6 сумасшедших экспериментов, с помощью которых ученые собираются вернуть динозавров к жизни
Клонирование животных становится привычным делом. Постепенно ученые берутся за вымершие виды, мечтают вернуть к жизни мамонта и неандертальца. Но как насчет динозавров?
Фильм «Парк юрского периода» совершил революцию в мире науки: появились международные проекты для изучения останков и ДНК древних ящеров, в 4 раза выросло число палеонтологов. Всеми двигал интерес и желание дать окончательный ответ на вопрос о том, возможно ли клонировать тех, кто жил на Земле за 60 млн лет до появления человека.
С начала 2000-х годов мнения ученых разнятся. Скептики простились с детской мечтой: даже владея подобной технологией, люди вряд ли воспользуются ею для воссоздания динозавра, которому нет места в современном мире. Но есть и те, кто мыслит иначе.
Вкратце объясним, как ученые надеются оживить древних ископаемых в ближайшем будущем и о каких результатах можно говорить уже сегодня. Посвящается всем, кто мечтал увидеть живого тираннозавра, — не отчаивайтесь, надежда еще есть.
6. Вычисляем нужную комбинацию генома, подбираем похожие гены и создаем подобие существа
© Steve Jurvetson / flickr © kimvdkamp / instagram
Есть метод, позволяющий воссоздать реальный облик вымерших существ, сравнив их скелеты с останками нынешних родственников.
Уже сейчас: Согласно последним результатам анализа древних останков по вышеуказанному методу, динозавры совершенно не похожи на тех существ, что нам показывали в школе. Так появилась выставка максимально реалистичных скульптур ящеров: большие и маленькие, покрытые цветными перьями, танцующие и принимающие песчаные ванны — больше похожие на современных птиц, чем на рептилий.
А вот метод дополнения генома чужими генами используется в проекте ученых Гарварда по воскрешению мамонтов.
5. Редактируем гены курицы, чтобы превратить ее в крошечного Ти-рекса
Палеонтолог Джек Хорнер убежден, что простого цыпленка легко превратить в подобие динозавра. Дело в том, что курицы и индейки являются ближайшими родственниками легендарного Ти-рекса. Остается лишь немного поколдовать над ДНК, и выносить яйцо с необычным эмбрионом сможет обычная наседка, а «птенец» получит иммунитет для жизни в современной экосистеме.
Но скептики предупреждают: даже если в будущем вылупится существо, внешне похожее на динозавра, оно всегда будет прежде всего цыпленком, а не древним видом ящеров.
Уже сейчас: Существует способ активировать у птиц те гены, благодаря которым на клюве вновь вырастают острые зубы, развиваются привычные для динозавра хвост и лапы. Так ученые постепенно редактируют ДНК курицы, программируя эмбрион развивать части тела, которые были у древних ящеров.
4. Клонируем существо из сохранившегося образца ДНК, как в фильме «Парк юрского периода»
© Salvatore Rabito Alcón / Public Domain / Wikipedia © Jurassic Park (1993) / Universal Pictures
Когда появился фильм «Парк юрского периода», возможность клонировать динозавра, имея образец крови, казалась невероятно перспективной. В 2007 году удалось извлечь белок коллагена из костей тираннозавра и прочесть фрагменты его ДНК, а двумя годами позже выделили белки из костей брахилофозавра возрастом 80 млн лет.
Сегодня известно, что приблизительно через 521 год после смерти организма начинается деградация ДНК, а спустя 1,5 млн лет оставшиеся фрагменты становятся так коротки, что ДНК уже невозможно прочитать. Но остается крошечный шанс обнаружить целиком сохранившийся геном или разработать технологию для восстановления ДНК вне зависимости от ее возраста. Поэтому мы с интересом наблюдаем за исследованиями Мэри Швайцер, которая охотится за геномом динозавров и верит в лучшее.
