虽然许多科学家渴望讨论利用CRISPR来保护生物多样性的可能性，但他们也很谨慎。人类干预的影响并不总是可以预测的，一旦一个基因编辑过的物种被释放到野外，控制任何负面影响都将是困难的。美国农业部(USDA)国家野生动物研究中心的研究科学家托尼·皮亚乔(Toni Piaggio)说，当涉及到CRISPR时，研究人员“绝不能完全喝下Kool-Aid”。相反，她说，他们应该“花大量的研究时间和智力能量”来质疑自己和自己的工作。

粮食安全的多样性

大约12000年前，古人就开始培养我们今天吃了许多植物的野生祖先。随着时间的推移，他们选择的种子从进化有益性状的植物在未来种植。结果，一种叫做teosinte的植物在硬如岩石的外壳里有5到12粒谷粒引起了玉米，和野生番茄的小红果产生了今天的西红柿。作物驯化的过程对人类是一个转折点。它使我们能够融入社区和构建社会。

但作为几千年过去了，驯化也降低了遗传多样性在我们种植和食用的植物中。要理解其中的原因，不妨想象一下，一万年前的远古人类，已经厌倦了用石头砸碎铁锈，从硬壳里取出几粒微不足道的玉米粒。如果那个人看到了一株没有果核的植物——果核露在外面，不用砸石头就可以吃——他们可能会从那株植物中挑选种子，以便来年生长。这对一个人来说很好，但是基因的多样性在这个领域的其他部分被下一代所丢失了。

今天，同样的力量在起作用。例如，当每一种番茄看起来都一样，以同样的速度生长，产出一磅又一磅的番茄时，如果一切正常，种植就更容易，食物供应也更可预测。

问题是，养殖并不总是遵循通常的，预期的图案。而气候变化对农业增长变性和不可预测性。许多作物，因为他们的遗传多样性水平较低的结果，并不特别适合应付新出现的气候模式，使他们容易受到诸如干旱，洪水或咸土壤的挑战。所以，拉萨罗·佩雷斯在圣保罗大学植物生理学教授，依靠数量有限的作物品种，生产出世界的粮食是有风险的说。

佩雷斯和其他研究人员正试图注入农业与野生物种的遗传多样性。他的研究小组开始与野生番茄和使用CRISPR到编辑关键基因的屈指可数。它的目标是使野生番茄的样子在家养番茄的基因版本基因的版本。在这样做，野生番茄品种积累了一些有益的共同特点，以驯化物种。通过这一过程，从头在驯化过程中，佩雷斯和他的同事培育出了一种比野生番茄果实更多、果实更大、番茄红素更多的番茄，这种番茄的基因与传统驯化番茄不同。

但是，佛蒙特大学农业与生命科学学院的副教授Yolanda Chen说，将目光从单一作物转向作物所处的生态系统是很重要的。陈研究了植物驯化对昆虫种群的影响。她说，研究人员需要考虑基因是如何“在更广泛的社区环境中运作的”，而不仅仅是在一株植物中。植物的大小或颜色的变化会影响哪些昆虫被吸引到它身上吗?这对这些昆虫的捕食者有什么影响?

佩雷斯是留意其对农业生态系统的潜在影响。驯养野生番茄和规模不断壮大它会影响微妙的生态关系。不过，他说，他“认为主要是积极的事情”他的工作可能产生的影响。“和的事情之一是食品安全，因为这是相当危险的依赖于极少数品种为我们的食品，饲料和纤维。”

陈先生说，她认为基因编辑从头驯养比其他基因方法“风险更小”，比如那些将整个新基因引入植物物种的方法。在从头驯化，基因的编辑版本已经存在于相关的驯化番茄植株中。

这可能会需要一段时间是之前的番茄开发，以增加我们的食物的遗传多样性，一个新的物种在当地的杂货店可用。佩雷斯说，他和他的研究小组已经发表这样的工作远是一个概念证明;换句话说，他们发现从头驯化是可行的，但还没有将番茄商业化的计划。从那以后，他们把注意力转向了一种来自加拉帕戈斯群岛的野生西红柿，这种西红柿在盐碱地上生长得特别好，而且能抵抗一种会对农作物造成严重损害的白蝇。如果他们有能力从头驯化这种番茄，它可以作为一种重要的作物，为农民处理咸，沿海土壤。

