Чому не можна клонувати динозавра?
Відповідь редакціїІдея клонування динозаврів з викопних останків була особливо актуальна після виходу на екрани фільму «Парк Юрського періоду», в якому розповідається, як учений навчився клонувати динозаврів і на безлюдному острові створив цілий парк розваг, в якому можна було побачити живу стародавню тварину.
Але ще кілька років тому австралійські вчені під керівництвом Мортена Аллентофтаі Майкла Бансаз університету Мердока (штат Західна Австралія) довели, що відтворити живого динозавра неможливо.
Дослідники провели радіовуглецеве дослідження кісткової тканини, взятої з скам'янілих кісток 158 вимерлих птахів моа. Ці унікальні та величезні птахи мешкали в Новій Зеландії, але ще 600 років тому вони були повністю знищені аборигенами маорі. В результаті вчені з'ясували, що кількість ДНК в кістковій тканині зменшується з часом - кожен 521 кількість молекул скорочується наполовину.
Останні молекули ДНК зникають із кісткової тканини приблизно через 6,8 мільйона років. При цьому останні динозаври зникли з землі в кінці Крейдового періоду, тобто близько 65 мільйонів років тому — задовго до критичного для ДНК порога в 6,8 мільйона років, і в кістковій тканині останків, які вдається знайти археологам, молекул ДНК не залишилося.
"В результаті ми з'ясували, що кількість ДНК у кістковій тканині, якщо її утримувати при температурі 13,1 градуса Цельсія, кожні 521 рік зменшується наполовину", - розповів керівник групи дослідників Майк Банс.
"Ми екстраполювали ці дані стосовно інших, більш високих і низьких температур і встановили, що якщо містити кісткову тканину при температурі мінус 5 градусів, то останні молекули ДНК зникнуть приблизно через 6,8 млн років", - додав він.
Досить довгі фрагменти геному можна знайти лише у заморожених кістках віком трохи більше мільйона років.
До речі, на сьогоднішній день найдавніші зразки ДНК були виділені з останків тварин і рослин, знайдених у вічній мерзлоті. Вік знайдених останків становить близько 500 тисяч років.
Варто відзначити, що вчені проводитимуть подальші дослідження в цій галузі, оскільки відмінності у віці останків відповідають лише за 38,6% розбіжностей у мірі руйнування ДНК. На швидкість розпаду ДНК впливає безліч факторів, серед яких умови зберігання останків після розкопок, хімічний склад ґрунту і навіть пора року, коли загинула тварина.
Тобто шанс, що за умов вічних льодів чи підземних печер період напіврозпаду генетичного матеріалу виявиться довше, ніж припускають генетики.
Еренхот, місто динозаврів. Фото: АіФ / Григорій Кубатьян
А мамонта – можна?
Повідомлення в тому, що вчені знайшли останки, що підходять для клонування, з'являються регулярно. Кілька років тому вчені Якутського Північно-Східного федерального університету та Сеульського центру досліджень стовбурових клітин підписали угоду про спільну роботу над клонуванням мамонта. Відродити давню тварину вчені планували за допомогою біологічного матеріалу, знайденого у вічній мерзлоті.Для експерименту було обрано сучасний індійський слон, оскільки його генетичний код максимально схожий з ДНК мамонтів. Вчені прогнозували, що результати експерименту будуть відомі не раніше, ніж через 10-20 років.
Цього року знову з'явилися повідомлення від учених із Північно-Східного федерального університету, вони повідомили про виявлення мамонта, який жив у Якутії 43 тисяч років тому. Зібраний генетичний матеріал дозволяє розраховувати, що збереглися неушкоджені ДНК, але експерти налаштовані скептично - адже для клонування потрібні дуже довгі ланцюжки ДНК.
Живі клони
Тема клонування людини розвивається не так у науковому ключі, як у соціальному та етичному, викликаючи суперечки на тему біологічної безпеки, самоідентифікації «нової людини», можливості появи неповноцінних людей, породжуючи також релігійні суперечки. При цьому експерименти з клонування тварин проводять і мають приклади успішного завершення.
