Когда-то по нашей планете бродили гигантские величественные монстры — динозавры . Плавали, летали, пожирали друг друга и растения, размножались, эволюционировали. Чувствовали себя «в своей тарелке». Пока не появились проблемы с вулканами, плавно перетекшие в падение мощного астероида. Так пришел конец динозаврам.
Мы знаем, что они были, поскольку находим их останки, пролежавшие миллионы лет под землей. Но что, если взять ДНК динозавра, вытащить его из праха и попытаться воссоздать великого ящера?
Когда в 2010 году в Китае палеонтологи обнаружили кладку яиц динозавров юрского периода, Стивен Спилберг сразу же защитил права своего небезызвестного фильма. Но палеонтологи обрадовались куда менее эффектному применению яиц: возможности выяснить, как такие большие создания вырастали из таких небольших яиц.
Можно ли воскресить динозавров, вернуть их в этот мир? Палеонтолог Джек Хорнер утверждает, что о вопросе реанимации мы знаем крайне мало. После изучения микроскопических структур нескольких костей, Хорнер выяснил, что некоторые динозавры, а точнее их скелет развивался аналогично некоторым потомкам птиц.
И так же, как у казуара не вырастает характерный гребень до позднего периода жизни, у некоторых динозавров сохранялись «юношеские» особенности к моменту «совершеннолетия». Но палеонтологи ошибались, пытаясь проанализировать кости: пять предположительных ключевых особенностей мелового периода принадлежали юным версиям известных динозавров. Похоже, выяснение того, как именно размножались динозавры, было куда более простым.
После этого встал вопрос о необходимости большего количества информации. В 2010 году была обнаружена гнездовая колония люфенгозавров. В ней было около 200 целых костей длинношеих динозавров, наряду с фрагментами костей и яичной скорлупы — около 20 эмбрионов на разных стадиях развития. По разным оценкам, возраст находки составил 190-197 миллионов лет. Это самые старые эмбрионы динозавров, когда-либо найденные.
Находки было достаточно, чтобы держать в возбуждении палеонтологов и динофилов пару недель, но было кое-что и сверх того. В «заметках на полях» ученые написали, что вместе с костями нашли «органические остатки, вероятно, являющиеся прямым продуктом распада сложных белков». Отсюда родился вопрос: можем ли мы воскресить динозавров?
Сейчас этот вопрос уже не вызывает шока, однако ответ по-прежнему остается «нет». Несмотря на удивительный скачок вперед в области генетики и изучения генома, практические проблемы с получением и клонированием ДНК динозавров сводят возможность создания «Парка Юрского периода» к нулю, даже если бы общество позволило, а церковь согласилась бы на последнее испытание.
Яйца динозавров
В фильме 1994 года «Тупой и еще тупее» Мэри Суонсон говорит Ллойду, что их шансы быть вместе примерно «один из миллиона», на что тот отвечает «значит, вы говорите, что шанс есть».
Палеонтологи чувствуют, наверное, то же, что и Мэри, когда отвечают на вопросы о реанимации динозавров. Кроме того, они удивляются тому, что практически каждый из вопрошающих смотрел «Парк Юрского периода» и так и не понял опасности последствий.
Может ли открытие яиц динозавров проложить новый путь рептилиям на эту планету? Нет. Яйца динозавров пролежали десятки и сотни миллионов лет, их срок хранения давным-давно иссяк, они к тому же окаменели — это вам не материал для инкубатора. Эмбрионы — вовсе груда костей. Тоже не поможет.
Что касается органического материала, можно ли извлечь из него ДНК динозавра? Не совсем. Палеонтологи постоянно спорят по поводу пригодности органики, но ДНК так и не извлекли (и, видимо, никогда не смогут).
Возьмем, к примеру, тиранозавра (который рекс). В 2005 году ученые при помощи слабой кислоты извлекли слабые и податливые ткани из останков, в том числе костные клетки, красные кровяные клетки и кровеносные сосуды. Однако последующие изучения показали, что находка была обыкновенной случайностью. Люди серьезно погорячились.
Дополнительный анализ с помощью радиоуглеродной и сканирующей электронной микроскопии показал, что материал для исследования был не тканью динозавров, а бактериальными биопленками — колониями бактерий, связанных между собой полисахаридами, протеинами и ДНК. Выглядят эти две вещи весьма похоже, но имеют больше общего с зубным налетом, нежели с клетками динозавров.
В любом случае эти находки были весьма интересными. Возможно, самое интересное мы еще не нашли. Ученые усовершенствовали свои техники и, когда подобрались к гнезду люфенгозавров, подсобрались. Захватывает? Абсолютно. Органика? Да. ДНК? Нет.
Но что, если это возможно?
Надежда есть
За последние десять лет достижения в области стволовых клеток, реанимации древней ДНК и восстановления генома приблизили понятие «вымирание наоборот» ближе к реальности. Однако насколько близко и что это может означать для самых древних животных, пока неясно.
Используя замороженные клетки, в 2003 году ученые успешно клонировали пиренейского козерога, известного как букардо, но он умер спустя минуту. В течение многих лет австралийские исследователи пытались вернуть к жизни южный вид лягушек, рожавших ртом, последняя из которых умерла несколько десятилетий назад, но их затея до сих пор не увенчалась успехом.
Вот так, спотыкаясь и чертыхаясь на каждом шагу, ученые вселяют в нас надежду на более амбициозные реанимации: мамонтов, странствующих голубей и юконских лошадей, вымерших еще 70 тысяч лет назад. Такой возраст поначалу может вас смутить, но только представьте: это одна десятая часть процента от того времени, когда умер последний динозавр.
