можно ли возродить мамонта
Мамонт, идентичный натуральному. Получится ли у ученых восстановить доисторическое животное
Известный американский генетик и биоинженер Джордж Черч и предприниматель Бен Ламм объявили о создании новой компании Colossal. Ее цель — восстановление шерстистого мамонта и возвращение его в дикую природу. Для этого компания уже привлекла 15 миллионов долларов. По мнению профессора Черча, этого достаточно для получения жизнеспособных эмбрионов мамонтов. Для последующих работ потребуется дополнительное финансирование.
Воскрешение мамонта — своего рода священный Грааль для энтузиастов синтетической биологии. Мамонт — одно из самых популярных у широкой публики доисторических животных и уступает разве что динозаврам. Но если от динозавров остались только окаменевшие кости, то некоторых мамонтов вечная мерзлота сохранила нетленными — с шерстью, кожей, мышцами и т. д. Когда появилась технология клонирования млекопитающих, показалось, что теперь до восстановления древних гигантов — рукой подать.
И такие проекты в нашем веке возникали неоднократно. Этим собирался заняться скандально известный южнокорейский профессор Хван У Сук. Профессор Киотского университета Акира Иритани, возглавлявший японо-американо-российскую команду энтузиастов, высказывал надежду, что уже через пять-шесть лет мы увидим живых мамонтов. Однако с тех пор прошло уже десять лет, а воз и ныне там.
Все подобные проекты до сих пор упирались в одну и ту же трудность: для клонирования нужны живые клетки или хотя бы целые клеточные ядра. Увы, вечная мерзлота сохранила нам тела и генетический материал мамонтов — но не их клетки. При замерзании кристаллики льда разрушили ядерные мембраны, и цитоплазматические ферменты-нуклеазы получили доступ к геному. Конечно, активность нуклеаз в замороженных тканях была крайне низкой, но за десятки тысяч лет они успели порубить всю ДНК в мелкую нарезку. Сопоставляя эти фрагменты, можно восстановить полный «текст» генома мамонта, но никто еще не придумал, как превратить этот текст в реальные хромосомы в живой клетке.
Правда, два года назад японо-российская команда во главе с уже упомянутым профессором Иритани вроде бы обнаружила в тканях мамонтенка Юки что-то, похожее на клеточные ядра. Когда их ввели в яйцеклетки мыши, те вроде бы даже попытались поделиться, но ни в одном случае этот процесс так и не дошел до конца.
Между тем еще в 2008 году был прочтен полный геном шерстистого мамонта. Геном его ближайшего ныне живущего родственника — азиатского слона — также полностью расшифрован. Теоретически можно взять живую клетку слона, заменить в ее геноме все «разночтения» с геномом мамонта на соответствующие мамонтовые фрагменты и дальше уже из этой «отредактированной» клетки попытаться вырастить заветное хоботное. Благо сейчас в руках исследователей есть такой инструмент редактирования генома, как система CRISPR/Cas.
Именно этим путем и собираются идти Черч и Ламм. Отредактированную яйцеклетку затем предполагается имплантировать живой слонихе, которая через положенный срок и родит мамонтенка. По прогнозам компании, это может произойти уже через четыре-шесть лет.
Трудно не позавидовать оптимизму новоявленных компаньонов. Применение системы CRISPR/Cas к редактированию генома млекопитающих до сих пор остается в стадии экспериментов, в которых наряду с желаемым результатом регулярно обнаруживаются странные и неприятные побочные эффекты. Дальнейшие манипуляции с суррогатными мамами для мамонтят тоже, мягко говоря, не сулят стопроцентной эффективности. Особенно если учесть, что в этой роли Черч и Ламм собираются использовать самок не азиатского, а африканского слона, то есть драгоценные эмбрионы будут развиваться в чреве животных другого вида. Правда, в дальнейшем предполагается использование искусственных маток, но их еще только предстоит разработать.
Но предположим, что у Colossal все получится и через какое-то время она будет располагать достаточным числом «мамонтов, идентичных натуральным», чтобы начать выпускать их в природу. А куда, собственно, их можно выпустить?
