Приобрести месячную подписку всего за 290 рублей

Когда вернутся мамонты

2015
Фото: Matt Dunham

О возрождении мамонта ученые мечтают еще с тех пор, когда знаменитая овечка Долли доказала возможность клонирования крупных млекопитающих. Но для того, чтобы осуществить клонирование этого огромного шерстистого слона из плейстоцена, ученым нужен его полный неповрежденный геном

Хотя в тушах этих гигантов часто находили неповрежденные участки мягких тканей, клеток с целыми ядрами в них не сохранилось. Первые проблески надежды появились в 2008 году, когда группа российских генетиков во главе с Евгением Рогалевым смогла расшифровать последовательность ДНК митохондрий, взятой из шерсти мамонта. Митохондрии — это органеллы, маленькие внутриклеточные «электростанции», обеспечивающие клетку энергией. У них есть свой собственный геном — не из многих хромосом, как в ядре клетки, а совсем небольшой, из одной кольцевой  молекулы ДНК. Расшифровка генетического кода митохондрии может сообщить нам много интересного о том, как шла эволюция мамонтов, однако для клонирования одной митохондриальной ДНК никак не обойтись.

Между тем поиск мамонтов с целыми клеточными ядрами продолжался. Находят замерзших мамонтов в основном в Якутии. Вера в успех у ученых из якутского Института прикладной экологии Севера Северо-Восточного федерального университета (СВФУ) была так велика, что в 2012 году они подписали проект о совместных исследованиях в области молекулярной генетики мамонтов с корейским фондом биотехнологических исследований Sooam Biotech. Проект получил весьма многообещающее название — «Возрождение мамонта». Вся затея имела смысл только в одном случае: если ученые смогут найти необходимый для клонирования материал, то есть клетки с неповрежденными ядрами.

Если хоть одна такая клетка будет получена, за дело возьмется южнокорейский профессор Хван У Сок — фигура столь же знаменитая, сколь и сомнительная. В 2005 году Хван У Соку удалось первым клонировать собаку и вырастить здорового щенка-клона афганской борзой (сейчас собак уже успешно клонируют в коммерческих целях во многом благодаря его работе). Но вскоре он сделал еще более сенсационное заявление — что удалось клонировать стволовые клетки человека, которые являются ключом к омоложению организма и лечению множества болезней. На профессора посыпались гранты, но увы — вскоре он был разоблачен. Клонирование стволовых клеток оказалось ложью, часть результатов была фальсифицирована, другую он позаимствовал из чужих работ, не дав ссылок. Ученый признался в обмане и в 2007 году был уволен из Сеульского национального университета, а позже приговорен условно к двум годам тюрьмы за мошенничество. Правительство Южной Кореи прекратило финансовую поддержку его экспериментов и запретило ему участвовать в исследованиях стволовых клеток.

Можно ли доверить клонирование мамонта человеку, чья репутация в научном мире оказалась столь сильно подмоченной? Ведь на профессоре Хване свет клином не сошелся — сейчас в мире имеется много первоклассных специалистов по клонированию животных. Но почему-то участники проекта «Возрождение мамонта» предпочли из всех биотехнологов именно этого ученого с сомнительным прошлым.

Вероятно, причина в том, что шансов на успех слишком мало, чтобы кто-то согласился тратить время на эту затею. Да и на что тратить время, пока нет ДНК? А профессор Хван готов участвовать в проекте — видимо, оттого что в случае успеха он сможет вновь поднять свой рейтинг в научном мире, реабилитировать себя в глазах ученых. Победителю в таком деле будет прощено многое. А в случае неудачи он, в общем-то, ничего не теряет.

Мамонтиха с Малого Ляховского

Казалось, судьба более чем благосклонна к участникам проекта. В мае 2013 года участники экспедиции, организованной НИИ прикладной экологии СВФУ и Русским географическим обществом, извлекли из ледника на острове Малый Ляховский необычайно хорошо сохранившуюся тушу самки мамонта, умершей в возрасте 50–60 лет. Более того, в ледяных полостях под телом животного была обнаружена жидкость, по цвету напоминавшая кровь. Это была сенсация — впервые за всю историю палеонтологии ученые смогли найти мамонта с незамерзшей кровью!

Впрочем, руководитель экспедиции Семен Григорьев и его коллега Дэниел Фишер из Мичиганского университета (США) сразу же заявили: преждевременно утверждать, что данная жидкость является именно кровью животного. Чтобы понять, что же это на самом деле, нужно провести ряд дополнительных исследований. В то же время доктор Фишер отметил, что, возможно, в теле найденной самки мамонта удастся обнаружить клетки с неповрежденными ядрами — мягкие ткани животного очень хорошо сохранились. На вопрос, получится ли у ученых набрать из этих останков материал для клонирования мамонта, Фишер ответил уклончиво: «Думаю, о клонировании вопрос пока ставить рано».