Даже если ДНК динозавра будет такой же по сроку, как вчерашний йогурт, многочисленные этические и практические соображения оставят среди сторонников идеи воскрешения динозавров только самых безумных ученых. Как вообще мы будем регулировать эти процессы? Кто будет этим заниматься? Как воскрешение динозавров скажется на Законе об исчезающих видах? Что, кроме боли и страданий, принесут проваленные попытки? Вдруг мы реанимируем смертельные болезни? Что, если инвазивные виды будут расти на стероидах?
Потенциал роста, конечно, есть. Как репрезентация волков в Йеллоустонском парке, «откат» недавно вымерших видов смог бы восстановить равновесие в нарушенных экосистемах. Некоторые полагают, что человечество в долгу у животных, которых оно уничтожило.
Проблема ДНК, пока что, — вопрос сугубо академический. Понятно, что воскресить какого-нибудь замороженного мамонтенка из замороженной клетки, возможно, и не вызовет особых подозрений, но что делать с динозаврами? Обнаружение гнезда люфенгозавров, возможно, сильнее всего приблизило нас к «Парку Юрского периода».
В качестве альтернативы можно попытаться скрестить вымершее животное с ныне существующим. В 1945 году некоторые немецкие селекционеры утверждали, что смогли реанимировать тура, давно вымершего предка современного рогатого скота, но ученые до сих пор не верят в сие событие.
Кстати, вы в курсе, как именно вымерли динозавры? Недавно было доказано, что именно падение астероидов стало причиной вымирания. А вот причина появления — другой природный катаклизм: вулканы.
6 января 2000 г. дикая снежная коза по имени Селия была раздавлена падающим деревом на утесах испанских Пиренеев - так началось ее вхождение в историю, пишет New York Post .
Селия была букардо - редким видом дикой козы - и, как это бывает, последним представителем своего вида.
Но у группы испанских ученых были другие идеи на этот счет. Десятью месяцами ранее они взяли образец ткани Селии в надежде уберечь ее вид от исчезновения.
Если бы это сработало, полагает научный журналист Хелен Пилчер в своей новой книге "Возвращение короля: Новая наука о возрождении ", то "стало бы решающим моментом в истории Земли - концом необратимого исчезновения".
Два года спустя "клетки с ДНК Селии были введены в яйцеклетки козы, лишенные собственного генетического материала. После краткого электрического удара яйцеклетки начали делиться".
Эмбрионы подсадили в матки суррогатных матерей-коз, и, хотя большинство беременностей прервалось, одна была удачной.
История свершилась 30 июля 2003 г., когда родился один из клонов Селии, знаменуя первый случай, когда вымерший вид возвращался из небытия. К сожалению, ее здоровье не выдержало. Ее легкие были "глубоко деформированы", и она умерла семь минут спустя - впервые в истории вид исчез дважды.
Многие из нас узнали понятие "возрождение" из фильма "Парк Юрского периода", который ознаменовал возросшую популярность динозавров.
Но эта идея не была диким изобретением голливудского сценариста.
Пилчер пишет, что в 1980-х Джон Ткач, основатель "подпольной группы ученых и клинических врачей в Бозмене, Монтана", называвших себя Исследовательская группа вымерших ДНК, поставил интригующий мысленный эксперимент.
"Что, если много миллионов лет назад голодный москит, который обедал на динозавре, угодил в янтарь прямо вместе со своим последним ужином в желудке? Если бы можно было получить клетку крови динозавра из этого москита и подсадить ее в яйцеклетку, из которой удалили собственную ДНК", возможно, удалось бы "вырастить динозавра".
Эта теория была неправдоподобной, но не полностью сумасшедшей. Энтомолог Джордж Пойнар из Калифорнийского университета в Беркли посвятил свою карьеру изучению насекомых, которые миллионы лет назад застряли в смоле деревьев, превратившейся в янтарь. Внешне они обычно были целыми, но их внутренности были в "удручающем хаосе", однако в 1980 г. он нашел муху, которая "бросила вызов ожиданию", - ее клетки оставались неповрежденными в течение 40 млн лет. Это было именно то, о чем теоретизировал Ткач.
Публикация открытий Пойнара взволновала научное сообщество, включая "высокого, неуклюжего человека", который посетил его лабораторию, чтобы задать вопросы о "воскрешении форм жизни из янтаря". Пойнар не вспоминал об этом, пока несколько лет спустя ему не сообщили, что в новой книге, которая скоро станет фильмом под названием "Парк Юрского периода", ему выражают благодарность. Автор книги Майкл Крайтон, который и был высоким, неуклюжим посетителем, "использовал (этот визит) как научную основу для своего романа".
Так что же происходит с попытками возродить динозавров сейчас, несколько десятилетий спустя? "Живущий в наше динозавр - не фантазия", - пишет Пилчер в своей книге. Но, хотя есть уважаемые ученые, полагающие, что это возможно, она также объясняет, что мы не должны раскатывать губу. В конце концов, найти материал для создания динозавра - задача, мягко говоря, не из легких.
"Чтобы возродить животное, вам нужен источник его ДНК, - пишет Пилчер. - Но все, что мы имеем для динозавров, - это их окаменевшие останки".
Большую часть информации о динозаврах мы получаем из окаменелостей, а "одна из догм палеонтологии гласит, что когда окаменение завершается, то любой органический след животного исчезает", - пишет Пилчер.
Несмотря на это, начав в 1992 г., палеонтолог Мэри Швейцер сделала серию открытий, среди прочего определив, что окаменелости динозавра "содержат молекулы, которые найдены в эритроцитах", и что определенные типы тканей динозавра могли "пережить окаменение".