最后，陈和佩雷斯都关注气候变化，农业和生物多样性。他们的做法，从不同的研究视角这些问题的解决方案，但都可以看到多样性 - 在基因和物种水平 - 农业生态系统的食物系统，可以抵御气候变化的挑战的一个重要方面。今后，驯化植物新品种 - 可能与基因编辑 - 可能让农民得到更多种植适合特定气候的多种作物的选择。

珊瑚保护

1770年，英国探险家詹姆斯·库克(James Cook)驾驶着他的“奋进”号(Endeavor)船在澳大利亚昆士兰海岸的“疯狂迷宫”(即后来的大堡礁)上搁浅。虽然库克被认为是“发现”了珊瑚礁，珊瑚礁一直很重要几个世纪前的土著人

几百年后，污染，海水变暖导致巨大珊瑚白化世界各地的事件。虽然珊瑚可以在白化中存活，但压力的确会导致死亡率上升。这对。来说是个坏消息栖息于珊瑚的海洋生物。当珊瑚丢失，珊瑚礁生态系统遭受，投掷之间的关系几千种- 包括鱼类，无脊椎动物，植物和海龟 - 居住平衡的存在了。

当珊瑚和它们生活在一起的藻类之间的共生关系变得紧张时——例如，温暖的海水——就会发生漂白现象。由于压力，珊瑚会排出藻类，导致珊瑚变白。漂白事件开始在20世纪80年代增加频率和幅度。2014年和2017年间，高海洋温度沉淀主要全球珊瑚白化事件。

世界的珊瑚当前保护工作已经不足以遏制漂白事件和维持生态系统的宝贵支持珊瑚，根据IPBES报告。因此，有一定的迫切需要寻找新的保护方法。一种2019报告生物学家制定了不同的保护方法和评估其潜在的风险和收益。并与2018年宣布，科学家们使用编辑珊瑚的基因，基因编辑视为一个潜在的战略。也许。

玛丽·斯特拉德(Marie Strader)现在是奥本大学(Auburn University)的助理研究教授，她是负责这项研究的国际科学家团队的研究生组长。科学家们编辑了a色彩鲜艳的珊瑚鹿角millepora。编辑的目标是“破发”或突变的基因，并在一些幼虫，它做到了。

由于这项概念验证研究是成功的——这意味着他们至少在某些时候能够编辑他们瞄准的珊瑚基因——其他研究人员可以使用他们的方法作为编辑其他基因的蓝图鹿角millepora编辑其他珊瑚物种。斯特拉德说，首先，他们可能会研究与珊瑚生命周期和温度敏感性有关的基因。斯特拉德说，理解这些过程，可以“转化为最终的保护工作”。

例如，研究人员可以在实验室中使用CRISPR帮助他们了解哪些基因是宽容温暖的海水很重要。如果编辑在实验室所得珊瑚能更好地耐受温暖水域的基因，根据Strader，科学家们可以看看天然珊瑚群体对于那些自然有基因突变。与理解的武装，研究人员可能会在保育工作，如养殖珊瑚，以帮助他们取得更大的成功保持冷静的热轮番上涨。

一方面，仍然有很多的技术障碍。在Strader的工作，个别编辑珊瑚结束了基因的编辑和未经编辑的副本的混合。为了实现基因编辑的全面影响，并把它传递到后代，珊瑚的每个单元最好应具有相同的编辑。和其他细节，如确保CRISPR编辑只靶向基因或基因，“需要制定出之前，这将是用于保护目的的一种可行的选择，” Strader说。

此外，北卡罗来纳大学教堂山分校(University of North Carolina at Chapel Hill)的海洋生态学家约翰•布鲁诺(John Bruno)表示，保护工作不仅需要保护珊瑚，还需要保护依赖珊瑚的数千种其他物种。布鲁诺说，对10到20种珊瑚进行基因编辑以适应温暖的海水是远远不够的。他说，由于“没有人会对海洋中所有的十亿个物种进行‘CRISPR’”，保护需要关注整个生态系统，而不仅仅是几个物种。“解决方案相当明显，只是从根本上减少温室气体排放，”他说——承认这不是一件容易的事。

运行干扰

与珊瑚的情况是“可怕的”，据布鲁诺。但即使是在已经看到急剧减少，往往仍有许多珊瑚物种 - 可能在数以百万计的顺序 - 个人留下，他说。

回到岸上，一些动物种群小得多，容易稍纵即逝存在的侵入性物种的拇指。在新西兰，本土鸟类在进化过程中没有哺乳动物捕食者。许多大而不能飞的，所以当哺乳动物如鼠，负鼠和白鼬带着人类，鸟很容易的目标。根据一个研究这些入侵动物负责，每年估计有2660万组的小鸡和鸡蛋本土鸟类物种的损失。

