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?
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.
Мы думаем, что владеем небесами. Но группа существ, способных летать, остается предметом зависти воздушных сил, созданных человеком. Это птицы - потомки динозавров. Они населяют все экосистемы земного шара, включая внутренние части Антарктиды.
Происхождение птиц долгое время оставалось предметом оживленных дискуссий. За обозримый период времени было выдвинуто несколько научных версий происхождения и родственных связей птиц и возникновения у них полёта, причём в течение более сотни лет они были чисто гипотетическими.
1. Цапля на рыбалке. (Фото Attila Kovacs):
2. Стая белых гусей. (Фото Jim Scalzo):
Птиц роднит с динозаврами множество общих черт в строении скелета. Среди возможных ближайших родственников птиц также рассматривается авимим - мелкий хищный динозавр из мелового периода.
3. Пеликан кормит своих детенышей. (Фото Monika Skkolimowska):
Первую попытку систематизации животных предпринял в IV веке до н. э. греческий учёный Аристотель - в своих сочинениях «О частях животных» и «О возникновении животных» он выделил всех известных ему птиц в «высший род» Ornithes. Несмотря на очевидное несовершенство этой системы, вплоть до второй половины XVII века новых попыток классификации животного мира не предпринималось. Лишь к концу XIX века новые исследования заложили основу для современных представлений о системе класса птиц.
4. Цапля. (Фото Biju Boro):
Птицы есть везде, даже в Антарктиде. Например, снежный буревестник гнездится в глубине этого материка на расстоянии до 440 км от берега. По краям Антарктического щита местами гнездятся пингвины (императорский, Адели), гигантский буревестник, южнополярный поморник.
5. Канадские журавли. (Фото Sam Greenwood):
Населяют птицы и самые безводные пустыни и горы, вплоть до границы вечных снегов. Во время миграций стаи пролетающих гусей и журавлей иногда наблюдали на высоте 7000-9000 м. В 1973 году африканский гриф столкнулся с гражданским самолетом над Кот-д’Ивуаром на высоте 11 277 метров.
6. Серая цапля на рыбалке. (Фото Attila Kovacs):
Несколько семейств птиц приспособились к жизни на море. Отдельные виды пингвинов ныряют на глубину до 300 м, а согласно другой информации, императорский пингвин может достигать глубины 535 метров.
7. Трёхцветная цапля. Птенец. (Фото Rhona Wise):
Именно способность к полёту определяет особенности данного класса животных, хотя существует относительно небольшое количество (около 60 видов) нелетающих либо почти нелетающих птиц, в ходе эволюции так или иначе утративших способность к полёту, которую имели их предки.
8. Пеликаны. (Фото Amir Cohen):
Полет требует очень больших затрат мышечной энергии, поэтому уровень обмена веществ у птиц чрезвычайно высок и потребность в пище велика: её дневная норма составляет 12-28 % общей массы тела. Если спроецировать эти данные на человека, то 70-килограммовый персонаж должен бы был съедать до 20 кг пищи в сутки, будь он птицей.
9. Утенок прячется от дождя. (Фото David L. Ryan):
Для всех видов птиц характерным является наличие перьев, которые не встречаются у других современных животных. Перья покрывают всё тело птицы, за исключением клюва и дистальных частей задних конечностей. Считается, что перья возникли в результате эволюционных преобразований чешуи рептилий .
10. Серая цапля. (Фото Attila Kovacs):
Сколько перьев у птицы? Общее число перьев у крупных видов больше, чем у мелких. Например, у колибри около 1000 перьев, у чаек до 6000, а у лебедей - 25 000.
11. Малиновки ждут родителей в гнезде. (Фото Frank Rumpenhorst):
Перо - почти совершенный механизм. Оно обеспечивает возможность полёта, образуя несущие плоскости (крылья, хвост), и создаёт обтекаемость тела. Перья защищают кожные покровы от механических повреждений. Очень эффективны водозащитная и теплозащитная функции оперения.
