Відродження зниклих видів Цикламен Кузнецова National Geographic Україна - квітень 2013 Відродження зниклих видів 30 липня 2003 року групі іспанських і французьких науковців удалося повернути час назад. Дослідники змогли воскресити вимерлу тварину, хай навіть їм довелося побачити, як вона вимерла знову. Це був дикий козел букардо, підвид піренейського козла. Букардо (Capra pyrenaica pyrenaica) - великі, гарні створіння, які важили до 99 кілограмів і мали довгі, ледь вигнуті роги. Тисячі років вони жили високо у Піренеях, горах, що утворюють природний кордон між Іспанією та Францією. Потім з'явилися рушниці. За кілька століть мисливці майже повністю винищили популяцію букардо. 1989 року іспанські науковці провели дослідження і констатували, що на той момент у Піренеях жило всього близько десятка особин. А за десять років лишилася тільки одна - самиця, яку назвали Селією. Працівники Національного парку Ордеса-і-Монте-Пердідо на чолі з ветеринаром диких тварин Альберто Фернандесом-Аріасом зловили тварину в пастку, прикріпили радіонашийник і відпустили. Дев'ять місяців по тому радіонашийник передав довгий неперервний гудок: сигнал, що Селія вже мертва. Її знайшли під деревом, яке впал й роздушило тварину. Після цієї смерті букардо офіційно оголосили вимерлими. Але деякі клітини Селії залишилися живі: їх зберігали в лабораторіях у Сарагосі та Мадриді. Протягом кількох років група фахівців із репродуктивної біології на чолі з Хосе Фолком вносили ядра ці клітин у яйцеклітини кіз, попередньо видаляючи з тих власну ДНК, а потім підсаджували такі яйцеклітини сурогатним матерям. Імплантацій здійснили 57, але тільки сім тварин завагітніли. Із цих семи вагітностей шість закінчилися викиднями. Проте одна самка - гібрид іншого підвиду піренейського козла й звичайного козла - виносила клона Селії. Фолк і його колеги здійснили кесарів розтин і отримали клона масою два кілограми. Коли Фернандес-Аріас узяв на руки новонароджену букардо, то побачив, як та силкується схопити повітря, висолопивши язика. Їй намагалися допомогти вдихнути, але за якихось десять хвилин клон Селії помер. Розтин показав, що в одній з її легень виросла додаткова величезна доля, щільна, мов шматок печінки. Ніхто не зміг би нічого вдіяти. Додо й безкрила гагарка, сумчастий вовк і китайський річковий дельфін, мандрівний голуб і американський королівський дятел - букардо став лише однією з багатьох тварин, що їх винищили люди, часом навмисно. Й оскільки багато видів тепер під загрозою зникнення, букардо незабаром опиниться у ще більшій компанії. Фернандес-Аріас належить до невеликої, але завзятої групи науковців, які вірять, що клонування може змінити цю тенденцію. Ідея повертати до життя вимерлі види - інколи це називають відродженням - перебувала на межі між реальністю та науковою фантастикою понад два десятки років, відтоді як письменник Майкл Крайтон випустив у світ динозаврів із Парку Юрського періоду. Клон Селії - це найбільше наближення да реального відродження. Фернандес-Аріас живе в передчутті моменту, коли люди зможуть-таки знову давати життя тваринам, що зникли з їхньої вини. «Це станеться на наших очах», - сказав він мені. Я зустрів Фернандеса-Аріаса восени 2012 року на закритій зустрічі науковців у штаб-квартирі Національного географічні ного товариства у Вашингтоні. Генетики, біологи дикої природи, спеціалісти зі збереження довкілля, а також філософи-етики вперше в історії зібралися, щоб обговорити можливість відродження видів. Чи можливо це? Чи потрібно відроджувати види! Один за одним науковці вставали, розповідаючи про успіхи у роботі зі стовбуровими клітинами, у відновленні стародавніх ДНК, у реконструкції втрачених геномів. Що далі, то більше хвилювання охоплювало учасників зустрічі. Усі погодилися, що відродження стане можливим уже в недалекому майбутньому. «Справа відродження видів зайшла набагато далі й рухається набагато швидше, ніж ми могли собі уявити, - каже Росс Мак-Фі, куратор відділу ссавців в Американському музеї природничої історії у