Всем привет! С вами подкаст «Феи, роботы, пришельцы», и сегодня мы поговорим про темную сторону эволюции: вымирание видов.
Когда речь заходит о вымирании каких-то существ, нам сразу представляется что-то печальное: амурских тигров в мире осталось всего несколько десятков, на людской памяти вымерли гигантские черепахи и птицы до-до, панды живут только в зоопарках...
И потому борьба с вымиранием и новые научные идеи по восстановлению вымерших видов кажутся отличной идеей. Так ли это на самом деле? Пытаясь восстановить динозавров или мамонтов, мы отдаем долг природе или занимаемся «научной некромантией»?
Круг жизни и смерти
Мы привыкли считать вымирание отдельных видов каким-то нежелательным явлением. Это либо трагедия, как вымирание динозавров, которое в массовом сознании связано с падением метеорита, либо результат хищнических, необдуманных действий человека: охота на китов и кашалотов, изменение климата.
Однако если посмотреть вглубь истории, окажется, что вымирания случались всегда, с самого момента возникновения жизни на нашей планете. Вымирание - это обратная сторона эволюции. Для того, чтобы возникли новые существа, кто-то должен уйти со сцены. Это справедливо как для отдельных живых организмов, так и для массовой глобальной смены биологического разнообразия. Без вымирания не будет прогресса. И уж точно не все вымирания связаны с людьми. Здесь за примером далеко ходить не нужно: динозавры вымерли за 50 миллионов лет до того, как проконсулы, общие предки обезьян и человека, осторожно спустились с веток деревьев на землю саванны.
А точно ли вымерли? Эффект Лазаря
Когда речь заходит о вымирании, одним из камней преткновения становится вопрос: как определить, что какой-то вид вымер? В некоторых случаях это можно зафиксировать точно, если мы говорим о существах, которые уже заведомо исчезли в дикой природе и содержатся только в неволе. Зная их количество и скорость размножения, можно оценить, вымрут они, или есть шанс восстановить популяцию. Так происходит например с пандами. Все панды живут на небольшой территории, правительство Китая их всех пересчитало и мы точно знаем, что происходит с этим видом. А вот например тасманский дьявол в Австралии и Новой Зеландии учтен не так хорошо, он живёт в нескольких ареала обитания, и возможно встречается где-то, куда ещё не добрался человек с его статистикой. Так что нет возможности точно предсказать сроки вымирания этого вида.
Еще стоит упомянуть такое явление, как эффект Лазаря — обнаружение вида, который считался вымершим. Такое встречается в антропологии, когда существа считаются вымершими в какой-то период, но потом их останки находят в археологических слоях спустя несколько тысяч лет. То есть вид-то все равно вымерший, но жил намного дольше, чем мы предполагали. Или даже в современности, когда в каких-то отдалённых местах, где ещё не ступала нога человека, мы находим вдруг вполне себе живых представителей видов, которых считали вымершими. Самый яркий пример — это латимерия, лопастеперая рыба, которую находили в окаменелостях эпохи динозавров, и которая оказывается, плавает в океане до сих пор.
В Австралии несколько раз видели животное, похожее на сумчатого волка. Этот вид млекопитающих считается вымершим с 1936 года, когда в неволе умер последний волк. Но в глухих и труднодоступных лесах Тасмании могли еще остаться отдельные особи. С одной стороны, это повод для оптимизма – редкий и необычный зверь продолжает существовать. С другой стороны, этот пример используется в спорах с экологами: «Видите, не все так страшно, нам не нужно себя ограничивать, природа сама разберется!»
Увы, это исключения, которые лишь подтверждают общее правило. Вымирание - чрезвычайно эффективный процесс, который касается абсолютно всех живущих существ. За все время истории жизни на Земле вымерло 99% существовавших видов. По некоторым оценкам, это 5 миллиардов разных видов существ. Они жили свою эпоху, в своих условиях, и вымерли, уступив место следующим. Так было всегда и до недавнего времени считалось, что это нормальный порядок вещей.
