Возможно, что вернуть исчезнувших животных нам вполне по силам, хотя пока легче объяснить способ, чем цель
Если бы вы могли воскресить исчезнувший живой организм, какой из них вы бы выбрали? Вопрос звучит как что-то из области грез. Но это не так. Несколько групп ученых уже интенсивно работают над проблемой возрождения — или как они предпочитают говорить «воссоздания». Особый интерес в этом плане представляют такие животные как недавно (в 1980-х годах) исчезнувший вид австралийских лягушек, самки которых в отличие от других видов лягушек не откладывали яйца в водоемах, а вынашивали молодняк в животе. Букардо — подвид пиренейского горного козла (вымерший в 2000 году). Тур — предок домашнего скота (вымерший в XVII веке); тилацин или тасманский волк, исчезнувший в Австралии в начале XX века; странствующий голубь, популяции которого в 1860-х годах были невероятно многочисленны — одна стая могла насчитывать до миллиона особей — но к 1914 году исчезнувший (как объект охоты); и, наконец, этот символ ледникового периода — шерстистый мамонт, последние из которых исчезли около 3700 лет назад.
Если ставить перед собой такие задачи, то в голове обязательно возникнут два других вопроса: как это сделать, и — что еще важнее — с какой целью. На эти вопросы пытается ответить Бет Шапиро (Beth Shapiro) в своей книге «Как клонировать мамонта: наука возрождения» (How to Clone a Mammoth: The Science of De-Extinction).
Для достижения своей цели у нее есть все возможности: она преподает в Калифорнийском университете в Санта-Круз, является лауреатом «гранта для гениев» — премии фонда Джона и Кэтрин Мак-Артур и специализируется на исследовании ДНК древних организмов, изучая ДНК ископаемых животных, музейных образцов и так далее. Вместе со своими коллегами она изучила ДНК дронта, неандертальца, вымерших лошадей и броненосцев, бледных филинов и многих других организмов. Кроме того, она специалист по воссозданию исчезнувших видов и лично участвует в проектах по воссозданию мамонтов и блуждающих голубей.
Несмотря на прилагаемые усилия, пока еще никто не смог воссоздать (ужасное слово!) ни один живой организм. Поэтому Шапиро знакомит нас с состоянием дел на передовом рубеже науки — там, где вопросов пока еще гораздо больше, чем ответов. В связи с этим перед нами возникает проблема риторического характера: сложно писать о том, чего вообще не существует. Но при этом есть возможность реалистически показать, чем на самом деле является наука — это упорядоченная жажда знаний, открытость по отношению к исследованию нового. Следовательно, ее книга — это одновременно и оценка состояния технологий, и краткий обзор вариантов дальнейших действий, и масса вопросов, пока не имеющих ответов, и программный документ.
В принципе, существует несколько способов воссоздания живых организмов. Наиболее очевидный из них — межвидовое клонирование. При «обычном» клонировании — скажем, коровы-рекордсменки — вы берете ДНК особи, которую вы хотите клонировать, и вмонтируете ее в яйцеклетку другой особи этого же вида. (Яйцеклетка при этом должна быть «пустой», то есть, специально подготовленной таким образом, чтобы в ней отсутствовали гены той особи, в организме которой она образовалась). Затем, вы имплантируете яйцеклетку в организм суррогатной матери — в данном случае коровы. Если все пройдет успешно, через несколько месяцев родится теленок. При межвидовом клонировании необходимо вмонтировать ДНК особи одного вида (в данном случае того вида, который вам надо воссоздать) в пустую яйцеклетку особи родственного вида и использовать эту особь другого вид в качестве суррогатной матери. Все просто.
Просто, да не очень. Со времени первого клонирования млекопитающего прошло почти 20 лет — родилась овечка Долли, однако «обычный» способ клонирования по-прежнему неоднозначен и ненадежен. Пожалуй, клонирование коров проходит удачнее, чем других млекопитающих. Но даже в этом случае целых 70% беременностей заканчиваются неудачно. Однако межвидовое клонирование еще более сложное. В эксперименте по клонированию серого волка 372 эмбриона волка были имплантированы в организмы суррогатных матерей, в качестве которых использовались домашние собаки, но при этом родилось только три здоровых щенка. При попытке клонировать степную или африканскую кошку в организмы домашних кошек было имплантировано 1552 эмбриона, однако родилось только два здоровых котенка. В 2003 году козленок букардо был получен от суррогатной матери другого вида коз, но, к сожалению, у новорожденного животного был серьезный порок легких, в результате чего он погиб, задохнувшись в первые же минуты после рождения.