Перший у світі клон — пуголовок — був створений ще 1952 року. Одними з перших успішне клонування ссавця (будинкової миші) здійснили радянські дослідники ще 1987 року.Найяскравішою віхою в історії клонування живих істот стала поява на світ овечки Доллі — це перша клонована ссавецька тварина, отримана шляхом пересадки ядра соматичної клітини в цитоплазму яйцеклітини, позбавленої власного ядра. Вівця Доллі була генетичною копією вівці-донора клітини (тобто генетичним клоном).
Якщо в природних умовах кожен організм поєднує в собі генетичні ознаки батька і матері, то Доллі мав лише один генетичний «батько» — вівця-прототип. Експеримент був поставлений Яном Вілмутом та Кейтом Кемпбеллом у Рослінському інституті в Шотландії у 1996 році і став проривом у технологіях.
Вже пізніше британськими та іншими вченими були проведені експерименти з клонування різних ссавців, серед яких були коні, бики, кішки та собаки.
Щодо органічного матеріалу, чи можна витягти з нього ДНК динозавра? Не зовсім. Палеонтологи постійно сперечаються з приводу придатності органіки, але ДНК так і не витягли (і, певне, ніколи не зможуть).
Візьмемо, наприклад, тиранозавра (який рекс). У 2005 році вчені за допомогою слабкої кислоти витягли слабкі та податливі тканини з останків, у тому числі кісткові клітини, червоні кров'яні клітини та кровоносні судини. Однак подальші дослідження показали, що знахідка була звичайною випадковістю. серйозно погарячкували. Додатковий аналіз за допомогою радіовуглецевої та скануючої електронної мікроскопії показав, що матеріал для дослідження був не тканиною динозаврів, а бактеріальними біоплівками – колоніями бактерій, пов'язаних між собою полісахаридами, протеїнами та ДНК. Виглядають ці дві речі дуже схоже, але мають більше спільного із зубним нальотом, ніж із клітинами динозаврів.
У будь-якому випадку ці знахідки були дуже цікавими. Можливо найцікавіше ми ще не знайшли. Вчені вдосконалили свої техніки і, коли підібралися до гнізда люфенгозаврів, підібралися. Захоплює? Абсолютно. Органіка? Так. ДНК? Ні.
Але що якщо це можливо?
Надія є
За останні десять років досягнення в галузі стовбурових клітин, реанімації стародавньої ДНК та відновлення геному наблизили поняття «вимирання навпаки» ближче до реальності. Однак наскільки близько і що це може означати для найдавніших тварин поки неясно.
Використовуючи заморожені клітини, в 2003 році вчені успішно клонували піренейського козерога, відомого як букардо, але він помер за хвилину. Протягом багатьох років австралійські дослідники намагалися повернути до життя південний вигляд жаб, що народжували ротом, остання з яких померла кілька десятиліть тому, але їхня затея досі не увінчалася успіхом.
Ось так, спотикаючись і чортихаючись на кожному кроці, вчені вселяють у нас надію на більш амбітні реанімації: мамонтів, мандрівних голубів та юконських коней, які вимерли ще 70 тисяч років тому. Такий вік спочатку може збентежити вас, але тільки уявіть: це одна десята частина відсотка від того часу, коли помер останній динозавр.
Навіть якщо ДНК динозавра буде такою ж за терміном, як вчорашній йогурт, численні етичні та практичні міркування залишать серед прихильників ідеї воскресіння динозаврів лише найшаленіших учених. Як взагалі ми регулюватимемо ці процеси? Хто цим займатиметься? Як воскресіння динозаврів позначиться на Законі про види, що зникають? Що, крім болю та страждань, принесуть провалені спроби? Аж раптом ми реанімуємо смертельні хвороби? Що, якщо інвазивні види зростатимуть на стероїдах?