Без вымирания, этой злой сестры эволюции, никогда не появился бы наш вид, человека разумного. Но это конечно не означает, что необдуманные действия человека не приведут к уничтожению нашей собственной биологической ниши и гибели всех остальных живых существ, что человек в какой-то ужасный момент будущего не пожалеет о своих поступках.
Вспомним биологию.
Как появляются новые виды? В процессе размножения потомство не всегда получается точной копией родителей. Под влиянием разных факторов накапливаются небольшие отклонения, генетические мутации, новые признаки. По мере их накопления и усиления они закрепляются в дальнейших поколениях, если как-то помогали своим носителям. В результате мы имеем новые виды живых существ. Если накопленные признаки помогают им лучше существовать, то они будут вытеснять другие виды, у которых таких признаков нет. Так и работает пресловутый естественный отбор, выживают самые приспособленные. У существ есть определённая экологическая ниша, в которой они живут, добывают себе пищу и спасаются от хищников.
Если вдруг это экологическая ниша меняется, то и существа меняются вслед за ней, а предыдущие версии вымирают. Или же новый вид оказываются более адаптирован и успешен, тем самым вытесняя предшественников. Например, домашняя собака. По мере эволюции рядом с людьми собаки развили ряд признаков, которые делают их верными помощниками и спутниками людей. У собак даже изменилась мускулатура морды, которая позволяет им двигать бровями - так больше нравится людям. В результате именно у этого вида одомашненной собаки появилось огромное конкурентное преимущество: помощь человека. В экологической борьбе у диких лисиц не было ни одного шанса.
Кроме этого естественного биологического процесса существуют ещё массовые вымирания, или биотический кризис. Всего в антропологии выделяют пять таких массовых кризисов. Конечно, у нас нет машины времени, чтобы отправиться в прошлое и посмотреть, как все было. Наши знания основываются на археологии, изучении геномов и математическом моделировании. Возможно, массовые вымирания были и намного раньше, просто в докембрийскую эпоху их сложнее отметить – от микробов и мягкотелых инфузорий мало что остается в палеонтологической летописи.
- 450—443 млн лет назад — ордовикско-силурийское вымирание — уступало, согласно ряду классификаций, по масштабности только пермскому. Вымерло 72—86 % видов
- 372 млн лет назад — девонское вымирание. Исчезло 19% всех семейств и 50 % всех родов. Оно затронуло в основном обитателей морей, в частности, практически полностью исчезли организмы, формировавшие коралловые рифы.
- 253—251 млн лет назад — «великое» пермское вымирание, самое массовое вымирание из всех, исчезли более 90% морских видов и более 70% видов наземных позвоночных.
- 208—200 млн лет назад — триасовое вымирание, в результате которого вымерло 23 % всех семейств и 48 % всех родов, по меньшей мере, половина известных сейчас видов, живших на Земле в то время, в частности, 20 % морских видов.
- 65,5 млн лет назад — мел-палеогеновое вымирание — последнее массовое вымирание, уничтожившее 68—75 % всех видов, в том числе и динозавров. Оно вызывает интерес, поскольку форсировало эволюцию млекопитающих (в частности, и появление человека), возможно, было вызвано падением метеорита.
Как здесь не вспомнить фантастические или сакральные тексты о неких высших, потусторонних силах, которые стирают надписи с доски истории, чтобы освободить место для новых поколений.
С конца девяностых годов иногда выделяют шестое массовое вымирание, которое происходит прямо сейчас, в том числе - из-за действий человека. Причём скорость этого вымирания увеличивается, за последние двести лет вымерло больше видов, чем за последнюю тысячу.
Однако может быть, та самая наука и техника, которые и вызвали это вымирание, смогут обратить процесс вспять? Понимая механизмы эволюции и законы биосферы, мы можем предпринять какие-то действия, чтобы восстановить утраченные виды? Как ни странно, эта идея вызывает столько же энтузиазма, сколько и критики.
Итак, как обратить вспять вымирания, что может нам предложить наука?