Но, тем не менее, несколько групп ученых надеются получить клоны мамонта именно таким способом. Недостатка в ДНК нет — по мере таяния в районах вечной мерзлоты ученые обнаруживают все больше останков мамонтов — и уже опубликована предварительная расшифровка генома мамонта. Идея состоит в том, что донорами яйцеклеток и суррогатными матерями будут азиатские слонихи — ближайшие живущие родственники мамонта.
Однако Шапиро считает эту идею сумасбродной. На ее взгляд, проблема заключается в том, что качество ДНК — по крайней мере, в тех останках мамонтов, которые найдены на сегодняшний день — недостаточно высокое для проведения клонирования, к тому же, пока отсутствуют методы восстановления полного генома.
Взамен она предлагает два альтернативных способа воссоздания мамонта. Первый из них предполагает использование тех же методов селекционного разведения, с помощью которых удалось вывести скаковых лошадей-чемпионов и декоративных собак настолько малого размера, что они помещаются в дамскую сумочку. Надо просто взять слонов, больше всего напоминающих мамонтов, спаривать их и повторять эту практику на протяжении нескольких поколений. Со временем можно будет вывести крупных шерстистых слонов, предпочитающих холодный климат.
Главной фразой здесь является «со временем». Беременность у слоних длится почти два года, и они достигают половой зрелости в возрасте не менее 10 лет. Следовательно, это будет долгосрочный проект.
Более «быстродействующим» и, по мнению Шапиро, более эффективным способом является генетическая модификация. В этом случае вы вносите в геном слона такие изменения, чтобы в нем оказались некоторые гены мамонта. Например, вы вставляете ген, отвечающий за шерстистость и, возможно, некоторые другие гены, отвечающие за устойчивость к холоду, а затем вживляете яйцеклетку, содержащую этот модифицированный геном, в организм суррогатной матери-слонихи. И подумать только! Родится мамонтенок.
* * *
Что ж, вполне возможно. Даже если оставить без внимания вопрос о том, является ли слон с несколькими генами мамонта «настоящим» мамонтом, ни в одном из способов не учитываются некоторые серьезные вопросы благополучия животных. Слоны в неволе размножаются с трудом — независимо от того, происходит ли оплодотворение естественным или искусственным путем. Метод экстракорпорального оплодотворения на слонах не испытывался. Судя по коэффициенту успешности в случаях с другими видами животных, для проведения одной успешной беременности вам потребуются сотни, а то и тысячи слоних-доноров и суррогатных матерей.
По утверждению Шапиро, воссоздание мамонтов (или создание мамонтоподобных слонов) — это не просто амбициозный проект, но еще и экологическая необходимость. Она считает, что эти существа сыграют огромную роль в восстановлении «тундростепей» или «мамонтовых прерий» — пастбищных угодий, некогда простиравшихся в северных территориях Европы, Азии и некоторых частей Северной Америки. Исчезновение тундростепей способствует таянию участков вечной мерзлоты, что, в свою очередь, усугубляет изменение климата. Благодаря крупным животным вроде мамонтов происходит восстановление тундростепей — как в силу особенностей их питания, так и благодаря удобрению пастбищ.
Многое можно сделать — и делается — с помощью существующих животных, например, бизонов и лошадей. И все же, Шапиро мечтает об «идеальной арктической картине, когда семейства мамонтов пасутся в тундростепях, мирно соседствуя с бизонами, лошадьми и северными оленями … Именно это — работа, основанная на успешном создании одной особи с целью разведения, а со временем и интегрирование в дикую природу целых популяций — является второй фазой воссоздания вымерших животных. На мой взгляд, без этой второй фазы воссоздание животных успешным быть не может.
Это и грандиозный план, и заманчивая мечта. Наука увлекает и занимает ум. Но, она кажется и своего рода отдушиной, целительным бальзамом, который может помочь сейчас — когда горят леса, исчезают морские рифы в процессе шестого массового вымирания в истории Земли.
