Возможно ли воссоздать динозавров. Парк юрского периода: зачем ученые ищут ДНК динозавра? Ищем неизвестные формы жизни на нашей планете, чтобы изучать механизмы и функции генов, создавать новые виды и воскрешать старые

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. 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

За последние десять лет достижения в области стволовых клеток, реанимации древней ДНК и восстановления генома приблизили понятие «вымирание наоборот» ближе к реальности. Однако насколько близко и что это может означать для самых древних животных, пока неясно.

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.

А если быть абсолютно точными, то по завершению их работы над данным проектом, в результате должна получиться этакая курица с чешуей, обладающая передними конечностями и даже зубами.

Кстати, именно Хорнер консультировал Спилберга во время его работы над известным кинофильмом «Парк Юрского периода».

Помимо этого, Джек создал себе репутацию в научном кругу, благодаря опубликованию своего труда под названием «Как построить динозавра».

Но почему же именно курица? Она попала под пристальное внимание генетиков не случайно. Подобные опыты несколько лет назад уже проводили учёные из Висконсинского университета. Тогда они ставили всяческие эксперименты над куриными эмбрионами.

Они не могли не заметить некоторых странностей, которые заключались в том, что на челюстях куриного зародыша сначала появлялись, а спустя некоторое время пропадали выросты, которые имели сходство с так называемыми саблевидными зубами, имеющимися у аллигаторов.

Изучив состав генов-мутантов, учёные нашли ген, который убивал их до рождения птицы. Помимо этого, был найден также и другой побочный эффект, то есть, еще один ген, призванный отвечать за появление зубов, схожих с динозавровскими.

Этот ген находился в дремлющем состоянии уже более 70 миллионов лет. Ученые Фэллон и Харрис, которые проводили исследования куриного ДНК, создали особый вирус, проявляющий себя наподобие этих генов. После его введения эмбрионы не умирали, у них попросту начинали расти зубы.

После того, как куриные эмбрионы были изучены более детально, ученые из Университета имени Макгилла обнаружили у зародышей на самых ранних стадиях их развития зачатки хвостов, похожих на хвосты всё тех же динозавров.

Но в ходе развития эмбриона наступал определенный момент, когда срабатывал скрытый генетический механизм, в результате его действия хвост куда-то исчезал. Теперь ученые озабочены тем, что пытаются «возвратить» хвост обратно.

Конечно, добиться поставленной цели очень сложно, но энтузиасты уверены, что если «нажать» на скрытые генетические «рычаги», успех опытов не заставит себя долго ждать.

В случае успеха данных исследований, ученые планируют сделать попытку возродить древнего тираннозавра. Вполне закономерно, что их планы подверглись серьезной критике среди представителей научного сообщества, однако, несмотря на недоверие, исследователи продолжают настаивать, что при современном развитии науки – в их задумке нет ничего невозможно.

Если ученым всё-таки удастся добиться желаемого результата, это сможет в корне поменять некоторые взгляды на эволюционный процесс и, возможно, даже придется переписывать известные научные труды об эволюции.

Почему нельзя клонировать динозавра?

Идея клонирования динозавров из ископаемых останков была особенно актуальна после выхода на экраны фильма «Парк Юрского периода», в котором рассказывается, как учёный научился клонировать динозавров и на необитаемом острове создал целый парк развлечений, в котором воочию можно было увидеть живое древнее животное.

Но ещё несколько лет назад австралийские учёные под руководством Мортена Аллентофта и Майкла Банса из университета Мердока (штат Западная Австралия) доказали, что «воссоздать» живого динозавра невозможно.

Исследователи провели радиоуглеродное исследование костной ткани, взятой из окаменелых костей 158 вымерших птиц моа. Эти уникальные и огромные птицы обитали в Новой Зеландии, но ещё 600 лет назад они были полностью уничтожены аборигенами маори. В результате учёные выяснили, что количество ДНК в костной ткани уменьшается с течением времени — каждый 521 год число молекул сокращается наполовину.

Последние молекулы ДНК исчезают из костной ткани примерно через 6,8 миллиона лет. При этом последние динозавры исчезли с лица земли в конце Мелового периода, то есть около 65 миллионов лет назад — задолго до критического для ДНК порога в 6,8 миллиона лет, и в костной ткани останков, которые удаётся найти археологам, молекул ДНК не осталось.