Ученые из СВФУ были настроены куда более оптимистично, чем их американский коллега. Когда в сентябре этого года президент России Владимир Путин приехал в Музей мамонта имени Лазарева и в разговоре с учеными спросил, можно ли клонировать это животное, раз мягкие ткани самки так хорошо сохранились, — они ответили утвердительно.

Но оптимизм якутских исследователей разделяют далеко не все их коллеги. Даже если в теле самки мамонта действительно есть клетки с полным набором ДНК, нельзя быть уверенным в том, что гиганта удастся воспроизвести. Ученые пока не имеют опыта успешного клонирования вымерших животных, хотя попытки сделать это предпринимались.

Крушение надежд

Вопросов к проекту «Возрождение мамонта» достаточно много. Чтобы получить ответы хотя бы на некоторые из них, мы обратились к старшему научному сотруднику лаборатории млекопитающих Палеонтологического института РАН доктору биологических наук Евгению Мащенко.

— Евгений Николаевич, что представляет собой самка мамонта с острова Малый Ляховский?

— Это туша с прекрасно сохранившейся передней частью туловища до уровня плеч. Хорошо сохранилась и шкура животного, и задние ноги, а лучше всего — ткани в основании хобота. Они на первый взгляд даже похожи если не на свежее мясо, то на слегка прожаренный бифштекс — именно такого цвета. Но все остальные внутренние органы не сохранились.

— Подтвердилось ли предположение, что вытекшая из туши жидкость является кровью животного?

— Нет, это не так. Семен Григорьев на конференции по мамонтам и их систематическим родственникам, которая состоялась в мае прошлого года в Греции, рассказал: то, что было сначала принято за кровь, представляет собой остатки тканевой жидкости. Эта жидкость вытекает при разрыве клеточных мембран и собирается в пространстве между внутренними органами и мышцами. В ней были обнаружены лейкоциты. Впрочем, не только там — в хорошо сохранившемся участке около основания хобота они тоже были.

— То есть ученые наконец-то получили в свое распоряжение клетки, пригодные для клонирования?

— Увы, это не так. Лейкоциты для клонирования не годятся, потому что у них не сохранились ядра.

— То есть и эта находка не дала никакого материала, пригодного для клонирования?

— Совершенно верно. В этом смысле находка на острове Малый Ляховский бесперспективна. Я смотрел репортаж о том, как президент был в Музее мамонта, и, честно говоря, был весьма удивлен, услышав ответ на его вопрос о возможности клонирования. Это весьма оптимистический ответ, но он некорректный — на современном уровне развития науки и технологий невозможно получить клетки для клонирования от животных, умерших более двадцати лет назад.

Я не говорю о том, что это невозможно в принципе, — это нельзя сделать именно сейчас. Когда-нибудь, наверное, научаться работать и с материалом давно умерших животных. Однако сколько времени потребуется науке для того, чтобы выйти на подобный уровень исследований, сказать не могу.

— Но ведь получилось же выделить ДНК из митохондрий мамонта!

— Да, 70% митохондриальной ДНК мамонтов уже расшифровано, что, конечно, дало ученым ценные сведения об эволюции этих животных. Но для клонирования это мало что дает.

— А как насчет ядерной ДНК? Хоть какое-то количество в распоряжении ученых имеется?

— В сохранившихся тканях мамонтов и других плейстоценовых животных никогда не находят полноценных клеточных ядер. Только один раз в клетках мышц были обнаружены ядерные оболочки, но ДНК в них не было. Поэтому любую ДНК, которую находят в мамонтах, нельзя с уверенностью считать ядерной. Собственно говоря, мы вообще толком не знаем, что это за ДНК — не с чем сравнивать.

В общем, что тут говорить о клонировании — уровень исследований ДНК мамонтов сейчас очень низок, мы не можем решить куда более легкие задачи. Например, понять, сколько видов мамонтов жило на территории Восточной Азии. Традиционно считается, что там обитал один вид — шерстистый мамонт, однако некоторые ученые разделяют его на разные виды. Все эти исследования основаны на молекулярных данных. Однако результаты весьма недостоверны, потому что в нашем распоряжении пока имеется слишком мало ДНК. Все, что есть, — это разрозненные цепочки, изучая которые, совершенно невозможно восстановить общую картину генома.

— А сколько нужно клонировать особей, чтобы популяция возрожденного мамонта смогла сама поддерживать свою численность?

— Сколько бы мамонтов ни удалось получить в результате клонирования, устойчивой популяции, способной к самостоятельному поддержанию численности, все равно не будет. Во-первых, потому, что клонированные животные сами, скорее всего, размножаться не станут. Чтобы иметь достаточное количество мамонтов, их придется клонировать заново.

Во-вторых, давайте посмотрим, каким образом собираются клонировать мамонта. Это будут делать, пересадив его ДНК в яйцеклетку самки азиатского слона. Но ведь получится не совсем мамонт, а гибридное животное, причем не межвидовой, а межродовой гибрид. При такой гибридизации шансы на успех весьма и весьма небольшие. Известен один случай рождения подобного животного — гибрид азиатского и африканского слонов. Но прожил этот детеныш только три недели.