© barbrastreisand / instagram © barbrastreisand / instagram
Мировое сообщество осуждает эти эксперименты, требуя отказаться от использования животных в качестве «суррогатов»: они против воли вынашивают чужие эмбрионы и подвергаются опасной гормональной терапии. Вместо этого можно развивать прототипы «искусственной матки», в которых так остро нуждается и сам человек.
3. Постепенно воскрешаем исчезнувших животных и используем их ДНК, чтобы повернуть эволюцию вспять
© publicdomainpictures © Mathias Appel / pxhere
Эта идея напоминает машину времени: сначала клонировать или создать подобия тех, чья ДНК сохранилась в целостности, затем использовать гены этих существ для дальнейшей работы. И, возможно, создать дивный новый мир, подобный тому, что существовал миллионы лет назад.
Современные технологии позволяют вернуть к жизни недавно исчезнувших животных и птиц. Для успеха требуется неповрежденная ДНК, чей возраст не превышает 500 тыс. лет, суррогатная мать из числа живых близких родственников, подходящая экосреда для развития организма и немного удачи.
Уже сейчас: Удалось «воскресить» пиренейского козерога, но клон прожил несколько минут и погиб из-за проблем с легкими. Именно он подарил надежду воссоздать животный мир, уничтоженный человеческой цивилизацией.
Сегодня ученые из Гарварда под руководством генетика Джорджа Черча пытаются воскресить шерстистого мамонта с помощью генов современных слонов. Фактически это создание нового генома вручную. Полученное животное не будет точной, но похожей копией мамонта.
Среди других претендентов на возвращение в мир живых — белые носороги, странствующий голубь, вересковый тетерев и те, кто находится на грани исчезновения, например мечехвосты и американский хорек.
2. Ищем неизвестные формы жизни на нашей планете, чтобы изучать механизмы и функции генов, создавать новые виды и воскрешать старые
© rfedortsov_official_account / instagram © moskvarium_official / instagram
Зоолог Боб Мэй считает, что вместе с нами на Земле живет почти 9 млн форм жизни и 80 % этих организмов до сих пор не изучены наукой. Примерно 86 % неизвестных видов обитают на суше, больше 91 % — под водой. Понадобится как минимум 480 лет, чтобы обнаружить их. Возможно, исследования новых форм жизни расскажут больше о том, как текла эволюция, что происходило с ДНК разных организмов, и даст больше генетических материалов для научных исследований.
Уже сейчас: Наблюдения за дикой природой дают новые загадки для науки. Например, изучение ДНК осьминогов породило версию о том, что этот вид моллюсков не мог появиться на нашей планете, потому что их развитие происходит по пути, не свойственному никому больше на Земле. Другая их особенность — большое число «прыгающих» генов, благодаря которым осьминоги редактируют собственную РНК в течение жизни, чтобы адаптироваться к новым условиям. Конечно, осьминоги тоже земляне, но их гены не так просты и, возможно, научат нас не только возвращать к жизни умерших животных, но и сохранять популяцию живых.
1. А что, если взять и разморозить тех, кто попал в плен вечной мерзлоты?
© Entomology, CSIRO / Public Domain / Wikipedia © The Thing (1982) / Universal Pictures
Оживить сложный организм, лишь разморозив его, пока невозможно. Этот вопрос изучает криобиология. Хотя некоторые существа способны несколько дней прожить в состоянии спячки, будучи замороженными. На текущий момент ученые не разработали способ, который поможет запускать жизненные процессы в организме, который был долгое время подвержен низким температурам.
Уже сейчас: Загадкой для науки стали черви из Якутии, замерзшие 40 тыс. лет назад в районе вечной мерзлоты. Недавно они воскресли благодаря ученым: лед растопили, и черви ожили. Пока сложно сказать, как пройдет их адаптация к современному миру: появились новые бактерии и вирусы, с которыми эти черви никогда не сталкивались. Это проблема, о которой предупреждают любителей криогеники, которые надеются заморозить себя сегодня, чтобы ожить в далеком будущем.
Конечно, ученые могут ошибаться в тех или иных теориях, но, как говорил Жюль Верн, «все, что человек способен представить в воображении, другие сумеют претворить в жизнь».
