Вернуть вымершие виды

Возрождение исчезнувших видов

30 июля 2003 группе испанских и французских ученых удалось повернуть время вспять. Исследователи смогли воскресить вымершее животное, пусть даже им пришлось увидеть, как она вымерла снова.
Это был дикий козел букардо, подвид пиренейского козла. Букардо (Capra pyrenaica pyrenaica) - большие, красивые создания, весили до 99 килограммов и имели длинные, чуть изогнутые рога. Тысячи лет они жили высоко в Пиренеях, горах, образуют естественную границу между Испанией и Францией.
Затем появились ружья. За несколько веков охотники почти полностью истребили популяцию букардо. 1989 испанские ученые провели исследования и констатировали, что на тот момент в Пиренеях жило всего около десятка особей. А за десять лет осталась только одна - самка, которую назвали селе. Работники Национального парка Ордеса и Монте-Пердидо во главе с ветеринаром жизнь Альберто Фернандесом-Ариасом поймали животное в ловушку, прикрепили радионашийник и отпустили. Девять месяцев спустя радионашийник передал длинный непрерывный гудок: сигнал, Селия уже мертва. Ее нашли под деревом, которое впал и раздавило животное. После этой смерти букардо официально объявили вымершими.
Но некоторые клетки Селии остались живы: их хранили в лабораториях в Сарагосе и Мадриде. В течение нескольких лет группа специалистов по репродуктивной биологии во главе с Хосе Фолком вносили ядра эти клеток в яйцеклетки коз, предварительно удаляя с тех собственную ДНК, а затем подсаживали такие яйцеклетки суррогатным матерям. Имплантаций осуществили 57, но только семь животных забеременели. Из этих семи беременностей шесть закончились выкидышами. Однако одна самка - гибрид другого подвида пиренейского козла и обычного козла - выносила клона Селии. Фолк и его коллеги провели кесарево сечение и получили клона массой два килограмма. Когда Фернандес-Ариас взял на руки новорожденную букардо, то увидел, как и пытается схватить воздух, высунув язык. Ей пытались помочь вдохнуть, но за десять минут клон Селии умер. Вскрытие показало, что в одной из ее легких выросла дополнительная огромная доля, плотная, как кусок печени. Никто не смог бы ничего сделать.
Додо и бескрылая гагарка, сумчатый волк и китайский речной дельфин, путешествующий голубь и американский королевский дятел - букардо стал лишь одной из многих животных, которые истребили люди, порой намеренно. И поскольку многие виды теперь под угрозой исчезновения букардо вскоре окажется в еще большей компании. Фернандес-Ариас относится к небольшой, но упорного группы ученых, которые верят, что клонирование может изменить эту тенденцию.
Идея возвращать к жизни вымершие виды - иногда это называют возрождением - находилась на грани между реальностью и научной фантастикой более двух десятков лет, с тех пор как писатель Майкл Крайтон выпустил в мир динозавров с Парке Юрского периода. Клон Селии - это наибольшее приближение да реального возрождения. Фернандес-Ариас живет в предвкушении момента, когда люди смогут-таки снова давать жизнь животным, исчезли по их вине.
«Это произойдет на наших глазах», - сказал он мне.
Я встретил Фернандеса-Ариаса осенью 2012 года на закрытой встрече ученых в штаб-квартире Национального географические ного общества в Вашингтоне. Генетики, биологи дикой природы, специалисты по сохранению окружающей среды, а также философы-этики впервые в истории собрались, чтобы обсудить возможность возрождения видов. Возможно ли это? Нужно возрождать виды! Один за другим ученые вставали, рассказывая об успехах в работе со стволовыми клетками, в восстановлении древних ДНК, в реконструкции утраченных геномов. Чем дальше, тем больше волнения охватывало участников встречи. Все согласились, что возрождение станет возможным уже в недалеком будущем.
«Дело возрождения видов зашла гораздо дальше и движется гораздо быстрее, чем мы могли себе представить, - говорит Росс Мак-Фи, куратор отдела млекопитающих в Американском музее естественной истории в Нью-Йорке. -О Чем нам прежде всего нужно серьезно подумать, так это о том, какие причины возвращать И жизнь определенный вид животных ».