Клонирование
Первый способ - это клонирование, точное воспроизведение какого-либо объекта любое количество раз. Мы пока что на этапе становления, только учимся это делать, но уже есть первые результаты: свиньи, лошади, овцы. Самая известная, конечно, овечка Долли - вполне здоровая и жизнеспособная особь, полученная путём клонирования.
Как это работает? Мы берём клетку, извлекаем из неё ядро, и потом это ядро переносим в неоплодотворенную яйцеклетку, максимально подходящую. После этого оплодотворенная яйцеклетка подсаживается приемной матери и развивается обычным образом. Здесь мы уже видим ограничение этого способа: нам в любом случае потребуется максимально родственный организм, нам нужна живая клетка. Так что клонирование не сработает с давно вымершими видами. Зато эта технология отработана, первые опыты по клонированию проходили уже в пятидесятые годы XX века.
Даже сейчас успешно заканчивается менее половины процедур. При этом мы работаем с клетками существ, которые у нас «под рукой», есть большое количество попыток.
В 1999 году Национальный австралийский музей начал проекта по созданию клона сумчатого волка. Удалось извлечь ДНК из заспиртованных чучел, которые хранились в музее. Однако образцы оказались повреждёнными, и на этом проект пришлось остановить.
Разумеется, если мы говорим о животных, вымерших еще раньше, то нам негде взять сохранную клетку с образцом генетического материала. Придется сперва этот код ДНК восстановить.
Редактирование ДНК
Мы переходим к более сложному способу обратить вспять вымирание. Генная инженерия. Под этим словом понимают целый набор методов и инструментов биологии, генетики, вирусологии и даже цифровой аналитики. Вся информация о развитии живого организма хранится в молекулах ДНК И РНК. В процессе экспериментов выяснили, что ДНК некоторых вирусов может встраиваться в цепочки хромосом других бактерий, в результате один фрагмент РНК заменяется другим фрагментом, от самого вируса. Это похоже на процесс редактирования текста: вырезаем часть символов из одной части и копируем заменой на место другой. Понимая, как работает этот процесс, мы можем редактировать ДНК самостоятельно.
При помощи генной инженерии мы можем воссоздать цепочки ДНК давно вымерших организмов, и использовать их для воссоздания их половых клеток. За основу мы возьмём клетки их существующих ближайших родственников.
Процесс выглядит так: выделяем специфические гены, например – мамонта. Включаем их в геном ближайшего ныне живущего родственника - азиатского слона.
Далее все идет практически, как в случае клонирования: модифицированный геном имплантируется в оплодотворённую яйцеклетку, которая подсаживается суррогатной матери-слонихе. В отличие от клонирования, нам не нужна живая яйцеклетка образца, можно использовать следы ДНК, полученные из останков, даже плохо сохранившихся. Эта более сложная технология даст нам не точную копию давно вымершего оригинала, а некий гибрид, смесь из свойств существующего и доисторического организма.
Сложность здесь в том, ДНК - крайне нестабильная молекула. На неё влияет солнечная радиация, температура, внешняя среда. Поэтому выделить ДНК древних динозавров не так просто, как это было показано в фильме «Парк юрского периода». Те результаты, которые сейчас учёные называют фантастическими, это получение цепочки из ста нуклидов, около 10% от целой цепочки ДНК. Современной биоинформатика умеет обрабатывать, объединять и досчитывать недостающие данные, но базы данных ДНК всех вымерших животных у нас пока что ещё нет.
Тем не менее, японские ученые уже несколько лет работают над тем, чтобы извлечь ДНК мамонта из хорошо сохранившихся экземпляров, и подсадить его в клетки африканского слона.
Обратная селекция
Третий способ - это обратная селекция. Не секрет, что человек непосредственно вмешивается в эволюцию. Одомашненные нами животные – это продукт отбора нужных нам признаков, и их закрепление через подбор пар для скрещивания. Собака чихуахуа совсем не похожа на дикого волка, который прибился к человеку пятьдесят тысяч лет назад, эта порода была выведена нами целенаправленно. Но где-то внутри, в цепочках генов, еще хранятся признаки того дикого предка. Соответственно, если мы смогли запустить этот процесс в одну сторону, мы можем и обратить его вспять. Скрещивая особей с нужными нам качествами, мы можем усилить, вернуть максимально древние и природные признаки. Условно говоря, вырастить из домашней собаки дикого пещерного волка.