Мамонт был жителем совершенно особого ландшафта — тундростепи (по-английски ее называют «мамонтовой степью»). Это были холодные и сухие пространства, поросшие злаками, осоками, полынями и другими характерными для степей травами, которые местами перемежались кустиками низкорослых ив. Вся эта растительность (куда более питательная, чем мхи и лишайники современной тундры) и составляла пищу мамонтовой фауны — мамонтов, шерстистых носорогов, овцебыков, бизонов, диких лошадей, северных оленей, сайгаков. Сухой климат предопределял не только такой состав растительности, но и неглубокий снежный покров зимой, благодаря чему корм для копытных и хоботных был доступен круглый год. Но такой климат обеспечивало соседство ледников, аккумулировавших на себе осадки. Когда ледники растаяли, тундростепь фактически исчезла — от нее остались лишь крохотные островки в некоторых горных районах Сибири и на Аляске. На них могут успешно существовать полярные суслики-евражки — но не мамонты.
Правда, некоторые ученые полагают, что распад тундростепи — не причина исчезновения крупных травоядных, а следствие их истребления древними охотниками. И если бы вымерших гигантов удалось вернуть, они за вполне обозримое время превратили бы тундру или лесотундру в тундростепь. Российский зоолог Сергей Зимов много лет пытается доказать это на практике, создав на северо-востоке Якутии заказник «Плейстоценовый парк» и собирая в него то, что осталось от мамонтовой фауны в современном мире. Возможно, Джордж Черч знаком с работами Зимова, публиковавшимися в международных научных журналах, включая Nature и Science. Во всяком случае, то, что он говорит о перспективах реинтродукции мамонтов в природу, почти дословно совпадает с аргументацией Зимова.
Однако эта гипотеза выглядит довольно сомнительной. Да, известно, что все травяные экосистемы (степь, прерия, саванна и т. д.) могут существовать только при наличии в них крупных травоядных, регулярно подстригающих эти гигантские «газоны». Но вряд ли эти животные могут изменить режим осадков в местах своего обитания. А именно обилие воды — ключевой фактор превращения тундростепи в тундру.
Словом, проект Черча и Ламма выглядит совершенно невыполнимым сразу по нескольким независимым причинам. И все же почему-то хочется, чтобы у них все получилось.
А что думаете вы? Обсудить тему и поспорить с автором теперь можно в комментариях к материалу.
Больше текстов о науке и обществе — в нашем телеграм-канале «Проект «Сноб” — Общество». Присоединяйтесь
Оживить мамонтов. Ученые из США пытаются вернуть на Землю животных, вымерших тысячи лет назад
Автор фото, Getty Images
Группа американских ученых и предпринимателей, объединившихся в компанию Colossal, объявила о планах по возвращению к жизни шерстистых мамонтов. Для этого ученые намерены применить технологии генной инженерии и использовать ДНК мамонтов, извлеченное из замороженных останков животных, которые погибли много тысячелетий назад.
Компания, получившая от нескольких коммерческих спонсоров первый транш в 15 млн долларов на развитие своего проекта, надеется создать гибрид мамонта и азиатского слона, максимально приближенный к настоящему мамонту, с тем, чтобы затем заселить этими великолепными животными просторы Сибири так же, как это удалось в свое время сделать в прериях с американскими бизонами (которых, правда, не пришлось восстанавливать из небытия).
За редактирование генов в проекте будет отвечать бывшая коллега Черча Эриона Хайсолли. Генетики надеются уже через несколько лет получить первые эмбрионы мамонтоподобных слонов, а конечной целью ставится создание целой жизнеспособной популяции гибридных мамонтов.
Правда оптимизм Черча и его соратников в научном мире разделяют далеко не все. Одни сомневаются в том, что такое в принципе возможно. Другие опасаются, что в случае удачи Colossal столкнется с серьезнейшими этическими вопросами: гуманно ли создавать животное, о биологии которого так мало известно? Кто будет решать, держать ли их в клетках или отпускать на свободу (многие ученые указывают на то, что слоны плохо переносят неволю, и им не место в зоопарках)? А если их все же выпустят на волю, то каковы будут последствия для экосистемы тундры, давно отвыкшей от этих гигантов?
С чего все началось
Впервые идею вернуть к жизни шерстистых мамонтов доктор Черч озвучил еще в 2013 году. Именно тогда специалисты активно учились восстанавливать геномы исчезнувших видов по фрагментам ДНК, извлеченным из окаменелостей, и находить генетические отличия древних животных от их ныне живущих родственников.
«Это не овечка Долли» Американцы решили клонировать мамонтов и заселить ими Якутию. Что может пойти не так?