Теперь можно надеяться возродить только те виды, которые вымерли за последние несколько и десятков тысяч лет и в чьих остатках сохранились очаги интактных клеток, или хотя бы достаточное количество древней ДНК для реконструкции геномов животных. Поскольку в природе есть определенная скорость распада, уже никогда нельзя будет восстановить и полностью геном королевского тираннозавра (Tyrannosaurus rex), вымерший около 65000000 лет назад. Те виды, которые теоретически можно было бы возродить, исчезли, пока человечество стремительно поднимался на пьедестал мирового доминирования. А в последнее время мы, люди, сами прилагали руку к тому, чтобы сгладить из мира многих животных, охотясь на них, истребляя ареалы обитания, распространяя болезни. Это одна из причин, почему мы должны были их возвращать.
«Если говорить о видах, которые мы сами уничтожили, я думаю, мы обязаны попытаться сделать это», - говорит Майкл Арчер, палеонтолог из Университета Нового Южного Уэльса в Австралии. Некоторые его противники говорят, что восстанавливать исчезнувшие виды - значит ставить себя на место Бога. Исследователь иронизирует в ответ: «Думаю, мы ставили себя на место Бога, когда истребляли этих животных».
Другие ученые, которые поддерживают возрождение, говорят, что оно принесет вполне реальную пользу. Большинство лекарств, например, не появились из воздуха - их выделили из природных соединений, найденных среди видов диких растений, которым тоже грозит исчезновение. Так же некоторые вымершие животные играли жизненно важную роль в своих экосистемах. Например, в Сибири 12 000 лет назад жили мамонты и другие крупные травоядные млекопитающие. Тогда там было не поросла мхом тундра, а покрытый разнотравьем степь. Сергей зимние, российский эколог, директор Северо-Восточной научно-исследовательской станции в Персидском (Республика Саха, Россия), уже давно пытается доказать, что это не было простое совпадение: мамонты и другие травоядные животные поддерживали травяной покров, взрыхлить и угноюючы почву . Когда эти животные исчезли, разросся мох, и луга превратились в менее плодородную тундру.
В последние годы Зимней пытался вернуть тундре ее первоначальный вид. Он завез туда лошадей, овцебыков и других крупных млекопитающих и назвал экспериментальный регион в Сибири плейстоценовыми парком. Зимним был бы очень рад, если бы там начали бродить мохнатые мамонты. «Но только мои внуки смогут их увидеть, - говорит ученый. - Мыши размножаются очень быстро. А мамонты - медленно. Наберемся терпения и подождем ».
Когда Фернандес-Ариас впервые попытался вернуть в мир букардо десять лет назад, то должен оперировать очень грубыми, как на современный взгляд, средствами. На тот момент прошло только семь лет, как родилась овечка Долли, первый клонированный млекопитающее. Тогда, в начале эры клонирования, ученые брали у животного одну клетку, вносили ее ДНК в яйцеклетку, заменяя таким образом в той собственный генетический материал. С помощью электрического разряда яйцеклетку заставляли делиться, а потом подсаживали эмбрион в суррогатную мать. Преимущественно такие беременности заканчивались выкидышами, а те животные, что все-таки рождались, часто имели серьезные проблемы со здоровьем.
За последние десять лет ученые достигли значительных успехов в клонировании животных, поэтому этот процесс превратился из научной работы, полной рисков, почти в рутину. Исследователи также научились возвращать клетки взрослого животного в состояние, в нем они находятся на стадии эмбриона. И тогда они способны дифференцироваться в любой тип - в частности в яйцеклетки или сперматозоиды. А дальше уже яйцеклетки можно превратить в полноценные эмбрионы.
С таким техническим вооружением гораздо легче возвращать к жизни вымершие виды. Ученые и исследователи десятки лет мечтают о том, чтобы воскресить мамонта. Первое и пока единственное, чего они достигли, - это нашли хорошо сохранившихся мамонтов в сибирской тундре. Теперь, имея новые технологии клонирования, исследователи из Фонда биотехнологических исследований Sooam в Сеуле, Корея объединились со специалистами по изучению мамонтов с Северо-Восточного федерального университета в Якутске. Летом 2012-го они поднялись по реке Яна и огромными трубами пробили несколько тоннелей в замерзших кручах на ее берегах. В одном из таких тоннелей и нашли остатки мамонта, в частности костный мозг, шерсть, кожу и жир. Этот материал сейчас исследуют ученые из Sooam в Сеуле.
