Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • OpenBio-2022
  • regenerativnaya-meditsina
  • vsh25

Напрасные старания: подробности

Почему возрождение вымерших видов невозможно (но полезно)

Yasemin Saplakoglu, Quanta Magazine: Why ‘De-Extinction’ Is Impossible (But Could Work Anyway)

Перевод: Екатерина Шутова, ХХ2 век

Существует несколько проектов, цель которых — возродить мамонтов и другие виды, исчезнувшие с лица Земли. Причём то, что это технически невозможно, не имеет значения.

Для учёных, исследующих вымершие виды в амбициозном стремлении вернуть их к жизни, публикация, вышедшая в марте в журнале Current Biology (Lin et al., Probing the genomic limits of de-extinction in the Christmas Island rat), стала отрезвляющим столкновением с реальностью. Группа исследователей под руководством Томаса Гилберта (Thomas Gilbert), специалиста по геномике и профессора Копенгагенского университета, проверила возможность воскрешения видов. Для этого учёные секвенировали геном тушканчиковой мыши Маклеара с острова Рождества (Австралия) — вида, вымершего в конце XIX или начале XX века.

«Казалось, это идеальный план», — делится Гилберт. Образцы ДНК вымершего вида — сравнительно свежие и хорошо сохранились. Кроме того, грызуны с острова Рождества (Rattus macleari) генетически очень близки серой крысе (известна также как Rattus norvegicus, норвежская крыса). А ДНК серой крысы отлично изучена. Это совсем не то же самое, что пытаться восстановить последовательность ДНК какой-нибудь древней кошки из джунглей плейстоцена. Не говоря уже о динозавре. С реконструкцией генома недавно вымершей близкой родственницы обыкновенной крысы не должно было возникнуть особенных трудностей.

Однако на деле всё вышло не так гладко. Несмотря на все усилия, учёным не удалось восстановить около 5% генома тушканчиковой мыши с острова Рождества. Многие гены, которые не удалось прочесть, были связаны с обонянием и иммунной системой — двумя безумно важными функциями для животных. «Это не какие-то малозначимые вещи, которые необязательно восстанавливать, — объясняет Гилберт. — Без них вы получите вид, непохожий на тот, что вымер».

De-Extinction.jpg

Представители вымерших видов: тилацин (тасманийский волк), квагга, дронт и тушканчиковая мышь Маклеара с острова Рождества.

Да, результаты команды Гилберта новы. Но во многом они лишь подтверждают то, о чём многие учёные давно догадывались. По словам Бет Шапиро (Beth Shapiro), профессора экологии и эволюционной биологии из Калифорнийского университета в Санта-Крузе, «самое большое заблуждение о возрождении видов заключается в том, что это возрождение возможно».

Бен Новак (Ben Novak), ведущий научный сотрудник из Revive & Restore, одного из основных некоммерческих проектов по возрождению видов, с готовностью признаёт это. «Вы никогда не сможете вернуть то, что вымерло», — говорит он. Но для него, как и для большинства других учёных, занимающихся возрождением видов, получить не реальных вымерших животных, а лишь похожих на них — не проблема, а цель.

Большинство исследователей, которые занимаются возрождением видов, не пытаются воскресить харизматичных древних зверушек, чтобы поместить тех в ближайший зоопарк на радость публике. Учёные скорее стремятся создать что-то приблизительно похожее для образовательных и природоохранных целей. Например, чтобы заполнить в экосистемах «пустоту», оставленную вымершими видами. Или чтобы увеличить численность современных исчезающих видов.

Сборка генома по кусочкам

Проблемы, стоящие перед проектами возрождения видов, начинаются с ДНК — молекулы, которая вроде бы как раз и даёт надежду на то, что вымершие животные вновь будут ходить по Земле. В романе «Парк Юрского периода» и одноимённой серии фильмов ДНК динозавра возрастом более 65 млн лет извлекают из комара, сохранившегося в янтаре. Но в реальности ДНК — слишком хрупкая молекула, чтобы сохраняться столь долго. Период полураспада ДНК составляет всего около 521 года.

