Читать книгу "Наука воскрешения видов. Как клонировать мамонта - Бет Шапиро"

Во времена, когда огромные стаи странствующих голубей заполняли небеса Северной Америки, ее ландшафт был не таким, как сейчас. Большую территорию занимали широколиственные леса, а американские каштаны встречались в изобилии, в отличие от людей. Странствующие голуби были господствующей и разрушительной силой на просторах восточных широколиственных лесов. Они питались преимущественно крупными семенами: желудями дубов, орехами пекана и бука, плодами каштана. Стая, состоящая из миллиардов голодных странствующих голубей, могла за очень короткий срок съесть весь урожай семян в лесу. Они гнездились по несколько сотен птиц в одной кроне, а когда покидали гнезда, то зачастую оставляли после себя мертвые деревья, покрытые пометом. Когда они вымерли, этот пернатый неудержимый смерч категории EF5 с криком (или клекотом?) утих. С тех пор люди превратили многие исторические широколиственные леса в города, мегаполисы и пахотные земли.

Чем бы сегодня питалась стая, состоящая из миллиарда странствующих голубей? Какое влияние возрождение этих птиц оказало бы на остатки широколиственных лесов? На сельское хозяйство? На другие виды птиц и животных, живущих сейчас, с которыми восстановленные странствующие голуби стали бы соперничать за доступ к воде и гнездовьям?

Вполне возможно, что дестабилизирующее воздействие некоторых возрожденных видов на современные экосистемы будет минимальным. Однако нам потребуется тщательно оценить последствия возвращения восстановленного вида в дикую природу, и не только с точки зрения его выживания. Если возрождение вида приведет к изменениям в существующей среде обитания, которое в свою очередь поставит под угрозу выживание существующих видов, значит, выбор неудачный.

Наконец, как бы цинично это ни прозвучало, было бы недальновидно не подумать о том, как восстановление вымершего вида повлияет на человеческие популяции. К примеру, мало кто из жителей Восточного побережья США обрадуется, увидев в небе тучу из миллиарда странствующих голубей, пролетающую прямо над их недавно подстриженными лужайками и свежеотполированными автомобилями. Но возрождение странствующих голубей будет иметь и менее очевидные неприятные последствия, которые, вероятно, не прибавят проекту популярности. Если закон будет защищать этих птиц как вид, находящийся под угрозой исчезновения, люди, увлекающиеся охотой на голубей, могут столкнуться с новыми ограничениями, касающимися того, когда и где можно на них охотиться, или даже того, можно ли на них охотиться вообще. Ведь может быть непросто отличить восстановленного странствующего голубя от обычных голубей, на которых разрешено охотиться без ограничений. К тому же миллиарду странствующих голубей, вероятно, понадобится довольно много заповедной территории, которую придется где-то взять и приспособить под эту цель.

Разумеется, эти проблемы касаются не только странствующих голубей. Чтобы предотвратить повторное вымирание восстановленных видов, придется установить новые стандарты, из-за которых уголки дикой природы, ранее доступные для посещений, к большой досаде охотников, туристов и т. д. окажутся под запретом. Фермеры вряд ли поддержат восстановление видов, подобных каролинскому попугаю, истребленному во многом из-за вреда, который он наносил сельскому хозяйству. А хозяева ранчо, уже недовольные возвращением волков, вряд ли обрадуются мысли о саблезубых кошках, свободно разгуливающих поблизости от их скота в поисках ужина.

Другие виды вызывают куда меньше возражений с точки зрения того, насколько их соседство помешает человеку. Мамонт, к примеру, наверняка досаждал бы людям меньше других видов в списке кандидатов на восстановление. В конце концов, наиболее подходящая для мамонта среда обитания – это Арктика, где человеческие популяции достаточно малы и изолированны.

Сергей Афанасьевич Зимов, директор Северо-Восточной научной станции Российской академии наук в поселке Черский, намеревается воссоздать природную среду обитания мамонтов, чтобы им было где жить, после того как их успешно возродят. Его Плейстоценовый парк представляет собой природный заказник на реке Колыма, к югу от научной станции в поселке Черский, на северо-востоке Сибири. Плейстоценовый парк расположен в наиболее северной части территории, в прошлом представлявшей собой мамонтовую степь, богатую травянистой растительностью и бывшую основным источником пищи мамонтов и других пасущихся травоядных во время ледниковых периодов плейстоцена (ил. 2). Зимов уже завез в свой Плейстоценовый парк лошадей с Урала, зубров из Восточной Европы и четыре различных вида оленей: их популяции чувствуют себя хорошо и успешно поддерживают себя. Не так давно Зимов решил расширить свою деятельность и организовать второй Плейстоценовый парк поближе к югу, так как менее суровый климат лучше подходит для поддержки больших популяций травоядных. Этот второй парк, называемый южным филиалом Плейстоценового парка, расположен в Тульской области, приблизительно в 250 километрах на юг от Москвы. Со временем Зимов планирует завезти в этот парк бизонов, зубров, лошадей, волков и больших кошек. В Южный Плейстоценовый парк, в отличие от Плейстоценового парка на северо-востоке Сибири, легко попасть на автомобиле из Москвы. Оба эти заказника, вероятно, смогут стать подходящей средой обитания для мамонтов, где будут воссозданы сообщества животных, жившие на Земле более 10 тысяч лет назад, и где они смогут продолжать существовать, не мешая людям и не страдая из-за них.

Получится ли у нас секвенировать геном вымершего вида?

Задавая этот вопрос, мы перемещаемся от общей картины к более тонким деталям восстановления вымерших видов. Другими словами, теперь мы спрашиваем, возможно ли возрождение этого вида с точки зрения имеющихся технологий или технологий, которые появятся у нас в ближайшем будущем. Я разберу оба этих вопроса детальнее в следующих главах, так что здесь мы коснемся их лишь в общих чертах.

Первый практический шаг к восстановлению вымершего вида заключается в определении его геномной последовательности (секвенировании генома). Ну, вернее, не только. На самом деле мы хотим узнать, каковы ключевые генетические отличия между вымершим видом и его ближайшим живущим родственным видом. Позже я объясню в подробностях, что это значит, но пока ограничимся вопросом: можем ли мы секвенировать все нуклеотиды в геноме вымершего вида, а затем сложить их обратно по кусочкам, чтобы определить нуклеотидную последовательность этого генома?

Для начала немного терминологии. Геном – большая структура, но молекулы, из которых он состоит, имеют маленькие размеры (рис. 5). Геном строится из хромосом, которые в свою очередь состоят из длинных нитей нуклеотидов — строительных блоков ДНК. Каждый нуклеотид содержит азотистое основание, пятиуглеродный сахар и фосфатную группу.

Рис. 5. Структура ДНК. Молекула ДНК состоит из четырех химических «кирпичиков», называемых азотистыми основаниями: аденина (A), цитозина (C), гуанина (G) и тимина (T). ДНК представляет собой закрученную структуру «двойной спирали», формирующуюся благодаря тому, что азотистые основания соединяются попарно, образуя лестничную структуру, объединяющую две нити между собой. Порядок расположения азотистых оснований, называемый также последовательностью ДНК (англ. sequence – отсюда «секвенирование»), содержит в себе информацию, необходимую для создания и сохранения жизни