Иностранная пресса о России и не только

Генетики работают над воссозданием динозавров, повернув эволюцию вспять

Парк юрского периода: живые динозавры, воссозданные в пробирках из древнего генетического материала, заселяют остров. Превосходная идея для киносценария. Но в жизни такое, к сожалению, невозможно, говорят генетики. Молекула ДНК не может сохраниться в течение такого длительного времени, в течение 65-и миллионов лет, прошедших с тех пор, как вымерли эти "ужасные ящеры". Поэтому совершенно невозможно найти неповрежденный генетический материал ящеров ни в их ископаемых останках, ни ? как в романе Майкла Кричтонса, который послужил основой для кинофильма ? в комаре, завязшем в юрском периоде в смоле, которая спустя многие тысячелетия превратилась в янтарь.

Американский специалист по эволюционной биологии Дэвид Стерн из Принстонского университет возражает. Наука, полагает он, непременно могла бы содействовать доисторическим великанам в их возрождении. Так как ДНК динозавров сохранилась до сегодняшнего дня, пусть и в форме, модифицированной миллионами лет эволюции ? в генетическом материале птиц, представителей животного мира, близко родственных ящерам. Некоторые биологи даже считают птиц настоящими, правда сильно видоизмененными и усовершенствованными динозаврами. Нужно только совершить несколько манипуляций, применяемых для искусственного оплодотворения, а также иметь яйца домашних куриц, утверждает Стерн, чтобы воссоздать одно из существ юрского периода.

Дрожжи, которым 70 миллионов лет

На сомнения в его идее Стерн отвечает ссылками на прогресс в своей области. Так, биологи могут реконструировать гены, которые вернули бы змеям давно утраченные ноги, а птицам ? их зубы, которые со времен динозавров превратились в клюв. Ученый из Принстона считает, что метод "ретроэволюции" мог бы также воссоздать ящеров по-новому, причем быстрее, чем кажется. Стерн: "Два года назад я писал, что ящеров можно воссоздать лет через двести, сегодня я считаю, что на это уйдет от 60 до 80 лет".

Первоначально биологи хотели проследить ход эволюции, чтобы узнать, как отдельные виды происходили от своих предков. "Лингвисты путем сравнительного анализа современных языков могут найти их общий корень и реконструировать исчезнувший праязык , - говорит специалист по молекулярной биологии Стивен Беннер из университета Флориды. - Так и генетики путем сравнения наследственного материала современных животных могут определить, какими должны были быть гены их общих предков".

Со своей исследовательской группой Беннер воссоздал из генетического материала ген дрожжей, которые существовали 70 миллионов лет назад и являлись микробиологическими современниками тиранозавров рекс. Этот ген содержит генетический код фермента дегидрогеназы, разлагающего спирт, который дает возможность пивным дрожжам Saccharomyces cerevisiae превращать сахар в спирт. В современных дрожжах встречается несколько вариантов такого гена, которые восходят к одному общему предшественнику. Беннер установил последовательность его эволюции. Средствами генной инженерии он воссоздавал праген и внедрил его в генетический материал современных пивных дрожжей. К его полной неожиданности оказалось, что полученные им дрожжи не сбраживают сахар, а расщепляют спирт. "Прадрожжи не годились для пивоварения, - говорит он, - они приобрели эту способность позже".

Тем же самым образом эволюционная биология из генетического материала современных птиц могла бы выделить генетический материал ящеров. Сравнительный анализ их генов в итоге мог бы привести к созданию прагена, наличествовавшего в клетках тиранозавров и бронтозавров. При этом всего лишь несколько "юрских генов" могли бы дать важные сведения о ящерах, живших в доисторические времена ? например, не были ли они теплокровными. Разумеется, воссоздать геном целиком ? сумму всех генов живого существа ? гораздо труднее, чем реконструировать отдельные гены. Геном птицы содержит около 30 000 генов, которые, помимо всего прочего, в ходе эволюции подвергались бесчисленным мутациям. Геном человека и шимпанзе совпадает на 97%, однако 3% ? это 90 миллионов различий. Между птицами и динозаврами количество отличающихся друг от друга генов должно быть значительно больше.

Ученые полагают, что будущие суперкомпьютеры справятся с соответствующим количеством данных. В качестве исходного пункта исследователи выбрали группу генов, которая сохранилась практически на всем протяжении эволюционного процесса и присутствует в таких различных организмах как черви, мухи, рыбы и люди, выполняя примерно одну и ту же функцию. Это хокс-гены, отвечающие, в частности, за формирование основных структур организма. Впервые они появились в примитивных многоклеточных организмах, возникших около 700 миллионов лет назад. Они так мало менялись, что человеческий хокс-ген "работает" также в плодовой мушке. То же самое относится ко всем группам генов, которые взаимодействуют при развитии ряда организмов.