Американская биотех-компания Colossal Biosciences намерена клонировать и вырастить мамонта (одновременно со странствующим голубем, которого истребили в начале XX века). Опытами руководит известный американский ученый, профессор генетики в Гарвардской медицинской школе Джордж Черч. Генетик убежден, что возвращение исчезнувших видов поможет восстановить леса и оживить арктические луга. Первую особь американцы собираются вывести за четыре-шесть лет, а власти Якутии хотят поселить клонов вымерших животных в местном Плейстоценовом парке. Увидим ли мы бегающих по якутской тундре мамонтов, «Лента.ру» спросила российского ученого, профессора Сколковского института науки и технологий, профессора Ратгерского университета (Нью-Джерси), заведующего лабораториями в Институте молекулярной генетики Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» Константина Северинова.
«Лента.ру»: Воскрешение мамонтов — миф или реальность?
Северинов: С бюджетом в 15 миллионов долларов приблизиться к решению заявленной задачи за четыре года невозможно. Это несерьезная сумма, на которую почти ничего не сделать. На мой взгляд, инициатива Colossal Biosciences — чистая пиар-акция.
Но за ней кроются и позитивные вещи. Пиар у этого крупного млекопитающего достаточный. Например, в Советском Союзе был мультфильм «Мама для мамонтенка», а в США выпущен «Ледниковый период»: мы все «видели» мамонтов, они часть нашего коллективного бессознательного. Развитие технологий, необходимых для скорее всего нерешаемой, но захватывающей задачи клонирования мамонта, позволит реализовать целый ряд других, более насущных задач. Джордж Черч — прекрасный ученый и антрепренер, он много раз показывал, что может делать конфетку из самого неподходящего материала.
Почему проект будет сложно реализовать в оглашенные сроки?
Потому что с использованием существующих технологий задача нерешаема. Это не означает, что стартап не будет успешным. Стиль работы американских стартапов не предполагает решения задач. Скорее — создание некоторой волны с последующей перепродажей стартапа кому-то еще за большие деньги. Это если есть результаты. В противном случае стартап просто уходит в небытие, а его организаторы берутся за что-то еще.
Тело замерзшего мамонтенка, жившего 37 тысяч лет назад. Япония
Насколько все это вообще законно?
Клонировать животных в научных целях никто не запрещает. Если дело дойдет до практической реализации, работа будет вестись с культивируемыми в лаборатории клетками слонов, которых пока, насколько я понимаю, нет. Есть лабораторные линии клеток людей, мух, мышей и так далее. С культурами слоновьих клеток никто и никогда не работал по причине очевидного отсутствия надобности. Их надо будет получить. Можно решить такую задачу, а затем заняться модификацией клеток. В США исследовательская работа подобного рода находится вне поля деятельности законодателей.
Российские законодатели пока что до этого не дошли. Хотя, подозреваю, у нас такая работа прошла бы на ура, учитывая, что в представлении части электората мамонты — это тотемные животные, на которых ездили древние русские
Почему взялись именно за мамонта?
Из-за большого размера их туши хорошо сохраняются. Древнюю мышь найти сложнее, чем кусок плоти мамонта. Хотя с точки зрения лабораторной работы использование слонов как очевидных суррогатов для производства будущих мамонтов создает массу проблем. По состоянию на сегодняшний день они не решены и, возможно, не будут решены никогда. По моему мнению, слоны являются одними из худших объектов для экспериментальной работы. Они большие, много едят и медленно размножаются. Хуже, наверное, только киты.
Как все-таки будет проходить клонирование мамонта — если до этого дойдет?
Стандартная процедура клонирования состоит в следующем. Вы берете генетический материал из клетки взрослого организма и пересаживаете его в неоплодотворенную яйцеклетку, взятую у самки этого же вида, предварительно вынув из этой яйцеклетки ее собственный генетический материал. Осуществив такое слияние, вы подсаживаете полученную яйцеклетку к суррогатной матери. Она и вынашивает плод. Генетически он будет идентичен донору, из клетки тела которого был взят генетический материал. Ровно таким образом была клонирована 25 лет назад овечка Долли.
Такие опыты успешно осуществляются внутри одного вида различных млекопитающих. Но мамонт и слон — это все-таки разные виды, они относятся друг к другу примерно так, как человек и шимпанзе
Поскольку живых мамонтов нет, предполагается его генетическую информацию подсадить в слоновью яйцеклетку, лишенную своей генетической информации, а затем уже подсадить полученную конструкцию суррогатной матери — тоже слонихе.
