6 stycznia 2000 r. dzika koza górska o imieniu Celia została zmiażdżona przez spadające drzewo na klifach hiszpańskich Pirenejów – tak zaczęło się jej wejście do historii, pisze New York Post.
Celia była bucardo - rzadkim gatunkiem dzikiej kozy - i tak się złożyło, że ostatnią z jej gatunku.
Ale grupa hiszpańskich naukowców miała inne pomysły na ten temat. Dziesięć miesięcy wcześniej pobrali próbkę tkanki Celii w nadziei na uratowanie jej gatunku przed wyginięciem.
Gdyby to zadziałało, sugeruje dziennikarka naukowa Helen Pilcher w swojej nowej książce The Return of the King: The New Science of Rebirth, „byłby to decydujący moment w historii Ziemi – koniec nieodwracalnego wyginięcia”.
Dwa lata później „komórki z DNA Celii wstrzyknięto do kozich jaj pozbawionych własnego materiału genetycznego. Po krótkim porażeniu prądem jaja zaczęły się dzielić”.
Embriony zostały wszczepione do mac zastępczych matek kóz i chociaż większość ciąż była przerywana, jedna zakończyła się sukcesem.
Historia dobiegła końca 30 lipca 2003 r., kiedy narodził się jeden z klonów Celii, po raz pierwszy wymarły gatunek powrócił z zapomnienia. Niestety jej zdrowie zawiodło. Jej płuca były „głęboko zdeformowane” i zmarła siedem minut później – po raz pierwszy w historii gatunek zniknął dwukrotnie.
Wielu z nas poznało pojęcie „odrodzenia” z filmu „Park jurajski”, który oznaczał wzrost popularności dinozaurów.
Ale ten pomysł nie był dzikim wynalazkiem hollywoodzkiego scenarzysty.
Pilcher pisze, że w latach 80. John Tkach, założyciel „podziemnej grupy naukowców i klinicystów w Bozeman w stanie Montana”, którzy nazywali siebie Grupą Badawczą Wymarłego DNA, przeprowadził intrygujący eksperyment myślowy.
"Co by było, gdyby wiele milionów lat temu głodny komar, który zjadł dinozaura, znalazł się w bursztynie wraz z ostatnią kolacją w żołądku? Gdybyś mógł pobrać komórkę krwi dinozaura z tego komara i zasadzić ją w jajku z którym usunięto ich własne DNA „może udałoby się„ wyhodować dinozaura ”.
Ta teoria była nieprawdopodobna, ale nie całkowicie szalona. Entomolog George Poinar z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley poświęcił swoją karierę badaniu owadów uwięzionych miliony lat temu w żywicy drzew, która zamieniła się w bursztyn. Na zewnątrz były zwykle nienaruszone, ale ich wnętrze było w „przygnębiającym chaosie”, ale w 1980 roku znalazł muchę, która „przeciwstawiała się oczekiwaniom” – jej komórki pozostały nienaruszone przez 40 milionów lat. Dokładnie o tym teoretyzował Tkach.
Publikacja odkryć Poinara wzbudziła zainteresowanie społeczności naukowej, w tym „wysokiego, niezgrabnego mężczyzny”, który odwiedził swoje laboratorium, aby zadać pytania dotyczące „wskrzeszania form życia z bursztynu”. Poinar pomyślał o tym dopiero po latach, gdy poinformowano go, że w podziękowaniu za nową książkę, która wkrótce ma stać się filmem o nazwie Jurassic Park. Autor książki, Michael Crichton, który był wysokim, niezgrabnym gościem, „użył (tej wizyty) jako podstawy naukowej dla swojej powieści”.
O co więc chodzi z próbami wskrzeszenia dinozaurów teraz, po dziesięcioleciach? „Dinozaur żyjący w naszym świecie nie jest fantazją” – pisze Pilcher w swojej książce. Ale chociaż są szanowani naukowcy, którzy wierzą, że jest to możliwe, wyjaśnia również, że nie powinniśmy przekręcać wargi. W końcu znalezienie materiału do stworzenia dinozaura nie jest łatwym zadaniem, delikatnie mówiąc.
„Aby ożywić zwierzę, potrzebujesz źródła jego DNA", pisze Pilcher. „Ale wszystko, co mamy na temat dinozaurów, to ich skamieniałe szczątki".
Większość naszych informacji o dinozaurach pochodzi ze skamieniałości, a „jedną z zasad paleontologii jest to, że kiedy fosylizacja jest zakończona, wszelkie organiczne ślady zwierzęcia znikają” – pisze Pilcher.
Mimo to, począwszy od 1992 roku, paleontolog Mary Schweitzer dokonała szeregu odkryć, w tym ustalenia, że skamieliny dinozaurów „zawierają cząsteczki znajdujące się w krwinkach czerwonych” i że niektóre rodzaje tkanek dinozaurów mogą „przeżyć skamieniałość”.
Kontynuując swoją pracę, odkryła, że cząsteczki białka również przetrwały, co skłoniło The Guardian do napisania, że jej odkrycia „drażniły możliwość, że naukowcy mogą pewnego dnia rywalizować z Parkiem Jurajskim, skutecznie sklonując dinozaura”.
Jednak to dopiero pierwszy krok w znalezieniu wystarczającej ilości materiału genetycznego dinozaurów, aby je odtworzyć.
„Mimo że dinozaury były zbudowane z białka (i wielu innych cząsteczek), nie możemy w jakiś sposób zrekonstruować jednej z niewielu odmiennych cząsteczek kolagenu. To jak próba zbudowania Sokoła Millennium Lego Star Wars z 5195 elementów za pomocą zaledwie kilku cegieł”. i zdjęcia na pudełku” – pisze Pilcher. „Bez instrukcji nie można wiedzieć, jakie powinny być inne klocki ani jak je złożyć”.