Продолжая свою работу, она выявила, что молекулы белка также уцелели, побудив газету The Guardian написать, что результаты ее исследования "дразнят возможностью, что ученые могут однажды смогут посоперничать с "Парком Юрского периода", успешно клонировав динозавра".
Однако это только первый шаг в обнаружении достаточного количества генетического материала динозавров для их воссоздания.
"Хотя динозавры состояли из белка (и многих других молекул), мы не можем каким-либо образом восстановить одну из нескольких разрозненных частиц коллагена. Это похоже на попытку построить корабль Lego Тысячелетний сокол из Звездных войн, состоящий из 5195 кусочков, всего из нескольких кирпичиков и картинки на коробке", - пишет Пилчер. - Без инструкций невозможно узнать, какими должны быть другие кирпичики или как их соединить".
Эти "инструкции" также известны как ДНК, и все еще неясно, как долго такая "безнадежно непрочная молекула" может выживать. В 1990-х заявлялось, что серия находок восстановила ДНК, начиная со 120 млн лет назад, включая ДНК кости динозавра возрастом 80 млн лет. Эти заявления были разоблачены лауреатом Нобелевской премии, биохимиком Томасом Линдалем, который показал, что "из-за того, каким образом расщепляется ДНК, она просто не может сохраниться в течение всего этого времени".
Его правота подтвердилась в 2012 г. исследованием, "которое установило, что у ДНК есть период полураспада, равный всего 521 г.". Это означает, что "через 6,8 млн лет каждая связь была бы разрушена, делая восстановление ДНК из окаменелостей, которые еще старше, абсолютно невозможным".
Получается, что не было никакой ДНК в ископаемых, найденных в 1990-х и что эксперименты случайно "развили части современной ДНК из окружающей среды". Недавно, используя более современное оборудование, ученые смогли подтвердить, что самая старая ДНК, найденная на сегодняшний день, принадлежала "лошади возрастом 700 тыс. лет, которую нашли замороженной в канадской вечной мерзлоте", и что самая старая ДНК человека получена из "гоминини (один из видов древних людей) возрастом 400 тыс. лет, найденного в подземной пещере в горах Атапуэрка в Испании".
Динозавры вымерли приблизительно 65 млн лет назад. Таким образом, хотя недавно найденный в янтаре хвост динозавра возрастом 99 млн лет, содержавший кости, мягкие ткани и перья, взбудоражил ученых, изучающих древних животных, распад ДНК означает, что это не поможет их возродить.
Тем не менее Швейцер полагает, что обнаружение ДНК динозавра однажды может стать возможным. "Если нашелся способ получить ДНК из ископаемого, которому 700 тыс. лет, то почему не миллион? - сказала она Пилчер. - А если удастся получить ДНК из миллионнолетнего ископаемого, то может удастся и из того, чей возраст 7 или даже 70 млн лет?"
Эти поиски были делом всей жизни Швейцер, и она продолжает их по сей день. Есть некоторые ученые, включая босса Швейцер, Джека Хорнера, научного консультанта по "Парку Юрского периода" и вдохновителя для персонажа Сэма Нила в фильме, которые задаются вопросом, возможно ли возродить динозавров другим способом.
"Хорнер полагает, что смог бы создать динозавра всего за 10 лет, причем без необходимости прибегать к древней ДНК, - пишет Пилчер. - Все, что ему нужно сделать, это обернуть эволюцию вспять". Первый шаг в этом деле - начать с современного потомка динозавра. Это легкая часть, поскольку птицы и аллигаторы - эволюционные потомки тероподов, разновидности двуногих динозавров, к которым относится и Tи-Рекс.
Идея Хорнера состоит в том, чтобы взять эмбрион современной птицы и каким-то образом отобрать его древние эволюционные характеристики, учитывая, что "иногда в современной живности заметно проявляются древние особенности". Хорнеру предстоит узнать, каковы инструкции, а затем обнаружить способ реактивировать их,- пишет Пилчер.
"Экспериментируя с программами развития эмбрионов цыплят, он надеется убедить их выпустить своего внутреннего динозавра; развивать присущие динозаврам характеристики вроде зубов и хвостов". Короче говоря, Хорнер пытается вывести цыплят, которые будут больше похожи на динозавров. Несмотря на это, шансы на возрождение динозавров примерно равны шансу увидеть одного из них за рулем такси Uber.
Ученые в настоящее время пробуют возродить такие генетически разнообразные виды, как дронт, странствующий голубь и шерстистый мамонт, но натолкнулись на препятствия, включая отсутствие ДНК, отсутствие надлежащей инкубационной среды и риск жестокости по отношению к потенциальным суррогатам.
Ну а если с более положительной стороны, то Пилчер пишет, что наука о возрождении может помочь препятствовать вымиранию видов. "Есть много проектов, в которых люди умышленно отбирают клетки у находящихся в опасности животных, [включая] сбор сбитых на дороге животных и взятие клеток у них", - говорит Пилчер. - Целые музеи набиты всеми этими чучелами животных, и хотя у них нет живых клеток, очень часто имеются мертвые клетки, содержащие ДНК".
Она отмечает, например, что в мире осталось только три северных белых носорога, которые не в состоянии воспроизвести потомство из-за возраста и других факторов. Ученые уже взяли клетки кожи у носорогов в надежде однажды преобразовать материал сначала в стволовые клетки, а затем в яйцеклетки, которые могут быть оплодотворены образцами спермы, также ими полученные. По словам Пилчер, весьма возможно, что ученые смогут вывести северного белого носорога в пробирке в течение следующих трех-десяти лет.
Однако если вы действительно хотите увидеть оживших динозавров, лучше отметьте в своих календарях 2018 г., когда будет выпущен следующий сиквел "Парка Юрского периода".
