Идея оживления вымерших видов сегодня уже не кажется ненаучной фантастикой. Но стоит ли это делать?
1 мая 2013
30 июля 2003 года группа испанских и французских ученых обратила время вспять. Они вернули к жизни вымершее животное — правда, оно снова ушло в небытие у них на глазах.
Животное, которое они «оживили», было подвидом пиренейского козерога (Capra pyrenaica pyrenaica) и называлось букардо. Это был большой (массой до 100 килограммов) красивый зверь, носивший изящно изогнутые рога. Десятки тысяч лет он обитал в Пиренеях — горах, отделяющих Испанию от Франции, карабкался по утесам, питался листьями и стеблями растений, переживал суровые зимы.
Идея о возвращении вымерших видов к жизни — некоторые называют это развымиранием — балансирует на грани реальности и научной фантастики уже более двух десятилетий.
Затем человек изобрел ружье. За несколько столетий охотники почти извели букардо. В 1989 году испанские ученые провели исследование, которое показало: пиренейских козерогов этого подвида осталось всего с десяток. Несколько лет спустя в горах бегал один-единственный букардо — самка по кличке Селия. Сотрудники национального парка Ордеса и Монте-Пердидо во главе с директором, ветеринаром Альберто Фернандес-Ариасом, поймали Селию в ловушку, надели на нее радиоошейник и выпустили на волю. Через девять месяцев радиоошейник стал посылать долгие равномерные сигналы: знак того, что Селия погибла. Ее нашли раздавленной стволом упавшего дерева. Букардо был официально признан вымершим.
Однако клетки Селии были сохранены в лабораториях Сарагосы и Мадрида. В течение следующих нескольких лет группа специалистов по репродуктивной физиологии во главе с Хосе Фольчем пыталась ввести ядра из этих клеток в яйцеклетки коз, очищенные от их собственной ДНК, а затем имплантировать полученные яйцеклетки суррогатным матерям. 57 подобных попыток вызвали беременность лишь в 7 случаях, из которых 6 окончились выкидышами. Однако одной матери, помеси другого подвида пиренейского козерога (Capra pyrenaica victoriae) и домашней козы, удалось выносить детеныша положенный срок. Благодаря кесареву сечению, произведенному Фольчем и его коллегами, на свет появилась клонированная самочка весом 2,5 килограмма. Держа новорожденную в руках, Фернандес-Ариас видел, как та силилась сделать вдох, отчаянно высовывая язык. Несмотря на все попытки помочь ей, козочка через десять минут умерла. Вскрытие показало, что у одного из ее легких выросла огромная лишняя доля, плотная, как кусок печени. Спасти новорожденную было совершенно невозможно.
Букардо — лишь одно из животных, истребленных — подчас намеренно — человеком. Но это хотя бы — подвид (осталось два других). А вот дронт, бескрылая гагарка, сумчатый волк, китайский речной дельфин, странствующий голубь и американский королевский дятел исчезли совсем. Сегодня множеству других видов тоже грозит истребление, и вряд ли стоит надеяться на то, что букардо станет последним вымершим животным. Фернандес-Ариас принадлежит к небольшой, но деятельной когорте ученых, которые верят в то, что клонирование может переломить печальную традицию.
Идея о возвращении вымерших видов к жизни — некоторые называют это развымиранием — балансирует на грани реальности и научной фантастики уже более двух десятилетий, с тех самых пор, как писатель Майкл Крайтон выпустил в мир динозавров из «Парка юрского периода». И довольно долго фантазия заметно опережала науку. Никто так и не подобрался к настоящему развымиранию ближе, чем ученые, клонировавшие Селию. С тех самых пор Фернандес-Ариас с нетерпением ждал, когда наука наконец догонит фантастику, и люди обретут возможность возвращать из небытия животных, которых довели до вымирания.
«Сейчас этот момент настал», — сказал мне ученый.
Я встретился с Фернандес-Ариасом в октябре 2012 года на закрытом научном совещании «Вперед в прошлое» в вашингтонской штаб-квартире Национального географического общества. Эта была первая в истории встреча генетиков, биологов, специалистов по охране окружающей среды и по этике, где обсуждались вопросы оживления вымерших видов. Насколько вероятен положительный результат? И следует ли вообще этим заниматься? Один за другим ученые рассказывали о поразительных достижениях в клонировании стволовых клеток, восстановлении древней ДНК и реконструкции утраченных геномов. Чем дальше, тем большее возбуждение овладевало собравшимися. Складывалось общее впечатление: оживление вымерших видов — отнюдь не фантастика.