Te „instrukcje” są również znane jako DNA i nadal nie jest jasne, jak długo taka „beznadziejnie delikatna cząsteczka” może przetrwać. W latach 90. twierdzono, że w serii znalezisk znaleziono DNA sprzed 120 milionów lat, w tym DNA z kości dinozaura sprzed 80 milionów lat. Twierdzenia te zostały obalone przez laureata Nagrody Nobla, biochemika Thomasa Lindahla, który wykazał, że „ze względu na sposób, w jaki DNA jest rozkładane, po prostu nie może przetrwać tak długo”.
W 2012 r. udowodniono mu rację w badaniu, „które wykazało, że okres półtrwania DNA wynosi zaledwie 521 lat”. Oznacza to, że „po 6,8 milionach lat każde ogniwo zostałoby zerwane, co uniemożliwiłoby odzyskanie DNA z nawet starszych skamieniałości”.
Okazuje się, że w skamielinach znalezionych w latach 90. nie było DNA, a eksperymenty przypadkowo „wyewoluowały fragmenty współczesnego DNA ze środowiska”. Niedawno, używając bardziej zaawansowanego sprzętu, naukowcy byli w stanie potwierdzić, że najstarsze znalezione DNA pochodzi od „700 000-letniego konia znalezionego zamrożonego w kanadyjskiej wiecznej zmarzlinie”, a najstarsze ludzkie DNA pochodzi od „hominini (jednego z typów starożytnych ludzi) sprzed 400 tysięcy lat, znalezione w podziemnej jaskini w górach Atapuerca w Hiszpanii”.
Dinozaury wyginęły około 65 milionów lat temu. Tak więc, podczas gdy liczący 99 milionów lat ogon dinozaura znaleziony w bursztynie, zawierający kości, tkanki miękkie i pióra, poruszył naukowców badających starożytne zwierzęta, rozpad DNA oznacza, że nie pomoże ich wskrzesić.
Niemniej jednak Schweitzer wierzy, że pewnego dnia znalezienie DNA dinozaura może być możliwe. „Jeśli istnieje sposób na uzyskanie DNA ze skamieliny, która ma 700 000 lat, to dlaczego nie milion?”, powiedziała do Pilchera. „A jeśli możesz uzyskać DNA ze skamieniałości sprzed miliona lat, to możesz też odnieść sukces od kogoś, kto ma 7, a nawet 70 milionów lat”.
Ta misja była dziełem życia Schweitzer i kontynuuje ją do dziś. Niektórzy naukowcy, w tym szef Schweitzera, Jack Horner, konsultant naukowy Jurassic Park i inspiracja dla postaci Sama Neilla w filmie, zastanawiają się, czy dinozaury można wskrzesić w inny sposób.
„Horner wierzy, że mógłby stworzyć dinozaura w ciągu zaledwie 10 lat i to bez konieczności odwoływania się do starożytnego DNA", pisze Pilcher. „Wszystko, co musi zrobić, to odwrócić ewolucję". Pierwszym krokiem w tym biznesie jest rozpoczęcie od współczesnego potomka dinozaura. Jest to łatwa część, ponieważ ptaki i aligatory są ewolucyjnymi potomkami teropodów, gatunku dwunożnych dinozaurów, w tym tyranozaura.
Pomysł Hornera polega na pobraniu embrionu współczesnego ptaka i wybraniu w jakiś sposób jego starożytnych cech ewolucyjnych, biorąc pod uwagę, że „czasami u współczesnych żywych stworzeń wyraźnie manifestują się starożytne cechy”. Horner musi dowiedzieć się, jakie są instrukcje, a następnie znaleźć sposób na ich reaktywację, pisze Pilcher.
„Eksperymentując z programami rozwoju zarodków piskląt, ma nadzieję przekonać je do uwolnienia wewnętrznego dinozaura; rozwinąć cechy podobne do dinozaurów, takie jak zęby i ogony”. Krótko mówiąc, Horner próbuje hodować kurczaki, które będą bardziej przypominać dinozaury. Mimo to szanse na zmartwychwstanie dinozaura są mniej więcej takie same, jak widok jednego prowadzącego Ubera.
Naukowcy próbują obecnie ożywić gatunki tak zróżnicowane genetycznie, jak dodo, gołąb wędrowny i mamut włochaty, ale napotkali przeszkody, takie jak brak DNA, brak odpowiedniego środowiska do inkubacji i ryzyko okrucieństwa wobec niedoszłych surogatów.
Z bardziej pozytywnego punktu widzenia Pilcher pisze, że nauka o odradzaniu się może pomóc w zapobieganiu wymieraniu gatunków. „Istnieje wiele projektów, w których ludzie celowo zabierają klatki zagrożonym zwierzętom, [w tym] podnosząc zwierzęta, które zostały potrącone na drodze i zabierając im klatki” – mówi Pilcher. „Całe muzea są pełne tych wszystkich wypchanych zwierząt i chociaż nie mają żywych komórek, często mają martwe komórki zawierające DNA”.
Zauważa na przykład, że na świecie pozostały tylko trzy nosorożce białe północne, które nie są w stanie się rozmnażać ze względu na wiek i inne czynniki. Naukowcy pobrali już komórki skóry nosorożców w nadziei, że pewnego dnia przekształcą materiał najpierw w komórki macierzyste, a następnie w komórki jajowe, które można zapłodnić próbkami nasienia, które również uzyskali. Jest wysoce prawdopodobne, że naukowcy będą w stanie wyhodować nosorożca białego północnego in vitro w ciągu najbliższych trzech do dziesięciu lat, powiedział Pilcher.
Jeśli jednak naprawdę chcesz zobaczyć, jak dinozaury ożywają, lepiej zaznacz rok 2018 w swoich kalendarzach, kiedy pojawi się kolejna kontynuacja Jurassic Park.
Marzenie o wskrzeszaniu dinozaurów, mamutów i innych wymarłych zwierząt nieustannie pojawia się w prasie, choć zdecydowana większość naukowców podchodzi do tego pomysłu bardzo sceptycznie. Czy ludzie będą mogli kiedykolwiek spacerować po parku w jakimkolwiek okresie?