Генная инженерия — одна из самых революционных наук. До сих пор учёные дискутируют о возможном её запрете. А пока они спорят, в научных лабораториях успешно идёт процесс клонирования. Всем интересно знать, как обстоят дела с клонированием динозавров.
Есть сомнительная теория, по которой ДНК динозавра можно выделить из крови укусившей его самки комара. Это насекомое якобы сохранилось в янтаре. Такой клон динозавра успешно появился в фильме «Парк юрского периода».
Конечно, маловероятно найти такого комара, секунду назад укусившего ящера и тут же попавшего в каплю сосновой смолы. Под большим сомнением и тот факт, что ДНК динозавра в чистом виде могло бы сохраниться в янтаре. Сама же гипотеза ведёт только к одному выводу — ДНК надо искать или каким-то образом воссоздавать, но как именно, пока сложно сказать.
Практически, все Учёные умы очень скептически относятся к возможности находки ДНК динозавра. Они приводят следующие основания: 1.В течении 500 000 лет может разрушиться любая структура ДНК, если она находится вне зоны воздействия низких температур. 2.ещё никому не удалось найти цельную ДНК, всегда это короткие кусочки цепочки, которые нельзя соединить. 3.Самое сложное отсеять кусочки нужного нам генетического материала от от чужих ДНК, которые были занесены случайно позже или просто относятся к бактериям эпохи жизни данного динозавра.
Но когда человек имеет мечту, то «сказка делается былью». И невозможное становится возможным.
2010 год можно назвать годом прорыва в истории воссоздания ДНК. 50 -75 тысяч лет назад на Земле вместе с неандертальцами проживали вымершие древние люди — денисовцы. Палеонтологам удалось найти останки денисовской девочки. Специалисты смогли расшифровать генетический код ребёнка, так как перед этим было разработано ноу-хау
— реконструкция обломков молекулы ДНК, состоящей из одной цепочки. Это открытие стало базовым для дальнейших разгадок эволюционного развития на Земле.
2013 год. ещё один прорыв! Найдены в вечной мерзлоте останки древней лошади. Им 550 — 780 тысяч лет. Учёным удаётся прочитать и этот геном.
Дальше ещё одна сенсация — специалистам удаётся расшифровать митохондриальную ДНК гейдельбергского человека. Этот вид неандертальца жил приблизительно 400 тысяч лет назад. Параллельно с этим удачно проводится работа по генной структуре останков медведя, жившего в это же время. Самое удивительно, что останки и человека и медведя были найдены не в вечной мерзлоте, а в более теплом климате. О чем это говорит? Можно клонировать древних животных не только из замороженных останков, а расширить ареал поисков обломков ДНК уже по новой методике.
Эта методика, как все гениальное, проста. Чтобы очистить нужную ДНК от наличия чужеродной, Учёные создали так называемый шаблон ДНК: брались последовательности генов 45 нуклеотидов (более длинные цепочки вряд ли сохраняются) с уже имеющимися мутациями, происходившими после гибели особи (после смерти клетки появляются определённые замены нуклеотидов). Затем, сделав анализ данного генетического кусочного материала, находили самое близкое ДНК, которое и давало возможность выстроить правильную цепочку генов. Это напоминает работу над паззлами — общая картинка есть, нужно только правильна собрать её по маленьким кусочкам. Геном денисовского человека лучше всего подошёл для этого.
Этот метод работает только тогда, когда есть следующая база:
1.удачный шаблон для восстановления генома
2.достаточное количество обломков цепи ДНК.
Мы получаем новые знания и новый шаблон с каждой новой расшифровкой. И углубляемся в изучение более точных исторических событий. Но пока все эти открытия ограничивает отрезок не более 800 000 лет. Так как же быть с динозаврами, которые проживали на Земле от 225 до 65 миллионов лет назад. За такой длительный промежуток времени не сохранилось бы ни одной целой молекулы ДНК, но и тут наука не останавливается на одном месте.
В Чернышевском районе учёными были обнаружены фрагменты окаменелой кожи динозавра, проживавшего в Юрском Периоде. Учёные поставили вопрос о реальном клонировании динозавров. Десятки информационных агенств проявили интерес к Забайкалью в связи с этой находкой. В институт приехали зарубежные и российские Учёные, которые признали, что подобного они ещё не встречали в своей жизни.
Клонирование, безусловно, ещё не поставлено на конвейер, а эксперименты пока ведутся в частных или прикафедральных университетских лабораториях. Российские исследователи сейчас вплотную заняты клонированием мамонта. Сам генетический материал мамонта добыть не очень сложно. Вспомним мамонтенка Диму, которого нашли цельной тушкой. Собственно, мамонты жили всего несколько тысяч лет назад, поэтому их замершие останки уже не раз находили в Сибири. Остались свидетельства, что ещё в 19 веке сибирские охотники кормили собак мамонтятиной. Конечно, сделать клона мамонта, из целой сохранившейся цепочки ДНК и белка хорошего качества не представляет больших сложностей для специалистов.
Намного сложнее клонировать динозавра. По словам доктора геолого-минералогических наук Софьи Синицы, период распада ДНК зависит от условий нахождения останков и составляет 500 тысяч лет. А мы должны учитывать, что динозавры вымерли приблизительно 65 миллионов лет назад. А ведь многие из них жили за 150 миллионовлет до нашей эры. НУ, И КАК ЖЕ НАЙТИ ДНК ДИНОЗАВРА? Сроки сохранности ДНК ставят исследователей в тупик. Ведь органическая ткань за миллионы лет трансформируется в минералы. В породах, которые можно подвергнуть анализу, её фактически не существует. Особый акцент Софья Синица делает на том, что с кожей динозавра, в которой могла бы сохраниться органика, также ничего не выходит и поэтому клонированием динозавров придётся заняться только после успешного клонирования генетиками мамонта. Учёная обещает, что для того, чтобы найти исходный материал для клонирования ящеров она «перекопает всю Сибирь».