Ноги трицератопса

Так, два белка ? "sonic hedgehog" и фибробласт, отвечающий за фактор роста ? у всех позвоночных животных обуславливают рост конечностей, активизируя по очереди все гены, необходимые для их роста. "Я никогда не видел трицератопса, - говорит специалист по эволюционной биологии из гарвардского университета Клифф Тубин, - однако я знаю, что росту ног у этого трехрогого ящера способствовали те же самые молекулы".

Теоретически легко воссоздать хокс-гены даже динозавра. Только одно "но": они часто скрыты в длинных фрагментах некодирующегося генного материала, в так называемой бесполезной ДНК Юнка. Из-за этого невозможно понять, в какой части генома давно вымерших животных они располагались и как они там себя вели. Кроме того, соответствующие гены мутировали настолько интенсивно, что вряд ли можно воссоздать поэтапную эволюцию ящеров. Эти пробелы могут заставить ученых пойти по обходному пути. Им придется выяснять, как определенные белки содействуют формированию всех тканей эмбриона, после чего они смогут воссоздать соответствующие хокс-гены. В этом месте, как опасаются некоторые генетики, их работа может застопориться. "Даже у ныне живущих животных, которых мы можем исследовать, это слишком сложно", - жалуется Джереми Гибсон-Браун из университета им. Вашингтона в Сент-Луисе. Кроме того, определенный ген во время эмбрионального развития может исполнять несколько функций.

Оптимисты в рядах ученых, пытающихся воссоздать динозавров, напротив хотят воспользоваться именно этим обстоятельствам. Кажущийся антагонизм между видами можно легко преодолевать, обнаружив соответствующие молекулярные сигналы. Так, было бы достаточно "капнуть" фибробластом на клюв куриного эмбриона, чтобы у него прорезались зубы. Ведь ученым было не так уж и трудно восстановить органы зрения у рыб, живущих в пещерах и не имеющих глаз. "В некоторых случаях еще кажется, могут сработать старые схемы, - говорит британский биолог Мартин Кон из университета Ридинга. - Мы только должны задействовать их".

Чешуя и перья

Еще проще противоположный путь: нейтрализация схем, появившихся в ходе эволюции. Например, перья, произошли из чешуи. Ученые считают, что избавиться от них было бы не очень трудно. У мышей, у которых были нейтрализованы определенные хокс-гены, развился позвоночник, похожий на тот, который был у ящеров 200 миллионов лет тому назад. Так что можно получить зубастую курицу, покрытую чешуей, и это будет первый шаг по воссозданию ящеров. Следующим шагом станет генетическая манипуляция над бедром цыпленка, чтобы у него по-другому встали нижние конечности. И если они будут сочетаться с остальным туловищем ? а такая возможность вытекает из уже проведенных экспериментальных исследований ? то автоматически возникнут ноги, похожие на конечности динозавра.

Если у ученых получится заставить вращаться стрелки эволюционных часов вспять, то их создание, не смотря ни на что, не будет доисторическим ящером. Слишком много деталей, таких как окраска их чешуи или поведение, в ходе эволюции безвозвратно утрачены. Ученым, пытающимся их воссоздать, не остается ничего другого, как по-новому изобретать по собственному наитию эти и другие признаки ? пока их создания, по меньшей мере по человеческим представлениям, не будут похожи на ящеров.

Если этот метод сработает, его можно будет применять также на других живых существах ? даже на человеке. "И тогда кому-нибудь в голову может прийти идея повернуть ход нашей эволюции и создать первобытного человека", - предостерегает Дэвид Стерн. "Правда, у нас в запасе есть еще от 50 до 100 лет. Но уже сегодня мы должны начать обсуждать моральные и этические проблемы".

К вопросу: ящеры, ящерицы и птицы

Более трех геологических эр тому назад динозавры и их родственники - крокодилы, рыбы-ящеры и летающие ящеры - были властителями мира. Рост их популяции продолжался весь юрский период, длившийся 69 млн. лет, и внезапно закончился в конце мелового периода: видимо, падение астероидов привело к вымиранию "ужасных ящериц", выжили только крокодилы.

Из маленькой рептилии ? двуногой Ornithosuchia ? развивалось 300 семейств динозавров, насчитывавших около 700 видов, в частности самые крупные живые существа в истории Земли. К ним относятся травоядные ящеры. Рекордсменом является Argentinosaurus, имевший до 45 метров в длину и весившей от 80 до 100 тонн веса, живший в поздний меловой период в лесах Патагонии.

Самый маленький динозавр, Microraptor zhaoianus, недавно был открыт в Китае. По размерам он сравним с вороной ? всего 39 сантиметров. Ученые в хищном двуногом ящере из-за его когтей, хвоста и возможного оперения видят прообраз птицы, эволюционного потомка ящеров. До тех пор самым маленьким видом считался Compsognathus ? тоже хищник. Самым крупным хищным ящером был вовсе не ужасный тиранозавр рекс, а бестия по имени Gigantosaurus, имевший 14 метров в длину и весивший 8 тонн.