Aleksander Czubenko
Zacznijmy od najgorszej wiadomości: Park Jurajski to czysta fantazja. Ani w zatopionych w bursztynie komarach, ani nawet w skamieniałych szczątkach dinozaurów nie pozostał nawet ślad DNA. Najprawdopodobniej jeszcze przed rozpoczęciem kręcenia pierwszego filmu eposu jej konsultant naukowy, paleontolog Jack Horner, również nie miał co do tego wątpliwości. Chociaż (na pewno nie bez wpływu współpracy ze Spielbergiem) opracował projekt stworzenia stworzenia przypominającego dinozaura, ale o tym później.
A ostatnio sen o dinozaurach wreszcie się skończył. Duńscy i australijscy paleogenetycy przeanalizowali DNA z kości ponad 150 wymarłych nowozelandzkich gigantycznych ptaków w wieku od 600 do 8000 lat i obliczyli, że (w każdym razie w warunkach przechowywania kości w ziemi, a później - w muzeach) okres półtrwania DNA wynosi 521 lat. Wniosek jest jednoznaczny: nawet w wiecznej zmarzlinie po półtora miliona lat nici skamieniałego DNA staną się zbyt krótkie, aby uzyskać informacje o sekwencji jego nukleotydów. Szczątki ostatniego dinozaura są 40 razy starsze - marzyciele mogą się zrelaksować i pomarzyć o czymś bardziej przyziemnym. Na przykład o mamutach.
Mamuty: dwa podejścia do snu
Japoński genetyk Akira Iritani, jeden z liderów Mammoth Creation Society, w połowie lat 90. wciąż miał nadzieję na znalezienie żywej komórki jajowej i nasienia w tuszach mamutów syberyjskich i wszczepienie wyniku ich fuzji do macicy słonia. Zdając sobie sprawę z nierzeczywistości takiej nadziei, ten silny starzec (obecnie ma nieco ponad 80 lat) nie ustawał w próbach zdobycia przynajmniej jądra komórki somatycznej (najlepiej macierzystej), aby uzyskać mamuta klasyczną „Dolly metoda” – przeniesienie tego jądra do jaja słonia.
Wydaje się, że ta broń nie będzie strzelać z dziesięciu (może pięćdziesięciu) powodów. Po pierwsze, prawdopodobieństwo znalezienia komórki z nienaruszonymi chromosomami w tkankach, które leżały przez 10 000 lat w wiecznej zmarzlinie, jest praktycznie zerowe: zostaną one zniszczone przez kryształki lodu, resztkową aktywność enzymów, promienie kosmiczne… Przeanalizujemy niektóre inne przyczyny na przykładzie innego, mniej nierealnego pomysłu.
Uproszczone drzewo genealogiczne rodziny słoni
Genom mamuta został prawie całkowicie odczytany przez międzynarodową grupę naukowców w 2008 roku. Jego chromosomy można układać „cegiełka po cegiełce” – w celu syntezy łańcuchów nukleotydów, a nawet nie wszystkich sześciu miliardów, ale kilku tysięcy par genów (spośród około 20 000), które różnią się od podobnych odcinków DNA najbliższego zachowanego krewny mamuta - słoń azjatycki. Pozostaje „tylko” odczytać genom tego słonia, porównać go z genomem mamuta, uzyskać hodowlę komórek embrionalnych słonia, zastąpić niezbędne geny w ich chromosomach – i dalej, po ścieżce wytyczonej przez Iana Wilmuta, prowadzącej Dolly owce na sznurku.
Szeroka gama zwierząt, od ryb po marmozety, od tego czasu przechyliła mnóstwo. To prawda, że \u200b\u200bkomórki od dawców zostały pobrane za życia i, jeśli to konieczne, przechowywane w ciekłym azocie, a mniej niż 1% jaj z przeszczepionym jądrem uzyskuje się od żywotnych noworodków. I geny w tym samym czasie, jeśli się zmieniły, to jeden lub dwa, a nie tysiące. I przeszczepili jaja zwierzętom tego samego gatunku lub bardzo blisko spokrewnionym, a indyjskie słonie i mamuty są mniej więcej tymi samymi „krewnymi” co ludzie i szympansy.
Czy samica słonia może przyjąć zarodek mamuta, nosić go przez dwa lata i urodzić żywe i zdrowe dziecko? Bardzo wątpliwe. A co zrobisz z pojedynczym mamutem? Aby utrzymać populację, nawet w „parku z epoki plejstocenu” potrzebne jest stado co najmniej stu sztuk.
I bardzo pożądane jest, aby nie były rodzeństwem, w przeciwnym razie prawdopodobieństwo chorób dziedzicznych u ich potomstwa jest zbyt duże – a ostatnie mamuty wyginęły m.in. dlatego, że nie mogły przystosować się do kolejnego ocieplenia z powodu zbyt małej zmienności w ich genomy. I tak dalej. Ale jeśli pewnego dnia nadal będzie można sklonować mamuty, na północy Jakucji od dawna przygotowywano zarówno stół, jak i dom.
park plejstoceński
Kilkadziesiąt tysięcy lat temu na terenie obecnej tundry, w takich samych warunkach klimatycznych jak w naszych czasach, istniała tundra-step podobny do sawanny, w którym żyły żubry, mamuty, nosorożce włochate, lwy jaskiniowe i inne żywe stworzenia były mniej więcej takie same jak teraz - słonie, nosorożce, antylopy, lwy i inne zwierzęta w afrykańskich rezerwatach. Krótkie północne lato wystarczyło, aby rośliny zgromadziły wystarczającą ilość biomasy zarówno dla siebie, jak i na wyżywienie roślinożerców podczas nocy polarnej.
Ale podczas ostatniego ocieplenia na dużą skalę, około 10 000 lat temu, zwierzęta z mamutowego stepu wyginęły (być może prymitywni myśliwi nieco przyspieszyli ten proces). Rośliny uschły bez obornika, ekosystem oszalał, a po kilku tysiącach lat tundra stała się bezkształtna i prawie pusta.