Вы прекрасно помните из школьной программы, что ДНК играет функцию передачи наследственной информации. Если кто-то из исследователей сможет найти одну единственную полностью сохранившуюся клетку с полным набором молекул ДНК, то дальнейшее клонирование точной копии просто дело техники. Например, берётся яйцо современного комодского дракона, уничтожается изначальная ДНК и вносятся в яйцо молекулы ДНК любого вида динозавра. Теперь можно положить яйцо в специнкубатор и ждать рождения маленького динозаврика.
В последнее время в СМИ все чаще появляются сообщения о том, что ученые уже без всякого труда могут воскресить вымерших 65 миллионов лет назад динозавров. Однако в реальности все не так просто, как представляется тем, кто не знаком со всеми тонкостями данных исследований. Потому что на самом деле воскресить динозавров нельзя. Но создать заново — можно.
"Воскресить" вымершее животное можно лишь двумя путями. Первый из них практиковался еще в ХХ веке. Суть его состоит в том, что если дикий предок каких-нибудь домашних животных вымирает, то можно добиться восстановления его внешнего облика путем избирательного скрещивания между собой представителей самых примитивных пород, происходящих от этого предка. Именно таким способом еще в 70-х годах прошлого столетия немецким биологам удалось "воскресить" вымершего предка (точнее говоря, одного из предков) современных лошадей — тарпана (Equus ferus ferus ).
Скрещивая представителей нескольких пород, в чьих клетках были гены тарпанов (которых истребили в начале ХХ века, то есть не так-то и давно), ученым удалось создать существо, внешний облик которого абсолютно точно соответствовал таковому предковой формы. Впоследствии эти тарпаны были выпущены на волю, и сейчас в Германии и Польше пасется несколько табунов данных животных. Интересно, что за несколько поколений их внешний вид не претерпел существенных изменений — что говорит о том, что "воскрешение" прошло удачно, и данные животные, видимо, действительно содержат большинство генов дикого предка лошади. Однако проверить это невозможно, поскольку генетического банка данных самих тарпанов не сохранилось.
Однако к динозаврам подобный подход не применим — ведь никаких домашних пород этих рептилий нет. Есть, правда, потомки этой группы, то есть птицы и сохранился отряд рептилий, очень близкий к предковой форме "ужасных ящеров" — крокодилы, однако скрещивание представителей этих, весьма далеких друг от друга в эволюционном плане таксонов ничего не даст (да оно и чисто технически невозможно — слишком велика разница в геномах).
Другой способ "воскрешения" основан на создании гибридного эмбриона (подробнее о нем читайте в статье "Чем опасны гибридные эмбрионы? ") . Если ДНК вымершего животного сохранилась в полном объеме, то ее можно пересадить в ядро зародышевой клетки представителя наиболее близкого вида, и, таким образом, вырастить требуемый организм. С птицами и рептилиями это просто — у них все развитие проходит в яйце, а вот зародыша млекопитающего на определенной стадии нужно трансплантировать в тело суррогатной мамы, в роли которой выступает самка того же, наиболее близкого вида (например, в случае "воскрешения" мамонта это будет азиатская слониха). Таким способом биологи планируют "воскресить" мамонта, шерстистого носорога, большерогого оленя и некоторых других доисторических гигантов, а также истребленного в ХХ веке сумчатого волка (подробнее о том, что это такое, читайте в статье "Волки боялись в лес выходить... "), ДНК которых прекрасно сохранилась и, что называется, ждет своего часа.
Однако с динозаврами и этот номер не пройдет — у ученых не имеется ни одного образца ДНК этих гигантов. Дело в том, что последние представители этой группы вымерли около 65 млн. лет тому назад, а за это время все кости этих гигантов успели, что называется, перекристаллизоваться, то есть вся органика в них была замещена на неорганические вещества, поэтому по сути сейчас они представляют собой каменные глыбы, чем-то похожие на части тела динозавров. При таких условиях ДНК сохраниться не может. Кроме того, в мезозойскую эру не было покровных оледенений и вечной мерзлоты, поэтому найти труп "ужасного ящера", который пролежал бы в замороженном состоянии миллионы лет (как это часто бывало с мамонтами), не представляется возможным.
Так что, как видите, "воскресить" динозавров нельзя. Однако ученые убеждены, что их можно создать заново. Правда, это будут уже совсем другие динозавры, не имеющие внешне ничего общего с реально существовавшими гигантами. Но в то же время вполне себе полноценные.
Данная методика основана на том, что гены раннего развития (гомеозисные), которые контролируют формирование первых стадий зародыша — структуры достаточно консервативные, и часто практически в полном объеме сохраняются у потомков. Именно поэтому эмбрион человека на ранних стадиях похож на рыбу, потом на амфибию и только уже после приобретает черты, специфические для млекопитающих. Поэтому и у птиц, конечно же, остались гомеозисные гены динозавров. В процессе формирования эмбриона они даже работают, но очень короткое время — потом специальные белки их "выключают" для того, чтобы запустилась работа гомеозисных генов, специфичных только для птиц.