«Идеальным вариантом было бы найти жизнеспособную клетку, собственно живу», - говорит Инсун Хван с Sooam, который организовал экспедицию по реке Яна. Если исследователи из этого учреждения найдут такую ​​клетку, они смогут стимулировать ее к делению на миллионы клеток. Эти клетки можно будет направить на образование эмбрионов, которые затем подсадить в суррогатных слонов, ближайших живых родственников мамонта. Большинство ученых сомневаются, что хотя бы одна клетка могла выжить замороженной в открытой тундре. Но в Хвана и его коллег есть план Б: найти неповрежденное ядро ​​в мамонтовой клетке - значительно более вероятно, что оно сохранилось, в отличие от целой клетки. Но чтобы клонировать мамонта из одного только неповрежденного ядра, придется гораздо больше поработать. Исследователям из Sooam надо будет перенести ядро ​​в яйцеклетку слона, с которой удалено ее собственное ядро. Для этого нужны созревшие яйцеклетки слона - а их еще никому не удалось добыть. Если ДНК внутри ядра будет невредимой и контролировать яйцеклетку, то может начать развиваться зародыш мамонта. Когда ученым удастся преодолеть эти преграды, перед ними все еще будет стоять сверхсложная задача подсадить эмбрион в матку слонихи. А потом надо будет терпеливо ожидать. Пройдет еще почти два года, прежде чем станет известно, сможет слониха родить здорового мамонтенка. «Я всегда говорю, что пока не попробуешь - не будешь знать, возможно ли это», - уверяет Хван.
В 1813 году, плывя по реке Огайо с Гардензбурга к Луисвилля, Джон Джеймс Одюбон имел счастье наблюдать одну из самых удивительных природных картин того времени: стая бродячих голубей (Ectopistes migratorius) укрыла небо трепещущим ковром. «Воздух был буквально полна голубей, писал он. - Дневной свет угасший, как во время затмения, кучки помета летели, как разлапистые снежинки, а непрерывное шуршание крыльев звучало нежной колыбельной ».
Когда еще до захода солнца Одюбон доплыл до Луисвилля, голуби и дальше летели - и так еще три дня. 1813 трудно было представить, что именно этот вид когда-нибудь может вымереть. Но уже к концу века популяция красногрудых странствующих голубей катастрофически уменьшилось. Леса, прежде чем они жили, вырубали, а их самих непрерывно отстреливали охотники. Ровно через 101 год после того, как Одюбон удивлялся, как много голубей, последний пойман странствующий голубь, самка Марта, умерла в зоопарке Цинциннати.
Дна года назад писатель и эколог Стюарт Брэнд и его жена Райан Фелен, основательница компании DNA direct осуществляющая генетические исследования, заинтересовались вопросом, можно ли вернуть к жизни этот вид, и однажды вечером, когда они сидели за одним столом с Джорджем Черча, гарвардским биологом и мастером манипуляций с ДНК, оказалось, что и он думает о том же.
Черча знал: стандартные методы клонирования в этом случае не сработают. Ведь зародыши птиц развиваются внутри скорлупы, и ни в коем музейном экспонате странствующего голубя явно сохранилось неповрежденного и функционального генома. Зато в сохранившихся экспонатах есть фрагменты ДНК. Сложив их вместе, ученые смогут прочитать примерно миллиард букв генома странствующего голубя. Черча пока не удалось просто так воспроизвести весь геном животного, но он изобрел технологию благодаря которой можно построить довольно длинные отрывки ДНК любой последовательности. Теоретически он мог бы создать гены отдельных характерных признаков странствующего голубя например, ген его длинного хвоста и вставить его в геном стволовой клетки обычного сизого голубя.