12. Ходулочники. (Фото Sam Yeh):
Как и любой совершенный механизм, перья требуют тщательного ухода, и птицы ежедневно тратят около 9 % времени на чистку своего оперения, купание и пылевые ванны.
13. Аистенок. (Фото Rhona Wise):
Потомки динозавров не пахнут. Они не имеют потовых желез. Охлаждение тела достигается при помощи высокоразвитой дыхательной системы. Также птицы охлаждаются, находясь в тени либо в воде.
14. Цапли. (Фото Attila Kovacs):
Нет зубов. Интересно, что у современных птиц отсутствуют зубы - их отчасти заменяют острые края клюва, которым птицы захватывают, удерживают и порой размельчают пищу. В связи с утратой зубов задача размельчения пищи перенесена на желудок.
15. Канада гуси. Борьба. (Фото David L. Ryan):
Дыхательная система птиц также характеризуется признаками приспособления к полёту. Эта система органов у птиц считается одной из самых сложных среди всех групп животных. Чем интенсивнее машущий полёт, тем интенсивнее и процесс дыхания.
16. Малые веретенники. (Фото Chris Purnell):
Высок у птиц и пульс, причем в полёте, по сравнению с покоем, пульс заметно увеличивается. Так, у воробья в покое пульс составляет около 460 уд/мин, а в полёте - около 1000 уд/мин!
17. Гнездо цапли. (Фото Anupam Nath):
Птицы не глупые животные. Хорошо развитый головной мозг позволяет птицам вырабатывать сложные формы поведения и приспосабливаться к самым разным ситуациям. Наиболее яркой демонстрацией умственных способностей птиц считается обучение певчих птиц пению, повторение человеческой речи попугаями, приёмы добывания корма у ряда видов и умение врановых решать сложные задачи, предлагаемые им в специальных экспериментах.
18. 3 маленьких лебедя. (Фото Matt Campbell):
Глаза - мощнейший птичий аппарат. Многие птицы хорошо видят вдаль (сокол-сапсан способен увидеть небольшую птицу на расстоянии более 1 км). У некоторых видов поле зрения достигает почти 360°. Зрение у птиц заметно более острое, нежели у других групп позвоночных - это объясняют значительно большим количеством светочувствительных клеток в сетчатке глаз.
19. Голубь. (Фото Dominique Faget):
Звуковые сигналы имеют в жизни птиц исключительно важное значение. Ими обеспечиваются охрана кормовой и гнездовой территории от вторжения чужаков, привлечение самки для выведения потомства, предупреждение сородичей и птенцов о грозящей опасности. В языке птиц насчитываются десятки звуковых сигналов (бедствия, предостережения, пищевые, ухаживания, спаривания, агрессивные, стайные, гнездовые и так далее) .
Некоторые птицы, например, лирохвосты обладают феноменальной способностью имитировать всевозможные звуки, начиная от голосов птиц, животных, человека, и заканчивая различными техногенными звуками, включая игру на флейте и даже звуки автосигнализации и бензопилы.
20. Гусиная семья. (Фото Tom Dorsey):
Полёт! Полет птиц принято разделять на два основных типа: активный (машущий) и пассивный (парящий). Птицы обычно используют не один тип полёта, а комбинируют их. За взмахами крыльев следуют фазы, когда крыло не совершает движений: это скользящий полёт, или парение. Такой полёт характерен преимущественно для птиц средних и крупных размеров, с достаточной массой тела. Зависание на месте относительно окружающего воздуха является сложной задачей для птиц. Фактически колибри являются единственной группой птиц, приспособленных к этому.
По ветвям, земле и воде птицы передвигаются при помощью задних лап. А еще, любая птица в воде не тонет и при необходимости плывёт.
21. Серая цапля ловит рыбу. (Фото Attila Kovacs):
Миграционные пути части птиц состоят из множества отрезков, между которыми птицы отдыхают, ищут корм. Причины перелётов птиц заключаются в сезонных изменениях окружающей среды. Абсолютным чемпионом по дальности миграций считают полярную крачку, мигрирующую сезонно из Арктики в Антарктику, преодолевая за год расстояние до 70-90 тысяч км! Также одну из самых длинных миграций в мире, длительностью до 26 тысяч км, совершает круглоносый плавунчик.