Нью-Йорку. -Про що нам передовсім треба серйозно подумати, так це про те, які є причини повертати І до життя певний вид тварин». Нині можна сподіватися відродити тільки ті види, які вимерли за останні кілька і десятків тисяч років і в чиїх рештках збереглися осередки інтактних клітин, або хоча би достатня кількість стародавньої ДНК для реконструювання геномів тварин. Оскільки в природі є певна швидкість розпаду, уже ніколи не можна буде відновити і повністю геном королівського тиранозавра (Tyrannosaurus rex), що вимер близько 65 мільйонів років тому. Ті види, які теоретично можна було б відродити, зникли, поки людство стрімко піднімалося на п'єдестал світового домінування. А останнім часом ми, люди, самі докладали рук до того, щоб згладити зі світу багатьох тварин, полюючи на них, винищуючи ареали проживання, поширюючи хвороби. Це одна з причин, чому ми мали би їх повертати. «Якщо говорити про види, що їх ми самі знищили, я думаю, ми зобов'язані спробувати зробити це», - каже Майкл Арчер, палеонтолог з Університету Нового Південного Уельсу в Австралії. Деякі його противники кажуть, що відновлювати зниклі види - означає ставити себе на місце Бога. Дослідник іронізує у відповідь: «Думаю, ми ставили себе на місце Бога, коли винищували цих тварин». Інші науковці, які підтримують відродження, кажуть, що воно принесе цілком реальну користь. Більшість ліків, наприклад, не з'явилися просто з повітря - їх виділили з природних сполук, знайдених серед видів диких рослин, яким теж загрожує зникнення. Так само деякі вимерлі тварини відігравали життєво важливу роль у своїх екосистемах. Наприклад, у Сибіру 12 тисяч років тому жили мамонти та інші великі травоїдні ссавці. Тоді там була не поросла мохами тундра, а вкритий різнотрав'ям степ. Сергій Зимов, російський еколог, директор Північно-Східної науково-дослідної станції в Перському (Республіка Саха, Росія), уже давно намагається довести, що це не був простий збіг: мамонти та інші травоїдні тварини підтримували трав'яний покрив, розпушуючи й угноюючи ґрунт. Коли ці тварини зникли, розрісся мох, і луги перетворилися на менш родючу тундру. Останніми роками Зимов намагався повернути тундрі її первісний вигляд. Він завіз туди коней, вівцебиків та інших крупних ссавців і назвав експериментальний регіон у Сибіру Плейстоценовим парком. Зимов був би дуже радий, якби там почали бродити волохаті мамонти. «Але тільки мої внуки зможуть їх побачити, - каже науковець. - Миші розмножуються дуже швидко. А мамонти - повільно. Наберімося терпіння і зачекаймо». Коли Фернандес-Аріас уперше спробував повернути у світ букардо десять років тому, то мусив оперувати дуже грубими, як на сучасний погляд, засобами. На той момент минуло тільки сім років, відколи народилася овечка Доллі, перший клонований ссавець. Тоді, на початку ери клонування, науковці брали у тварини одну клітину, вносили її ДНК в яйцеклітину, замінюючи таким чином у тої власний генетичний матеріал. За допомогою електричного розряду яйцеклітину змушували ділитися, а потім підсаджували ембріон у сурогатну матір. Переважно такі вагітності закінчувалися викиднями, а ті тварини, що все-таки народжувалися, часто мали серйозні проблеми зі здоров'ям. За останні десять років науковці досягли значних успіхів у клонуванні тварин, тож цей процес перетворився з наукової роботи, повної ризиків, мало не на рутину. Дослідники також навчилися повертати клітини дорослої тварини у стан, що в ньому вони перебувають на стадії ембріона. І тоді вони здатні диференціюватися в будь-який тип - зокрема в яйцеклітини чи сперматозоїди. А далі вже яйцеклітини можна перетворити на повноцінні ембріони. Із таким технічним озброєнням набагато легше повертати до життя вимерлі види. Науковці й дослідники десятки років мріють про те, щоб воскресити мамонта. Перше і поки що єдине, чого вони досягли, - це знайшли добре збережених мамонтів у сибірській тундрі. Тепер, маючи нові технології клонування, дослідники із Фонду біотехнологічних досліджень Sooam у Сеулі, Корея об'єдналися зі