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов
Клонирование динозавров, Почему нельзя клонировать динозавра
Клонирование динозавров, Почему нельзя клонировать динозавра
Генная инженерия — одна из самых революционных наук. До сих пор учёные дискутируют о возможном её запрете. А пока они спорят, в научных лабораториях успешно идёт процесс клонирования. Всем интересно знать, как обстоят дела с клонированием динозавров.
Есть сомнительная теория, по которой ДНК динозавра можно выделить из крови укусившей его самки комара. Это насекомое якобы сохранилось в янтаре. Такой клон динозавра успешно появился в фильме «Парк юрского периода».
Конечно, маловероятно найти такого комара, секунду назад укусившего ящера и тут же попавшего в каплю сосновой смолы. Под большим сомнением и тот факт, что ДНК динозавра в чистом виде могло бы сохраниться в янтаре. Сама же гипотеза ведёт только к одному выводу — ДНК надо искать или каким-то образом воссоздавать, но как именно, пока сложно сказать.
Но когда человек имеет мечту, то «сказка делается былью». И невозможное становится возможным.
— реконструкция обломков молекулы ДНК, состоящей из одной цепочки. Это открытие стало базовым для дальнейших разгадок эволюционного развития на Земле.
2013 год. ещё один прорыв! Найдены в вечной мерзлоте останки древней лошади. Им 550 — 780 тысяч лет. Учёным удаётся прочитать и этот геном.
Дальше ещё одна сенсация — специалистам удаётся расшифровать митохондриальную ДНК гейдельбергского человека. Этот вид неандертальца жил приблизительно 400 тысяч лет назад. Параллельно с этим удачно проводится работа по генной структуре останков медведя, жившего в это же время. Самое удивительно, что останки и человека и медведя были найдены не в вечной мерзлоте, а в более теплом климате. О чем это говорит? Можно клонировать древних животных не только из замороженных останков, а расширить ареал поисков обломков ДНК уже по новой методике.
Этот метод работает только тогда, когда есть следующая база:
1.удачный шаблон для восстановления генома
2.достаточное количество обломков цепи ДНК.
Клонирование, безусловно, ещё не поставлено на конвейер, а эксперименты пока ведутся в частных или прикафедральных университетских лабораториях. Российские исследователи сейчас вплотную заняты клонированием мамонта. Сам генетический материал мамонта добыть не очень сложно. Вспомним мамонтенка Диму, которого нашли цельной тушкой. Собственно, мамонты жили всего несколько тысяч лет назад, поэтому их замершие останки уже не раз находили в Сибири. Остались свидетельства, что ещё в 19 веке сибирские охотники кормили собак мамонтятиной. Конечно, сделать клона мамонта, из целой сохранившейся цепочки ДНК и белка хорошего качества не представляет больших сложностей для специалистов.
Вы прекрасно помните из школьной программы, что ДНК играет функцию передачи наследственной информации. Если кто-то из исследователей сможет найти одну единственную полностью сохранившуюся клетку с полным набором молекул ДНК, то дальнейшее клонирование точной копии просто дело техники. Например, берётся яйцо современного комодского дракона, уничтожается изначальная ДНК и вносятся в яйцо молекулы ДНК любого вида динозавра. Теперь можно положить яйцо в специнкубатор и ждать рождения маленького динозаврика.
masterok
masterok Мастерок.жж.рф
Хочу все знать
Эта тема очень плотно используется в кинематографе, но нет. Во-первых мы уже выяснили, что кости динозавров совсем не кости. А вторую причину наверняка многие знают, но все же уточним.
ДНК, или дезоксирибонуклеиновая кислота, — это то, что объединяет нас с животным и растительным миром всей планеты. Общеизвестно, например, что ДНК человека и банана сходна на 50 % (что, конечно, не делает нас наполовину бананом), а геном каждого из людей отличается от генома любого другого человека всего на 0,1 %, который и делает нас уникальными.