Ale w 1980 roku w rezerwacie w pobliżu miasta Czerski u ujścia Kołymy grupa entuzjastów pod kierownictwem szefa Północno-Wschodniej Stacji Naukowej Rosyjskiej Akademii Nauk Siergieja Zimowa rozpoczęła prace nad odtworzeniem ekosystemu mamutowego stepu poprzez wprowadzenie do tundry ocalałych zwierząt plejstoceńskich lub ich współczesnych odpowiedników zdolnych do życia w klimacie arktycznym.
Zaczęli od ogrodzonego terenu 50 hektarów i małego stada jakuckich koni, które wkrótce wyskubały i zdeptały prawie całą roślinność w tym zbyt małym dla nich „kraalu”. Ale to był dopiero początek. Teraz (jak dotąd - na nieco większym obszarze, bo 160 ha) do koni dołączyły już łosie, renifery, piżmowoły, jelenie i żubry.
skromne osiągnięcia
Ostatni z tasmańskich wilków torbaczy wytępionych przez dingo, tubylców i wreszcie europejskich hodowców owiec - wilk workowaty (Thylacinus cynocephalus) padł w zoo w 1936 roku. W 2008 roku naukowcy z University of Melbourne wyizolowali jeden z genów regulatorowych, które zwiększają syntezę białek innego genu odpowiedzialnego za rozwój chrząstki i kości, z alkoholizowanych tkanek muzealnych próbek wilka workowatego i zastąpili go podobnym gen regulatorowy w jajach myszy. W dwutygodniowych embrionach myszy (potencjalnym dziwakom nie pozwolono się urodzić) zsyntetyzowano nie mysz, ale białko workowate Col2A1. Ale o odrodzeniu wilka torbacza na bazie myszy nie warto nawet marzyć - to tylko sztuczka genetyczna, której wyniki mogą kiedyś przydać się np. do badania funkcji genów wymarłych gatunków.
Tej wiosny w tej samej Australii bioinżynierowie z University of New South Wales próbowali wyhodować żabę Rheobatrachus silus, która wymarła zaledwie 30 lat temu, małe zwierzę, ciekawe, że jego samice noszą kawior w pyskach. Naukowcy wprowadzili jądra z zamrożonych tkanek R. silus do jaj najbliższego mu gatunku żaby, Mixophyes fasciolatus, a nawet czekali na kilka podziałów jaj, po czym zarodki obumierały. Ale kłopoty to początek, chociaż dla publiczności ten amfibijny drobiazg wcale nie przypomina dinozaurów.
Eksperyment naukowców z Uniwersytetu w Saragossie mający na celu sklonowanie koziorożca pirenejskiego, którego ostatni przedstawiciel zmarł w 2000 r., również zakończył się niepowodzeniem, choć znacznie mniejszym. Dwie pierwsze próby uzyskania narodzin koźląt z zarodków uzyskanych z jąder komórek zamrożonych za życia ostatniego osobnika oraz jaj kozy domowej kończyły się co najwyżej poronieniami. Po raz trzeci (w 2009 r.) hiszpańscy naukowcy stworzyli 439 chimerycznych zarodków, z których 57 zaczęło się dzielić i zostało wszczepionych do macicy matek zastępczych. Niestety, z siedmiu ciężarnych kóz tylko jedna dożyła porodu, a koza zmarła kilka minut po urodzeniu z powodu problemów z oddychaniem.
To prawda, że żubry są mieszkańcami lasów liściastych i jeśli nie zaaklimatyzują się w Arktyce, planuje się ich zastąpienie bardziej odpowiednim gatunkiem – żubrem leśnym. Pozostaje nam tylko czekać, aż powiększy się ich niewielkie stadko, wysłane przez kolegów z rezerwatów z północnej Kanady i zdecydowane na pobyt w żłobku na południu Jakucji.
Kiedy (i jeśli) zamiast dużego parku projekt otrzyma obszar wystarczający do zorganizowania rezerwatu, będzie można wypuszczać wilki i niedźwiedzie z wybiegów, a nawet próbować wprowadzać tygrysy amurskie – najodpowiedniejszy z dostępnych zamienników lwów jaskiniowych. A co z mamutami? I mamuty - wtedy. Jeśli to możliwe.
Czy latacie gołębiami?
Projekt amerykańskiego gołębia wędrownego (Ectopistes migratorius) nie ma nic wspólnego z ekologią. Wręcz przeciwnie, jeszcze na początku XIX wieku we wschodniej Ameryce Północnej gołębie wędrowne latały w stadach liczących setki milionów ptaków, zjadając lasy jak szarańcza i pozostawiając po sobie kilkucentymetrową warstwę odchodów, układając kolonie setek gniazd na drzewach , i pomimo wszelkich wysiłków drapieżników, Indian, a następnie pierwszych białych osadników, nie zmniejszyła się liczba.
Ale wraz z pojawieniem się kolei polowanie na gołębie wędrowne stało się dochodowym biznesem. Strzelaj nie patrząc na przelatującą nad farmą chmurkę, albo podnoś pisklęta jak jabłka i podawaj pod płot - pęczek za łatkę, ale pęczki - ile masz. W ciągu zaledwie ćwierćwiecza pozostało kilka tysięcy z miliardów gołębi wędrownych - zbyt mało, aby odbudować populację tych kolektywistów, nawet jeśli komuś w tym czasie przyszło to do głowy. Ostatni gołąb pasażer zmarł w zoo w 1914 roku.
Młody amerykański genetyk Ben Novak rozpalił marzenie o ożywieniu gołębia wędrownego. Udało mu się nawet pozyskać fundusze na swój pomysł z Fundacji Revive and Restore („Revive and Restore”), jednego z oddziałów organizacji Long Now założonej przez pisarza Stuarta Branda, która wspiera ekstrawaganckie, ale niezbyt szalone projekty w różnych dziedziny nauki.