Но что если каким-то образом предотвратить эти выключения динозавровых генов? Ученые из из Университета Макгилла (США) под руководством Ханса Ларссона обнаружили, что на раннем этапе развития куриного эмбриона у зародыша есть хвост, похожий на рептильный. Но дальше в определенный момент работа генов, отвечающих за его формирование, заканчивается, и хвост исчезает. Доктор Ларссон и его коллеги несколько раз пытались блокировать деятельность белков, выключающих хвостовые гены. В конце концов им удалось это сделать, однако "хвостатый" цыпленок вскоре погиб, так толком и не сформировавшись.
По другому пути пошли онтогенетики Джон Фэллон и Мэтт Харрис из Висконсинского университета (США) Они, экспериментируя с мутантными куриными эмбрионами, заметили что у некоторых из них есть странные выросты на челюстях зародыша. Данные "шишки" при ближайшем рассмотрении оказались саблевидными зубами, которые были идентичны зубам эмбрионов аллигаторов и, что самое интересное, некоторых мелких юрских динозавров.
Позже выяснилось, что эти мутанты обладали рецессивным геном, который в норме убивает плод до рождения. Однако в качестве побочного эффекта своей деятельности этот ген включает другой, являющийся гомеозисным геном динозавров, отвечающий за формирование зубов. Заинтересовавшись данным феноменом, Фэллон и Харрис создали вирус, который вел себя подобно рецессивному гену, но не был смертельным для эмбриона. Когда его вводили в нормальные зародыши, у тех начинали расти зубы, и никаких вредоносных побочных эффектов при этом не наблюдалось. Однако вылупиться "зубастику" так и не дали — по закону США гибридные эмбрионы должны быть уничтожены через 14 дней после завершения эксперимента.
Однако наибольших успехов удалось достичь доктору Архату Абжанову из Гарвардского университета. Он вычислил, какие из гомеозисных генов динозавров отвечают за формирование типичной рептильной морды вместо птичьего клюва. Ему удалось также определить белки, которые "отключают" эти гены.
После этого Абжанов добавил в клетки эмбриона другие белки, блокирующие деятельность "выключателей", в результате чего последние перестали работать. В итоге динозавровые гены уже отключить было некому, и у цыпленка выросла вполне симпатичная мордочка, чем-то напоминающая крокодилью. При этом сам эмбрион не погиб — он продолжал активно развиваться. Однако после 14 дней пришлось, к великой досаде Абжанова, умертвить и его.
Все эти исследования говорят о том, что создание динозавров из птиц принципиально возможно. Правда, биологи до сих пор не знают всех гомеозисных генов, оставшихся у птиц от динозавров, однако установить это не так то уж и сложно — ведь есть "контрольная" группа, то есть крокодилы. Не изучены так же до конца все тонкости их работы, однако и это — всего лишь вопрос времени. Так что не исключено, что в ближайшем будущем генетикам все-таки удастся превратить птицу в небольшого оперенного динозаврика из рода Maniraptora , вроде тех, которые существовали в середине юрского периода.
Сразу же следует заметить, что данное существо, конечно же, не будет представителем вида, уже обитавшего на нашей планете — ведь его геном будет включать птичью ДНК, отсутствовавшую у классических динозавров. Это будет представитель уже нового вида, созданного людьми, однако имеющего строение и физиологию, характерную для настоящих динозавров.
Мечта о возрождении динозавров, мамонтов и других вымерших животных постоянно всплывает в прессе, хотя подавляющее большинство ученых относятся к этой идее весьма скептически. Смогут ли люди когда-нибудь погулять по парку хоть какого-нибудь периода?
Александр Чубенко
Начнем с самых плохих новостей: парк юрского периода — чистая фантастика. Ни в замурованных в янтаре комарах, ни тем более в окаменевших останках динозавров не осталось даже следов ДНК. Скорее всего, еще до начала съемок первого фильма эпопеи в этом не сомневался и ее научный консультант — палеонтолог Джек Хорнер. Хотя (наверняка не без влияния работы со Спилбергом) он разработал проект создания существа, похожего на динозаврика, но об этом потом.
А недавно на мечте о динозаврах окончательно поставили крест. Датские и австралийские палеогенетики проанализировали ДНК из костей полутора с лишним сотен вымерших новозеландских гигантских птиц моа возрастом от 600 до 8000 лет и рассчитали, что (во всяком случае в условиях хранения костей в земле, а после — в музеях) период полураспада ДНК составляет 521 год. Вывод однозначен: даже в вечной мерзлоте через полтора миллиона лет нити ископаемой ДНК станут слишком короткими для получения информации о последовательностях ее нуклеотидов. Останки последнего динозавра раз в 40 старше — мечтатели могут расслабиться и помечтать о чем-нибудь более приземленном. Например, о мамонтах.
Японский генетик Акира Иритани, один из руководителей «Общества создания мамонтов» (Mammoth Creation Society), в середине 1990-х еще надеялся найти в тушах сибирских мамонтов жизнеспособные яйцеклетку и сперматозоид, а результат их слияния подсадить в матку слонихи. Осознав нереальность такой надежды, этот крепкий старик (сейчас ему чуть за 80) не оставил попыток добыть хотя бы ядро соматической (желательно стволовой) клетки, чтобы получить мамонтенка классическим «методом Долли» — переносом этого ядра в слоновью яйцеклетку.
Похоже, что эта пушка не выстрелит по десяти (а может, и пятидесяти) причинам. Во‑первых, фактически равна нулю вероятность отыскать в тканях, пролежавших 10 000 лет в вечной мерзлоте, клетку с неповрежденными хромосомами: их разрушат кристаллики льда, остаточная активность ферментов, космические лучи… Часть остальных причин разберем на примере другой, менее нереальной идеи.