Даже в хорошо сохранившихся тканях, которые остались от недавно вымерших видов, ДНК часто фрагментирована. «И из-за того, что эти фрагменты слишком мелкие, их невозможно собрать [в электронном виде], словно кусочки паззла, в целостную картину, которой они были раньше», — комментирует Новак.

В частности, не всегда ясно, в каком порядке гены должны стоять в реконструированных молекулах ДНК. Такие детали важны — потому что исследования на живущих видах показали: небольшие изменения в последовательности генов могут значительно влиять на поведение и другие характеристики организмов. Да, исследователи, которые занимаются возрождением видов, обычно в качестве ориентира используют близких родственников исчезнувших животных. Однако у такого подхода есть ограничения.

«Даже если бы у нас было 100% генов организма, мы всё равно создали бы его с тем же порядком генов и количеством хромосом, что и у его живого родственника», — делится Новак. И, как ясно показывает новая работа Гилберта, подобраться ко всей генетической последовательности зачастую просто невозможно.

Работа команды Гилберта говорит о сложностях возрождения вымерших видов с помощью генной инженерии. Генная инженерия — это популярный подход, которому отдают предпочтение такие исследователи, как Джордж Чёрч (George Church), профессор генетики Гарвардского университета. Чёрч возглавляет проект, направленный на возвращение шерстистого мамонта, бродившего по Земле в доисторические времена. Недавно проект Чёрча получил дополнительное финансирование от стартапа Colossal — и благодаря этому, надеется учёный, в ближайшее десятилетие или около того его команда добьётся успеха, отредактировав геном азиатского слона, близкого родственника мамонта.

Однако возрождение исчезнувших видов — это нечто большее, чем только генная инженерия. Используя подход, называемый селекционным возвратным одичанием (breeding back), или селекционным ревайлдингом, некоторые учёные восстанавливают древние черты вымерших видов путём отбора и разведения особей, которые всё еще несут соответствующие гены. Например, задача Tauros Program — направленное на «возвратное одичание» скрещивание пород современного крупного рогатого скота, несущих древние, дикие черты, таким образом, чтобы их потомство больше походило на их неодомашненного предка — тура. А учёные из южноафриканского Quagga Project отбирают зебр с чертами квагги — подвида, охота на который привела к его полному вымиранию в XIX веке.

Тем не менее, даже если усилия генных инженеров и селекционеров увенчаются успехом, они получат не собственно вымерший вид, а своего рода гибрид.

Если же мы хотим создать максимально точную копию вымершего вида, нам нужно вырастить клон из живой или специально законсервированной клетки этого самого вида. У учёных нет пригодных для использования клеток шерстистых мамонтов, дронтов, тасманийского волка и большинства других «распиаренных» вымерших видов. Однако есть клетки других животных — вымерших недавно. Так, в 2003 году специалисты использовали клонирование в попытке возродить букардо — вымерший вид или, по другой классификации, подвид пиренейского козла. Суррогатной матерью и донором яйцеклетки стала современная коза. К сожалению, козлёнок букардо — представитель единственного вымершего вида, который когда-либо был клонирован — скончался всего через семь минут после рождения из-за порока развития лёгких.

Но даже достигнув однажды настоящего успеха в клонировании вымерших видов, учёные, как считают специалисты Международного союза охраны природы (МСОП), могут явить свету «почти двойников», которые непредсказуемым и неизвестным нам образом будут отличаться от вымерших форм. Например, учёные могут быть не в курсе всех потенциальных эпигеномных различий, влияющих на активность ДНК или на микробиом, необходимый для поддержания здоровья животного. Кроме того, учёные не смогут в точности воссоздать среду, в которой исходные виды учились жить. И в итоге поведение «почти двойников» будет отличаться от поведения оригиналов.

Однако, несмотря на эти возможные различия, считает Новак, «с эволюционной точки зрения, клон — это аутентичный, или «достоверный», возрождённый организм». На самом деле, хотя клонирование и включено в качестве перспективного метода в руководящие принципы МСОП, Новак полагает, что его (пусть некоторые исследователи с этим и не согласятся) следует рассматривать как способ не столько реального возрождения видов, сколько их «достоверной реставрации».

