego materiał genetyczny jest rekombinowany w każdym pokoleniu. Nowe cechy konkurują nieustannie ze starymi. Ale tylko jedna z nich jest przekazywana potomstwu. Jest wynikiem przypadku, czy będzie to nowa cecha, czy stara. Według reguły Mendla prawdopodobieństwo, że nowa cecha zostanie przekazana potomstwu, wynosi 50%. Z zasady wyższy współczynnik dziedziczenia występuje tylko wtedy, gdy cechy wiążą się z korzyściami dla przetrwania gatunku.

Jednak nie wszystkie naturalne cechy genetyczne są przekazywane zgodnie z regułami dziedziczenia według Mendla. U roślin, zwierząt i ludzi istnieją elementy genetyczne, które są kopiowane do innych części genomu za pomocą enzymów, namnażając się niezależnie i w ten sposób zwiększając prawdopodobieństwo ich dziedziczenia. Są one często określane jako naturalnie występujące napędy genowe czy też „samolubne” geny, ponieważ mogą rozprzestrzeniać się w całym genomie bez korzyści dla gatunku. Przykładem są tak zwane „skaczące geny” (transpozony). W toku ewolucji rośliny, zwierzęta i organizmy ludzkie znalazły sposób, aby radzić sobie z tym elementami genetycznymi. Niektóre z nich wykształciły ważne jednostki funkcjonalne, zazwyczaj regulujące. W innych przypadkach powstały mechanizmy wyciszające „skaczące geny” w genomie (więcej informacji w ramce).

Napędy genowe opierają się na podobnej zasadzie. W 2003 roku brytyjski naukowiec Austin Burt sformułował ideę, że geny mogą się szybko rozprzestrzeniać, jeżeli nadpiszą konkurencyjne warianty. Naturalny proces ewolucji nie ma wtedy zastosowania1 .