Наука воскрешения видов. Как клонировать мамонта

Теперь, когда в дикой природе обитает более 230 калифорнийских кондоров, стало ясно, что это социальные птицы и их социальная структура играет ключевую роль в их выживании. Калифорнийские кондоры заводят себе одного партнера на всю жизнь, отчаянно защищают своего партнера и свою территорию и отличаются строгой системой социального доминирования, определяющей, кто и когда будет есть.

Представим себе гипотетический сценарий, где существует два подвида, очень важных для своих экосистем (такие виды называются ключевыми), и один из них вымирает, дестабилизируя экосистему, в которой жил. Эти два подвида очень близки. На самом деле их отличает друг от друга только то, что они жили в разных местах и имеют небольшие морфологические особенности, скажем, немного разную форму ушей. Для того чтобы вернуть экосистеме стабильность, мы хотим реинтродуцировать в нее вымерший ключевой вид. Что будет лучше – возродить его с помощью науки или завезти в эту экосистему близких родственников вымершего подвида? Другими словами, насколько сильно вымершая линия должна отличаться от ныне живущих, чтобы ее возрождение было оправданно?

мы уничтожаем животных не только грубой силой. Непрямое воздействие роста человеческой популяции – превращение естественной среды обитания животных в мегаполисы, города и сельскохозяйственные угодья, вырубка лесов, ведение монокультурного хозяйства, а также строительство дорог и автомагистралей, соединяющих все эти объекты, – изменяет естественную среду обитания животных, разрушая и дестабилизируя экосистемы, что приводит к вымиранию видов. Птицы особенно восприимчивы к разрушению их среды обитания. Одна только постепенная вырубка лесов ради освобождения пространства для людей и их посевов на островах Тихого океана привела к исчезновению тысяч видов птиц. Именно из-за разрушения естественной среды обитания обрели свой охранный статус более половины видов птиц, находящихся под угрозой исчезновения.

Если мы обратим внимание на исчезновение видов животных, а не на снижение их численности, намного труднее станет утверждать, что люди не сыграли решающую роль в этом процессе. Популяции животных, адаптировавшихся к холодному климату, сокращались на протяжении каждого теплого промежутка, а не только последнего. Однако в прошлом эти популяции выживали, находя себе рефугиумы и прячась в них до следующего похолодания. Вероятно, именно это они сделали, когда наступил текущий теплый период. Однако с появлением на сцене людей такое поведение сделало этих животных более уязвимыми, что способствовало их вымиранию.
Итак, мамонты, степные бизоны и дикие лошади, вероятно, вымерли вследствие сочетания ряда факторов: изменения климата, охоты, а также из-за исчезновения тундростепи. Быстрое потепление, начавшееся по окончании последней ледниковой эпохи, привело к сокращению природных зон, необходимых им для жизни. Уменьшение числа травоядных, топчущих и поедающих растения, привело к замедлению круговорота питательных веществ, снижая тем самым продуктивность экосистемы. В довершение всех бед появился новый разумный хищник, рассматривающий любые островки природы ледникового периода как идеальные охотничьи угодья. Растущие человеческие популяции, совершенствующие свои технические приспособления, еще сильнее изолировали друг от друга и от природных ресурсов, необходимых им для выживания, популяции животных, которые пережидали неблагоприятные времена. Популяции отдельных видов вполне смогли бы продержаться в рефугиумах еще много лет после начала голоцена. К примеру, наши исследования ДНК показывают, что степные бизоны продолжали жить на изолированных участках территории далеко на севере Скалистых гор еще тысячу лет назад. По мере того как мы будем узнавать всё больше о сроках и паттерне вымирания этих и других животных, исчезнувших с лица Земли не так давно, без сомнения, всё понятнее будет становиться роль людей в этом процессе.

Хотя некоторых людей может не беспокоить исчезновение биологических видов, пока это не касается лично их, многие все же находят вымирания недопустимыми, в особенности если вина лежит на нас. Большинство современных вымираний легко игнорировать, поскольку они мало влияют на нашу повседневную жизнь. Накопительный эффект этих вымираний, однако, в будущем приведет к резкому снижению биологического разнообразия. Возможно, в этом будущем наземные и морские экосистемы претерпят столько изменений, что мы сами, в свою очередь, станем уязвимым видом, близким к вымиранию. Трудно придумать что-то, что касалось бы лично нас еще сильнее.

