Биология

Как ученые пытаются воссоздать вымерших животных

22 декабря 2017 | 11:40

Организация Long Now Foundation составила список вымерших животных, которых можно было бы воссоздать с помощью клонирования и селекции. Скептики называют это «игрой в Бога» и нерациональной тратой ресурсов, но энтузиасты считают, что воскрешение видов могло бы разнообразить фауну и вернуть баланс экосистемам Земли.

Как «воскрешают» вымерших животных

Клонирование — основной метод «воскрешения». Чтобы клонировать вымершее животное, ядро его соматической клетки имплантируют в лишенную ядра яйцеклетку живой самки родственного вида. Деление клетки стимулируют электрическим током. Если эмбрион с генетической информацией вымершего вида образуется, его помещают в тело суррогатной матери. В идеале у нее должен развиться плод, идентичный донору соматической клетки.

Хотя работа ученых в этом направлении еще не привела к созданию жизнеспособного потомства вымерших животных, метод успешно применяется к исчезающим видам. Быки бантенг стали вторым исчезающим видом, клоны которого смогли прожить более 7 дней. Первым был гаур, который умер через два дня после рождения.

Второй метод — селективное разведение. В строгом смысле оно не воссоздает вымерший вид, а помогает вывести максимально похожих на него существ. Именно так на Земле опять появилась квагга — подвид зебры, вымерший в 1880-х годах. Поскольку животное генетически не идентично вымершему подвиду, его назвали кваггой Рау (в честь руководителя проекта Рейнгольда Рау).

Квагги, восстановленные с помощью селективного разведения / Источник: Nuwejaars Wetlands SMA/Facebook
Квагги, восстановленные с помощью селективного разведения / Источник: Nuwejaars Wetlands SMA/Facebook

Кандидатов на «воскрешение» выбирают очень тщательно. Вот некоторые из требуемых характеристик:

  • неповрежденная ДНК возрастом не больше 500 тыс. лет;
  • наличие родственного вида, самка которого смогла бы стать суррогатной матерью;
  • наличие мест, пригодных для обитания восстановленного вида;
  • отсутствие этических, экологических, культурных, социальных и правовых запретов.

Сегодня ученые пытаются вернуть к жизни более 15 вымерших видов. Среди перспективных проектов есть млекопитающие, птицы, земноводные и пресмыкающиеся.

Каспийский тигр

Этот 300-килограммовый тигр обитал в Средней Азии, Турции и на Кавказе вплоть до 1960-х годов. Он исчез из-за браконьерства и потери среды обитания, но ученые хотят вернуть вид методом селективного разведения. В этом им поможет генетически схожий амурский тигр, который, к слову, тоже является вымирающим.

В Казахстане в районе озера Бахлаш уже выделили территорию, которая сможет стать домом для популяции из 100 тигров. В этот район также планируют вернуть бухарских оленей и диких свиней, на которых смогут охотиться «воскрешенные» хищники.

Каспийский тигр в Берлинском зоопарке, 1899 год / Источник: Wikipedia
Каспийский тигр в Берлинском зоопарке, 1899 год / Источник: Wikipedia

Тур

Когда-то туры жили по всей Европе, в Азии и Северной Африке, но до исторических времен дожил только европейский тур (Bos primigenius primigenius). Последний представитель их вида умер в 1627 году в королевском лесу недалеко от Варшавы.

Поскольку туры являются родоначальниками большинства современных пород крупного рогатого скота и имеют близких родственников, в рамках проекта TaurOs их пытаются вернуть с помощью скрещивания примитивных пород европейского скота.

Польские ученые при поддержке Министерства охраны окружающей среды пытаются клонировать вымершее животное, используя ДНК, сохранившееся в найденных археологами костях.

Тур. Иллюстрация из книги Сигизмунда фон Херберштейна, 1556 год / Источник: Wikipedia
Тур. Иллюстрация из книги Сигизмунда фон Херберштейна, 1556 год / Источник: Wikipedia

Странствующий голубь

В начале XIX века популяция странствующего голубя составляла несколько миллиардов особей, но повальная вырубка лесов и коммерческая охота привели к их вымиранию.

Сегодня возродить птиц пытаются путем извлечения фрагментов ДНК и отбора образцов кожи из сотен чучел, сохранившихся в музеях по всему миру. Реконструированные гены хотят присоединить к стволовым клеткам сизых голубей и пересадить их в яйцеклетку. Предполагается, что потомство получит черты странствующего голубя, а его разведение поможет сохранить уникальные особенности вида.

Странствующие голуби в вольере К.О. Уитмена, профессора зоологии в Чикагском университете / Источник: Wikimedia
Странствующие голуби в вольере К.О. Уитмена, профессора зоологии в Чикагском университете / Источник: Wikimedia

Додо

Маврикийский дронт (додо), получивший известность благодаря сказке «Алиса в Стране чудес», исчез в XVII веке, но почти неповрежденный скелет, найденный в 2007 году, содержит ценные образцы ДНК, которые ученые могли бы использовать для клонирования птицы. Суррогатными родителями в данном случае могут выступить гривистые голуби.