Здесь возникает целый ряд проблем. Начать хотя бы с того, что до сегодняшнего дня никто не занимался экстракорпоральным оплодотворением слоних. У нас есть виварии, в которых живут мыши, крысы, хомяки и даже приматы. А вивариев для разведения слонов у нас нет. Технологий для их искусственного оплодотворения — тоже, по крайней мере, сейчас. Учитывая, что беременность у слона длится более полутора лет, к заявленному сроку оптимизировать процедуру, безусловно, не удастся.
Фото: Science Photo Library / Legion-media
Что в таком случае требуется?
Доступ к большому количеству слоних. Нужно будет научиться получать от них яйцеклетки (речь будет идти о сотнях яйцеклеток!) и разработать процедуры экстракорпорального оплодотворения. Ведь прежде чем начинать канитель с мамонтами, важно понять: реально ли делать это со слонами?
Теперь о второй, очень важной проблеме. Несмотря на то что в вечной мерзлоте были найдены туши мамонта удивительной сохранности (например, знаменитый мамонтенок Люба, мясо которого с точки зрения потребительского качества сохранилось как в холодильнике; из него можно приготовить бифштекс и съесть его), генетический материал, к сожалению, не сохранился. Да, мы можем увидеть в микроскоп структуру клеток.
Но ДНК со временем разрушилась, как если бы книгу «Война и мир» Льва Толстого пропустили через устройство для измельчения бумаги
То есть этот генетический материал совершенно не годится для клонирования, его подсадка в яйцеклетку слонихи гарантированно ни к чему не приведет.
Иными словами, необходимых для проведения опыта образцов попросту нет?
Совершенно верно. Но задачу в принципе можно решить другим путем, в обход, а не в лоб. Мы знаем геном нескольких мамонтов, и нам известен геном слонов. Они похожи, но между ними есть отличия по нескольким миллионам позиций ДНК. Понимая, что клонировать в лоб мамонта не удастся, Черч предполагает с помощью методов генного редактирования CRISPR/CAS изменять отличающиеся позиции в ДНК слона на «мамонтовые».
Мумия мамонтенка Любы, обнаруженная в 2007 году на Ямале
Фото: Игорь Зарембо / РИА Новости
Постепенно при введении множественных изменений клетки слона должны становиться все более и более похожими на клетки мамонта, ведь генетическая информация становится все больше и больше как у мамонта. При этом чисто технологически сделать несколько миллионов замен в ДНК, которые отделяют один вид от другого, — невозможно. Поэтому с помощью биоинформатики ученые надеются выявить именно замены в тех генах, которые ответственны, скажем, за волосатость или толщину жирового покрова. Это признаки, которые наиболее разительно отличаются у двух видов. В этом случае получится клетка не настоящего мамонта, а некой промежуточной формы, похожей на мамонта. Условно, жирного и волосатого слона. Но затем придется проводить операции по искусственному оплодотворению, которые не разработаны.
Если вы просто возьмете клетку слона и попытаетесь с ней работать, эта клетка через несколько поколений культивирования в лаборатории умрет. Это свойство всех клеток, в том числе и наших. Те клетки, с которыми люди обычно работают в лаборатории, — бессмертные. В некотором смысле это раковые клетки.
Чтобы провести множественное геномное редактирование слоновьих клеток, придется получить бессмертную культуру этих клеток. А бессмертные культуры уже изменены настолько, что использовать их для производства настоящего животного нельзя. Когда клонировали овечку Долли, брали не раковую клетку, а нормальную. Так что это еще одна большая сложность на пути получения мамонта или хотя бы полумамонта. Кроме того, не исключено, что даже при решении всех проблем в конечном итоге ничего не получится просто по геометрическим, так сказать, причинам. Например, размеры родового канала слонихи, возможно, таковы, что мамонтенок (или полумамонтенок) не сможет родиться. Он просто не пройдет через родовой канал.
В 2020 году в США клонировали лошадь Пржевальского, чьих особей больше нет в дикой природе. А в январе 2021-го американские ученые представили черноногого хорька по кличке Элизабет Энн — генетическую копию умершего в 1988 году хорька Уилла, останки которого были заморожены в самом начале развития генных технологий. Данные эксперименты прошли удачно?