Если бы вы могли воскресить исчезнувший живой организм, какой из них вы бы выбрали? Вопрос звучит как что-то из области грез. Но это не так. Несколько групп ученых уже интенсивно работают над проблемой возрождения — или как они предпочитают говорить «воссоздания». Особый интерес в этом плане представляют такие животные как недавно (в 1980-х годах) исчезнувший вид австралийских лягушек, самки которых в отличие от других видов лягушек не откладывали яйца в водоемах, а вынашивали молодняк в животе. Букардо — подвид пиренейского горного козла (вымерший в 2000 году). Тур — предок домашнего скота (вымерший в XVII веке); тилацин или тасманский волк, исчезнувший в Австралии в начале XX века; странствующий голубь, популяции которого в 1860-х годах были невероятно многочисленны — одна стая могла насчитывать до миллиона особей — но к 1914 году исчезнувший (как объект охоты); и, наконец, этот символ ледникового периода — шерстистый мамонт, последние из которых исчезли около 3700 лет назад.Если ставить перед собой такие задачи, то в голове обязательно возникнут два других вопроса: как это сделать, и — что еще важнее — с какой целью. На эти вопросы пытается ответить Бет Шапиро (Beth Shapiro) в своей книге «Как клонировать мамонта: наука возрождения» (How to Clone a Mammoth: The Science of De-Extinction).
Для достижения своей цели у нее есть все возможности: она преподает в Калифорнийском университете в Санта-Круз, является лауреатом «гранта для гениев» — премии фонда Джона и Кэтрин Мак-Артур и специализируется на исследовании ДНК древних организмов, изучая ДНК ископаемых животных, музейных образцов и так далее. Вместе со своими коллегами она изучила ДНК дронта, неандертальца, вымерших лошадей и броненосцев, бледных филинов и многих других организмов. Кроме того, она специалист по воссозданию исчезнувших видов и лично участвует в проектах по воссозданию мамонтов и блуждающих голубей.
Несмотря на прилагаемые усилия, пока еще никто не смог воссоздать (ужасное слово!) ни один живой организм. Поэтому Шапиро знакомит нас с состоянием дел на передовом рубеже науки — там, где вопросов пока еще гораздо больше, чем ответов. В связи с этим перед нами возникает проблема риторического характера: сложно писать о том, чего вообще не существует. Но при этом есть возможность реалистически показать, чем на самом деле является наука — это упорядоченная жажда знаний, открытость по отношению к исследованию нового. Следовательно, ее книга — это одновременно и оценка состояния технологий, и краткий обзор вариантов дальнейших действий, и масса вопросов, пока не имеющих ответов, и программный документ.
В принципе, существует несколько способов воссоздания живых организмов. Наиболее очевидный из них — межвидовое клонирование. При «обычном» клонировании — скажем, коровы-рекордсменки — вы берете ДНК особи, которую вы хотите клонировать, и вмонтируете ее в яйцеклетку другой особи этого же вида. (Яйцеклетка при этом должна быть «пустой», то есть, специально подготовленной таким образом, чтобы в ней отсутствовали гены той особи, в организме которой она образовалась). Затем, вы имплантируете яйцеклетку в организм суррогатной матери — в данном случае коровы. Если все пройдет успешно, через несколько месяцев родится теленок. При межвидовом клонировании необходимо вмонтировать ДНК особи одного вида (в данном случае того вида, который вам надо воссоздать) в пустую яйцеклетку особи родственного вида и использовать эту особь другого вид в качестве суррогатной матери. Все просто.
Просто, да не очень. Со времени первого клонирования млекопитающего прошло почти 20 лет — родилась овечка Долли, однако «обычный» способ клонирования по-прежнему неоднозначен и ненадежен. Пожалуй, клонирование коров проходит удачнее, чем других млекопитающих. Но даже в этом случае целых 70% беременностей заканчиваются неудачно. Однако межвидовое клонирование еще более сложное. В эксперименте по клонированию серого волка 372 эмбриона волка были имплантированы в организмы суррогатных матерей, в качестве которых использовались домашние собаки, но при этом родилось только три здоровых щенка. При попытке клонировать степную или африканскую кошку в организмы домашних кошек было имплантировано 1552 эмбриона, однако родилось только два здоровых котенка. В 2003 году козленок букардо был получен от суррогатной матери другого вида коз, но, к сожалению, у новорожденного животного был серьезный порок легких, в результате чего он погиб, задохнувшись в первые же минуты после рождения.