尽管严重保护工作在美国，许多新西兰鸟类已经灭绝或濒临灭绝。为了拯救这些左派，新西兰政府已经设立了一个这个雄心勃勃的目标是到2050年消灭该国的哺乳动物害虫。既然这样，入侵物种往往与陷阱和毒物，这是不愉快的死亡方式，比亚乔票据管理。

随着基因编辑技术的出现，基因驱动变得更加合理，这可能为管理入侵种群和保护它们所危害的物种提供一种更人道的方式。

简单地说，基因驱动改变遗传性状(如性别)的几率。如果一个人每10个负鼠胎是男的，而不是正常的五分之10，对于女性的生殖机会将减少。

不幸的是，通过证明在夏威夷的猫鼬和甘蔗蟾蜍（要么巴特·辛普森的牛蛙）在澳大利亚，人类有一个低于完美的记录，当涉及到生态系统干预。

“所以，很多事情都做到尽可能最好的意图，我们发现，有一直只是无法预见的后果，”海伦·泰勒，节约遗传学家和荣誉研究员在奥塔哥大学说。她指出，虽然负鼠在新西兰的害虫，它们在澳大利亚的一个重要品种。如果与新西兰基因驱动负鼠不知何故在澳大利亚被释放，其影响可能是灾难性的。

保护遗传学家和高级博士后助理Maud Quinzin最近开始在麻省理工学院工作造型进化实验室与凯文Esvelt，科学家谁首先提出CRISPR作为一种工具来创建基因驱动。Quinzin用她的生态系统动态的了解，帮助塑身进化实验室想想生态系统的人为干扰的复杂的涟漪效应。

看着从各个角度科学是很重要的，她说。“发展基因编辑工具，就需要对在这个过程中非常不同的专业知识分享的理念和早期进展的科学家。”例如，如果一种侵入性鼠种是从一个岛屿根除，将其他物种 - 甚至其他入侵物种 - 成为人口较多？“你要想一想......在生态系统中的动态，”她说。因为这表明CRISPR可用于基因驱动器，Esvelt本人一直对声乐他的担忧。

尽管如此，Quinzin一直在保护生物学的前行，看着价值的物种种群灭绝，而她欲望社区与养护的所有选项呈现。对于科学家们提出了这些选项，虽然，他们真的需要明白的地方，他们可能工作的地方，Quinzin说。这种理解不仅来自研究人员，也有来自谁住在这些地方的人们。“这是你尊重的价值观和在一个地方的知识真的很重要，” Quinzin说，包括“不仅科学信息，而且土著和当地知识”通过与当地社区参与随着技术的发展，Quinzin说，研究人员可以专注于如何开发技术，与社区的文化，社会，政治和环境价值不符。

向前进

在短期内，农业可能是最有可能使用CRISPR来保护生物多样性。事实上,第一基因编辑的农作物冲击市场美国早在2019年各个国家仍然搞清楚如何规范编辑植物，有一个很大的区别在于可以通过自然突变和植物含有较大的修改，如含有新的DNA那些已经出现的植物之间进行。

最起码，科学家如佩雷斯的工作可以拓展我们的作物的遗传多样性，增加了更多的选项表作为农民，科学家和其他利益相关者对食品安全的世界而努力。并具有选择是很重要的。没有单一的解决方案随处保存生物多样性。并小心地施加的解决方案可能会导致更多的问题。

科学家们似乎确实在谨慎行事。至少一些珊瑚研究人员拒绝考虑在野外使用CRISPR。研究基因驱动的科学家们大声疾呼，指出了这项技术的局限性，并颂扬了非科学家在决定使用或不使用CRISPR进行保护时必须扮演的角色。

“我认为我们有一个非常大的 - 不仅仅是机会，而是一项义务在公众的视线尽可能地得到它在那里，”比亚乔说。如果科学家没有得到公众的买入，他们不应该使用的技术，她说。“我认为我们必须要与确定。”

昆津说，她和她的团队中的其他科学家希望得到公众的指导。与此同时，她指出，CRISPR“如果我们尊重(和)负责任，并恰当地使用它，可能会是一个令人惊叹的工具。”

有世界面临的生物多样性危机没有完美的或普遍的解决办法。而原因不能在追求的解毒剂的被遗忘。这就是为什么它需要科学家和保护，在不同的领域工作，有所作为的各种方法。