Группа ученых провела исследование ДНК вымершей птицы моа, используя для этого найденные кости возрастом от 600 до 8 000 лет, и выяснила, что через 521 год связи в ДНК распадаются настолько, что генетический код прочитать уже довольно сложно.
Примерно через 1,5 млн лет обрывки этих связей станут настолько короткими, что их невозможно будет прочитать, а полный распад ДНК займет около 6,8 млн лет, то есть надежды клонировать динозавров, вымерших около 65 млн лет назад, практически не остается.
Ученые не исключают, что период полураспада ДНК в останках, хранящихся в условиях вечной мерзлоты, может быть больше, но вряд ли этого достаточно, чтобы на Земле появился настоящий «парк юрского периода». А вот надежда на клонирование мамонтов, останки которых и находят там, где всегда зима, еще не совсем потеряна: например, на острове Врангеля эти гигантские животные жили еще «каких-то» 4 000 лет назад.
Возможно ли клонировать динозавров?
В фильме «Парк Юрского периода» это было так просто: в секретной лаборатории команда ученых извлекает ДНК динозавра из крови сохранившейся в желудке комара, которого нашли в куске янтаря (идея состоит в том, что эти надоедливые насекомые, жалили динозавров). ДНК динозавра объединяется с ДНК лягушки (зачем брать амфибию, а не рептилию?), и в результате какого-то таинственного процесса, детали которого не раскрывают, получается живой, дышащий дилофозавр прямиком из юрского периода.
На самом деле клонировать динозавров гораздо сложнее. Однако, несмотря на это эксцентричный австралийский миллиардер Клайв Палмер объявил о своих планах клонировать динозавров для создания собственного «парка Юрского периода». Сделал ли Палмер свое заявление с целью привлечения внимания или он располагает решением проблемы клонирования динозавров? Давайте разберемся с тем, что необходимо сделать.
Шаг № 1: получить геном динозавра
ДНК — молекула, в которой хранится вся генетическая информация организма — имеет сложную структуру, состоящую из миллионов «пар оснований», соединенных вместе в определенной последовательности. Проблема в том, что крайне трудно извлечь полную нить ДНК даже из останков шерстистого мамонта, замороженного в вечной мерзлоте на протяжении 10 000 лет. Представьте, каковы шансы получить ДНК динозавра, который был заключен в осадочных породах более 65 миллионов лет! В «Парке Юрского периода» была правильная идея, где найти ДНК. Проблема в том, что за миллионы лет ДНК динозавра полностью разрушится, даже в относительно изолированном окаменелом брюшке москита.
Лучшее, на что мы можем надеяться — это восстановить отдельные фрагменты ДНК конкретного вида динозавров, в общей сложности 1-2 % от всего генома. Затем, мы могли бы восстановить полный геном сращивая эти фрагменты ДНК с ДНК современных потомков динозавров, птиц. Но какие виды птиц выбрать? Сколько в ДНК птиц генов динозавров? И, не имея представления о том, как выглядит полный геном трицератопса, как мы узнаем, в какой последовательности сращивать остатки его ДНК?
Шаг № 2: найти суррогатную мать
Готовы разочароваться еще больше? Целостного генома динозавра, даже если бы он был обнаружен или каким-то чудесным образом спроектирован, само по себе недостаточно для клонирования живого динозавра. К сожалению, нельзя просто ввести ДНК, в не оплодотворенное куриное яйцо, а затем просто дождаться, пока ваш диплодок вылупится. Большинству позвоночных нужна чрезвычайно специфическая биологическая среда в период эмбрионального развития, даже оплодотворенное куриное яйцо проводит один-два дня в яйцеводе курицы, прежде чем будет отложено.
Так кто сможет стать идеальной суррогатной матерью для клонированного динозавра? Понятно, что нам понадобится соответственно очень крупная птица, хотя бы потому, что большинство яиц динозавров было значительно крупнее куриных. (Это еще одна причина, по которой вы не можете вылупить диплодока из куриного яйца — в нем просто недостаточно места). Страус мог бы стать лучшим кандидатом, но с другой стороны, а что если нам просто клонировать одну из гигантских, вымерших птиц, например Gastornis или Argentavis! Что тоже будет довольно сложно.
