Площадку для возрождения вымерших животных могут создать на Командорских островах. Российские ученые впервые в мире расшифровали митохондриальный геном стеллерова, или очкового, баклана — вымершего вида птиц, который обитал на архипелаге и был уничтожен охотой в середине XIX века. По словам специалистов, Командоры известны уникальной древней фауной и могут стать местом для подобных биотехнологических экспериментов. Однако для полноценного возрождения вида необходимо восстановить его полный геном, что сегодня остается крайне сложной задачей, считают эксперты. Кроме того, появление возрожденных животных может создать риски для современных экосистем. Над проектом предстоит работать специалистам из разных стран, а его реализация потребует серьезного прорыва в биотехнологиях.
Как древняя ДНК поможет узнать историю вымершего вида
Ученые Европейского университета в Санкт-Петербурге, Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН и их коллеги впервые в мире расшифровали митохондриальный геном стеллерова, или очкового, баклана — вымершей птицы, обитавшей на Командорских островах.
По мнению специалистов, полученные данные помогут восстановить историю вида и в перспективе могут быть использованы для его возрождения с помощью методов геномного редактирования. Исследование также может стать основой для создания на архипелаге парка восстановленных древних видов.
Справка «Известий»
Митохондриальный геном — наследственный материал, содержащийся в митохондриях, органеллах, отвечающих за производство энергии в клетке. Митохондриальная ДНК наследуется по материнской линии и мутирует в 10–20 раз быстрее ядерной ДНК. Это позволяет ее использовать для установления родственных связей между видами, а также изучения их происхождения, расселения и миграций.
— Стеллеров баклан — самый крупный представитель семейства. Его масса достигала 5–6 кг, а длина тела — около метра. Он имел темное оперение с металлическим отливом и характерные голые участки кожи вокруг глаз — «очки». Из-за крупных размеров и коротких крыльев птица тяжело взлетала, зато отлично плавала и ныряла. При этом она практически не боялась человека, — рассказал «Известиям» один из авторов исследования, заведующий лабораторией палеогеномики ЕУСПб Артем Недолужко.
По его словам, причиной вымирания вида стала бесконтрольная охота промысловиков и мореплавателей, которые использовали очковых бакланов как легкий источник мяса и яиц. К середине XIX века птицы были полностью истреблены.
Древнюю ДНК ученые выделили из костей бакланов, найденных на острове Беринга во время экспедиции Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН. Радиоуглеродный анализ показал, что возраст останков составляет от 230 до 1510 лет.
Генетический анализ подтвердил, что стеллеров баклан относится к роду северотихоокеанских бакланов. Его ближайшие современные родственники — берингов и краснолицый бакланы. Согласно построенному филогенетическому древу, линия стеллерова баклана отделилась от других представителей рода около 6,7 млн лет назад, в позднем миоцене.
Возможно ли создать парк вымерших животных
— Полученные данные позволят подробнее изучить эволюцию птиц Тихоокеанского региона, а также точнее установить причинно-следственные связи и хронологию вымирания вида. В будущем, когда появятся необходимые технологии, результаты исследования могут стать основой для его восстановления, — уточнил Артем Недолужко.
Возрождение вымерших видов — сложный и амбициозный проект, который может объединить биотехнологов, генетиков, экологов и других специалистов со всего мира. При этом Командорские острова способны стать одной из ключевых площадок для таких исследований. В перспективе здесь можно было бы создать первый в мире парк восстановленных вымерших видов, считает ученый.
Он уточнил, что отделенный от материка архипелаг представляет собой уникальный природный заповедник, где вплоть до начала исторической эпохи обитали целые сообщества реликтовых и эндемичных видов. Помимо наиболее известных стеллеровой коровы и стеллерова баклана, окрестности островов населял морской лев Токто — реликтовый подвид ушастых тюленей.
— Геномы вымерших животных — бесценные архивы информации. Их изучение помогает реконструировать историю видов и понять причины их исчезновения. Они действительно могут стать основой для восстановления древних животных. Эта идея из научной фантастики постепенно переходит в разряд амбициозных научно-технических задач, — рассказал доцент Института экологии РУДН имени П. Лумумбы, член Общественного совета при Минприроды России и Общественного совета Базовой организации государств — участников СНГ по экологическому образованию, главный редактор журнала «Ресурсы» Владимир Пинаев.
По его словам, ученые уже используют древнюю ДНК и технологии редактирования генома в проектах по восстановлению шерстистого мамонта, дронта и ужасного волка. Однако вместо полного «воскрешения» вида, скорее всего, речь будет идти о создании его функционального аналога — генетически модифицированного современного животного, обладающего рядом признаков вымершего предка.
Парк древних животных мог бы стать символом ответственности человека за сохранение природы и одновременно научно-просветительским центром. Вместе с тем, по мнению эксперта, важно не забывать о видах, которые находятся под угрозой исчезновения сегодня.
Возрождение древних видов — это фантастика
— Восстановление вымерших животных — не утопия, но и не программа на ближайшие десятилетия. Правильнее говорить о развитии целого спектра технологий, — отметил руководитель Научно-образовательного центра геномных исследований Института фундаментальной биологии и биотехнологии Сибирского федерального университета (СФУ), ведущий научный сотрудник Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН Константин Крутовский.
Современная наука уже позволяет реконструировать геномы некоторых недавно вымерших или древних животных, уточнил он. Например, для мамонта удалось получить геномные последовательности из образцов возрастом в сотни тысяч лет. Следующий этап — редактирование генома современного близкого вида. Теоретически можно, например, изменить у слона гены, связанные с признаками мамонта. Однако получившееся животное всё равно останется слоном с отдельными мамонтовыми характеристиками.
По мнению эксперта, наиболее амбициозная задача — экологическая реконструкция. Она предполагает не только восстановление отдельных видов, но и создание подходящей для них среды обитания. Целью такого парка может стать формирование экспериментальных экосистем, в которых ученые смогут изучать восстановление утраченных экологических функций. Интересным вариантом могла бы стать территория с разными зонами — современной, исторической, плейстоценовой и другими.
При этом важно учитывать, что митохондриальная ДНК составляет лишь небольшую часть генетического материала, отметил ученый. Она содержит около 17 тыс. пар нуклеотидов, тогда как полный геном значительно больше и включает миллиарды нуклеотидов.
— Похожие проекты уже существуют. В частности, в Якутии развивают Плейстоценовый парк, где пытаются воссоздать экосистему, существовавшую десятки тысяч лет назад. Над восстановлением древних видов в мире работает большое количество ученых. Пока эти исследования, к сожалению, не привели к результатам, — отметила научный сотрудник лаборатории поведения позвоночных животных биологического факультета МГУ Ольга Сибирякова.
При этом отдельные попытки предпринимались. Например, в 2000 году погибла последняя особь пиренейского козла, или букардо. Ученые попытались восстановить этот подвид с помощью клонирования: детеныш родился в 2003-м, но умер через семь минут после рождения из-за дефекта легких.
Главная сложность клонирования вымерших видов заключается в необходимости восстановить полный геном. На практике ученым пока удается получить лишь отдельные его фрагменты. Кроме того, необходимо найти подходящую суррогатную мать, способную выносить эмбрион. Например, современные ленивцы значительно меньше некоторых вымерших видов, поэтому использовать их для вынашивания потомства крупных древних сородичей невозможно. Вместе с тем к идее парка древних видов нужно подходить с осторожностью, так как такие действия могут угрожать современным видам.