«Прогресс в исследованиях зашел намного дальше, и случилось это гораздо быстрее, чем кто бы то ни было мог себе представить, — говорит Росс Макфи, куратор отдела млекопитающих Американского музея естественной истории в Нью-Йорке. — Теперь нам следует задуматься о том, зачем, собственно говоря, нам нужно возвращать к жизни вымершие виды».
В «Парке юрского периода» динозавров оживляли для развлечения людей. Катастрофические последствия, описанные в романе и показанные в фильме, бросили тень на идею развымирания, вернее, на ее восприятие среди обывателей, которых гораздо легче напугать, чем научить чему-либо. Поэтому не стоит забывать, что «Парк юрского периода» — просто мастерски сработанный фантастический триллер. На самом деле мы можем рассчитывать на оживление только тех видов, которые вымерли не ранее чем несколько десятков тысяч лет назад и в останках которых сохранились целые клетки или, в крайнем случае, достаточно ДНК, чтобы можно было реконструировать геном животного. В силу этих естественных причин нам никогда не удастся полностью восстановить геном тираннозавра, исчезнувшего около 65 миллионов лет назад. Все виды, которые теоретически можно воскресить, ушли в небытие в то время, когда человечество стремительно продвигалось к установлению господства над миром. Прежде всего сказанное относится к недавнему прошлому, когда именно мы, люди, стали одной из причин вымирания многих видов живых существ, охотясь на них, уничтожая среду их обитания или распространяя болезни. Это, кстати, один из доводов в пользу возвращения вымерших видов к жизни.
За последние десять лет клонирование стало менее рискованным
«Если речь идет о видах, которые истребили мы, то я думаю, что мы обязаны попытаться их вернуть», — говорит Майкл Арчер, палеонтолог из Университета Нового Южного Уэльса, многие годы отстаивавший идею развымирания. По мнению противников этой идеи, воскрешение вымершего вида будет равноценно попытке замахнуться на роль Бога. У Арчера подобные доводы вызывают усмешку: «Мне кажется, на роль Бога мы замахнулись тогда, когда уничтожали этих животных».
Другие ученые, выступающие за развымирание, утверждают, что оно может принести конкретную пользу. Биологическое разнообразие — кладовая изобретений природы. Большинство лекарственных препаратов, например, не были созданы людьми с чистого листа, а разработаны на основе природных соединений, содержащихся в диких растениях, которые тоже могут вымирать. А некоторые животные прошлых эпох играли важную роль в своих экосистемах. И эти экосистемы, безусловно, выиграют от их возвращения.
Скажем, 15 тысяч лет назад в Сибири обитали мамонты и другие крупные травоядные. Тогда эта местность представляла собой не поросшую мхом тундру, а степное разнотравье. Сергей Зимов, геофизик и директор Северо-Восточной научной станции Российской академии наук, расположенной в низовьях реки Колымы, давно пришел к мысли о том, что это совпадение не случайно: мамонты и другие травоядные поддерживали само существование степи, разрыхляя почву и удобряя ее своими экскрементами. Когда они исчезли, мох вытеснил траву, превратив степь в неплодородную тундру.
В последние годы Зимов пытается повернуть время вспять, завозя в тундру, в район, который он называет Плейстоценовым парком, зубров, лошадей, овцебыков и других крупных млекопитающих. Он был бы счастлив, если бы здесь снова стали привольно бродить шерстистые мамонты. «Но их увидят только мои внуки, — говорит Зимов. — Это мыши размножаются быстро, а мамонты — очень медленно. Придется подождать».
Десять лет назад, когда Фернандес-Ариас попытался вернуть к жизни букардо, в его распоряжении были по сегодняшним меркам прискорбно грубые инструменты. Прошло всего семь лет после появления на свет овечки Долли, первого крупного клонированного млекопитающего. В те годы ученые клонировали животное, извлекая ДНК из одной из его клеток и вводя его в яйцеклетку другой особи, очищенную от ее собственного генетического материала. Для того чтобы клетка начала делиться, было достаточно электрического разряда. Затем развивающийся эмбрион имплантировали суррогатной матери. Подавляющее большинство беременностей, спровоцированных таким образом, заканчивались выкидышами, а немногих появившихся на свет клонов одолевали врожденные болезни.