Стволовые клетки сизого голубя, содержать модифицированный геном, можно трансформировать в зародышевые клетки, из которых потом разовьются яйцеклетки и сперматозоиды. А эти клетки можно будет внести в яйца сизого голубя. Птенцы вылупятся из этих яиц, будут выглядеть обычными сизыми голубями но иметь яйцеклетки и сперматозоиды с модифицированной ДНК. Когда птенцы вырастут и спаруються, яиц их висидяться потомки, будут иметь уникальные черты странствующего голубя. А этих птиц можно будет снова скрещивать, пока ученым не удастся вывести птиц, максимально похожих на вымерший вид.
Теоретически метод модификации генома, его предложил Черча, может быть действенным для любого вида, чьи близкие родственники еще живы и чей геном можно реконструировать. У ученых уже есть технологии восстановления большинства его генов, чтобы создать часть генома мамонта, которую можно будет перенести в стволовых клеток слона.
Хотя возрождения мамонтов или странствующих голубей уже не просто мечты, реализация этих проектов - вопрос длительного времени. Но когда речь идет о других вымершие виды, то их можно будет восстановить значительно быстрее. Есть даже шанс, что они снова окажутся в живых еще до выхода этой статьи.
Теми животными занимается группа австралийских ученых во главе с Майклом Арчером, которые назвали свой почин проектом «Лазарь». Зная, какой нездоровый интерес привлекают эти резонансные эксперименты, Арчер и его сотрудники решили не разглашать, над чем они работают, пока не смогут представить некоторых предварительных результатов.
И это время пришло. В начале января Арчер и его коллеги сообщили, что пытались восстановить два близко родственные виды австралийских лягушек. К исчезновению в середине 1980-х оба эти вида размножались уникальным - и удивительным - способом. Самки лягушки откладывали кучку яиц, самцы их оплодотворяли, а затем самки глотали все яйца. Специальные гормоны прекращали выделение желудочного сока так их желудок превращался в матку. А через несколько недель самка открывала рот и срыгивала полностью сформированных лягушат. За такой удивительный способ размножения жабы получили свои названия: северная (Rheobatrachus vitellinus) и южная (Rheobatrachus silus) заботливые лягушки.
К сожалению, вскоре после того, как эти виды начали изучать, они исчезли. «Только лягушки были здесь, а когда исследователи вернулись - и след простыл», - рассказывает Эндрю Френч, специалист по клонированию в Мельнбурнському университете, участник проекта «Лазарь».
Чтобы вернуть лягушек, ученые используют самые современные методы клонирования переносят ядра заботливых лягушек в яйцеклетки австралийских болотных и пояснично-полосатых лягушек, чьи клетки были очищены от собственного генетического материала. «Мы уже имеем эмбрионы этой вымершего животного, - заявляет Арчер. - Мы почти дошли до цели ». Ученые из проекта «Лазарь» уверены: все, что им нужно для продолжения работы, - получить больше жизнеспособных яйцеклеток. «Но тут уж как карта ляжет», - говорит Френч.
Надо их возрождать? Станет мир богаче того, что в нем будут жить самки лягушки, которые выращивают потомство в собственном желудке? Это принесет реальную пользу, доказывает Френч, благодаря этим лягушкам мы можем постичь механизмы размножения и, возможно, когда-то даже помочь беременным женщинам, которым не удается выносить ребенка. Но многие ученые считают, что пытаясь возрождать виды, исследователи забывают о другой насущной дело: предотвратить массовое вымирание растений и животных.
«Все мы понимаем, что надо поскорее спасать виды и те ареалы их обитания, которые сейчас в опасности, - говорит Джон он с, биолог-эволюционист из Университета штата Нью-Йорк в Стоуни-Брук. - Зачем тратить огромные суммы, чтобы оживить несколько видов, когда их еще есть миллионы, еще не исследованных, не описаны и не защищенных? »
Сторонники возрождения видов считают, что клонирование и технологии генной инженерии можно использовать в деле сохранения видов, находящихся под угрозой исчезновения, особенно тех, которым сложно размножаться в неволе. И пусть передовые технологические разработки в биологии сначала бывают дорогие, они дешевеют очень быстро. «Возможно, кому-то казалось, что разработка вакцины от полиомиелита отвлекает от проектирования аппарата искусственного дыхания, - отмечает Джордж Черча. - Трудно сказать, что отвлекает, а что - спасает ».