Как жили мамонты

— А если все же мамонта когда-нибудь удастся клонировать, где он будет обитать? Ведь тундростепи, где мамонт жил в плейстоцене, не сохранились.

— Мамонт может жить в искусственных условиях, подобно тому, как сейчас в зоопарках содержатся разные звери, вымершие в естественной среде обитания.

— То есть его можно будет кормить современными растениями?

— Вполне. Дело в том, что 60% растений, которые существовали в том мире, где обитал мамонт, сейчас существуют. Они по-прежнему распространены в Арктике. Остальные 40% либо исчезли, либо встречаются в других климатических зонах — не в тундре, например, а в горах Центральной Азии.

Впрочем, хочу заметить, что наши данные о питании мамонтов тоже, увы, далеко не исчерпывающие. Все они основаны на исследовании содержимого желудка у Березовского и Шандринского мамонтов, у которых оно хорошо сохранилось. Мы знаем, что 90% рациона этих животных составляли травянистые растения, в основном злаки и осоки, а также немного представителей семейств маревых и гвоздичных. Из остального 5% составляют мхи, еще 5% — кустарники и деревья, в основном молодые побеги.

Но вот в чем проблема — оба этих мамонта, судя по всему, погибли в конце лета. Что мамонты ели зимой, неизвестно.

— А что удалось узнать о специфической кишечной микрофлоре мамонтов — микроорганизмах, помогавших этим гигантам переваривать растительную пищу? Ведь без нее любое растительноядное животное не может нормально питаться.

— Пока могу сказать одно — скорее всего, такая микрофлора существовала. Не исключено, что некоторые симбиотические инфузории, которые обнаружены у современных слонов, встречались и у мамонтов, поскольку физиология этих животных во многом похожа. Конечно, мамонт имел и свои уникальные признаки, поскольку обитал в уникальных условиях окружающей среды, но таких должно быть не более трети. В остальном слоны и мамонты были очень и очень похожи.

Сейчас появилась возможность разобраться в этом вопросе, поскольку в Америке начались работы по изучению помета колумбийского мамонта молекулярно-биологическими методами. Может быть, ученым удастся выделить из экскрементов мамонтов ДНК кишечных симбионтов этих животных. Однако пока такой цели никто не ставил — в основном внимание обращают на растительную ДНК.

— Известно ли что-нибудь о том, как была устроена популяция мамонтов?

— Если исходить из имеющихся у палеонтологов данных, она была похожа на популяцию азиатских слонов. У мамонтов были и самцовые группы, и одиночные самцы, и  семейные группы, состоящие из самок с детенышами. Эта структура не очень жесткая, она может изменяться в зависимости от условий.

Первые данные по популяционной структуре мамонтов были получены при исследовании останков этих животных в окрестностях Севска — там была обнаружена единовременно погибшая семейная группа. Наверное, это произошло в результате стихийного бедствия — возможно, наводнения. А в местечке Хот-Спрингс в Южной Дакоте была обнаружена естественная ловушка, куда попадали только самцы, причем все они были в одном возрастном промежутке. Получается, что там обитала самцовая группа.

— И все-таки, если ученым удастся создать самовоспроизводящуюся минимальную популяцию мамонтов, какое пространство им потребуется, чтобы жить в комфортных условиях?

— А вот этого, увы, никто не знает. Что касается современных слонов, то для их выживания необходима площадь не менее двенадцати квадратных километров на одну особь — это данные из национальных парков. Но при этом животные все равно испытывают постоянный стресс. Чтобы этого не было, нужна площадь не менее двадцати квадратных километров на одну особь. Соответственно, для нормальной жизни семейной группы в 20–30 особей нужна территория, представляющая собой окружность с радиусом около тридцати километров. Если все нормально, еды и воды хватает, то группа не выходит за пределы этой территории, а перемещается только внутри ее границ. Стоящая во главе группы самка-матриарх очень хорошо знает, где в какой сезон в пределах этой территории можно найти пищу.

Однако все эти исследования, про которые я говорю, были проведены в Восточной Африке, где имеется два засушливых и два дождливых сезона, за время которых растительность восстанавливается. В условиях же плейстоцена период изобилия растений был короче, а зима длилась восемь месяцев. Как я уже говорил, мы не знаем, чем питались мамонты зимой, а значит, не можем точно сказать, какова была территория семейной группы.

Как ведут себя в таких условиях современные арктические растительноядные животные, например северные олени? Всю зиму они совершают миграции в меридиональных направлениях. Но вот поступали ли так мамонты — большой вопрос. Дело в том, что до определенного момента детеныши слонов не могут совершать длительные миграции. До полугода они не могут проходить в день больше пяти-восьми километров.

№5 (381)




    Реклама

    Выставка upakovka расширяет влияние

    Все новые решения для упаковочной отрасли на одной выставочной площадке в Москве 23–26 января 2018 года.


    Реклама