спеціалістами з вивчення мамонтів із Північно-Східного федерального університету в Якутську. Влітку 2012-го вони піднялися по річці Яна й величезними трубами пробили кілька тунелів у замерзлих кручах на її берегах. В одному з таких тунелів і знайшли залишки мамонта, зокрема кістковий мозок, шерсть, шкіру та жир. Цей матеріал зараз досліджують науковці з Sooam у Сеулі. «Ідеальним варіантом було би знайти життєздатну клітину, власне живу», - каже Інсун Хван із Sooam, який організував експедицію річкою Яна. Якщо дослідники з цієї інституції знайдуть таку клітину, вони зможуть стимулювати її до поділу на мільйони клітин. Ці клітини можна буде спрямувати на утворення ембріонів, які потім підсадити в сурогатних слонів, найближчих живих родичів мамонта. Більшість науковців сумніваються, що хоча б одна клітина могла вижити замороженою у відкритій тундрі. Але у Хвана та його колег є план Б: знайти неушкоджене ядро в мамонтовій клітині - значно ймовірніше, що воно збереглося, на відміну від цілої клітини. Але щоб клонувати мамонта з самого лише неушкодженого ядра, доведеться значно більше попрацювати. Дослідникам із Sooam треба буде перенести ядро в яйцеклітину слона, з якої видалено її власне ядро. Для цього потрібні дозрілі яйцеклітини слона - а їх іще нікому не вдалося добути. Якщо ДНК всередині ядра буде неушкодженою і контролюватиме яйцеклітину, то може почати розвиватися зародок мамонта. Коли науковцям вдасться здолати ці перепони, перед ними все ще стоятиме надскладне завдання підсадити ембріон у матку слонихи. А потім треба буде терпляче очікувати. Мине ще майже два роки, перш ніж стане відомо, чи зможе слониха народити здорове мамонтеня. «Я завжди кажу, що доки не спробуєш - не знатимеш, чи це можливо» - запевняє Хван. У 1813 році, пливучи по річці Огайо з Гардензбурга до Луїсвілля, Джон Джеймс Одюбон мав щастя спостерігати одну з найдивовижніших природних картин тих часів: зграя мандрівних голубів (Ectopistes migratorius) укрила небо тріпотливим килимом. «Повітря було буквально сповнене голубів, писав він. - Денне світло пригасло, як під час затемнення, купки посліду летіли, наче лапаті сніжинки, а неперервне шурхотіння крил звучало ніжною колисковою». Коли ще до заходу сонця Одюбон доплив до Луїсвілля, голуби й далі летіли - і так іще три дні. 1813 року важко було уявити, що саме цей вид коли-небудь може вимерти. Але вже до кінця століття популяція червоногрудих мандрівних голубів катастрофічно зменшилася. Ліси, до вони жили, вирубували, а їх самих безперервно відстрілювали мисливці. Рівно через 101 рік після того, як Одюбон чудувався, як багато цих голубів, останній спійманий мандрівний голуб, самка Марта, померла в зоопарку Цинциннаті. Дна роки тому письменник та еколог Стюарт Бренд і його дружина Раян Фелен, засновниця компанії DNA direct що здійснює генетичні дослідження, зацікавилися питанням, чи можна повернути до життя цей вид, і одного вечора, коли вони сиділи за одним столом із Джорджем Чорчем, гарвардським біологом та майстром маніпуляцій з ДНК, виявилося, що й він думає про те саме. Чорч знав: стандартні методи клонування у цьому випадку не спрацюють. Адже зародки птахів розвиваються всередині шкаралупи, і в жодному музейному експонаті мандрівного голуба вочевидь не збереглося неушкодженого та функціонального генома. Зате у збережених експонатах є фрагменти ДНК. Склавши їх докупи, науковці зможуть прочитати приблизно мільярд літер генома мандрівного голуба. Чорчеві поки що не вдалося просто так відтворити весь геном тварини, але він винайшов технологію завдяки якій можна побудувати доволі довгі уривки ДНК будь-якої послідовності. Теоретично він міг би створити гени окремих характерних ознак мандрівного голуба наприклад, ген його довгого хвоста і вставити його в геном стовбурової клітини звичайного сизого голуба. Стовбурові клітини сизого голуба, що міститимуть модифікований геном, можна буде трансформувати в зародкові клітини, з яких потім розвинуться яйцеклітини та сперматозоїди. А ці клітини можна буде внести