Jako materiał do przeorganizowania genów, Ben planuje wykorzystać jaja gołębia pręgowanego - gatunku najbardziej spokrewnionego z gołębiem wędrownym. To prawda, że \u200b\u200bod wspólnego przodka dzieli je 30 milionów lat i znacznie więcej niż między mamutami a słoniami liczba mutacji. A doświadczenie z zastępowaniem genów w ptasich zarodkach zostało mniej więcej wypracowane tylko na kurach, a z gołębiami do tej pory nikt nie miał do czynienia...
Ale genom gołębia wędrownego został już odczytany z próbki tkanki dostarczonej przez muzeum, aw marcu 2013 roku Novak rozpoczął prace nad rekonstrukcją wymarłego ptaka na Uniwersytecie Kalifornijskim w Santa Cruz. To prawda, że nawet jeśli projekt zakończy się sukcesem, jego wyniki będą żyły w ogrodach zoologicznych: w naturze gołębie wędrowne mogą istnieć tylko jako część wielomilionowych stad. Co czeka „pas kukurydziany” Stanów Zjednoczonych, jeśli te stada potrafią przystosować się do nowych warunków życia?
Chociaż nawet jeśli nie uda się odtworzyć gołębi wędrownych, wyniki będą przydatne w próbach ożywienia dodo (zabawnych ptaków dodo), nowozelandzkich moa, podobnych do nich madagaskarskich epiornis i innych niedawno wymarłych gatunków ptaków.
W styczniu 2013 roku światowe media obiegła niesamowita wiadomość: słynny genetyk George Church z Uniwersytetu Harvarda poszukuje odważnej kobiety na matkę zastępczą do klonowania neandertalczyków. Dzień później wszystkie porządne publikacje, które złapały tę przynętę, opublikowały zaprzeczenie: okazało się, że dziennikarze „Daily Mail” popełnili lekką pomyłkę, tłumacząc wywiad w niemieckim tygodniku „Spiegel”. Church, który nigdy nie miał do czynienia z genomem neandertalczyka, przekonywał jedynie, że teoretycznie kiedyś będzie można go sklonować, ale czy jest to konieczne?
Kurozaury: naprzód, w przeszłość!
Wróćmy teraz do naukowca, od którego zaczęliśmy, Jacka Hornera z Montana State University, autora How to Build a Dinosaur. To prawda, że bardziej prawdopodobne będzie Kurozaur: projekt nazywa się Chickenosaurus i według autora jego ukończenie zajmie tylko pięć lat. Aby to zrobić, musisz „obudzić” zachowane, ale nieaktywne geny dinozaurów w zarodku kurczaka. Będzie można zacząć od zębów: Archaeopteryx i inne pierwsze ptaki miały całkiem dobre zęby. To prawda, że maksimum, jakie mogli osiągnąć naukowcy pracujący w tej dziedzinie, to 16-dniowe zarodki kurze z kilkoma stożkowatymi zębami z przodu dzioba, ale podróż tysiąca mil zaczyna się od pierwszego kroku ...
Zgadza się, w kilku etapach - krok po kroku, gen po genie, białko po białku - Horner planuje wyhodować swoje Kurozaury. Usuń czwarty palec, zamień skrzydła w łapy ... A to zajmie od pięciu do siedmiu lat pracy i kilka milionów dolarów na pierwszy etap projektu. To prawda, że nie ma jeszcze informacji, że projekt Kurosaurs otrzymał dofinansowanie. Ale na pewno znajdzie się filantrop: nie jest tak ważne, że nie będą to całkiem prawdziwe dinozaury, a na początek będą wielkości kurczaka. Ale to jest piękne.
Mówiąc o pięknie, ciemne ubarwienie i łuski dinozaurów w Parku Jurajskim czynią je bardziej przerażającymi, ale to prawdopodobnie nieprawda. Zarówno Horner, jak i wielu innych paleontologów od dawna utrzymuje pogląd, że większość, jeśli nie wszystkie, dinozaury lądowe były stałocieplne i pokryte jaskrawymi piórami. W tym Groźna Królewska Jaszczurka - Tyrannosaurus rex. Stałocieplność to wciąż kwestia kontrowersyjna, ale niewątpliwe ślady piór na skamieniałych szczątkach bliskich krewnych tyranozaura - Yutyrannus huali (w tłumaczeniu z łacińsko-chiński - "Piękny tyran w piórach", waga - prawie 1,5 tony, długość - 9 m) - niedawno odkryta wyprawa chińskich paleontologów. A co, jeśli struktura jego prymitywnych piór o długości do 15 cm bardziej przypomina kurz, a nie złożone pióra współczesnych ptaków? Cóż, nie może być tak, że nie były pięknie pomalowane!
A jeśli przyszłe mamuty, dodo, dinozaury i inne wymarłe zwierzęta nie są całkiem realne, ale niemal identyczne z naturalnymi, kto z Was odmówi spaceru po parku z okresu, który na pierwszy rzut oka jest nie do odróżnienia od jurajskiego czy plejstocenu?
Jeśli chodzi o materiał organiczny, czy można z niego wyekstrahować DNA dinozaura? Nie bardzo. Paleontolodzy nieustannie spierają się o przydatność substancji organicznych, ale DNA nigdy nie zostało wyekstrahowane (i najwyraźniej nigdy nie będzie w stanie tego zrobić).
Weźmy na przykład Tyrannosaurus rex (który jest rexem). W 2005 roku naukowcy użyli słabego kwasu do wydobycia ze szczątków słabych i giętkich tkanek, w tym komórek kostnych, krwinek czerwonych i naczyń krwionośnych. Jednak późniejsze badania wykazały, że znalezisko było zwykłym wypadkiem. poważnie się podniecił. Dodatkowa analiza z wykorzystaniem radiowęglowej i skaningowej mikroskopii elektronowej wykazała, że materiałem do badań nie była tkanka dinozaura, ale biofilmy bakteryjne - kolonie bakterii połączone polisacharydami, białkami i DNA. Te dwie rzeczy wyglądają bardzo podobnie, ale mają więcej wspólnego z płytką nazębną niż z komórkami dinozaurów.