Но даже если Черча и его коллегам удастся перенести все черты странствующего голубя на сизого голубя, будет создана существо странствующим голубем или просто произведением генной инженерии? Если Арчер и Френч таки выведут одну-единственную бережную лягушку чи означать, что они возродили целый вид? Достаточно будет держать популяцию лягушек в лаборатории или, скажем, в зоопарке, где люди смогут поглазеть на них? Придется выпускать лягушек назад среду, чтобы этот вид стал по-настоящему возрожденным? «Мы довольно непростой опыт возвращения вымерших видов в природе», -утверждает Стюарт Пимм, биолог, специалист по охране окружающей среды из Университета Дюка, штат Северная Каролина. Например, огромные усилия были приложены, чтобы вернуть белого орикса в его природную среду. И Когда в 1982 году животных завезли в безопасное место в Омане, почти всех их истребили браконьеры.

«У нас были эти животные, мы вернули их на свое место, но мир не был готов к этому, говорит Пимм. - Оживить какой вид значит решить лишь сотую долю проблемы ».
Охота - не единственная угроза. Китайские речные дельфины вымерли, потому что люди загрязнили реку Янцзы и в общем не были для них добрыми соседями. Сейчас ситуация не намного лучше, Во всем мире лягушки погибают от распространенных человеком патогенных грибов из класса хитридиомицетив. Если австралийские биологи когда и выпустят в горные ручьи заботливых лягушек, те могут быстро вымереть снова.
«Без экосистемы, к которой мы должны возвращать восстановленные виды, все усилия будут напрасны, а деньги - выброшенные на ветер», - утверждает Гленн Албрехт, директор Института социального устойчивого развития в австралийском Университете Мердока.
Даже если точно вычислить, что возрождение вида состоится успешно, останутся вопросы. Допустим, путешествующие голуби прижились бы в восстановленных лесах на востоке США. Но не означает их возврата, в окружающую среду вмешался организм с вновь геномом? Не станет странствующий голубь носителем вируса, который поставит под угрозу жизни других видов птиц? И как жители Чикаго, Нью-Йорка или Вашингтона отнесутся к тому, что новый вид голубей прилетит в город, затмит небо и засыплет улицы пометом?
Сторонники восстановления видов обдумывают все эти проблемы, большинство из них согласны, что надо сначала их решить, а потом браться за крупные проекты. Генк Грили, ведущий биоэтики Стэнфордского университета, тщательно изучает этические и правовые аспекты восстановления видов. Но он, как и многие, считает: уже хотя бы потому, что наука сейчас достигла такого уровня, чтобы осуществлять столь удивительные вещи, нужно продолжать работать над восстановлением видов, а не опасаться его последствий.
«Я заинтригован, это действительно круто, - говорит Грили. - Саблезубая кошка? Классно было бы посмотреть на нее ».
Текст: Карл Зиммер

Эта редкая цветок напоминает бабочку, сложил крылья. Но хрупкая внешность обманчива, ведь клубни цикламена Кузнемова ядовиты. Они содержат вещество сапонин цикламин, которая может вызвать дрожь, судороги и даже смерть небольших животных. А для диких кабанов цикламен, который еще называют свиным хлебом, вполне безопасный деликатес. Впрочем всего цикламен Кузнецова страдает не из-за набегов кабанов, а из-за браконьеров. Несмотря на то, что этот редкий вид первоцвета занесены в Красную книгу Украины и охраняется законом, его массово выкапывают для продажи. Клубни цветка считаются лечебными, в частности от гайморита.
Цикламен Кузнецова - это эндемический вид, который растет только на горном хребте Кубалач в Крыму и нигде больше в мире не случается. Небольшая розовый цветок с сильным ароматом цветет вместе с подснежниками в феврале и марте, создавая душистый розово-белый ковер. Но за последние 20 лет, говорят старожилы, этот ковер значительно уменьшился. По словам Ивана Парникоза из Киевского эколого-культурного центра, этот вид может в ближайшее время вообще исчезнуть, причем неожиданно и незаметно.

Текст: Наталя Шевченко