Потенціал зростання, звісно, є. Як репрезентація вовків у Єллоустонському парку, «відкат» нещодавно вимерлих видів зміг би відновити рівновагу в порушених екосистемах. Дехто вважає, що людство у боргу у тварин, яких воно знищило.
Проблема ДНК, поки що, – питання суто академічне. Зрозуміло, що воскресити якогось замороженого мамонтенка із замороженої клітини, можливо, й не викличе особливих підозр, але що робити з динозаврами? Виявлення гнізда люфенгозаврів, можливо, найсильніше наблизило нас до «Парку Юрського періоду».
В якості альтернативи можна спробувати схрестити вимерлу тварину з існуючим. В 1945 деякі німецькі селекціонери стверджували, що змогли реанімувати туру, давно вимерлого предка сучасної рогатої худоби, але вчені досі не вірять у цю подію.
Про серію фільмів по Парку Юрського періоду, гадаю, чули всі. Для когось оригінальна трилогія – це теплі спогади із дитинства, а комусь більше подобаються нові фільми. І є щось пристрасне і надихаюче в цих найбільших, жорстоких і «мертвих» істотах, які колись гуляли нашою планетою.
І, напевно, достатня кількість людей ставила питання - а чи можна дійсно клонувати чи будь-яким іншим способом відродити динозаврів, як це показано у фільмах? Послідовність «містер ДНК» в оригінальному фільмі – відмінна візуалізація, та й сама концепція вилучення ДНК із комарів, які попили динозаврової крові і потім застигли у бурштині – здається цілком робочою. Однак, це просто гарна вигадка.
Цілком випадково, ми нещодавно визначили загальну геномну структуру динозаврів (використовуючи геном нині живих «родичів» динозаврів - птахів і черепах). Геномна структура - це спосіб, яким гени розташовані у хромосомах у кожного виду. Хоча окремі тварини того самого виду матимуть різні послідовності ДНК, загальна геномна структура є видоспецифічною.
Вчені почали з розробки найімовірнішої геномної структури «пташиного черепашчого» предка, перш ніж відслідковувати будь-які зміни, що відбулися з того часу і до цього дня. Цей родовід починається з появи динозаврів і птерозаврів ~ 240 мільйонів років тому, проходить через тероподів (куди входять тиранозаври та велоцираптори) і закінчується птахами.
Незважаючи на те, що ми не висували жодних претензій до вилучення ДНК динозаврів, питання, яке хочеться поставити після прочитання матеріалу вище - «це наближає нас до справжнього парку Юрського періоду?» На жаль, але відповідь є рішучою «ні», і ось чому.
По-перше, ідея про вилучення ДНК динозаврів, що міститься всередині комах, що збереглися в бурштині, просто не працює на практиці. Було виявлено доісторичні москіти з кров'ю динозаврів, але будь-яка ДНК за цей час давно деградувала. ДНК неандертальців та мамонтів були успішно ізольовані, але ДНК динозаврів надто стара. Найстаріша ДНК, яка будь-коли була знайдена, має вік близько мільйона років. З огляду на те, що динозаври жили понад 66 мільйонів років тому, шансів на успіх просто немає.
По-друге, навіть якби ми могли витягти ДНК динозаврів, вона була б подрібнена на мільйони крихітних шматочків, і ми погано знаємо, як ці частини мають бути організовані. Це було б схоже на спробу зібрати найважчий пазл у світі, не уявляючи, як виглядає кінцевий об'єкт, і чи є якісь недостатні частини.
На жаль, виростити велоцираптора в курячому яйці не вийде. І в страусовому теж.
У Парку Юрського періоду вчені знаходять ці частини, що бракують, і беруть їх з геному жаби, але це не дасть вам динозавра, це дасть вам гібрид або «жабкозавра». Ці фрагменти ДНК жаби можуть мати всілякі негативні наслідки для ембріона, що розвивається. Було б розумніше використовувати птахів, а не жаб, оскільки вони тісніше пов'язані (але це все одно не спрацює).