Упрощенное генеалогическое древо семейства слоновых
Геном мамонта международная группа ученых прочитала почти полностью еще в 2008 году. Его хромосомы можно собрать «по кирпичику» — синтезировать цепочки нуклеотидов, и даже не все шесть с лишним миллиардов, а несколько тысяч пар генов (из примерно 20 000), которые отличаются от аналогичных участков ДНК самого близкого из выживших родственников мамонтов — азиатского слона. Останется «всего лишь» прочитать геном этого слона, сравнить его с геномом мамонта, получить культуру слоновьих эмбриональных клеток, заменить в их хромосомах нужные гены — и вперед, по дороге, проторенной Яном Уилмутом, ведущим на веревочке овечку Долли.
Самых разных животных, от рыб до мартышек, с тех пор наклонировали множество. Правда, клетки у доноров брали при жизни и при необходимости хранили в жидком азоте, и жизнеспособных новорожденных получается меньше 1% от яйцеклеток с пересаженным ядром. И гены при этом если и меняли, то один-два, а не тысячи. И пересаживали яйцеклетки животным того же вида или очень близкородственного, а индийские слоны и мамонты — примерно такие же «родственники», как люди и шимпанзе.
Сможет ли слониха принять эмбрион мамонта, вынашивать его два года и родить живого и здорового детеныша? Весьма сомнительно. И что вы будете делать с одним-единственным мамонтенком? Для поддержания популяции даже в «парке плейстоценового периода» необходимо стадо хотя бы в сотню голов.
И весьма желательно, чтобы они не были родными братьями и сестрами, иначе слишком высока вероятность наследственных болезней у их потомства — а последние мамонты вымерли в том числе и потому, что не смогли приспособиться к очередному потеплению из-за слишком малой вариативности их геномов. И так далее. Но если когда-нибудь клонировать мамонтов все же удастся, на севере Якутии им давно приготовили и стол, и дом.
Несколько десятков тысяч лет назад на месте нынешней тундры в таких же, как в наше время, климатических условиях колосилась похожая на саванну тундростепь, в которой бизонов, мамонтов, шерстистых носорогов, пещерных львов и прочей живности было примерно столько же, как сейчас — слонов, носорогов, антилоп, львов и другого зверья в африканских заповедниках. Короткого северного лета растениям хватало, чтобы накопить достаточно биомассы и для себя, и для прокорма травоядных на время полярной ночи.
Но во время последнего масштабного потепления, около 10 000 лет назад, животные мамонтовой степи вымерли (возможно, первобытные охотники немного ускорили этот процесс). Без навоза зачахли растения, экосистема пошла вразнос, и еще через несколько тысяч лет тундра стала безвидна и почти пуста.
Но в 1980 году в заказнике неподалеку от города Черского в устье Колымы группа энтузиастов во главе с руководителем Северо-Восточной научной станции РАН Сергеем Зимовым начала работу по воссозданию экосистемы мамонтовой степи с помощью интродукции в тундру выживших плейстоценовых животных или их современных аналогов, способных существовать в арктическом климате.
Начали они с огороженного участка площадью 50 га и небольшого стада якутских лошадок, которые вскоре выщипали и вытоптали почти всю растительность в этом слишком маленьком для них «краале». Но это было только начало. Сейчас (пока — на чуть большей площади, 160 га) к лошадям уже подселили лосей, северных оленей, овцебыков, маралов и зубров.
Последний из истребленных собаками динго, туземцами и, окончательно, европейскими овцеводами тасманийских сумчатых волков — тилацинов (Thylacinus cynocephalus) умер в зоопарке в 1936 году. В 2008 году исследователи из Мельбурнского университета выделили из заспиртованных тканей музейных образцов тилацина один из регуляторных генов, усиливающих синтез белка другого гена, который отвечает за развитие хрящей и костей, и заменили им аналогичный ген-регулятор в яйцеклетках мышей. В двухнедельных мышиных эмбрионах (родиться потенциальным уродцам не позволили) синтезировался не мышиный, а тилациновый белок Col2A1. Но о возрождении сумчатого волка на мышиной основе даже мечтать не стоит — это просто генетический фокус, результаты которого, возможно, когда-нибудь пригодятся, например, для изучения функций генов исчезнувших видов.
В той же Австралии весной этого года биоинженеры из Университета Нового Южного Уэльса попытались вырастить вымершую всего лет 30 назад лягушку Rheobatrachus silus — мелкую зверушку, любопытную тем, что ее самки вынашивали икру во рту. Ядра из замороженных тканей R. silus ученые внедрили в икринки самого близкого к ней вида лягушек, Mixophyes fasciolatus, и даже дождались нескольких делений яйцеклеток, а после этого эмбрионы погибли. Но лиха беда начало, хотя для публики эта земноводная мелочь — совсем не то, что динозавры.
Неудачей, хотя и намного меньшей, закончился и эксперимент исследователей из Сарагосского университета по клонированию пиренейского горного козла, последний представитель которых погиб в 2000 году. Первые две попытки добиться рождения козлят из эмбрионов, полученных из ядер клеток, замороженных еще при жизни последней особи, и яйцеклеток домашней козы, закончились в лучшем случае выкидышами. На третий раз (в 2009 г.) испанские ученые создали 439 химерных эмбрионов, 57 из которых начали делиться и были имплантированы в матки суррогатных матерей. К сожалению, из семи забеременевших коз до родов дотянула только одна, а козленок умер через несколько минут после рождения из-за проблем с дыханием.
Правда, зубры — обитатели широколиственных лесов, и если они не сумеют адаптироваться в Арктике, их планируют заменить более подходящим видом — лесными бизонами. Надо только дождаться, пока увеличится их небольшое стадо, присланное коллегами из заповедников северной Канады и определенное на постой в питомник на юге Якутии.