Изображение додо, созданное художником Рулантом Севереем в 1626 году
Изображение додо, созданное художником Рулантом Севереем в 1626 году

Шерстистый мамонт

Этот вид мамонтов появился в Сибири около 300 тыс. лет назад и вымер на острове Врангеля 4 тыс. лет назад. Восстановить его пытаются двумя способами. Первый — несколько поколений подряд спаривать азиатских слонов, имеющих черты мамонта (маленькие уши, длинная бурая шерсть, большая жировая прослойка, устойчивость к холоду). Предполагается, что через несколько десятилетий исследователи могли бы получить качественный гибрид.

Второй способ — использование направленнего редактирования геномов. Ученые хотят точечно поместить в геном азиатского слона отдельные гены, которые кодируют характеристики мамонта.

Возрождением шерстистого мамонта активно занимается команда гарвардского генетика Джорджа Черча. В марте 2015 года Черч использовал методику редактирования ДНК CRISPR, объединив генетические сегменты из замороженных тканей мамонта с ДНК клеток кожи современного слона. Впервые ученые получили функционально активные гены шерстистого мамонта, однако их работа не была подвергнута экспертной оценке.

Модель шерстистого мамонта в Королевском музее Британской Колумбии / Источник: Wikipedia
Модель шерстистого мамонта в Королевском музее Британской Колумбии / Источник: Wikipedia

Сумчатый волк (тилацин)

Единственный доживший до исторической эпохи представитель семейства сумчатых волков жил в Австралии, Тасмании и Новой Гвинеи до исчезновения в 1960-х годах. Ученые пытаются клонировать его с 1999 года, и в 2008-м им удалось заставить некоторые гены животного работать в мышином эмбрионе. Генетический материал получили из заспиртованного щенка, который хранился в музее более 100 лет.

Очевидно, что лабораторные мыши не превратились в волков, но трансплантированный участник ДНК был активен и успешно закодировал структурный белок хрящей и костей.

Тилацины в зоопарке Вашингтона, 1902 год / Источник: Wikipedia
Тилацины в зоопарке Вашингтона, 1902 год / Источник: Wikipedia

Реобатрахусы

Реобатрахусы считаются вымершими с 1980-х годов. Вид уникален тем, что его самки вынашивали лягушат в желудке, отрыгивая их, когда подходил срок.

В 2013 году команда Университета Ньюкасла (Австралия) возродила гены вымершей лягушки, используя технологию соматического ядерного переноса. «Мертвые» клеточные ядра реобатрахуса поместили в «живые» яйцеклетки лягушки Mixophyes fasciolatus и получили эмбрионы. Ни один из них не дожил до стадии головастика, но тесты подтвердили, что они содержали генетический материал вымершего вида.

Несмотря на неудачу, исследователи сохранили оптимизм: «Мы уверены в том, что столкнулись с технологическими, а не биологическими препятствиями, потому добьемся успеха в будущем».

Реобатрахусы вынашивали потомство в желудках
Реобатрахусы вынашивали потомство в желудках

Галапагосская черепаха с острова Флореана

Chelonoidis nigra — вымерший вид галапагосской (слоновой) черепахи, обитавший на острове Флореана (Санта-Мария). В 1835 году о них писал странствующий на корабле «Бигль» Чарльз Дарвин, но уже в 1850 году гигантские пресмыкающиеся исчезли.

Ученые надеются возродить вид с помощью селективного размножения. Они собрали более 1700 образцов крови черепах на острове Исабела во время экспедиции в 2012 году, в результате чего было обнаружено 80 черепах со следами ДНК вымерших видов.

Чарльз Дарвин и галапагосская черепаха. Иллюстрация Мередит Нуджент, 1891 год
Чарльз Дарвин и галапагосская черепаха. Иллюстрация Мередит Нуджент, 1891 год

Этические проблемы воссоздания вымерших видов

В пользу восстановления видов неоднократно высказывался Джордж Черч. Он рассказал, как возвращение шерстистого мамонта в Сибирь и на Аляску поможет обратить вспять ущерб глобального потепления. Генетик предсказывает, что животные будут «перфорировать» толстый снег, помогая холодному воздуху добраться до почвы.

Аргументы критиков «воскрешения» также звучат убедительно: зачем тратить на это усилия и ресурсы, необходимые для сохранения исчезающих видов? К тому же восстановленные животные будут вести себя не так, как их предшественники, поскольку будут воспитаны суррогатными родителями другого вида.

В журнале Conservation Biology в 2013 году вышла статья, в которой отмечается, что «воскрешенные» животные могут навредить современному биоразнообразию. Так, сумчатые волки, прежде чем исчезнуть с материковой Австралии, немало навредили местному овцеводству, а в XIX веке за их головы охотникам выдавали премии.

Натуралисты отмечают, что научному сообществу необходимо исследовать все преимущества и недостатки технологии воссоздания видов, чтобы избежать экологических опасностей.

Читайте также: Ученые реконструировали лицо королевы, жившей 1200 лет назад