За последние десять лет клонирование стало делом менее рискованным. Кроме того, теперь ученые понимают, как вернуть клетки взрослых животных в исходное состояние, чтобы они стали похожи на эмбриональные. После этого их развитие можно направить так, чтобы они превращались в любой вид клеток — в том числе в сперматозоиды и яйцеклетки. Последние затем побуждают развиваться в полноценные эмбрионы. Благодаря такого рода техническим уловкам вернуть недавно вымерший вид к жизни стало если не проще, то практически возможно, например странствующего голубя.
В 1813 году, путешествуя по реке Огайо от Харденсберга до Луисвилла, натуралист Джон Джеймс Одюбон наблюдал одно из самых чудесных природных явлений своего времени: стаю странствующих голубей (Ectopistes migratorius), закрывшую небо. «Воздух был в буквальном смысле слова наполнен голубями, — писал он позже. — Полуденный свет померк, как от солнечного затмения, помет летел на землю, словно хлопья мокрого снега; от неумолчного шума хлопающих крыльев меня клонило в сон».
Когда Одюбон на закате добрался до Луисвилла, голуби все еще летели — и продолжали лететь следующие три дня. «Все местные жители были обвешаны оружием, — писал Одюбон. — Берега реки заполнили мужчины и мальчишки, которые непрерывно стреляли в странников… Множество было убито».
В 1813 году сложно было представить себе вид, которому в меньшей степени грозило бы исчезновение. И тем не менее к концу столетия численность красногрудого странствующего голубя катастрофически сократилась из-за уменьшения площади лесов, где он обитал, и безжалостного истребления. В 1900 году последний голубь, виденный на воле, был застрелен мальчишкой из духового ружья. А в 1914-м, лишь через столетие после того, как Одюбон дивился тучам этих птиц, в зоопарке Цинциннати умер последний странствующий голубь, содержавшийся в неволе, — самка по имени Марта, названная так в честь супруги президента Джорджа Вашингтона.
Писатель и защитник окружающей среды Стюарт Брэнд, известный, помимо всего прочего, тем, что в конце 1960-х основал Whole Earth Catalog (журнал об экологичных продуктах и о том, где их приобретать) вырос в Иллинойсе и любил походы по тем самым лесам, которые всего за несколько десятилетий до этого слышали хлопанье крыльев странствующих голубей. «Их среда обитания была моей средой обитания», — говорит он. Два года назад Брэнд и его жена Райан Фелан, основательница DNA Direct, частной компании, занимающейся генетическими тестированиями, заинтересовались, нельзя ли вернуть этот вид к жизни. Однажды вечером, ужиная с биологом Джорджем Черчем, специалистом по генной инженерии из Гарвардской медицинской школы, Стюарт и Райан поняли, что он мыслит в том же направлении.
Тасманийского волка, самого крупного в Австралии сумчатого хищника, возможно, удастся воскресить куда быстрее, чем странствующего голубя или мамонта
Черч знал, что обычные методы клонирования в случае с голубями не сработают, поскольку эмбрионы птиц развиваются в яйцах, и ни в одном музейном образце странствующего голубя (в том числе и в чучеле Марты, которое хранится в Смитсоновском институте), по всей видимости, не могло сохраниться неповрежденного генома. Однако Черч смог предложить другой путь к воссозданию птицы. В музейных образцах сохранились фрагменты ДНК. Соединив эти фрагменты, ученые смогут прочитать около миллиарда букв из генома странствующего голубя. Пока Джордж Черч не готов синтезировать целый геном животного почти из ничего, однако он изобрел технологию, которая позволяет ему строить большие фрагменты ДНК в любой нужной ему последовательности. Теоретически он мог бы создавать гены, которые отвечают за определенные признаки, присущие странствующему голубю — скажем, ген для его длинного хвоста, — и вставлять их в геном или в стволовую клетку обычного сизого голубя.