в яйця сизого голуба. Пташенята, що вилупляться з цих яєць, виглядатимуть звичайними сизими голубами але матимуть яйцеклітини та сперматозоїди з модифікованою ДНК. Коли пташенята виростуть і спаруються, з їхніх яєць висидяться нащадки, що матимуть унікальні риси мандрівного голуба. А цих птахів можна буде знову схрещувати, аж поки науковцям не вдасться вивести птахів, максимально схожих на вимерлий вид. Теоретично метод модифікації генома, що його запропонував Чорч, може бути дієвим для будь-якого виду, чиї близькі родичі ще живі і чий геном можна реконструювати. У науковців уже є технології відновлення більшості його генів, щоб створити частину генома мамонта, яку можна буде перенести до стовбурових клітин слона. Хоча відродження мамонтів або мандрівних голубів уже не просто мрії, реалізація цих проектів - питання тривалого часу. Та коли йдеться про інші вимерлі види, то їх можна буде відновити значно швидше. Є навіть шанс, що вони знову опиняться серед живих іще до виходу цієї статті. Тими тваринами опікується група австралійських науковців на чолі з Майклом Арчером, які назвали свій почин проектом «Лазар». Знаючи, який нездоровий інтерес приваблюють ці резонансні експерименти, Арчер та його співробітники вирішили не розголошувати, над чим вони працюють, аж поки не зможуть представити деяких попередніх результатів. І цей час настав. На початку січня Арчер та його колеги повідомили, що намагалися відновити два близько споріднені види австралійських жаб. До зникнення у середині 1980-х обидва ці види розмножувалися унікальним - і дивовижним - способом. Самки жаби відкладали купку яєць, самці їх запліднювали, а потім самки ковтали всі яйця. Спеціальні гормони припиняли виділення шлункового соку; так їхній шлунок перетворювався на матку. А за кілька тижнів самка відкривала рот і відригувала повністю сформованих жабенят. За такий дивовижний спосіб розмноження ці жаби дістали свої назви: північна (Rheobatrachus vitellinus) та південна (Rheobatrachus silus) дбайливі жаби. На жаль, невдовзі після того, як ці види почали вивчати, вони зникли. «Щойно жаби були тут, а коли дослідники повернулися - і сліду не стало», - розповідає Ендрю Френч, спеціаліст із клонування в Мельнбурнському університеті, учасник проекту «Лазар». Щоб повернути жаб, науковці використовують найсучасніші методи клонування переносять ядра дбайливих жаб у яйцеклітини австралійських болотних і попереково-смугастих жаб, чиї клітини було очищено від власного генетичного матеріалу. «Ми вже маємо ембріони цієї вимерлої тварини, - заявляє Арчер. - Ми майже дійшли до мети». Науковці з проекту «Лазар» упевнені: все, що їм потрібно для продовження роботи, - отримати більше життєздатних яйцеклітин. «Але тут уже як карта ляже», - каже Френч. Чи треба їх відроджувати? Чи стане світ багатшим від того, що в ньому житимуть самки жаби, які вирощують потомство у власному шлунку? Це принесе реальну користь, доводить Френч, завдяки цим жабам ми можемо осягнути механізми розмноження і, можливо, колись навіть допомогти вагітним жінкам, яким не вдається виносити дитину. Але багато науковців вважають, що намагаючись відроджувати види, дослідники забувають про іншу нагальну справу: запобігти масовому вимиранню рослин і тварин. «Усі ми розуміємо, що треба чимшвидше рятувати ті види й ті ареали їхнього проживання, котрі зараз у небезпеці, - каже Джон Вінз, біолог-еволюціоніст із Університету штату Нью-Йорк у Стоуні-Брук. - Для чого витрачати величезні суми, щоб оживити кілька видів, коли їх досі є мільйони, ще не досліджених, не описаних і не захищених?» Прихильники відродження видів вважають, що клонування і технології генної інженерії можна використати у справі збереження видів, що перебувають під загрозою зникнення, особливо тих, яким складно розмножуватися в неволі. І хай передові технологічні розробки в біології спочатку бувають дорогі, вони здешевлюються дуже швидко. «Можливо, комусь здавалося, що розробка вакцини від поліомієліту відволікає від проектування апарата штучного