Но, тем не менее, несколько групп ученых надеются получить клоны мамонта именно таким способом. Недостатка в ДНК нет — по мере таяния в районах вечной мерзлоты ученые обнаруживают все больше останков мамонтов — и уже опубликована предварительная расшифровка генома мамонта. Идея состоит в том, что донорами яйцеклеток и суррогатными матерями будут азиатские слонихи — ближайшие живущие родственники мамонта.
Однако Шапиро считает эту идею сумасбродной. На ее взгляд, проблема заключается в том, что качество ДНК — по крайней мере, в тех останках мамонтов, которые найдены на сегодняшний день — недостаточно высокое для проведения клонирования, к тому же, пока отсутствуют методы восстановления полного генома.
Взамен она предлагает два альтернативных способа воссоздания мамонта. Первый из них предполагает использование тех же методов селекционного разведения, с помощью которых удалось вывести скаковых лошадей-чемпионов и декоративных собак настолько малого размера, что они помещаются в дамскую сумочку. Надо просто взять слонов, больше всего напоминающих мамонтов, спаривать их и повторять эту практику на протяжении нескольких поколений. Со временем можно будет вывести крупных шерстистых слонов, предпочитающих холодный климат.
Главной фразой здесь является «со временем». Беременность у слоних длится почти два года, и они достигают половой зрелости в возрасте не менее 10 лет. Следовательно, это будет долгосрочный проект.
Более «быстродействующим» и, по мнению Шапиро, более эффективным способом является генетическая модификация. В этом случае вы вносите в геном слона такие изменения, чтобы в нем оказались некоторые гены мамонта. Например, вы вставляете ген, отвечающий за шерстистость и, возможно, некоторые другие гены, отвечающие за устойчивость к холоду, а затем вживляете яйцеклетку, содержащую этот модифицированный геном, в организм суррогатной матери-слонихи. И подумать только! Родится мамонтенок.
* * *
Что ж, вполне возможно. Даже если оставить без внимания вопрос о том, является ли слон с несколькими генами мамонта «настоящим» мамонтом, ни в одном из способов не учитываются некоторые серьезные вопросы благополучия животных. Слоны в неволе размножаются с трудом — независимо от того, происходит ли оплодотворение естественным или искусственным путем. Метод экстракорпорального оплодотворения на слонах не испытывался. Судя по коэффициенту успешности в случаях с другими видами животных, для проведения одной успешной беременности вам потребуются сотни, а то и тысячи слоних-доноров и суррогатных матерей.
По утверждению Шапиро, воссоздание мамонтов (или создание мамонтоподобных слонов) — это не просто амбициозный проект, но еще и экологическая необходимость. Она считает, что эти существа сыграют огромную роль в восстановлении «тундростепей» или «мамонтовых прерий» — пастбищных угодий, некогда простиравшихся в северных территориях Европы, Азии и некоторых частей Северной Америки. Исчезновение тундростепей способствует таянию участков вечной мерзлоты, что, в свою очередь, усугубляет изменение климата. Благодаря крупным животным вроде мамонтов происходит восстановление тундростепей — как в силу особенностей их питания, так и благодаря удобрению пастбищ.
Многое можно сделать — и делается — с помощью существующих животных, например, бизонов и лошадей. И все же, Шапиро мечтает об «идеальной арктической картине, когда семейства мамонтов пасутся в тундростепях, мирно соседствуя с бизонами, лошадьми и северными оленями … Именно это — работа, основанная на успешном создании одной особи с целью разведения, а со временем и интегрирование в дикую природу целых популяций — является второй фазой воссоздания вымерших животных. На мой взгляд, без этой второй фазы воссоздание животных успешным быть не может.
Это и грандиозный план, и заманчивая мечта. Наука увлекает и занимает ум. Но, она кажется и своего рода отдушиной, целительным бальзамом, который может помочь сейчас — когда горят леса, исчезают морские рифы в процессе шестого массового вымирания в истории Земли.
Оригинал публикации: ‘How to Clone A Mammoth’, by Beth Shapiro
Комментариев нет:
Отправить комментарий