По-третє, якщо ви думаєте, що отримаєте геном, і - бінго - зможете відтворити цілу тварину, то ви знову помиляєтесь. ДНК є відправною точкою, але розвиток тварини всередині яйця є складним «танцем» генів, що включаються і вимикаються в потрібний час за певних умов.
Коротше кажучи, вам потрібне ідеальне яйце динозавра і вся складна хімія, що міститься в ньому. У книзі вчені створюють штучні яйця, у фільмах використовуються страусині яйця. Жоден із цих способів не буде працювати, ви не можете «покласти» курячу ДНК усередину страусиного яйця в надії отримати курча (люди намагалися). Те саме можна сказати і про велоцираптори.
І це при тому, що ми не торкаємося етичних норм, отримання дозволів на експерименти та розрахунок впливу на екосистему.
Тому ми не можемо воскресити динозавра, але...
Динозаври ніколи не вимирали. Навпаки, вони зараз серед нас. Птахи не еволюціонували від динозаврів, птахи були тісно пов'язані з динозаврами. Птахи – динозаври.
Динозаври (включно з птахами) є жертвами щонайменше чотирьох масових вимирань, після чого вони відроджувалися в нових, все більш різноманітних і дивних формах. Одним із ключових елементів нашої статті є те, що ми теоретизуємо, що їхня здатність робити це полегшується їхньою структурою геному. Вчені виявили, що у птахів та більшості нептахових динозаврів було багато загальних хромосом (пакетів ДНК), що дозволяло їм створювати безліч варіацій, які є рушієм природного відбору.
Проте, якщо заглядати далеко вперед, можливо, що в майбутньому можна буде використати технологію Парку Юрського періоду, щоб допомогти нівелювати частину шкоди, заподіяної людьми. Людство причетне до зникнення таких відомих птахів-динозаврів, як додо та мандрівний голуб. Відновлення їх ДНК, вік якої становить лише кілька століть, є набагато реалістичнішим завданням. Також, можливо, що яйця близьких до них живих видів можуть підійти для того, щоб «впровадити» в них вимерлих видів, і в правильних умовах ми можемо використовувати їх, щоб воскресити деяких «майже» динозаврів.
У червні на великих екранах вийшла, викликавши в цікавих глядачів нову порцію питань щодо його наукової правдоподібності Чи можна воскресити динозаврів, використовуючи описаний фантастами метод?
На це питання у колонці для The Conversationвідповів Даррен Гріффін, професор генетики з Кентського університету.
Як клонували динозаврів у «Парку юрського періоду»
«По-перше, ідея про те, що неушкоджена ДНК динозаврів збережеться всередині застиглих в бурштині комах, які просто смокчуть, просто нескладна, — пише Гріффін. — Доісторичних москітів, які пили кров динозаврів, справді знаходили. Але ДНК, що міститься в цій крові, давно деградувала.
На відміну від неандертальців та шерстистих мамонтів, чию ДНК успішно ізолювали, динозаври дуже давні. Найстарішою серед будь-коли виявлених ДНК всього близько мільйона років. Але щоб отримати ДНК динозавра, нам довелося б повернутися як мінімум на 66 млн. років тому.
По-друге, навіть якби ми могли отримати ДНК динозаврів, вона була б подрібнена на мільйони крихітних частинок, і ми б уявлення не мали, як їх упорядкувати. Це було схоже на спробу зібрати найскладніший пазл у світі, не уявляючи, як виглядає вихідне зображення і скільки в ньому має бути фрагментів.
У «Парку юрського періоду» вчені знаходять ці відсутні фрагменти і заповнюють їх жаби ДНК. Але це не дасть вам динозавра. Це дасть гібрид або «жабкозавра». Було б також розумніше використовувати ДНК птиці, оскільки вони тісно пов'язані з динозаврами (хоча це все одно не спрацює).