Таким образом предполагают восстановить недавно вымерших диких животных: вырастить туров из коров, буффало из быков, диких лошадей из пони.
Или даже больше: у всех у нас есть несколько процентов генов от неандертальцев. Это значит, что тщательно подбирая поколения людей (добровольно или принудительно), мы можем постепенно создать популяцию людей, все более и более похожих на неандертальцев. Конечно, это будет не возрождение тех, давнишних неандертальцев, а новый вариант с похожими признаками.
Стоит отметить, что современные нормы морали, юриспруденции и нравственности не позволяют проводить таких экспериментов над человеком.
Итеративная эволюция
Есть ещё один процесс, благодаря которому могут заново появиться вымершие виды, причём без участия человека. Это итеративная эволюция, то есть повтор эволюционных событий. Один и тот же вид может возникать несколько раз от единого общего предка в разное время, при повторении условий.
Один и тот же исходный набор данных, одни те же условия, повторяющиеся мутации – и вот птица, которую давно считали вымершей, опять живёт на островах Индийского океана.
Есть такая небольшая нелетающая птичка, Кювьеров пастушок. Оперение коричневой окраски, клюв прямой, тёмный. Последний выживший подвид вымер на атолле Альдабра, но потом «воскрес из мёртвых».
То есть птицы попали на изолированный остров, в результате эволюции приобрели определенные черты: разучились летать, завели прямой клюв и быстрые ноги. Потом все птицы вымерли. Через десятки тысяч лет, другие птицы вновь попали в те же условия, и эволюция пошла по тому же пути – в результате вымерший вид снова существует!
Так что если когда-то на Земле повторятся условия, при которых жили динозавры, вполне возможно, что современные существа опять обретут признаки гигантских ящеров.
Правда, это будет означать, что многие современные виды должны будут так же массово вымереть. С одной стороны, повторная эволюция это оптимистичный процесс, который доказывает, что жизнь всегда найдёт выход. С другой стороны, это все ещё естественный процесс, который занимает десятки тысяч лет, и мы не сможем ни контролировать его, ни наблюдать результат.
«За» и «против»
Как у любого научного вопроса, есть сторонники и противники того, чтобы обратить вспять вымирание отдельных видов.
Первая проблема - их экологическая ниша может быть уже занята. Если мы вернём мамонтов, то той холодный тундры, где они чувствовали себя максимально комфортно, в мире уже почти не осталось. Мамонты либо вымрут повторно, либо им понравятся современные тёплые равнины, и они начнут вытеснять современных слонов.
Что касается существ, вымерших совсем давно, здесь возникает ещё больше проблем с их средой обитания, вплоть до химического состава атмосферы в разные эпохи.
Существует целое направление биологии, которое призывает создать на планете ряд национальных парков, и восстановить в них флору и фауну по состоянию на десять тысяч лет назад, до прихода цивилизации людей. Обратной селекцией возродить диких быков и пум, подселить к ним одногорбых верблюдов и зебр. Саблезубых тигров заменить современными, амурскими. Ну и конечно генетически восстановить шерстистого мамонта!
Сторонники проекта считают вымирание всех этих животных результатом деятельности человека. Таким образом, наша задача – восстановить утраченное. Такие заповедники уже есть, и даже ведут работу по восстановлению условий обитания почти вымерших животных. Нет, совсем исчезнувших еще не восстановили, но, например поголовье зубров удалось увеличить.
В России тоже есть свой заповедник, «Плейстоценовый парк» на северо-востоке Якутии в нижнем течении реки Колыма, недалеко от побережья Северного Ледовитого океана. Здесь живут якутские лошади, северные олени, овцебыки, зубры, верблюды и маралы. По мнению создателей этого заповедника, большее биологическое разнообразие позволит превратить голую тундру в степь, сделать ее богаче и плодороднее.