W każdym razie ustalenia te były bardzo interesujące. Być może najciekawsza rzecz, której jeszcze nie znaleźliśmy. Naukowcy udoskonalili swoje techniki i kiedy zbliżyli się do gniazda lufengozaurów, zebrali się w sobie. Urzekający? Absolutnie. organiczny? Tak. DNA? NIE.
Ale co, jeśli to możliwe?
jest nadzieja
W ciągu ostatniej dekady postępy w dziedzinie komórek macierzystych, resuscytacja starożytnego DNA i rekonstrukcja genomu zbliżyły pojęcie „odwrotnego wymierania” do rzeczywistości. Jednak nadal nie jest jasne, jak blisko i co to może oznaczać dla najstarszych zwierząt.
Używając zamrożonych komórek, naukowcom udało się sklonować koziorożca pirenejskiego znanego jako bucardo w 2003 roku, ale zmarł minutę później. Od lat australijscy naukowcy próbują przywrócić do życia południowy gatunek żab karmiących się ustami, z których ostatnia zmarła kilkadziesiąt lat temu, ale ich misja jak dotąd zakończyła się niepowodzeniem.
Tak więc, potykając się i przeklinając na każdym kroku, naukowcy dają nam nadzieję na bardziej ambitne reanimacje: mamutów, gołębi wędrownych i wymarłych 70 tysięcy lat temu jukonów. Na początku ten wiek może cię zmylić, ale wyobraź sobie: to jedna dziesiąta procenta od czasu śmierci ostatniego dinozaura.
Nawet jeśli DNA dinozaura jest tak stare jak wczorajszy jogurt, liczne względy etyczne i praktyczne pozostawią tylko najbardziej szalonych naukowców spośród zwolenników idei wskrzeszenia dinozaurów. Jak ogólnie będziemy regulować te procesy? Kto będzie to robił? Jak wskrzeszenie dinozaurów wpłynie na ustawę o zagrożonych gatunkach? Co oprócz bólu i cierpienia przyniosą nieudane próby? Nagle wskrzeszamy śmiertelne choroby? Co jeśli gatunki inwazyjne rosną na sterydach?
Z pewnością istnieje potencjał wzrostu. Podobnie jak reprezentacja wilków w Yellowstone, „wycofanie się” niedawno wymarłych gatunków może przywrócić równowagę zaburzonym ekosystemom. Niektórzy uważają, że ludzkość jest dłużna zwierzętom, które zniszczyła.
Jak dotąd problem DNA jest kwestią czysto akademicką. Oczywiste jest, że wskrzeszenie jakiegoś zamrożonego mamuta z zamarzniętej klatki może nie budzić większych podejrzeń, ale co zrobić z dinozaurami? Odkrycie gniazda lufengozaura mogło nas zbliżyć do Parku Jurajskiego.
Alternatywnie możesz spróbować skrzyżować wymarłe zwierzę z obecnie istniejącym. W 1945 roku niektórzy niemieccy hodowcy twierdzili, że udało im się ożywić tura, dawno wymarłego przodka współczesnego bydła, ale naukowcy nadal nie wierzą w to wydarzenie.
W filmie Jurassic Park naukowiec nauczył się klonować dinozaury i stworzył cały park rozrywki na bezludnej wyspie, gdzie można było zobaczyć żywe starożytne zwierzę. Jednak hipoteza o możliwości klonowania dinozaurów ze szczątków kopalnych, która była tak aktualna po premierze filmu „Park jurajski”, ostatecznie okazała się nie do utrzymania.
Australijscy naukowcy pod kierunkiem Mortena Allentofta i Michaela Bunce'a z Murdoch University (Australia Zachodnia) udowodnili, że niemożliwe jest „odtworzenie” żywego dinozaura.
Naukowcy przeprowadzili badanie radiowęglowe tkanki kostnej pobranej ze skamieniałych kości 158 wymarłych ptaków moa. Te wyjątkowe i ogromne ptaki żyły w Nowej Zelandii, jednak 600 lat temu zostały całkowicie zniszczone przez tubylców Maorysów. W wyniku badań naukowcy odkryli, że ilość DNA w tkance kostnej zmniejsza się z czasem – co 521 lat liczba cząsteczek zmniejsza się o połowę.
Ostatnie cząsteczki DNA znikają z tkanki kostnej po około 6,8 milionach lat. W tym samym czasie ostatnie dinozaury zniknęły z powierzchni ziemi pod koniec okresu kredowego, czyli około 65 mln lat temu – na długo przed krytycznym progiem DNA wynoszącym 6,8 mln lat, a cząsteczek DNA nie było w tkanka kostna szczątków, które udało się znaleźć archeologom.
„W rezultacie odkryliśmy, że ilość DNA w tkance kostnej, jeśli jest przechowywana w temperaturze 13,1 stopnia Celsjusza, zmniejsza się o połowę co 521 lat” – powiedział kierownik zespołu Mike Bunce.
„Dokonaliśmy ekstrapolacji tych danych na inne, wyższe i niższe temperatury i stwierdziliśmy, że jeśli trzymać tkankę kostną w temperaturze minus 5 stopni, to ostatnie cząsteczki DNA znikną za około 6,8 mln lat” – dodał.
Wystarczająco długie fragmenty genomu można znaleźć tylko w zamrożonych kościach, które mają nie więcej niż milion lat.
Nawiasem mówiąc, do tej pory najstarsze próbki DNA zostały wyizolowane ze szczątków zwierząt i roślin znalezionych w wiecznej zmarzlinie. Wiek znalezionych szczątków to około 500 tysięcy lat.
Warto zaznaczyć, że naukowcy będą prowadzić dalsze badania w tym zakresie, gdyż różnice w wieku szczątków odpowiadają jedynie za 38,6% rozbieżności w stopniu zniszczenia DNA. Na tempo rozpadu DNA ma wpływ wiele czynników, m.in. warunki przechowywania szczątków po wykopaliskach, skład chemiczny gleby, a nawet pora roku, w której zwierzę zmarło.