По-третє, ідея, що для відновлення тварини потрібен лише виток ДНК — наукова фантастика. ДНК є відправною точкою, але розвиток тварини всередині яйця є складним «танцем» генів, що включаються і включаються в потрібний час.
Коротше кажучи, вам потрібні ідеальне яйце динозавра і вся складна хімія, що міститься в ньому. У книзі вчені виробляють штучні яйця, у фільмах використовують страусові. Жоден із цих способів не спрацює. Не можна покласти курячу ДНК усередину страусиного яйця і отримати курча (а люди намагалися). Те саме можна сказати про велоцираптор ".
Генетик у пух і порох розносить мрії наївних шанувальників фантастичної франшизи, але підкреслює, що в майбутньому подібну технологію можна буде використовувати для того, щоб компенсувати частину шкоди, заподіяної тваринам.
«Людство застало зникнення птахів — додо і мандрівного голуба. Відновлення їх ДНК, вік якої становить лише кілька сотень років, є більш реалістичною пропозицією. Можливо також, що яйця живуть нині генетично близькі види стануть досить хорошим середовищем, і ми використовуємо їх, щоб воскресити вимерлих тварин».
Генна інженерія — одна з найреволюційніших наук. Досі вчені дискутують про можливу її заборону. А поки вони сперечаються, у наукових лабораторіях успішно триває процес клонування. Усім цікаво знати, як справи з клонуванням динозаврів.
Є сумнівна теорія, за якою ДНК динозавра можна виділити з крові самки комара, що вкусила його. Ця комаха нібито збереглася у бурштині. Такий клон динозавра успішно з'явився у фільмі "Парк юрського періоду".
Звичайно, малоймовірно знайти такого комара, який секунду тому вкусив ящера і тут же потрапив у краплину соснової смоли. Під великим сумнівом і те, що ДНК динозавра у чистому вигляді міг би зберегтися у бурштині. Сама ж гіпотеза веде лише до одного висновку — ДНК треба шукати або якимось чином відтворювати, але як саме поки що важко сказати.
Практично, всі вчені розуми дуже скептично ставляться до можливості знахідки ДНК динозавра. Вони наводять такі підстави: 1.Протягом 500 000 років може зруйнуватися будь-яка структура ДНК, якщо вона знаходиться поза зоною впливу низьких температур. 2.еще нікому не вдалося знайти цільну ДНК, завжди це короткі шматочки ланцюжка, які не можна з'єднати. 3.Найскладніше відсіяти шматочки потрібного нам генетичного матеріалу від чужих ДНК, які були занесені випадково пізніше або просто відносяться до бактерій епохи життя даного динозавра.
Але коли людина має мрію, то «казка робиться буллю». І неможливе стає можливим.
2010 можна назвати роком прориву в історії відтворення ДНК. 50 -75 тисяч років тому на Землі разом з неандертальцями проживали стародавні люди, що вимерли, — денисівці. Палеонтологам удалося знайти останки денісівської дівчинки. Фахівці змогли розшифрувати генетичний код дитини, оскільки перед цим було розроблено ноу-хау
- Реконструкція уламків молекули ДНК, що складається з одного ланцюжка. Це відкриття стало базовим для подальших розгадок розвитку на Землі.
2013 рік. ще один прорив! Знайдені у вічній мерзлоті останки стародавнього коня. Їм 550 - 780 тисяч років. Вченим вдається прочитати цей геном.
Далі ще одна сенсація – фахівцям вдається розшифрувати мітохондріальну ДНК гейдельберзької людини. Цей вид неандертальця мешкав приблизно 400 тисяч років тому. Паралельно з цим вдало проводиться робота з генної структури останків ведмедя, який жив у цей час. Найдивовижніше, що останки і людину, і ведмедя було знайдено над вічній мерзлоті, а теплішому кліматі. Про що це каже? Можна клонувати стародавніх тварин не тільки із заморожених останків, а й розширити ареал пошуків уламків ДНК вже за новою методикою.
