Меня почему-то всегда восторгают истории о возрождении и «перезапуске» видов - хоть растений, хоть животных. Как думаешь, можно ли из существующих видов как-то вывести исходники, зверей и растения, максимально похожие на древние прототипы?
(Тим Яланский)
Ух, как я люблю такие вопросы! Всё это крайне непросто, и проблема распадается на множество проблемок. Для начала, навскидку: допустим, мы знаем облик вымершего животного, и у нас есть некий его очень отдалённый потомок. У этого отдалённого потомка часть признаков (и часть генов) будут своими, отличающимися; возможно, этих отличающихся генов даже не слишком много. Можно ли взять его за основу и «достроить» отличия?
Очень хочется опереться на какой-нибудь известный пример. Хотя любой пример будет до известной степени спекуляцией, но он может показать масштаб проблем.
Известно, что геномы человека и шимпанзе совпадают на 98,8%. Правда, шимпанзе – не наши предки, а наши «двоюродные» братья, но тем не менее: разница огромна, а сходство, оказывается, гораздо больше.
Но и разница в 1,2% на самом деле – это несколько сот генов. Чуть меньше трёхсот, если впасть в научное занудство. А ещё ДНК человека – это около трёх миллиардов пар нуклеотидов, и участки ДНК, содержащие искомые 1,2%, - это фрагменты, содержащие десятки миллионов пар нуклеотидов. Это я пишу, чтобы устрашить масштабом, ага.
«Эксперимент был внешне скромен, но полон человеческого тщеславия: мы, всесильные, берем стадо шимпанзе, мобилизуем механизм направленных мутаций, выводим эволюционный процесс из тупика, ускоряем его в тысячи раз и глядим — дозволено ли нам природой создать себе братьев по разуму».
(Кир Булычев. Юбилей-200)
У Кира Булычёва герои взяли за основу шимпанзе – но не ставили цели полностью «повторить» человека; целью было создание разумного существа.
А теперь представьте гипотетическую ситуацию: пусть искомого вида человека – нет; пусть от него не осталось ничего, кроме изображений да скелетов разной степени сохранности.
И вот тут всё будет зависеть от того, остались ли в находимых костях какие-либо обрывки генома того вида, который мы хотим воссоздать. Потому что если кости слишком древние, как например кости динозавров, и ДНК в них не сохранилась – то задача становится неразрешимой. По крайней мере, на современном уровне знаний.
А если ДНК сохранилась? И, собственно, как долго сохраняется ДНК?
Как ни странно, ДНК – довольно прочная молекула. Фрагменты ДНК удаётся извлекать (и сравнивать с соответствующими фрагментами ДНК человека) даже из костей неандертальцев, возраст которых достигает иногда 70 тысяч лет.
Но это именно фрагменты! Причём сложность работы оказывается многократно усилена тем обстоятельством, что ДНК неандертальцев, извлекаемые из костей, часто оказываются «загрязнены» ДНК бактерий и людей, которые работали на раскопках.
Тем не менее, в июле 2006 года Институт эволюционной антропологии имени М. Планка (Германия) и компания 454 Life Sciences (США) начали работы по расшифровке генома неандертальца, а три с половиной года спустя проект был завершен. Всего было прочитано 3,7 миллиарда пар нуклеотидов, но многие фрагменты были повторяющимися, и поэтому реально оказалось расшифровано только около 63 % генома (2 миллиарда пар нуклеотидов). Оставшиеся 37 % (1,2 миллиарда пар нуклеотидов) на тот момент ещё не были выявлены.
Заметьте, что даже эти 63% генома не удалось бы извлечь из какого-либо одного-единственного образца; всего понадобилось около 500 мг костной ткани, принадлежащей пяти особям с четырех стоянок; возраст самого древнего образца составлял 60-70 тысяч лет, а самого молодого – 40 тысяч лет. Это ужасно напоминает складывание паззла из пяти наборов разной степени полноты и потрёпанности, где часть деталей утеряна, а часть – повторяется. Причём к каждому из пяти наборов оказались щедро досыпаны посторонние детали!
Ну то есть, на тот момент мы не могли бы воссоздать того же неандертальца: нам не хватало гораздо большего числа «деталей», чем те, что отличают нас от шимпанзе.
Это исследование позволило поставить точку в одном очень давнем научном споре: кем неандертальцы приходятся нам, современным людям? Можно ли считать неандертальцев и кроманьонцев разными подвидами одного вида? Возможно, проникнув в Европу, кроманьонцы полностью ассимилировали неандертальцев, а мы – потомки этого слияния? Или же это два различных, нескрещивающихся вида?
Оказалось, ни то, ни другое. От неандертальцев нам, жителям Европы, достались лишь одного до четырёх процентов генов. То есть, виды-то это разные, но очень близкие, так что время от времени возникало смешанное потомство. На тот момент казалось, что это – результат длительного проживания двух видов на одной территории.
В 2013 году было опубликовано ещё одно нашумевшее исследование: на этот раз материалом послужила фаланга пальца стопы женщины, жившей 50 тысяч лет назад в Денисовской пещере (дело в том, что и неандертальцы, и известные всем денисовцы использовали эту пещеру в течение долгого времени). На этот раз каждая позиция генома была прочитана несколько десятков раз, и исследователи выложили в общий доступ расшифровку полного генома.
С тех пор было обнаружено много других интересных фактов. Сравнивали ДНК неандертальцев и денисовцев; неандертальцев и кроманьонцев; неандертальцев с Алтая и неандертальцев из Европы. В частности, было обнаружено, что неандертальцы и кроманьонцы начали скрещиваться даже не 80 тысяч лет назад (как казалось после того самого первого исследования 2006-2009 годов), а гораздо раньше, 219 тысяч лет назад, задолго до того, как кроманьонцы окончательно вселились в Европу. А вот последующее совместное обитание на одной территории ничего к уже имеющимся четырем процентам неандертальских генов нам не добавило.
Стало ясно и то, что геном неандертальцев и современных людей отличается лишь на 0,16%. Гораздо меньше, чем от генома шимпанзе, что, как вы понимаете, логично.
Так что, конструируем ДНК неандертальца – и вперёд? Нам ведь даже не пришлось бы собирать весь геном неандертальца с нуля, поскольку за основу мы могли бы взять наш собственный, изменив только отличающиеся части.
Нет. Даже если бы кто-то решился (и получил разрешение) на конструирование разумного (как ни крути) существа, трудностей впереди оказалось бы сильно больше, чем позади. А почему – об этом я расскажу в следующий раз.
©Татьяна Виноградова для Синего Сайта
Не пропустите новые публикации, подписывайтесь на наш канал, оставляйте отзывы, ставьте палец вверх – вместе интереснее! Приносите своё творчество на Синий Сайт! Самые интересные работы познают Дзен!
#синий сайт #полезно для авторов #литература #биология