Процедура клонирования лошадей разработана и используется для получения клонов топовых скакунов, участвующих в скачках. То, о чем вы говорите, — это как раз обычное клонирование, как и в случае с Долли, когда внутри одного вида имеется доступ к клеткам донора с неповрежденной от времени ДНК. То есть никаких технологических проблем, отмеченных выше, нет. Задача на много порядков проще, чем клонирование мамонта путем перекодирования его из слона.
Черч утверждает, что возвращение вымерших видов поможет в борьбе с последствиями изменения климата. Действительно ли появление мамонтов позволит превратить арктическую тундру в пастбища, как сейчас говорят?
Это полная блажь. Последние мамонты на острове Врангеля вымерли несколько тысяч лет назад. С тех пор климат неоднократно менялся. Никакого отношения современные изменения климата к мамонтам не имеют. Надо не на мамонтов кивать, а самим ответственно относиться к экологии
Необходимо понимать и то, что предложенные опыты вовсе не означают восстановление мамонта как вида, который может влиять на экосистемы. Потому что для этого нужно будет клонировать не одного мамонта, а минимум десятки разных особей обоих полов. Для поддержания популяции требуется определенное биологическое разнообразие, иначе она будет абсолютно не жизнеспособна.
В Якутии животным уже даже нашли место жительства — Плейстоценовый парк, заказник на северо-востоке республики. Его создатель, эколог Сергей Зимов уверен, что мамонты помогут вернуть тундру в доисторическое состояние, пастбища окажут охлаждающий эффект на климат и спасут планету от выбросов метана, скрытого в вечной мерзлоте…
Как показывает опыт Илона Маска, наличие достаточного финансирования позволяет заражать большими «челленджами» определенное количество людей и решать какие-то задачи. Однако конкретно эти утверждения не имеют никакого смысла. Даже если представить, что популяция мамонтов будет восстановлена, им попросту негде будет жить.
Куда целесообразнее рассматривать «воскрешение» не мамонтов, а многочисленных видов животных, которые вымирают в наше время и из-за нас. Может быть, вообще нужно сначала что-то изменить в себе…
В возрождении исчезнувших видов есть практический смысл?
Повторюсь, большинство этих видов исчезли из-за абсолютно безответственной деятельности людей, которые, надо отдать им должное, просто не понимали, что они творили. Сейчас большинство этих животных можно было бы поддерживать лишь в искусственных условиях. В естественной среде они бы существовать не смогли, потому что их среда обитания исчезла.
Подытожу. Нам незачем бегать за «мамонтами в небе»: вокруг нас из-за сокращения ареалов в ближайшее время вымрет огромное количество земноводных, насекомых и птиц, они нуждаются в нашей помощи и поддержке здесь и сейчас. Увы, они не занимают такое место в общественном сознании, как мамонты. Но в плане биологической ценности они ничуть не менее значимы.
Тем не менее хайп вокруг мамонта поможет создать технологии, которые окажутся полезными некоторым другим, пусть менее заметным, но не менее важным братьям нашим меньшим.
Как в России пытаются воскресить мамонта
Российские ученые, отец и сын, на севере Сибири уже несколько десятков лет пытаются возродить пастбища ледникового периода. В идеале — с выращенными в лаборатории шерстистыми мамонтами (происходящими от слонов).
У этого процесса есть множество неизвестных. Сколько для этого потребуется генов? (лучше пытаться высечь скульптуру из камня, или слепить ее из существующих материалов?) Сколько врачей потребуется для создания одного животного? (то есть выращивания этих 200-килограммовых младенцев в искусственной утробе). И какие реальные плюсы от возвращения мамонтов может получить человечество?
Плейстоценовый парк находится в Восточной Сибири, к северу от Полярного круга, в 150 км от побережья Северного Ледовитого океана. Ближайший населенный пункт — поселок Черский с 2500 жителей (до него 32 км). Вокруг — сплошная лесотундра, которая все чаще в последнее время перемежается с болотами. Территория парка — 144 км2. По равнинам бродят бизоны, овцебыки, дикие лошади, яки и зубры.
Хотя название вызывает ассоциации с Парком Юрского периода, Никита, директор заповедника, в интервью The Atlantic три года назад объяснял, что это не туристическая достопримечательность и даже не проект по возрождению видов. А радикальный геоинженерный эксперимент:
Будет мило, если здесь будут бегать мамонты. Но мы не какие-то там сумасшедшие ученые, которые просто хотят сделать мир зеленым. Я пытаюсь решить более серьезную проблему изменения климата. Я делаю это для людей. У меня три дочери. Я делаю это для них.