Ця методика, як і все геніальне, проста. Щоб очистити потрібну ДНК від наявності чужорідної, Вчені створили так званий шаблон ДНК: бралися послідовності генів 45 нуклеотидів (довші ланцюжки навряд чи зберігаються) з вже наявними мутаціями, що відбувалися після загибелі особини (після смерті клітини з'являються певні заміни). Потім, зробивши аналіз даного генетичного шматкового матеріалу, знаходили найближче ДНК, яке й давало можливість побудувати правильний ланцюжок генів. Це нагадує роботу над пазлами - загальна картинка є, потрібно лише правильна зібрати її маленькими шматочками. Геном денісівської людини найкраще підійшов для цього.
Цей метод працює лише тоді, коли є наступна база:
1. вдалий шаблон відновлення геному
2.достатня кількість уламків ланцюга ДНК.
Ми отримуємо нові знання та новий шаблон з кожним новим розшифруванням. І заглиблюємося у вивчення точніших історичних подій. Але поки що всі ці відкриття обмежує відрізок трохи більше 800 000 років. Бо ж бути з динозаврами, які проживали на Землі від 225 до 65 мільйонів років тому. За такий тривалий проміжок часу не збереглося б жодної цілої молекули ДНК, але тут наука не зупиняється одному місці.
У Чернишевському районі вчені виявили фрагменти скам'янілої шкіри динозавра, який проживав у Юрському Періоді. Вчені порушили питання про реальне клонування динозаврів. Десятки інформаційних агенцій виявили інтерес до Забайкалля у зв'язку з цією знахідкою. В інститут приїхали закордонні та російські вчені, які визнали, що подібного вони ще не зустрічали у своєму житті.
Клонування, безумовно, ще не поставлене на конвеєр, а експерименти поки що ведуться у приватних чи прикатедральних університетських лабораторіях. Російські дослідники сьогодні впритул зайняті клонуванням мамонта. Сам генетичний матеріал мамонта здобути не дуже складно. Згадаймо мамонтеня Діму, якого знайшли цільною тушкою. Власне, мамонти жили лише кілька тисяч років тому, тому їхні рештки, що завмерли, вже не раз знаходили в Сибіру. Залишилися свідчення, що ще у 19 столітті сибірські мисливці годували собак мамонтятиною. Звичайно, зробити клона мамонта, з цілого ланцюжка ДНК, що зберігся, і білка хорошої якості не представляє великих складнощів для фахівців.
Набагато складніше клонувати динозавра. За словами доктора геолого-мінералогічних наук Софії Синиці, період розпаду ДНК залежить від умов знаходження останків і становить 500 тисяч років. А ми маємо враховувати, що динозаври вимерли приблизно 65 мільйонів років тому. Адже багато хто з них жили за 150 мільйонів років до нашої ери. НУ, І ЯК Ж ЗНАЙТИ ДНК ДИНОЗАВРА? Терміни безпеки ДНК ставлять дослідників у безвихідь. Адже органічна тканина за мільйони років трансформується у мінерали. У породах, які можна піддати аналізу, її практично немає. Особливий акцент Софія Синиця робить на тому, що зі шкірою динозавра, в якій могла б зберегтися органіка, також нічого не виходить і тому клонування динозаврів доведеться зайнятися лише після успішного клонування генетиками мамонта. Вчена обіцяє, що для того, щоб знайти вихідний матеріал для клонування ящерів, вона «перекопає весь Сибір».
Ви чудово пам'ятаєте із шкільної програми, що ДНК відіграє функцію передачі спадкової інформації. Якщо хтось із дослідників зможе знайти одну єдину клітину, що повністю збереглася, з повним набором молекул ДНК, то подальше клонування точної копії просто справа техніки. Наприклад, береться яйце сучасного комодського дракона, знищується початкова ДНК і вносяться в яйце молекули ДНК будь-якого виду динозавра. Тепер можна покласти яйце в спецінкубатор і чекати на народження маленького динозаврика.