Шаг 3: скрестить пальцы (или когти)
Каковы шансы успешного клонирования динозавра? Возьмем общепринятую практику искусственного оплодотворения (экстракорпоральное оплодотворение). Никакого манипулирования генетическим материалом не требуется. В яйцеклетку вводится сперматозоид, в течение нескольких дней полученную зиготу выращивают в пробирке и имплантируют ее в матку матери. Даже эта техника чаще дает неудачные результаты. В большинстве случаев зародыш не приживается, и даже самая маленькая генетическая аномалия вызывает естественное прерывание беременности через несколько недель или месяцев после имплантации.
По сравнению с ЭКО клонирование вымершего животного гораздо сложнее. Мы не знаем в какой среде должен развиваться эмбрион динозавра. Нет способа получить целиком и в правильной последовательности геном динозавра. Даже если бы нам удалось имплантировать полный геном динозавра в страусиное яйцо, зародыш в большинстве случаев просто бы не развивался. Иными словами: бронировать билеты для поездки в «парк Юрского периода» пока рано! Но не стоит отчаиваться возможность клонировать мамонта является гораздо более реалистичной.
Можно ли вернуть в этот мир динозавров?
Когда-то по нашей планете бродили гигантские величественные монстры — динозавры. Плавали, летали, пожирали друг друга и растения, размножались, эволюционировали. Чувствовали себя «в своей тарелке». Пока не появились проблемы с вулканами, плавно перетекшие в падение мощного астероида. Так пришел конец динозаврам. Мы знаем, что они были, поскольку находим их останки, пролежавшие миллионы лет под землей. Но что, если взять ДНК динозавра, вытащить его из праха и попытаться воссоздать великого ящера?
Когда в 2010 году в Китае палеонтологи обнаружили кладку яиц динозавров юрского периода, Стивен Спилберг сразу же защитил права своего небезызвестного фильма. Но палеонтологи обрадовались куда менее эффектному применению яиц: возможности выяснить, как такие большие создания вырастали из таких небольших яиц.
Можно ли воскресить динозавров, вернуть их в этот мир? Палеонтолог Джек Хорнер утверждает, что о вопросе реанимации мы знаем крайне мало. После изучения микроскопических структур нескольких костей, Хорнер выяснил, что некоторые динозавры, а точнее их скелет развивался аналогично некоторым потомкам птиц. И так же, как у казуара не вырастает характерный гребень до позднего периода жизни, у некоторых динозавров сохранялись «юношеские» особенности к моменту «совершеннолетия». Но палеонтологи ошибались, пытаясь проанализировать кости: пять предположительных ключевых особенностей мелового периода принадлежали юным версиям известных динозавров. Похоже, выяснение того, как именно размножались динозавры, было куда более простым.
После этого встал вопрос о необходимости большего количества информации. В 2010 году была обнаружена гнездовая колония люфенгозавров. В ней было около 200 целых костей длинношеих динозавров, наряду с фрагментами костей и яичной скорлупы — около 20 эмбрионов на разных стадиях развития. По разным оценкам, возраст находки составил 190-197 миллионов лет. Это самые старые эмбрионы динозавров, когда-либо найденные.
Находки было достаточно, чтобы держать в возбуждении палеонтологов и динофилов пару недель, но было кое-что и сверх того. В «заметках на полях» ученые написали, что вместе с костями нашли «органические остатки, вероятно, являющиеся прямым продуктом распада сложных белков». Отсюда родился вопрос: можем ли мы воскресить динозавров?
Сейчас этот вопрос уже не вызывает шока, однако ответ по-прежнему остается «нет». Несмотря на удивительный скачок вперед в области генетики и изучения генома, практические проблемы с получением и клонированием ДНК динозавров сводят возможность создания «Парка Юрского периода» к нулю, даже если бы общество позволило, а церковь согласилась бы на последнее испытание.