Эпоха плейстоцена
Плейстоценовый парк назван в честь геологической эпохи, которая закончилась всего 12 тысяч лет назад, а началась на 2,6 миллиона лет раньше. Это время обычно называют ледниковым периодом, хотя с тем же успехом плейстоцен можно было бы назвать травяным периодом. Даже во время сильнейшего холода, когда ледники доходили до Средиземного моря, огромные участки планеты были покрыты лугами. В том числе — часть Берингии, территории на востоке России между Чукотским и Беринговым морем. В то время здесь проходили широкие зеленые и золотистые равнины. Холодная версия африканской саванны, в итоге названная Мамонтовой степью.
Численность зверей на Сибири до последних двадцати тысяч лет была очень велика. Одних мамонтов, по подсчетам, на крайнем северо-востоке было 40-60 тысяч. По свидетельству Санникова, верхний слой почвы на некоторых островах Северного Ледовитого океана полностью был сложен из костей древних животных.
Но когда ледниковый период закончился, зеленые луга исчезли — вместе с животными, которые их населяли. Причем вполне вероятно, что крупные травоядные пропали раньше травы. Скажем, из-за влияния каких-то приматов, которым очень понравилось их мясо.
Кстати, это массовое вымирание фауны, получившее название голоценовое вымирание, полным ходом продолжается и по сей день. Просто началось оно с наиболее крупных животных.
Крупные мамонты всё еще жили на острове Святого Павла, маленькой точке в Беринговом море, примерно до 3600 года до нашей эры. А последние мамонты исчезли с острова Врангеля, чуть севернее текущей территории парка, около 2000 лет до нашей эры — правда, к тому времени из-за инбридинга это уже была карликовая разновидность.
История человечества как раз началась в плейстоцене. Как и слоны, мы вышли из Африки, и начали распространяться по планете похожими траекториями. Развиваясь, адаптируясь под условия своего проживания.
Меньше шести тысяч лет назад, во времена Древнего Египта, мы делили Землю с гигантскими мохнатыми животными. И, есть большая вероятность, не в последний раз.
Современный проект
Метановые пузыри. Российский север сейчас
Никита Зимов со своим отцом Сергеем пытаются вернуть луга и степи на север Якутии. Они хотят возродить экосистему Мамонтовой степи — вместе с вымершими существами, которые когда-то ее поддерживали.
Сергей и Никита Зимовы. Кстати, сравните длину статей о Сергее Зимове в русской и английской Википедии
Парк плейстоцена был основан в 1996 году и сейчас уже в несколько раз превысил свои первоначальные масштабы, захватывая окружающие тундровые заросли и небольшие леса. Если экологи добьются своего, через несколько поколений плейстоценовый парк может распространиться по всей арктической Сибири и даже Северной Америке, что поможет замедлить таяние вечной мерзлоты в Арктике. Как мы теперь знаем, если этот замороженный подземный слой нагреется слишком быстро, он выбросит в атмосферу самые опасные в мире ускорители изменения климата, нанеся непоправимый ущерб людям и экосистеме планеты.
Плейстоценовый парк — практически единственный проект, как-то пытающийся бороться с этой угрозой. Только на бескрайних пустых просторах Сибири эксперимент такого масштаба может увенчаться успехом. И только если люди смогут поддерживать его на протяжении нескольких столетий. Эстафетная палочка между поколениями уже началась. Отец Никиты, Сергей, первым разработал идею Плейстоценового парка, прежде чем передать контроль над ним Никите. Сергей Зимов говорит, что, если у них получится, парк будет «крупнейшим проектом в истории человечества».
Десятилетиями Зимовы и их животные убирают деревья и кустарники в регионе, чтобы освободить место для возвращения лугов. Проводя эксперименты по уплотнению почвы, проверяя причины возникновения болот в местности и добавляя в парк новых животных.
Исследования показывают, что луга будут отражать больше солнечного света, чем леса и кустарники, в результате чего Арктика будет поглощать меньше тепла. А зимой невысокая трава и вытоптанный животными снег будут обеспечивать отличную изоляцию, позволяя сезонным морозам проникать глубже в земную кору, охлаждая замерзшую почву под ней и запирая самые опасные залежи углекислого газа в мире глубже в их хранилище.
О том, как в парке проверяли, что это действительно работает, что сейчас происходит с российской Арктикой, как просаживается грунт и возникают непрерывные струи газовыделений, на Хабре есть здесь.