Но есть и те, кто решительно против восстановления вымерших видов. Аргументов много, и с биологической, и с экономической, и с этической точек зрения.
Мы не можем до конца просчитать всех последствий вмешательства в экосистемы. Возможно, поддержка одних видов, пусть и похожих на древних, повлечет ускоренное вытеснение современной фауны. Может быть, все восстановленные виды окажутся малопригодными для современных условий.
То же пресловутое вымирание динозавров является предметом споров специалистов. Кто-то винит во всем падение метеорита и последующее похолодание. Есть теория, что появившиеся млекопитающие слишком активно поедали яйца гигантских рептилий. Есть более экзотические версии, про изменение состава воды в Мировом океане, развитие цветковых растений, сок которых был для динозавров ядовит, и про влияние на климат дрейфа материков.
Иными словами, мы хотим вмешаться в очень сложную систему, где все взаимосвязано, а мы не до конца понимаем принципы работы всех факторов.
Даже если нам удастся восстановить несколько экземпляров вымерших животных, они все равно будут крайне малочисленны. И здесь, как ни печально, следует учитывать браконьеров. Несмотря на все запреты, люди охотятся на носорогов и тигров. Будет очень обидно восстановить лошадей Пржевальского или зубров только для того, чтобы их перестреляли охотники. Именно так и случилось в заповедниках Восточной Европы.
Также противники подобных идей указывают на то, что вместо того, чтобы тратить усилия и финансы на восстановление уже исчезнувших животных, следует сосредоточится на спасения ещё живущих.
На Земле мало мест, где животные могут жить в естественной среде обитания. Популяция амурского тигра на Дальнем Востоке не увеличивается, потому что для животных просто не хватает места. Каждому зверю нужно не менее 500 кв. километров для охоты, а остатки уссурийской тайги со всех сторон зажаты человеческими городами. Если добавить туда еще шерстистого носорога, бизонов и дикого верблюда, для животных просто не хватит места.
Многих людей пугает сочетание слов «генетическая модификация». В фильмах ужасов ученые регулярно в результате своих экспериментов то случайно будят мирно спящего Годзиллу, то выводят новый вид чрезвычайно опасных хищников, а чаще вообще нечаянно запускают зомби-апокалипсис.
Хотя волноваться еще рано: пока что межвидовое клонирование и восстановление ДНК – это почти фантастическое направление. Как это часто бывает на острие науки, законодательная и моральная сфера не успевает за прогрессом. В некоторых странах эксперименты по клонированию полностью запрещены, в других – наоборот, активно финансируются. Вспомните, сколько раз в фантастике обсуждалось, будет ли у клонов человека душа? А насколько «настоящими» будут восстановленные в лабораториях животные? Интересный вопрос, будет ли закон о жестоком обращении с животными распространятся на динозавров?
Конечно, было бы интересно посетить национальный парк, в котором живут мамонты и саблезубые тигры. Но ведь и нам, людям, где-то нужно жить. В произведениях фантастов встречается такой сценарий: люди перенесут всё производство и инфраструктуру в космос, на орбитальные платформы, сами расселятся на Луне и Марсе, а Земле вернут первозданный облик – без городов и дорог, только леса, моря и степи. Конечно, эволюция даже в таком фантастическом сценарии все равно будет идти вперед, и новые виды будут все равно сменять старые. Но зато мы будем знать, что глобальное вымирание из-за человека земной флоре и фауне не грозит.
Спасибо что послушали! Пишите в комментариях, нужно ли ученым восстанавливать вымершие виды?
Канал «Феи / Роботы / Пришельцы» можно читать на Яндекс.Дзен, в Телеграме и ВКонтакте. Аудиоверсия подкаста доступна на сервисах Яндекс.Музыка, Apple Podcasts, Google Podcasts и в вашем любимом плеере подкастов. Видео-версию смотрите на канале YouTube.
Поддержать канал можно на сервисе Boosty по ссылке в описании.
Оставляйте комментарии и ставьте оценки. Не забудьте подписаться на канал, чтобы не пропустить новые выпуски. Скоро увидимся!