Czyli jest szansa, że w warunkach wiecznego lodu czy podziemnych jaskiń okres półtrwania materiału genetycznego będzie dłuższy niż sugerują genetycy.
Czy można sklonować mamuta?
Naukowcy z Jakuckiego Północno-Wschodniego Uniwersytetu Federalnego i Centrum Badań nad Komórkami Macierzystymi w Seulu podpisali porozumienie o wspólnych pracach nad klonowaniem mamutów. Naukowcy spróbują ożywić starożytne zwierzę, korzystając ze szczątków mamuta znalezionych w wiecznej zmarzlinie. Mamut ma zaledwie około 60 000 lat, a dzięki mrozowi jest prawie całkowicie zachowany. Do eksperymentu wybrano współczesnego słonia indyjskiego, ponieważ jego kod genetyczny jest jak najbardziej zbliżony do DNA mamutów.
Według przybliżonych prognoz naukowców wyniki eksperymentu będą znane nie wcześniej niż za 10–20 lat.
Temat klonowania ludzi rozwija się nie tyle w sposób naukowy, co społeczny i etyczny, wywołując spory na temat bezpieczeństwa biologicznego, samoidentyfikacji „nowej osoby”, możliwości pojawienia się osób gorszych , wywołując również spory religijne. W tym samym czasie przeprowadzane są eksperymenty klonowania zwierząt, które mają przykłady pomyślnego zakończenia.
Pierwszy na świecie klon - kijanka - powstał w 1952 roku. Jedno z pierwszych udanych klonowań ssaków zostało przeprowadzone przez sowieckich naukowców w 1987 roku. To była zwykła mysz domowa.
Najbardziej uderzającym kamieniem milowym w historii klonowania istot żywych były narodziny owcy Dolly – pierwszego sklonowanego ssaka uzyskanego poprzez przeszczep jądra komórki somatycznej do cytoplazmy komórki jajowej pozbawionej własnego jądra. Owca Dolly była genetyczną kopią owcy dawcy.
Jeśli w warunkach naturalnych każdy organizm łączy w sobie cechy genetyczne ojca i matki, to Dolly miała tylko jednego genetycznego „rodzica” – pierwowzór owcy. Eksperyment został przeprowadzony przez Iana Wilmutha i Keitha Campbella w Roslyn Institute w Szkocji w 1996 roku i był przełomem technologicznym.
Później brytyjscy i inni naukowcy przeprowadzili eksperymenty na klonowaniu różnych ssaków, wśród których były konie, byki, koty i psy.
Ostatnio w mediach pojawia się coraz więcej doniesień, że naukowcom bez problemu można wskrzesić dinozaury, które wymarły 65 milionów lat temu. Jednak w rzeczywistości wszystko nie jest tak proste, jak się wydaje tym, którzy nie znają wszystkich zawiłości tych badań. Ponieważ tak naprawdę nie można wskrzesić dinozaurów. Ale możesz to odtworzyć.
Istnieją tylko dwa sposoby na „wskrzeszenie” wymarłego zwierzęcia. Pierwszy z nich był praktykowany w XX wieku. Jego istota polega na tym, że jeśli dziki przodek niektórych zwierząt domowych wymrze, to możliwe jest przywrócenie jego wyglądu zewnętrznego poprzez selektywne krzyżowanie między sobą przedstawicieli najbardziej prymitywnych ras pochodzących od tego przodka. W ten sposób jeszcze w latach 70. ubiegłego wieku niemieckim biologom udało się „wskrzesić” wymarłego przodka (a dokładniej jednego z przodków) współczesnych koni - tarpana ( Equus ferus ferus).
Krzyżując przedstawicieli kilku ras, w których komórkach znajdowały się geny tarpana (które zostały wytępione na początku XX wieku, czyli nie tak dawno temu), naukowcom udało się stworzyć stworzenie, którego wygląd absolutnie dokładnie odpowiadał wyglądowi forma rodowa. Następnie tarpany te zostały wypuszczone na wolność, a obecnie kilka stad tych zwierząt pasie się w Niemczech i Polsce. Co ciekawe, na przestrzeni kilku pokoleń ich wygląd nie zmienił się znacząco – co wskazuje, że „zmartwychwstanie” się powiodło, a zwierzęta te najwyraźniej zawierają większość genów dzikiego przodka konia. Nie można jednak tego zweryfikować, ponieważ nie zachował się bank danych genetycznych samych tarpana.
Takie podejście nie ma jednak zastosowania do dinozaurów – w końcu nie ma ras domowych tych gadów. To prawda, że \u200b\u200bistnieją potomkowie tej grupy, czyli ptaków, i zachował się oddział gadów, który jest bardzo zbliżony do formy przodków „strasznych jaszczurek” - krokodyli, jednak krzyżujących przedstawicieli tych taksonów, które są bardzo odległych od siebie ewolucyjnie, nic nie da (a jest to czysto technicznie niemożliwe – różnica w genomach jest zbyt duża).
Inny sposób „zmartwychwstania” polega na stworzeniu zarodka hybrydowego (więcej o tym przeczytasz w artykule „Jakie są niebezpieczeństwa zarodków hybrydowych?”). Jeśli DNA wymarłego zwierzęcia zostanie zachowane w całości, wówczas można je przeszczepić do jądra komórki zarodkowej przedstawiciela najbliższego mu gatunku iw ten sposób wyhodować pożądany organizm. U ptaków i gadów sprawa jest prosta – cały ich rozwój odbywa się w jajku, ale zarodek ssaka na pewnym etapie musi zostać przeszczepiony do organizmu zastępczej matki, którą jest samica tego samego, najbliższego mu gatunku (na przykład w przypadku „zmartwychwstania” mamuta będzie to słoń azjatycki). W ten sposób biolodzy planują „wskrzesić” mamuta, nosorożca włochatego, jelenia wielkorogiego i kilku innych prehistorycznych gigantów, a także wytępionego w XX wieku wilka torbacza (więcej o tym, co to jest, przeczytasz w artykule „ Wilki bały się wejść do lasu…”), którego DNA jest doskonale zachowane i, jak to mówią, czeka na skrzydłach.