Стволовые клетки сизаря, содержащие этот измененный геном, можно было бы трансформировать в зародышевые клетки. Их, в свою очередь, — внедрять в яйца, снесенные сизым голубем, где они перемещались бы в развивающиеся половые органы эмбриона. Птенцы, вылупившиеся из этих яиц, выглядели бы как обычные сизые голуби — но производили бы яйцеклетки и сперматозоиды, содержащие измененную ДНК. Когда птенцы вырастут, спарятся и отложат яйца, из них вылупятся птицы с чертами, присущими только странствующему голубю. Этих голубей затем можно будет скрещивать, постепенно выводя птиц, все более и более похожих на исчезнувший вид.
Метод перенастройки генома, предложенный Черчем, теоретически можно применить к любому виду, имеющему ныне живущего близкого родственника и геном, который можно реконструировать.
Несмотря на то что идею оживления странствующего голубя или даже мамонта уже нельзя назвать безумной фантазией, до ее воплощения должен пройти не один год. Другой вымерший вид, возможно, удастся воскресить куда быстрее.
Животное, о котором идет речь, — предмет научной страсти группы австралийских ученых под руководством Майкла Арчера, который называет свои начинания «Проектом Лазаря». Ранее Арчер руководил широко освещавшимся в прессе проектом клонирования тасманийского волка, или тигра, самого крупного в Австралии сумчатого хищника, который вымер в 1930-е годы. Хотя это печальное событие случилось совсем недавно, Арчеру удалось раздобыть лишь несколько фрагментов ДНК животного.
Эксперименты Арчера вызывают массовый интерес и атмосферу лихорадочного ожидания. Однако Арчер и его коллеги из «Проекта Лазаря» решили не раскрывать своих секретов, пока работа не начнет приносить ощутимых результатов.
Может быть, время пришло? В начале января участники «Проекта Лазаря» объявили, что пытаются воскресить два близкородственных вида австралийских водных лягушек (Rheobatrachus vitellinus и R. silus). Прежде чем исчезнуть в середине 1980-х, эти лягушки размножались с помощью одного и того же поразительного способа. Женская особь выметывала облако икринок, которые самец оплодотворял, после чего самка проглатывала их. Гормон, содержащийся в икринках, приостанавливал выделение желудочного сока у самки. По сути, ее желудок превращался в матку. Через несколько недель самка открывала рот и исторгала на свет готовых лягушат. Из-за подобных чудес деторождения этих земноводных также называют заботливыми лягушками.
К сожалению, вскоре после того как исследователи начали их изучать, заботливые лягушки исчезли. «Только что они здесь были, потом ученые вернулись — а их уже нет», — говорит Эндрю Френч, специалист по клонированию из Мельбурнского университета, работающий по «Проекту Лазаря».
Возвращая лягушек из небытия, участники проекта используют самые современные методы клонирования, чтобы вставить ядро клетки заботливой лягушки в лишенные собственного генетического материала икринки других видов австралийских земноводных. Дело продвигается медленно, потому что неоплодотворенные лягушачьи икринки начинают портиться уже через несколько часов после метания, и их нельзя заморозить, чтобы потом оживить. Поэтому для опытов нужна свежая икра, которую лягушки мечут раз в год, во время короткого периода размножения.
Как бы то ни было, ученым удалось добиться некоторых успехов. «Достаточно сказать, что у нас фактически есть эмбрионы этих вымерших животных, — говорит Арчер. — Мы продвинулись уже очень далеко». Исследователи убеждены, что им нужно лишь побольше качественных икринок, чтобы пойти еще дальше. «На данной стадии главное — это количество», — говорит Френч.
Чудо деторождения у заботливых лягушек заставляет задуматься о том, что мы теряем, когда исчезает очередной вид. Но значит ли это, что мы должны вымершие виды оживлять? Намного ли богаче станет мир, если в нем будут жить лягушки, выращивающие головастиков у себя в желудке? Выгода, утверждает Френч, здесь прямая: скажем, изучение этих лягушек может обогатить нас важными знаниями о внематочной беременности, которые, может быть, однажды помогут в разработке методов лечения для беременных женщин, не способных выносить плод. Однако многие ученые смотрят на оживление вымерших животных как на забаву, отвлекающую от насущной работы по предотвращению новых массовых вымираний.