Российская мерзлота постепенно превращается в грязь
Помимо экологического, у проекта Плейстоценового парка есть еще и большой экономический потенциал. Россия — страна с экстремальным климатом, большая часть которой непригодна для ведения сельского хозяйства (60 % территории России — вечная мерзлота). Как показывает опыт африканских заповедников, африканская саванна (единственная сохранившаяся сегодня на Земле полноценная экосистема «плейстоценового» типа) имеет во много раз более высокую биологическую продуктивность, чем скотоводческие хозяйства, размещенные на той же площади.
Если заполнить парк крупными травоядными, способными держать под контролем кустарники и деревья, можно создать ландшафты, характерные для мамонтовых тундростепей. Что должно привести к возрождению былого продуктивного травяного покрова.
Но найти современных достаточно крупных травоядных, способных менять под себя ландшафты, — сложная задача. Просто потому, что их осталось так мало. Когда современные гомо-сапиенс вышли из Африки около 70 000 лет назад, мы делили эту планету с 30 видами наземных млекопитающих, которые весили более тонны. Из этих животных сейчас остались только слоны, бегемоты, жирафы и носороги.
Зимовы уже начали импортировать в свой парк больших травоядных, минимум по два, как в ковчеге. Сейчас на территории парка живут якутские лошади, северные олени, лоси, овцы, овцебыки, яки, зубры и маралы. Их держат в форме росомахи, лисицы, песцы, бурые медведи и рыси. Планируют завезти устойчивых к холоду канадских кугуаров.
В 2006 году, после долгих переговоров, в Якутию привезли стадо из 30 молодых лесных бизонов, подаренных правительством Канады. Но по решению правительства Якутии их поселили не в плейстоценовом парке, куда они первоначально должны были быть направлены, а в парке «Усть-Бутома», расположенном южнее.
Поэтому вместо американских лесных бизонов весной 2011 года плейстоценовый парк пополнился европейскими зубрами. Из 5 животных первую зиму пережил только один самец. Он успешно живет там по сей день.
В июне 2017 года в Плейстоценовый парк завезли 10 домашних яков из Иркутской области. В июне 2019 года — 12 степных бизонов с датской фермы.
Предполагается добавить мамонтов, способных наиболее эффективно менять под себя ландшафт, и шерстистых носорогов, которые смогут сдержать натиск деревьев и вернуть традиционную тундру. А потом, в идеале — завезти в парк пещерных медведей, амурских тигров и пещерных львов, которые будут держать популяцию травоядных под контролем и заставлять их переходить с места на место, не задерживаясь подолгу на одном пастбище и не истощая ресурсы почвы.
Хотелось бы как-то так
Как воскресить мамонта
При этом шерстистый мамонт вымер не так давно. Люди в Сибири до сих пор периодически натыкаются на замороженные останки мамонтов с неповрежденными плотью и мехом. Некоторые ученые надеялись, что одна из этих туш может содержать неповрежденную клетку, пригодную для клонирования.
Но, в отличие от идей из Парка Юрского периода, реальное ДНК умершего животного быстро распадается. Даже если вечная мерзлота избавит клетку от хищных микробов, космические лучи за несколько тысяч лет превратят генетический код в нагромождение нечитаемых фрагментов.
Для создания из ископаемой ДНК генетического материала, пригодного для клонирования, нужно будет сначала реконструировать полную последовательность по сохранившимся отдельным обрывкам цепочек нуклеотидов, потом — восстановить последовательности нуклеотидов на повреждённых участках, а затем на основе полученной последовательности собрать «рабочую» молекулу ДНК. Современным технологиям до такого очень далеко.
Можно разрыть всю Землю, и не найти мамонтовую клетку с хорошо сохранившимся ядром, которое можно было бы прочитать и использовать. Но, к счастью, этого может и не понадобиться.
Миллион лет назад шерстистых мамонтов еще не существовало. Генетические материалы слона и мамонта различаются очень незначительно. И сравнительно небольшие изменения слоновой ДНК (с помощью сохранившейся ДНК мамонта) могли бы воскресить крупнейшее животное плейстоцена.
Было замечено, что азиатские (индийские) слоны в зоопарках не боятся снега, и даже любят делать своим хоботом снежки. Если немного изменить геном таких слонов, как природа изменила их предков за сотни тысяч лет, можно создавать своих собственных мамонтов.