«В результате мы выяснили, что количество ДНК в костной ткани, если её содержать при температуре 13,1 градуса Цельсия, каждые 521 год уменьшается наполовину», — рассказал руководитель группы исследователей Майк Банс .

«Мы экстраполировали эти данные применительно к другим, более высоким и низким температурам и установили, что если содержать костную ткань при температуре минус 5 градусов, то последние молекулы ДНК исчезнут примерно через 6,8 млн лет», — добавил он.

Достаточно длинные фрагменты генома можно найти лишь в замороженных костях возрастом не более миллиона лет.

Кстати, на сегодняшний день самые древние образцы ДНК были выделены из останков животных и растений, найденных в вечной мерзлоте. Возраст найденных останков составляет около 500 тысяч лет.

Стоит отметить, что учёные будут проводить дальнейшие исследования в этой области, так как различия в возрасте останков отвечают лишь за 38,6 % расхождений в степени разрушения ДНК. На скорость распада ДНК влияет множество факторов, среди которых условия хранения останков после раскопок, химический состав почвы и даже время года, в которое погибло животное.

То есть есть шанс, что в условиях вечных льдов или подземных пещер период полураспада генетического материала окажется дольше, чем предполагают генетики.

Эренхот, город динозавров. Фото: АиФ / Григорий Кубатьян

А мамонта — можно?

Для эксперимента был выбран современный индийский слон, так как его генетический код максимально схож с ДНК мамонтов. Учёные прогнозировали, что результаты эксперимента будут известны не ранее чем через 10-20 лет.

В этом году снова появились сообщения от учёных из Северо-Восточного федерального университета, они сообщили об обнаружении мамонта, жившего в Якутии 43 тысячи лет назад. Собранный генетический материал позволяет рассчитывать, что сохранились неповреждённые ДНК, но эксперты настроены скептически — ведь для клонирования требуются очень длинные цепочки ДНК.

Живые клоны

Тема клонирования человека развивается не столько в научном ключе, сколько в социальном и этическом, вызывая споры на тему биологической безопасности, самоидентификации «нового человека», возможности появления неполноценных людей, порождая также религиозные споры. При этом эксперименты по клонированию животных проводятся и имеют примеры успешного завершения.

Самой яркой вехой в истории клонирования живых существ стало появление на свет овечки Долли — это первое клонированное млекопитающее животное, полученное путём пересадки ядра соматической клетки в цитоплазму яйцеклетки, лишённой собственного ядра. Овца Долли являлась генетической копией овцы-донора клетки (то есть генетическим клоном).

Если в естественных условиях каждый организм сочетает в себе генетические признаки отца и матери, то у Долли был только один генетический «родитель» — овца-прототип. Эксперимент был поставлен Яном Вилмутом и Кейтом Кэмпбеллом в Рослинском институте в Шотландии в 1996 году и стал прорывом в технологиях.

Уже позже британскими и другими учёными были проведены эксперименты по клонированию различных млекопитающих, среди которых были лошади, быки, кошки и собаки.

В последнее время в СМИ все чаще появляются сообщения о том, что ученые уже без всякого труда могут воскресить вымерших 65 миллионов лет назад динозавров. Однако в реальности все не так просто, как представляется тем, кто не знаком со всеми тонкостями данных исследований. Потому что на самом деле воскресить динозавров нельзя. Но создать заново — можно.

"Воскресить" вымершее животное можно лишь двумя путями. Первый из них практиковался еще в ХХ веке. Суть его состоит в том, что если дикий предок каких-нибудь домашних животных вымирает, то можно добиться восстановления его внешнего облика путем избирательного скрещивания между собой представителей самых примитивных пород, происходящих от этого предка. Именно таким способом еще в 70-х годах прошлого столетия немецким биологам удалось "воскресить" вымершего предка (точнее говоря, одного из предков) современных лошадей — тарпана (Equus ferus ferus ).