Хотя возвращение к жизни вымерших видов все еще невозможно, ученые достигли определенных успехов в этом направлении. В 2009 году группа испанских и французских ученых объявила, что в их лаборатории родился клон вымершего пиренейского козерога, также известного как букардо, от матери – гибрида домашней козы и другого вида козерога. Для клонирования букардо ученые использовали те же технологии, с помощью которых в 1996 году была успешно клонирована овечка Долли. Технология предполагает использование живых клеток, поэтому в апреле 1999 года, за десять месяцев до смерти последней живущей самки букардо, ученые поймали ее и взяли у нее из уха небольшой образец тканей. Эти ткани они использовали для создания эмбрионов букардо. Только один из 208 эмбрионов, которые были пересажены суррогатным матерям, дожил до своего появления на свет. К сожалению, новорожденная букардо страдала тяжелой патологией легкого и задохнулась спустя несколько минут после рождения.

На мой взгляд, в нашем научно-фантастическом будущем есть место возрождению вымерших видов, однако не как противоядию от уже случившихся вымираний. Вымершие виды ушли от нас навсегда. Нам никогда не удастся воскресить животное, на 100 % идентичное исчезнувшему – психологически, генетически и поведенчески. Но мы можем воскресить отдельные черты вымерших животных. Встраивая гены, отвечающие за эти черты, в ДНК живущих ныне организмов, мы сможем помочь им адаптироваться к изменяющимся условиям внешней среды. Мы сможем возродить взаимодействия между видами, утраченные после исчезновения одного из них. Делая это, мы сможем восстановить и вернуть к жизни уязвимые экосистемы. На мой взгляд, именно это – возвращение экологических взаимодействий – и составляет истинную ценность технологий возрождения вымерших видов.

Лягушка Лазаря и букардо – всего лишь два примера из целого ряда проектов по возрождению вымерших животных, осуществляемых в наше время. В обоих случаях использовался замороженный генетический материал, собранный до смерти последнего представителя вида, и, следовательно, эти проекты относятся к наиболее перспективным в своем роде. Другие замыслы по возрождению вымерших видов – проекты возрождения мамонта и странствующего голубя – столкнулись с более серьезными трудностями, причем поиск хорошо сохранившегося генетического материала – только одна из них. Тем не менее работа над этими проектами продолжается, а в случае мамонта она движется в нескольких различных направлениях. Акира Иритани из японского Университета Кинки пытается клонировать мамонта из замороженных клеток и утверждает, что справится с задачей к 2016 году. Джордж Чёрч из Института Висса при Гарвардском университете работает над возрождением мамонта путем генной инженерии – встраивая его гены в ДНК слона. Сергей Зимов с Северо-Восточной научной станции Российской академии наук больше беспокоится не о том, как вернуть мамонтов, а о том, что делать с ними дальше. Он организовал Плейстоценовый парк неподалеку от своего дома в Сибири и занимается подготовкой этого парка к грядущему появлению воскрешенных мамонтов.

Проблема вот в чем: этот вопрос подразумевает, что раз мы можем узнать последовательность генов вымершего вида, мы можем использовать ее, чтобы создать идентичный вымершему животному клон. К сожалению, это далеко от истины. Нам никогда не удастся создать идентичный клон мамонта. Клонирование (позже я опишу этот процесс подробнее) – это специфическая научная технология, требующая сохранной живой клетки организма, которую, в случае мамонтов, нам не удастся найти никогда.
К счастью, нам не нужно клонировать мамонта, чтобы восстановить его черты и поведенческие особенности, и именно в этой области быстрее всего продвигаются исследования, посвященные возрождению вымерших видов. К примеру, мы можем определить последовательность ДНК, отвечающую за шерстяной покров мамонта, а затем изменить последовательность слоновьего генома, чтобы вырастить слона, покрытого шерстью. Разумеется, восстановление черт мамонта – это не то же самое, что воскрешение мамонта. Однако это определенно шаг в нужном направлении.

Вначале мы находим хорошо сохранившуюся кость, из которой можно будет извлечь полный геном вымершего вида, к примеру шерстистого мамонта. Затем мы исследуем геномную последовательность, сравнивая ее с геномами живущих ныне эволюционных родственников мамонта. Ближайший из них – индийский слон, значит, с него мы и начнем. Мы определим различия в геномных последовательностях слона и мамонта и спланируем эксперимент, в ходе которого слегка подправим геном слона, изменяя несколько азотистых оснований в ДНК за раз, пока его геном не станет больше похож на геном мамонта, нежели слона. Затем мы возьмем клетку, содержащую измененную мамонтоподобную ДНК, и дадим этой клетке развиться в эмбрион. Наконец, мы имплантируем этот эмбрион слонихе, и спустя примерно два года она родит маленького мамонтенка.
Нужные для этого технологии доступны нам уже сегодня. Но каков будет конечный результат эксперимента? Можно ли считать создание слона, чьи гены содержат несколько участков мамонтовых генов, аналогичным созданию мамонта? Мамонт – это нечто большее, чем простая последовательность А, Г, Ц и Т – букв, обозначающих азотистые основания, из которых формируется цепочка ДНК.