Ta liczba nie zadziała jednak w przypadku dinozaurów – naukowcy nie dysponują ani jedną próbką DNA tych gigantów. Faktem jest, że ostatni przedstawiciele tej grupy wymarli około 65 milionów lat temu, aw tym czasie wszystkim kościom tych gigantów udało się, jak mówią, rekrystalizować, to znaczy cała materia organiczna w nich została zastąpiona substancjami nieorganicznymi , więc w rzeczywistości są teraz głazami, nieco podobnymi do części ciała dinozaurów. W takich warunkach DNA nie może być zachowane. Ponadto w erze mezozoicznej nie było pokryw lodowych i wiecznej zmarzliny, więc nie jest możliwe znalezienie zwłok „strasznej jaszczurki”, która leżałaby w stanie zamrożenia przez miliony lat (jak to często bywało w przypadku mamutów ).
Jak więc widać, dinozaurów nie da się „zmartwychwstać”. Naukowcy są jednak przekonani, że można je stworzyć na nowo. To prawda, że \u200b\u200bbędą to zupełnie inne dinozaury, które nie mają nic wspólnego z gigantami, które faktycznie istniały. Ale jednocześnie są całkiem kompletne.
Technika ta opiera się na fakcie, że geny wczesnego rozwoju (homeozy), które kontrolują powstawanie pierwszych stadiów zarodka, są strukturami dość konserwatywnymi i często prawie całkowicie zachowanymi u potomstwa. Dlatego zarodek ludzki we wczesnych stadiach przypomina rybę, potem płaza, a dopiero potem nabiera cech charakterystycznych dla ssaków. Dlatego ptaki oczywiście nadal mają homeotyczne geny dinozaurów. W procesie formowania zarodków nawet działają, ale przez bardzo krótki czas - wtedy specjalne białka „wyłączają je”, aby rozpocząć pracę genów homeotycznych specyficznych tylko dla ptaków.
Ale co by było, gdyby istniał jakiś sposób, aby zapobiec wyłączeniu tych genów dinozaurów? Naukowcy z McGill University (USA), kierowani przez Hansa Larssona, odkryli, że na wczesnym etapie rozwoju zarodka kurzego zarodek ma gadzi ogon. Ale potem, w pewnym momencie, kończy się praca genów odpowiedzialnych za jego powstanie, a ogon znika. Dr Larsson i jego współpracownicy kilkakrotnie próbowali zablokować aktywność białek, które wyłączają geny ogona. W końcu udało im się to zrobić, ale „ogoniasty” kurczak wkrótce zdechł, tak wyraźnie i nie uformowany.
Ontogenetycy John Fallon i Matt Harris z University of Wisconsin (USA) poszli inną drogą: eksperymentując ze zmutowanymi zarodkami kurcząt zauważyli, że niektóre z nich mają dziwne narośla na szczękach zarodka. Te „guzy” po bliższym przyjrzeniu się okazały się zębami w kształcie szabli, które były identyczne z zębami zarodków aligatora i, co najciekawsze, niektórych małych dinozaurów jurajskich.
Później okazało się, że te mutanty miały recesywny gen, który normalnie zabija płód przed urodzeniem. Jednak, jako efekt uboczny jego działania, gen ten zawiera inny, będący homeotycznym genem dinozaurów, odpowiedzialnym za powstawanie zębów. Zainteresowani tym zjawiskiem Fallon i Harris stworzyli wirusa, który zachowywał się jak gen recesywny, ale nie był śmiertelny dla zarodka. Kiedy został wstrzyknięty normalnym płodom, zęby zaczęły rosnąć i nie zaobserwowano żadnych szkodliwych skutków ubocznych. Nie dopuszczono jednak do wyklucia „skubacza” – zgodnie z amerykańskim prawem zarodki hybrydowe muszą zostać zniszczone 14 dni po zakończeniu eksperymentu.
Jednak największy sukces odniósł dr Arkhat Abzhanov z Uniwersytetu Harvarda. Obliczył, które z homeotycznych genów dinozaurów są odpowiedzialne za powstanie typowego gada pyska zamiast ptasiego dzioba. Był również w stanie zidentyfikować białka, które „wyłączają” te geny.
Następnie Abzhanov dodał do komórek zarodka inne białka, które zablokowały aktywność „przełączników”, w wyniku czego te ostatnie przestały działać. W rezultacie nie było komu wyłączyć genów dinozaurów, a kurczakowi wyrósł całkiem ładny pysk, trochę przypominający krokodyla. Jednocześnie sam zarodek nie umarł - nadal aktywnie się rozwijał. Jednak po 14 dniach trzeba było, ku wielkiej irytacji Abzhanova, zabić również jego.
Wszystkie te badania sugerują, że tworzenie dinozaurów z ptaków jest zasadniczo możliwe. To prawda, że biolodzy wciąż nie znają wszystkich genów homeotycznych pozostawionych ptakom po dinozaurach, ale ustalenie tego nie jest takie trudne - w końcu istnieje grupa „kontrolna”, czyli krokodyle. Wszystkie subtelności ich pracy nie zostały zbadane do końca, jednak to tylko kwestia czasu. Możliwe więc, że w niedalekiej przyszłości genetykom uda się jeszcze zamienić ptaka w małego pierzastego dinozaura z rodzaju Maniraptor, jak te, które istniały w okresie środkowej jury.
Od razu należy zaznaczyć, że stworzenie to oczywiście nie będzie przedstawicielem gatunku, który żył już na naszej planecie – w końcu w jego genomie znajdzie się ptasie DNA, którego nie było u klasycznych dinozaurów. Będzie to przedstawiciel nowego gatunku, stworzonego przez ludzi, ale mającego budowę i fizjologię charakterystyczne dla prawdziwych dinozaurów.