Скрещивая представителей нескольких пород, в чьих клетках были гены тарпанов (которых истребили в начале ХХ века, то есть не так-то и давно), ученым удалось создать существо, внешний облик которого абсолютно точно соответствовал таковому предковой формы. Впоследствии эти тарпаны были выпущены на волю, и сейчас в Германии и Польше пасется несколько табунов данных животных. Интересно, что за несколько поколений их внешний вид не претерпел существенных изменений — что говорит о том, что "воскрешение" прошло удачно, и данные животные, видимо, действительно содержат большинство генов дикого предка лошади. Однако проверить это невозможно, поскольку генетического банка данных самих тарпанов не сохранилось.

Однако к динозаврам подобный подход не применим — ведь никаких домашних пород этих рептилий нет. Есть, правда, потомки этой группы, то есть птицы и сохранился отряд рептилий, очень близкий к предковой форме "ужасных ящеров" — крокодилы, однако скрещивание представителей этих, весьма далеких друг от друга в эволюционном плане таксонов ничего не даст (да оно и чисто технически невозможно — слишком велика разница в геномах).

Другой способ "воскрешения" основан на создании гибридного эмбриона (подробнее о нем читайте в статье "Чем опасны гибридные эмбрионы? ") . Если ДНК вымершего животного сохранилась в полном объеме, то ее можно пересадить в ядро зародышевой клетки представителя наиболее близкого вида, и, таким образом, вырастить требуемый организм. С птицами и рептилиями это просто — у них все развитие проходит в яйце, а вот зародыша млекопитающего на определенной стадии нужно трансплантировать в тело суррогатной мамы, в роли которой выступает самка того же, наиболее близкого вида (например, в случае "воскрешения" мамонта это будет азиатская слониха). Таким способом биологи планируют "воскресить" мамонта, шерстистого носорога, большерогого оленя и некоторых других доисторических гигантов, а также истребленного в ХХ веке сумчатого волка (подробнее о том, что это такое, читайте в статье "Волки боялись в лес выходить... "), ДНК которых прекрасно сохранилась и, что называется, ждет своего часа.

Однако с динозаврами и этот номер не пройдет — у ученых не имеется ни одного образца ДНК этих гигантов. Дело в том, что последние представители этой группы вымерли около 65 млн. лет тому назад, а за это время все кости этих гигантов успели, что называется, перекристаллизоваться, то есть вся органика в них была замещена на неорганические вещества, поэтому по сути сейчас они представляют собой каменные глыбы, чем-то похожие на части тела динозавров. При таких условиях ДНК сохраниться не может. Кроме того, в мезозойскую эру не было покровных оледенений и вечной мерзлоты, поэтому найти труп "ужасного ящера", который пролежал бы в замороженном состоянии миллионы лет (как это часто бывало с мамонтами), не представляется возможным.

Так что, как видите, "воскресить" динозавров нельзя. Однако ученые убеждены, что их можно создать заново. Правда, это будут уже совсем другие динозавры, не имеющие внешне ничего общего с реально существовавшими гигантами. Но в то же время вполне себе полноценные.

Данная методика основана на том, что гены раннего развития (гомеозисные), которые контролируют формирование первых стадий зародыша — структуры достаточно консервативные, и часто практически в полном объеме сохраняются у потомков. Именно поэтому эмбрион человека на ранних стадиях похож на рыбу, потом на амфибию и только уже после приобретает черты, специфические для млекопитающих. Поэтому и у птиц, конечно же, остались гомеозисные гены динозавров. В процессе формирования эмбриона они даже работают, но очень короткое время — потом специальные белки их "выключают" для того, чтобы запустилась работа гомеозисных генов, специфичных только для птиц.

Но что если каким-то образом предотвратить эти выключения динозавровых генов? Ученые из из Университета Макгилла (США) под руководством Ханса Ларссона обнаружили, что на раннем этапе развития куриного эмбриона у зародыша есть хвост, похожий на рептильный. Но дальше в определенный момент работа генов, отвечающих за его формирование, заканчивается, и хвост исчезает. Доктор Ларссон и его коллеги несколько раз пытались блокировать деятельность белков, выключающих хвостовые гены. В конце концов им удалось это сделать, однако "хвостатый" цыпленок вскоре погиб, так толком и не сформировавшись.

По другому пути пошли онтогенетики Джон Фэллон и Мэтт Харрис из Висконсинского университета (США) Они, экспериментируя с мутантными куриными эмбрионами, заметили что у некоторых из них есть странные выросты на челюстях зародыша. Данные "шишки" при ближайшем рассмотрении оказались саблевидными зубами, которые были идентичны зубам эмбрионов аллигаторов и, что самое интересное, некоторых мелких юрских динозавров.