Наблюдение за полётом птиц подтолкнуло людей к изобретению первых летательных аппаратов, а дальнейшее его изучение продолжает оказывать влияние на развитие современной авиации.
22. Гнездо белого аиста на сотовой вышке. (Фото Paul Hanna):
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.
Помните фильм "Парк Юрского периода" и динозавров, которые были в этой картине?
Так вот, американский палеонтолог Джек Хорнер работал над этим фильмом и теперь он хочет создать настоящего живого динозавра.
Как вам такая идея?
По мнению ученого, в этом нет ничего особо сложного, и даже не придется искать доисторического комара, угодившего в смолу, едва испив динозавровой крови. Вывести древнюю рептилию помогут вполне современные создания - те, что, согласно одной из теорий, произошли от динозавров. Речь идет о птицах.
"Мы возьмем за отправную точку эмбрион курицы и методами генной инженерии заставим его вернуться назад в прошлое, пока не "вытащим" динозавра, который таится внутри него. Первоначально это будет не совсем динозавр, но существо, имеющее многие его черты", - поведал ученый. Последующее "одинозавривание" этого существа займет, по словам Хорнера, не так уж много времени - лет пять, семь.
На первых стадиях у куриного эмбриона развиваются черты динозавра: зубы, лапы с тремя пальцами
Стоит отметить, что сама по себе идея создания "курозавра" (или "динокура" - как угодно) не так уж нова. Первые громкие заявления в прессе на этот счет прозвучали еще несколько лет назад. Например, коллега Хорнера из Канады Ханс Ларссон еще в 2009 году объявил о работе над подобным проектом, при этом уточняя, что на свершения его вдохновил именно американский палеонтолог. Но и сам Хорнер на месте не сидит. "Когда я был маленьким, я мечтал о двух вещах. Первое - стать палеонтологом. Второе - иметь собственного динозавра", - ранее признавался ученый. Собственно, палеонтологом он стал, а узнавая о динозаврах все больше, все сильнее восторгался этими доисторическими животными, и желание осуществить вторую детскую мечту все возрастало. И если верить самому Хорнеру, до ее осуществления осталось всего ничего.
"Курозавр" с клыками - уже почти реальность
Процесс создания "курозавра" в изложении Хорнера выглядит не таким уж и сложным. Но есть нюансы: например, вырастить динозавра из древней капли крови, как в том же "Парке Юрского периода", нельзя. "Если возьмешь кусок янтаря, внутри которого - комар, и извлечешь из комара что-нибудь, а затем клонируешь, и так много раз, то получится целая комната комаров. И еще - целая куча деревьев, - шутил Хорнер на конференции научного фонда TED в прошлом году. - Так что если вам нужна ДНК динозавра, надо искать именно динозавра". Найти его, по мнению исследователя, можно в потомках динозавров - птицах. А курицу среди них выбрали как вид наиболее изученный. "Мы назубок знаем ее геном". "Это будет не просто генная модификация. Мы намерены разбудить атавистические гены в ДНК птиц и заставить их вновь проявиться, - пояснил палеонтолог.- Для начала нужно выявить специфические гены в геноме курицы и изменить уровень определенных белков-регуляторов. На первых стадиях у куриного эмбриона развиваются черты динозавра: зубы, лапы с тремя пальцами".
Получится примерно такая особь
Кстати, ген, отвечающий за наличие или отсутствие зубов, уже найден, так что на данный момент ученые теоретически могут создать курицу с клыками. Но не монстра - а существо вполне обычного куриного размера. Но и через несколько лет, когда ученые доберутся до настоящего динозавра, результат их работы опасным не будет. Как заявлял ученый в интервью изданию Live Science, он хочет вывести небольшого травоядного динозавра. "Я уж позабочусь, чтобы моя новая домашняя зверюшка не съела ни остальных моих питомцев, ни меня самого".
