Как близко мы можем подойти к воскрешению вымерших видов?
За последние 5 лет идея, что вымершие виды скоро могут быть возвращены к жизни, получила повышение внимание как в научной, так и на общественной арене.
Обсуждение вопроса о вымирании видов имеет тенденцию концентрироваться на следующих аспектах:
- этические и политические последствия воскрешения вымерших видов;
- экологические последствия высвобождения воскресших видов в дикую природу.
Три основных подхода к достижению этой цели
1. Обратное размножение;
2. Клонирование;
3. Генная инженерия.
Несмотря на то, что многие из этих подходов казались многообещающими в отношении возрождения, сохраняются серьезные проблемы. В конце концов, осуществимость первой фазы будет варьироваться в зависимости от конкретного вида, поскольку некоторые виды технически проще воскрешать, чем другие.
Вымершие фенотипы, возможно, никогда не удастся создать идентичными живыми копиями. Поэтому эти технологии следует рассматривать в качестве средства создания экологических посредников для видов, которые уже не живы, и которые могут приносить пользу экосистемам, например, восстанавливая критически важные экосистемы.
Обратное размножение
Обратная селекция - это термин, используемый для описания селекции с целью возрождения специфических черт предков популяции живых организмов.
Метод похож на традиционные селекционные программы размножения, когда отбираются спаривающиеся пары для обратного размножения, например, на основе их фенотипа, если они проявляют особую морфологическую или поведенческую активность.
При обратном размножении фенотипы предков могут воскрешаться после многих поколений, но гены, лежащие в основе этих фенотипов, могут отличаться от тех, которые присутствовали в вымерших видах.
Клонирование
Клонирование направлено на создание генетически идентичных копий вымершего вида на основе сохранившихся видов. Клонирование относится к методу, известному как соматический ядерный перенос клеток, это процесс, когда соматические клетки сливаются с энуклеированными яйцеклетками от близкородственных живых организмов.
Берутся донорские виды, делается клеточное перепрограммирование и эмбриогенез, затем развивающийся эмбрион оплодотворяется в пределах суррогатного растения или животного.
Организм, рожденный после соматического переноса, будет иметь идентичную ядерную последовательность геномов донору соматической клетки.
С тех пор как овечку Долли успешно клонировали в середине 1990-х годов, технические усовершенствования и лучшее понимание клеточного репрограммирования сделали подход еще более эффективным.
Клонирование является привлекательным подходом к возрождению видов животных потому, что в отличие от обратного размножения, образующийся организм будет идентичным, по крайней мере, на уровне ядерного генома.
Клонирование, однако, требует наличия нетронутых живых клеток, которые недоступны для большинства из вымерших видов. К счастью, для совсем недавно вымерших видов можно создать клоны из клеток, которые были собраны, выращены и заморожены до смерти.
Генная инженерия
Третий подход к воскрешению вымерших видов заключается в себе преимущества последних достижений в двух областях - использовании ДНК и редактировании генома.
Целью генной инженерии является редактирование последовательности геномов в клетках живых существ таким образом, что последовательности этих геномов становятся очень похожи на последовательности близкородственных вымерших видов. И эти живые клетки могут быть использованы уже для клонирования.
Первым шагом на этом пути является реконструкция последовательности геномов вымерших видов. В то время как клетки не остаются жизнеспособными после смерти, ДНК выживает и может быть восстановлен из разных типов тканей.
Скорость распада ДНК происходит медленнее в холодной среде. Холодная консервация остается важным критерием долгосрочной сохранности ДНК.
После того, как геном вымершего вида собран, следующим шагом будет определение частей этого генома, которые отвечают за целевой фенотип. Лабораторные эксперименты выявляют связи между генотипом и фенотипом.
На фенотипы обычно оказывают влияние более чем один, а иногда даже и сотни генов. Фенотип организма является следствием взаимодействия между его организмом и окружающей средой, в которой он развивается и живет.
Когда редактирование генома завершено, следующим шагом в этом направлении будет преобразование клетки, содержащей отредактированный геном, в живой организм. Для млекопитающих это возможно через клонирование.
Для некоторых видов животных клонирование не является приемлемым вариантом. Например оно пока невозможно для видов, откладывающих яйца, включая птиц и рептилий, потому что репродуктивная физиология этих животных ограничивает доступ к раннему яйцу и манипулирование им.
Итог
Ни один из описанных выше подходов не гарантирует успех рождения организма, который является идентичной копией вымершего организма. Даже организмы, клонированные из замороженных клеток, не станут полностью идентичными вымершим.
Клоны будут развиваться внутри яиц и матки другого вида, чье питание, окружающая среда и даже гены будут другими. Когда животное родится, оно будет воспитывается суррогатным видом. Оно будет жить в среде, отличающейся от той, которая существовала в прошлом, и потреблять рацион питания, отличный от прежнего.
В большинстве текущих проектов по возрождению видов цель состоит в том, чтобы создать функциональные эквиваленты видов, которые когда-то существовали.