Позже выяснилось, что эти мутанты обладали рецессивным геном, который в норме убивает плод до рождения. Однако в качестве побочного эффекта своей деятельности этот ген включает другой, являющийся гомеозисным геном динозавров, отвечающий за формирование зубов. Заинтересовавшись данным феноменом, Фэллон и Харрис создали вирус, который вел себя подобно рецессивному гену, но не был смертельным для эмбриона. Когда его вводили в нормальные зародыши, у тех начинали расти зубы, и никаких вредоносных побочных эффектов при этом не наблюдалось. Однако вылупиться "зубастику" так и не дали — по закону США гибридные эмбрионы должны быть уничтожены через 14 дней после завершения эксперимента.

Однако наибольших успехов удалось достичь доктору Архату Абжанову из Гарвардского университета. Он вычислил, какие из гомеозисных генов динозавров отвечают за формирование типичной рептильной морды вместо птичьего клюва. Ему удалось также определить белки, которые "отключают" эти гены.

После этого Абжанов добавил в клетки эмбриона другие белки, блокирующие деятельность "выключателей", в результате чего последние перестали работать. В итоге динозавровые гены уже отключить было некому, и у цыпленка выросла вполне симпатичная мордочка, чем-то напоминающая крокодилью. При этом сам эмбрион не погиб — он продолжал активно развиваться. Однако после 14 дней пришлось, к великой досаде Абжанова, умертвить и его.

Все эти исследования говорят о том, что создание динозавров из птиц принципиально возможно. Правда, биологи до сих пор не знают всех гомеозисных генов, оставшихся у птиц от динозавров, однако установить это не так то уж и сложно — ведь есть "контрольная" группа, то есть крокодилы. Не изучены так же до конца все тонкости их работы, однако и это — всего лишь вопрос времени. Так что не исключено, что в ближайшем будущем генетикам все-таки удастся превратить птицу в небольшого оперенного динозаврика из рода Maniraptora , вроде тех, которые существовали в середине юрского периода.

Сразу же следует заметить, что данное существо, конечно же, не будет представителем вида, уже обитавшего на нашей планете — ведь его геном будет включать птичью ДНК, отсутствовавшую у классических динозавров. Это будет представитель уже нового вида, созданного людьми, однако имеющего строение и физиологию, характерную для настоящих динозавров.

Один из наших читателей в комментариях отметился вопросом: «Когда уже генетики воскресят динозавров?» С выходом «Мира юрского периода», а также после многочисленных новостей про успехи некоторых групп ученых мы решили взяться за эту тему и поведать тебе новости из мира науки по поводу воскрешения чего-либо давно уже мертвого. Заранее скажем, что постарались озвучить в основном позитивные новости.

Итак, воскрешение вымерших видов – звучит немного зловеще. И правда, сразу вспоминаешь старые фильмы ужасов, где какой-нибудь сумасшедший профессор воскрешает мертвых путём электрического воздействия и вливания каких-то странных зелёных жидкостей, а потом раздаётся жуткий смех и монстр выходит из-под контроля. , не иначе.

Но в действительно всё выглядит не настолько жутко, да и преследуемые цели вполне благородны. Вымершие виды могут многое поведать нам о прошлом нашей планеты, кроме того, их воссоздание лишний раз докажет, что люди могут справиться с совершенно разными, на первый взгляд, неразрешенными проблемами.

Но ясное дело, что всё сразу не делается. И многие ученые, положительно высказывающиеся о возможности воскрешения динозавра, сначала собираются взяться за задачу менее масштабную, но, однако, тоже из области фантастики. Эта задача – воскрешение мамонта. И вот поиск ее решения идет уже полным ходом с весны этого года. Можно даже наблюдать некую гонку разных научных групп, которые взялись за воскрешение исчезнувшего животного.

Напомним, мамонты вымерли около 10 тысяч лет назад, а появились в эпоху плиоцена. Их высота могла достигать 5,5 метров, а вес мог быть около 12 тонн. Если исходить из массы, то мамонт примерно вдвое превосходил по этому параметру современных слонов.