Функциональные эквиваленты

Да, в области возрождения видов есть проблемы. Однако учёные, работающие в этой сфере, не отступают. Для них удачный «почти двойник», промежуточный вариант между живым и вымершим видами или функциональный эквивалент исчезнувшего вида — это успех. «Я не знаю никого, кто говорил бы о необходимости непременно получить чью-то точную копию», — делится Чёрч. Практическая цель проекта по возрождению шерстистого мамонта, которым он руководит, — помочь вымирающим азиатским слонам адаптироваться к холодным условиям арктической тундры.

«Будьте уверены: учёные не думают, что получат мамонта. Потому что они его не получат», — добавляет Гилберт. Учёные получат «шерстистого слона», который сможет жить на холоде.

Гибрид слона и мамонта можно «заселить» в такие места как плейстоценовый парк — огромную тундровую территорию в России, где учёные пытаются восстановить чрезвычайно биоразнообразную и благоприятную для климата пастбищную экосистему, которую когда-то населяли крупные травоядные, в том числе мамонты. Вытаптывая почву, слономамонты позволяли бы просачиваться в её толщу холодному воздуху — тем самым, в теории, замедляя таяние многолетней мерзлоты. Предполагается, что в результате замедлился бы и выброс парниковых газов. Учёные, которые работают над созданием гибридов, надеются, что бонусом ещё и спасут слонов от полного исчезновения — ведь генноинженерные гибриды будут жить на просторной территории, свободной от человеческих конфликтов.

Таким же образом Новак сейчас работает над возрождением странствующего голубя и верескового тетерева — генетически модифицируя современные виды. Он надеется, что генноинженерные гибриды помогут восстановить пострадавшие экосистемы и вдохновят человечество прилагать больше усилий в этом направлении.

Сотрудники зоопарка Сан-Диего (Калифорния, США) пытаются спасти северного белого носорога, вид, который функционально уже вымер, потому что в мире осталось лишь две самки. Учёные получили из замороженных тканей северного белого носорога плюрипотентные стволовые клетки — теперь нужно побудить их дифференцироваться в сперматозоиды и яйцеклетки и получить эмбрионы. Суррогатными матерями для них должны стать самки южного белого носорога, живущие в Центре спасения носорогов принадлежащего зоопарку сафари-парка.

Бет Шапиро делится: «Меня будоражит идея возрождения видов. И я продолжаю говорить и давать интервью на эту тему не потому, что думаю, будто мы действительно возродим мамонта. Я не думаю, что мы его возродим. Но то, что делается на этом пути, важно для сохранения тех, кто ещё не вымер».

И если так или иначе восстановленные виды удастся реинтродуцировать в дикую природу, в соответствующие экосистемы, в долгосрочной перспективе этот успех может развиться естественным путём. «Если мы сделаем наших «почти двойников» достаточно похожими на оригиналы, — резюмирует Новак, — эволюция, возможно, сама в итоге приблизит их к исходным формам лучше, чем этого в принципе можно добиться искусственно». В случае, конечно, если силы, которые привели к исчезновению «оригиналов», не уничтожат и «двойников».

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru


Читать статьи по темам:

клонирование животных генная инженерия Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Возрождение мамонтов не нужно

Компания Colossal, как и ее предшественники, – это либо мечтатели, либо те, кто пытаются «срубить хайп».

читать

Колоссальный проект или колоссальная афера?

Американская компания Colossal собрала $15 млн для возрождения мамонтов.

читать

Назад, в плейстоцен!

Профессор Джордж Черч – о необходимости и возможности восстановления популяции травоядных на холодных землях.

читать

Слон в плейстоценовой лавке

Доктор биологических наук Константин Северинов – о том, как и зачем ученые пытаются возродить вымершие виды.

читать

Можно-то можно…

Ответ на вопрос, нужно ли воскрешать вымершие виды, – нет, не нужно. Сейчас у экологов есть более насущные задачи, на которые стоило бы потратить наши пока что ограниченные ресурсы.

читать