Яйца динозавров
Может ли открытие яиц динозавров проложить новый путь рептилиям на эту планету? Нет. Яйца динозавров пролежали десятки и сотни миллионов лет, их срок хранения давным-давно иссяк, они к тому же окаменели — это вам не материал для инкубатора. Эмбрионы — вовсе груда костей. Тоже не поможет.
Что касается органического материала, можно ли извлечь из него ДНК динозавра? Не совсем. Палеонтологи постоянно спорят по поводу пригодности органики, но ДНК так и не извлекли (и, видимо, никогда не смогут).
Возьмем, к примеру, тираннозавра (который рекс). В 2005 году ученые при помощи слабой кислоты извлекли слабые и податливые ткани из останков, в том числе костные клетки, красные кровяные клетки и кровеносные сосуды. Однако последующие изучения показали, что находка была обыкновенной случайностью. Люди серьезно погорячились. Дополнительный анализ с помощью радиоуглеродной и сканирующей электронной микроскопии показал, что материал для исследования был не тканью динозавров, а бактериальными биопленками — колониями бактерий, связанных между собой полисахаридами, протеинами и ДНК. Выглядят эти две вещи весьма похоже, но имеют больше общего с зубным налетом, нежели с клетками динозавров.
В любом случае эти находки были весьма интересными. Возможно, самое интересное мы еще не нашли. Ученые усовершенствовали свои техники и, когда подобрались к гнезду люфенгозавров, подсобрались. Захватывает? Абсолютно. Органика? Да. ДНК? Нет.
Но что, если это возможно?
Надежда есть
Используя замороженные клетки, в 2003 году ученые успешно клонировали пиренейского козерога, известного как букардо, но он умер спустя минуту. В течение многих лет австралийские исследователи пытались вернуть к жизни южный вид лягушек, рожавших ртом, последняя из которых умерла несколько десятилетий назад, но их затея до сих пор не увенчалась успехом.
Вот так, спотыкаясь и чертыхаясь на каждом шагу, ученые вселяют в нас надежду на более амбициозные реанимации: мамонтов, странствующих голубей и юконских лошадей, вымерших еще 70 тысяч лет назад. Такой возраст поначалу может вас смутить, но только представьте: это одна десятая часть процента от того времени, когда умер последний динозавр.
Даже если ДНК динозавра будет такой же по сроку, как вчерашний йогурт, многочисленные этические и практические соображения оставят среди сторонников идеи воскрешения динозавров только самых безумных ученых. Как вообще мы будем регулировать эти процессы? Кто будет этим заниматься? Как воскрешение динозавров скажется на Законе об исчезающих видах? Что, кроме боли и страданий, принесут проваленные попытки? Вдруг мы реанимируем смертельные болезни? Что, если инвазивные виды будут расти на стероидах?
Потенциал роста, конечно, есть. Как репрезентация волков в Йеллоустонском парке, «откат» недавно вымерших видов смог бы восстановить равновесие в нарушенных экосистемах. Некоторые полагают, что человечество в долгу у животных, которых оно уничтожило.
Проблема ДНК, пока что, — вопрос сугубо академический. Понятно, что воскресить какого-нибудь замороженного мамонтенка из замороженной клетки, возможно, и не вызовет особых подозрений, но что делать с динозаврами? Обнаружение гнезда люфенгозавров, возможно, сильнее всего приблизило нас к «Парку Юрского периода».
В качестве альтернативы можно попытаться скрестить вымершее животное с ныне существующим. В 1945 году некоторые немецкие селекционеры утверждали, что смогли реанимировать тура, давно вымершего предка современного рогатого скота, но ученые до сих пор не верят в сие событие.
Кстати, вы в курсе, как именно вымерли динозавры? Недавно было доказано, что именно падение астероидов стало причиной вымирания. А вот причина появления — другой природный катаклизм: вулканы.