Одна из групп – это исследовательский коллектив Джорджа Черча из Гарварда. Черч является сторонником полной расшифровки генома мамонта, для того чтобы воссоздать вымерший вид слонов. Другие же считают возможным клонирование мамонтов с помощью останков, которые обнаружены в вечной мерзлоте.

Мы работали прежде всего с генами, отвечающими за выживание организма в условиях низких температур: генами шерстяного покрова, крупных ушей, подкожного жира и, прежде всего, гемоглобина. Сейчас в нашем распоряжении имеются здоровые клетки слона с фрагментами ДНК мамонта. Мы пока не представили результаты этого опыта в рецензируемом научном журнале, но собираемся сделать это в ближайшее время.
Джордж Черч

Мамонты, по мнению генетика, смогут стабилизировать экосистему сибирской тундры. Весьма благородная задача, и надеемся, она станет выполнимой в скором будущем. А надежды в этом плане вполне обоснованны.

Совсем недавно другая исследовательская группа под руководством доктора Винсента Линча, Университет Чикаго, закончила первый этап изучения генома мамонта. Полученные гены поразили ученых своими особенностями. Так, например, ген ТRPV3 помогал животным жить в условиях вечной мерзлоты. Генетики внедрили этот ген в геном лабораторных крыс, тела которых вскоре обросли мехом. В итоге крысы предпочли проживать в самых прохладных участках вольера.

Как минимум три команды в настоящий момент заняты восстановлением генома мамонта и если эксперименты завершаться удачно, то в будущем станет возможным воссоздать и других существ, главным образом по ДНК, найденном в окаменелых останках.

Стоит заметить, что подобная работа хотя и ведется в динамичном режиме, но её плоды мы едва ли сможем увидеть в следующем году.

Ну, а теперь немного реализма. Увидим ли мы реальных динозавров на нашем веку? Скорее всего, нет. По объективным причинам. Даже при таких серьезных прорывах в области генетики мы вряд ли сможем найти достаточно хороший генетический материал вымерших рептилий.

Хотя есть оптимистичный прогноз американского палеонтолога Джека Хорнера, он же и главный научный консультант фильма «Парк юрского периода». Он известен своими попытками воссоздать динозавра, ему также удавалось успешно находить окаменелости, содержащие кровеносные сосуды и мягкие ткани. Но найти полную ДНК ему, как и многим другим, пока ещё не удалось. Поэтому Джек решил пойти другим путём, а именно путём отката эволюции. С помощью генной инженерии ученый собирается вернуть обычную курицу к состоянию своих дальних предков. Хорнер считает, что его проект будет успешным, и от возвращения динозавров человечество отделяют считанные годы.

Думаю, мы способны достичь такого набора генетических изменений в одном эмбрионе, в результате которого животное успешно вылупится и будет жить нормальной жизнью, двигаясь и функционируя без проблем. Я очень удивлюсь, если мы не сделаем этого в течение 10 лет. А если нам повезет, мы получим его в течение ближайших пяти лет, потратив на весь процесс не более пяти миллионов долларов.
Джек Хорнер

Идею Хорнера подхватили и другие биологи. Например, исследовательская группа во главе с Архатом Абжановым из Гарварда и Бхартом-Анджаном Бхулларом из Чикаго смогли получить эмбрионы кур с мордами динозавров, подавив развитие белков с помощью которых образуются клювы. Цифровые модели черепов показали, что кости во многих из них оказались похожи на черепные кости первоптиц (археоптерикс) и динозавров (таких как велоцираптор).

Судите сами, мы уже смогли создать эмбрионы птиц с зубами, изменили строение головы. Сейчас мы работаем над хвостом и лапами. Поэтому я уверен, что с помощью генной инженерии мы сможем создать курозавра в ближайшие пять–десять лет. Ведь птицы – это остановившиеся в развитии динозавры.
Джек Хорнер

В любом случае нам кажется, что перспективы в этом направлении имеются. Существует большая проблема с тем, чтобы воссоздать геном динозавров, которые вымерли миллионы лет назад, но возможно, исследования действительно пойдут другим путём – путём отката эволюции. Что из этого может выйти? Как знать, возможно, ничего. Но может, нам ещё суждено увидеть какого-нибудь мелкого ублюдка из древности, который поразит нас своей странностью и непохожестью на всё то, что мы видели до этих пор.