«Совершенно очевидно, что необходимо прилагать огромные усилия для спасения видов, находящихся на грани уничтожения, — говорит Джон Винс, эволюционный биолог из нью-йоркского Университета Стоуни-Брука. — А вот особой необходимости в том, чтобы возвращать к жизни уже вымершие виды, как мне представляется, нет. Зачем вкладывать миллионы долларов в воскрешение из мертвых нескольких видов, когда существуют миллионы других видов, которые ждут, чтобы их открыли, описали и сберегли? »
Приверженцы идеи развымирания отвечают на это, что технологии клонирования и генной инженерии, развивающиеся в процессе работы над оживлением вымерших животных, в будущем могут помочь сохранению редких видов, особенно тех, которые плохо размножаются в неволе. И хотя новейшие биотехнологии могут быть весьма дорогими, они имеют обыкновение очень быстро дешеветь. «Возможно, некоторые думали, что разработка вакцины от полиомиелита будет отвлекать от создания искусственных легких, — говорит Джордж Черч. — Трудно заранее предугадать, какой путь в итоге окажется ложным, а какой — спасительным».
Но что именно мы готовы назвать спасением? Даже если Черчу и его коллегам удастся воссоздать все до единой черты странствующего голубя в сизом голубе, будет ли получившаяся в результате птица на самом деле странствующим голубем — или просто рукотворной диковинкой? Если Арчеру и Френчу удастся произвести на свет одну-единственную заботливую лягушку — будет ли это означать, что они возродили вид? Если у этой лягушки не окажется партнера для спаривания, она станет земноводным аналогом Селии, и ее вид, по сути, останется вымершим. Будет ли достаточно держать выводок лягушек в лаборатории или в зоопарке, где на них станет глазеть публика, или их потребуется реинтродуцировать в исходные места обитания, чтобы вид на самом деле мог считаться воскресшим?
Даже если развымирание окажется успешным со всех точек зрения, трудности на этом не закончатся
«История возвращения видов в природу после вымирания дикой популяции богата примерами непреодолимых трудностей», — говорит Стюарт Пимм, специалист по охране природы из Университета имени Дьюка. Огромные усилия, например, были приложены для возвращения в естественную среду аравийского орикса. Однако когда в 1982 году эти антилопы были выпущены в заповеднике в Центральном Омане, почти всех их быстро перебили браконьеры. «У нас были животные, и мы вернули их в природу, но мир не был готов к этому, — сетует Пимм. — Воскрешение вида решает лишь одну, крошечную часть проблемы».
Браконьерство — не единственная опасность, угрожающая воскрешенным видам. Для многих из них не осталось мест, которые можно было бы назвать их домом. Китайский речной дельфин вымер из-за загрязнения воды в Янцзы и других последствий деятельности человека. С тех пор река не стала чище. По всему миру стремительно исчезают лягушки — из-за хитридиомикоза. Это грибковое заболевание распространяется из-за неконтролируемой торговли животными. Если австралийские биологи когда-нибудь выпустят заботливых лягушек в горные речки, где те когда-то водились, они снова могут заразиться и вымереть.
«В том случае, если не существует естественной среды, в которую можно было бы выпустить воскрешенный вид, вся затея по его воскрешению — не что иное, как бессмысленная трата больших денег», — говорит Гленн Альбрехт из австралийского Университета имени Мердока в Перте.
Даже если развымирание окажется успешным со всех точек зрения, трудности на этом не закончатся. Допустим, странствующие голуби найдут замечательные условия для жизни в возрождающихся лесах на востоке США. Но не станут ли они переносчиками какого-нибудь вируса, который истребит другой вид птиц? И как жители американских городов отнесутся к появлению голубиных стай, которые заслонят собой небо и зальют улицы пометом?
Хэнк Грили, специалист по биоэтике из Стэнфордского университета, живо интересуется исследованием этических и юридических аспектов развымирания. И все же для него и многих других сам факт, что наука может вернуть к жизни вымершие виды, уже служит убедительной причиной для того, чтобы приветствовать развымирание, а не осуждать его. «Ведь это же на самом деле очень круто! — говорит Грили. — Саблезубый тигр, говорите? Я хотел бы увидеть живого саблезубого тигра!»
Материал подготовлен с помощью сайта https://bycnf.ru