дихання, - зазначає Джордж Чорч. - Важко сказати, що відволікає, а що - рятує». Але навіть якщо Чорчеві та його колегам вдасться перенести всі риси мандрівного голуба на сизого голуба, буде створена істота мандрівним голубом чи просто витвором генної інженерії? Якщо Арчер і Френч таки виведуть одну-єдину дбайливу жабу -чи означатиме це, що вони відродили цілий вид? Чи достатньо буде тримати популяцію жаб у лабораторії або, скажімо, в зоопарку, де люди зможуть повитріщатися на них? Чи доведеться випускати жаб назад природне середовище, щоб цей вид став по-справжньому відродженим? «Ми маємо доволі непростий досвід повернення вимерлих видів у природу», -стверджує Стюарт Пімм, біолог, спеціаліст зі збереження довкілля з Університету Дюка, штат Північна Кароліна. Наприклад, величезних зусиль було докладено, щоб повернути білого орикса в його природне середовище. Та коли 1982 року тварин завезли в безпечне місце в Омані, майже всіх їх винищили браконьєри. «У нас були ці тварини, ми повернули їх на своє місце, але світ не був готовий до цього, -каже Пімм. - Оживити якийсь вид означає вирішити лише соту частку проблеми». Мисливство - не єдина загроза. Китайські річкові дельфіни вимерли, бо люди забруднили ріку Янцзи і загалом не були для них добрими сусідами. Зараз ситуація не набагато краща, В усьому світі жаби гинуть від поширених людиною патогенних грибів із класу хітридіоміцетів. Якщо австралійські біологи колись і випустять у гірські струмки дбайливих жаб, ті можуть швидко вимерти знову. «Без екосистеми, до якої ми маємо повертати відновлені види, всі зусилля будуть марні, а гроші - викинуті на вітер», - стверджує Ґленн Албрехт, директор Інституту соціального сталого розвитку в австралійському Університеті Мердока. Навіть якщо точно вирахувати, що відродження виду відбудеться успішно, лишатимуться запитання. Припустімо, мандрівні голуби прижилися б у відновлених лісах на сході США. Але чи не означатиме їхнє повернення, що у довкілля втрутився організм з новоствореним геномом? Чи не стане мандрівний голуб носієм вірусу, який поставить під загрозу життя інших видів птахів? І як жителі Чикаго, Нью-Йорка чи Вашингтона поставляться до того, що новий вид голубів прилетить до міста, затьмарить небо і засипле вулиці послідом? Прихильники відновлення видів обмірковують усі ці проблеми, більшість із них згодні, що треба спершу їх вирішити, а потім братися за великі проекти. Генк Ґрілі, провідний біоетик Стенфордського університету, ретельно вивчає етичні та правові аспекти відновлення видів. Але він, як і багато хто, вважає: уже хоча б тому, що наука зараз досягла такого рівня, щоб здійснювати настільки дивовижні речі, треба далі працювати над відновленням видів, а не остерігатися його наслідків. «Я заінтригований, це справді круто, - каже Ґрілі. - Шаблезуба кішка? Класно було б подивитися на неї». Текст: Карл Зіммер   Цикламен Кузнецова Ця рідкісна квітка нагадує метелика, що склав крила. Але тендітна зовнішність оманлива, адже бульби цикламена Кузнемова отруйні. Вони містять речовину сапонін цикламін, яка може викликати дрижаки, судоми та навіть смерть невеликих тварин. А для диких кабанів цикламен, який ще називають свинячим хлібом, цілком безпечний делікатес. Утім найбільше цикламен Кузнецова страждає не через набіги кабанів, а через браконьєрів. Попри те, що цей рідкісний вид першоцвіту занесено до Червоної книги України й охороняється законом, його масово викопують для продажу. Бульби квітки вважаються лікувальними, зокрема від гаймориту. Цикламен Кузнецова - це ендемічний вид, який росте лише на гірському хребті Кубалач у Криму й ніде більше в світі не трапляється. Невелика рожева квітка з сильним ароматом цвіте разом із підсніжниками в лютому і березні, створюючи запашний рожево-білий килим. Та за останні 20 років, кажуть старожили, цей килим значно зменшився. За словами Івана Парнікози з Київського еколого-культурного центру, цей вид може найближчим часом взагалі зникнути, причому несподівано й непомітно. Текст: Наталя Шевченко