Когда (и если) вместо большого парка проект получит площадь, достаточную для организации заповедника, можно будет выпустить из вольеров волков и медведей и даже попытаться интродуцировать амурских тигров — самую подходящую из имеющихся замену пещерным львам. Ну а мамонты? А мамонты — потом. Если получится.
Проект возрождения американских странствующих голубей (Ectopistes migratorius) с экологией никак не связан. Даже наоборот, еще в начале XIX века на востоке Северной Америки странствующие голуби летали стаями в сотни миллионов птиц, объедая леса, как саранча, и оставляя за собой дюймовый слой помета, устраивали на деревьях колонии из сотни гнезд и, несмотря на все старания хищников, индейцев, а потом и первых белых поселенцев, не уменьшались в числе.
Но с появлением железных дорог охота на странствующих голубей стала выгодным бизнесом. Стреляй не глядя в пролетающую над фермой тучу или собирай птенцов, как яблоки, и сдавай скупщику — пучок за пятачок, зато пучков — сколько дотащишь. Всего за четверть века от миллиардов странствующих голубей осталось несколько тысяч — слишком мало для того, чтобы восстановить популяцию этих коллективистов, даже если бы в те времена это кому-то пришло в голову. Последняя странствующая голубка умерла в зоопарке в 1914 году.
Мечтой возродить странствующего голубя воспылал молодой американский генетик Бен Новак. Он даже сумел получить под свою идею финансирование от фонда Revive and Restore («Возродить и восстановить») — одного из отделений основанной писателем Стюартом Брэндом организации Long Now, поддерживающей экстравагантные, но не слишком безумные проекты в разных областях наук.
Как материал для перестановки генов Бен планирует использовать яйцеклетки полосатохвостого голубя — вида, наиболее родственного странствующему. Правда, от общего предка их отделяют 30 млн лет и куда большее, чем между мамонтами и слонами, число мутаций. И опыт с заменой генов в эмбрионах птиц более-менее отработан только на курицах, а с голубями до сих пор никто не имел дела…
Но геном странствующего голубя уже прочитан по образцу тканей, предоставленному одним из музеев, и в марте 2013 года Новак начал работу по реконструкции вымершей птицы в Университете Калифорнии в Санта-Круз. Правда, даже если проект завершится удачей, его результаты будут жить в зоопарках: в природе странствующие голуби могут существовать только в составе многомиллионных стай. Что ждет «кукурузный пояс» США, если эти стаи смогут приспособиться к новым условиям жизни?
Хотя, даже если воссоздать странствующих голубей не удастся, полученные результаты пригодятся для попыток возрождения дронтов (смешных птиц Додо), новозеландских моа, похожих на них мадагаскарских эпиорнисов и других недавно вымерших видов птиц.
В январе 2013 мировые СМИ облетела невероятная новость: известный генетик Джордж Черч из Гарвардского университета ищет отважную женщину на роль суррогатной матери для клонирования неандертальца. Через день все приличные издания, клюнувшие на эту наживку, опубликовали опровержение: оказалось, что журналисты из Daily Mail немножко ошиблись при переводе интервью в немецком еженедельнике Spiegel. Черч, который геномом неандертальца никогда не занимался, всего лишь рассуждал о том, что теоретически клонировать его когда-нибудь будет можно, но нужно ли?
А теперь вернемся к тому ученому, с которого начали, — Джеку Хорнеру из Университета штата Монтана, автору книги «Как построить динозавра» (How to Build a Dinosaur). Правда, это будет скорее курозавр: проект так и называется — Chickenosaurus, и на его осуществление, по мнению автора, потребуется всего пять лет. Для этого нужно «разбудить» в курином эмбрионе сохранившиеся, но не активные гены динозавров. Начать можно будет с зубов: у археоптерикса и других первоптиц зубы были вполне неплохие. Правда, максимум, которого смогли добиться работающие в этой области исследователи, — это 16-дневные куриные зародыши с несколькими коническими зубками в передней части клюва, но дорога в тысячу ли начинается с первого шага…
Именно так, в несколько этапов — шаг за шагом, ген за геном, белок за белком — Хорнер и планирует вырастить своих курозавров. Четвертый палец убрать, крылья превратить в лапки… И потребуется на первый этап проекта пять-семь лет работы и пара миллионов долларов. Правда, сведений о том, что проект «Курозавры» получил финансирование, пока нет. Но меценат наверняка найдется: не так уж важно, что это будут не совсем настоящие динозаврики и для начала — размером с курицу. Зато красиво.
Кстати о красоте: темная раскраска и чешуя у динозавров в «Парке юрского периода» делает их более страшными, но, скорее всего, не соответствует действительности. И Хорнер, и многие другие палеонтологи давно придерживаются мнения о том, что большинство, если не все наземные динозавры были теплокровными и покрыты яркими перьями. В том числе и Ужасный Царственный Ящер — Tyrannosaurus rex. Теплокровность — пока вопрос спорный, но несомненные следы перьев на окаменелых останках близких родственников тираннозавра — Yutyrannus huali (в переводе с латинско-китайского — «Красивый тиран в перьях», вес — почти 1,5 т, длина — 9 м) — недавно обнаружила экспедиция китайских палеонтологов. И что с того, что по строению его примитивные перья длиной до 15 см больше похожи на цыплячий пушок, а не на сложные перья современных птиц? Ну не может быть, чтобы они не были красиво раскрашены!
А если будущие мамонты, дронты, динозавры и прочие вымершие животные будут не совсем настоящими, а почти идентичными натуральным — кто из вас откажется прогуляться по парку периода, на первый взгляд неотличимого от юрского или плейстоценового?