Именно этим занимаются генетик Джордж Черч и группа ученых из его гарвардской лаборатории. В 2013-м он повстречался с Сергеем Зимовым на конференции по борьбе с вымиранием в Вашингтоне. А в начале 2014 года, используя crispr, технологию редактирования генома, они начали работать с ДНК азиатского слона, превращая ее в ДНК мамонта. Для этого им, в числе прочего, нужно:
К октябрю 2014 года Черчу и его команде удалось отредактировать 15 генов азиатского слона. К 2018-му — они настроили еще 30. И говорят, что в сумме потребуется изменить только 50, чтобы закончить работу.
Конечно, даже если он изменит сотни генов, у Черча не получится сделать идеального мамонта. Это будет только «азиатский слон 2.0», способный выжить зимой в Сибири. Но это сможет снова запустить процессы естественного отбора, которые дальше отшлифуют детали.
Например, шерсть мамонта была длиной до тридцати сантиметров. Но для целей Черча и Зимовых подойдет и более короткий мех. В свое время якутским диким лошадям потребовалось меньше 800 лет, чтобы отрастить длинную шерсть после того, как они вернулись в Арктику. На севере Якутии сегодня могут быть идеальные условия для холодоустойчивых слонов: минимум хищников, полное отсутствие людей, и бескрайние просторы, на которых можно питаться чем угодно.
Черч говорит, что редактирование генов — это простая часть. Куда сложнее — собрать отредактированные клетки в эмбрион, который доживет до срока рождения. В основном потому, что о суррогатном материнстве здесь не может быть и речи. Азиатские слоны — вымирающий вид. Мало кто из ученых хочет рисковать экспериментами с ними. А утроба никакого другого животного не годится. Поэтому эмбрионы должны будут выращиваться в специально созданной среде. Скорее всего, сначала в крошечном мешочке из маточных клеток, а потом в резервуаре размером со шкаф, где плод может вырасти в полностью сформированного мамонтёнка.
Вес новорожденных слонят сегодня — 90-120 кг. У мамонтёнка он может быть до 200 кг.
Никто пока не смог довести млекопитающее до срока рождения в искусственной среде. Воспроизведение связи между матерью и ребенком, с точно рассчитанным высвобождением нужных гормонов в течение всего периода, находится за пределами досягаемости современных биотехнологий. Но некоторые успехи в этом направлении есть. В марте этого года ученые впервые смогли успешно выращивать и развивать мышей в искусственной среде на протяжении 11-12 дней — больше половины 20-дневного срока беременности. Для этого ученым потребовалась машина, состоящая из инкубатора и системы подачи кислорода, которую они разрабатывали семь лет.
Правда, для доведения эмбрионов до полного срока машина должна быть еще сложнее. На определенном этапе им требуется доступ к запасу крови. Обычного питательного раствора уже не хватает. Это следующая техническая задача, которую команда планирует решить. Один из вариантов — искусственное кровоснабжение, которое может подключаться к плаценте мышат. А брать кровь можно у мамы или у взрослых мышей, обладающих нужными характеристиками. Например, у них, как и у нас, 4 группы крови (у собак их 10, у кошек 3, у свиней 17, у кур 14, у слонов — предположительно, тоже четыре).
Черч надеется, что через три года он сможет выращивать мышей в лаборатории. Хотя у слона беременность длится 22 месяца — самый длинный период среди всех млекопитающих. И это будет дополнительный огромный скачок в сложности.
Но по сравнению с проектами по распылению химических веществ в атмосфере или в океане, выращивание мамонтов в пробирке для замедления глобального потепления — это еще один из самых естественных, и даже довольно простых вариантов. Никита и Сергей Зимовы говорят: они всего лишь хотят поместить животных там, где они всегда были. И легко существовали бы сейчас, если бы мы не вмешались.
В конце концов, в самый знаменитый парк США, Йеллоустоун, с его огромной популяцией гризли, волков и бизонов, тоже регулярно завозят животных, которых там не было много лет. Они не считают это манипуляцией с природой. А наоборот — возвращением всего к своему естественному состоянию, которое требуется для нормальной жизни всех других организмов.
Подробнее:
Об экологии и животных мегафауны парка — статья в Википедии.
P. S. Хотите найти работу в топовой компании? Подключайте телеграм-бот g-mate. Задаете свои преференции, вилку зарплаты, и к вам приходят лучшие предложения. Не нужно ни резюме, ни портфолио, а настройка занимает меньше 30 секунд.