Традиционная теория предполагает, что появление новых видов животных и растений, которые служили для динозавров пищей, привело к увеличению многообразия динозавров. По словам ученых, в обосновании этой теории содержатся ошибки. Критике подверглись рассуждения, использующие тот факт, что останков, относящихся к меловому периоду, сохранилось больше, чем окаменелостей из других эпох. По мнению исследователей, это является чистой случайностью.

Для доказательства своей теории палеонтологи провели глобальный компьютерный эксперимент. При помощи специальных алгоритмов суперкомпьютер в Национальном институте Ирландии анализировал родственные связи 440 из известных 600 видов динозавров. На это ушло 5000 часов машинного времени. В результате было установлено, что пик диверсификации пришелся на начало юрского периода, то есть на 55-85 миллионов лет раньше эволюционного бума мелового.

Полученные данные, однако, могут иметь и иное объяснение. Так известный палеонтолог Чарльз Маршалл (Charles Marshall) из Гарвардского университета считает, что снижение диверсификации динозавров мог предотвратить расцвет покрытосеменных растений. Есть вероятность, что травоядные виды, которые в ином случае бы вымерли, переключились на новые растения. Это, в свою очередь, спасло хищников.

В настоящее время первоочередной задачей авторов работы является подтверждение своих результатов независимыми методами.

Неандертальцы, жившие во время ледникового периода, когда климат был заметно холоднее современного, "не укладывались" в эту теорию. Одним из объяснений необычно широкого носа этих гоминид было следующее: большой нос "соседствовал" с большим ртом, и такая конструкция лица позволяла неандертальцам развивать большую силу укуса. Для проверки этого предположения палеонтологи из Университета Айовы провели ряд измерений пропорций лица у неандертальцев, а также современных и древних людей. Ученые не смогли обнаружить существенной корреляции между размером носа и размером рта.




Зато им удалось обнаружить зависимость между величиной носа и общей "выпуклостью" лица. Этот факт свидетельствует в пользу того, что изменение пропорций лица у неандертальцев проходило так же, как у людей. В отличие ото рта, который достигает "взрослых" размеров приблизительно в 12 лет, нос продолжает расти в течение подросткового возраста. Вместе с ним все лицо выдается вперед. То есть, широкий нос просто был "возрастной" чертой.

Авторы работы объясняют необычно широкие ноздри неандертальцев наследственностью. По их мнению, не все признаки организма следует объяснять адаптацией к каким-либо условиям окружающей среды. Селекция среди неандертальцев могла идти по признаку более сильной челюсти, а широкий нос был отобран случайно вместе с ней. Что касается адаптации к низким температурам, то широкие ноздри не мешали этому, так как внутренние носовые проходы у неандертальцев были достаточно узкими.

По данному параметру динозавры Tyrannosaurus и Velociraptor могли бы соревноваться с современными ищейками. Кроме этого, ученым удалось установить, что археоптерикс (Archaeopteryx), который является одним из древнейших предков современных птиц, обладал достаточно хорошим обонянием. При этом его современные потомки, птицы, за некоторым исключением не отличаются этой способностью.

Далее исследователи планируют провести масштабное сравнение обоняние динозавров и современных животных. В частности, их интересуют ящеры и птицы с хорошим "чутьем" (например, киви).

Шведские ученые изучали архей S. acidocaldarius, которые обитают в кислотной среде при температуре 80 градусов по Цельсию. Они обнаружили, что перед делением в клетках S. acidocaldarius активизируются три гена, которые отвечают за образование в клетке тонкого "пояска". Он разделяет две порции хромосом, образовавшихся в результате деления. Сжимаясь, "поясок" разделяет клетку археи на две дочерние. Все изученные к настоящему моменту археи имеют другой механизм деления.

Условия, в которых обитают S. acidocaldarius, напоминают условия на молодой Земле в тот период, когда образовывалась и развивалась жизнь. Поэтому исследование этих архей может пролить свет на ранние этапы эволюции земных организмов.

Радиоуглеродная датировка костей медведя показала дату 32 тысячи лет назад. Но главное – впервые удалось извлечь митохондриальную ДНК из останков животного, сохранённых в пещере (ранее такой трюк удалось проделывать с костями мамонтов, к примеру, куда лучше законсервированных в вечной мерзлоте).

В пещерах, отмечают биологи, условия также не самые худшие — постоянная температура 12-15 градусов по Цельсию, отсутствие ультрафиолета. "Наше исследование демонстрирует возможность извлечения полного митохондриального генома из окаменелостей, сохранённых в подземной среде, где имеются останки ещё нескольких вымерших видов", — объясняют важность своего достижения учёные.

Исследователи собрали звено за звеном 16 810 пар оснований ДНК пещерного медведя и сравнили их с геномом его современных сородичей.

Анализ ДНК Ursus spelaeus принёс следующие ключевые результаты: пещерные медведи являются братьями-сёстрами бурым и белым мишкам. И все они происходят от общего предка. Как показал "метод молекулярных часов", опирающийся на анализ регулярных изменений в митохондриальной ДНК, он жил около 1,6 миллиона лет назад. (Детали работы — в статье в журнале PNAS.)

Пещерный медведь вымер примерно 15 тысяч лет назад, а ныне под угрозой находится один из его родственников — белый медведь. Причина, как известно, в потеплении климата и таянии льдов в Северном Ледовитом океане. Как сообщает Treehugger, новейшие спутниковые данные свидетельствуют, что последней зимой средняя толщина льда по всей Арктике снизилась на 26 см, или 10%, в сравнении с пятью предыдущими зимами, а в некоторых её западных районах — на 49 см, или 19%.

Уже сейчас медведям приходится плыть в поисках пропитания дальше, чем когда-либо, и хотя на носу очередная зима и льдов временно прибавится, в целом из года в год сокращается площадь и количество льдин, на которых мишки могут отдыхать.

Это не осталось без внимания шведской группы художников ADDI, которые (к счастью, не на полном серьёзе) предложили снабжать белых медведей спасательными жилетами, сообщает DVICE.




Правда, такое приспособление крайне затруднит животным другой промысел — медведи иногда ныряют за рыбой. Но для ADDI жилет — не столько изобретение, сколько средство обратить внимание общества на бедственное положение северных обитателей.

В том же ключе они придумали и пуленепробиваемый жилет для исчезающих бенгальских тигров, на которых до сих пор охотятся браконьеры. С 1910 года число этих больших кошек снизилось на 95%, сообщают художники.

Кстати, учёные считают, что помимо глобальных изменений климата в вымирании пещерного медведя немалую роль сыграла и охота древних людей.

По словам доктора Криса Карбона, исследователя Лондонского зоологического общества, свирепые «тигры» были общественными животными, а не хищниками-одиночками, атакующими из засады.


Саблезубые тигры охотились стаями и после охоты делили добычу. Автор картины - Маурисио Антон.

На эту мысль ученых навели раскопки всемирно известных асфальтовых ям Ранчо Ля Бреа в северной Калифорнии. В этом месте были найдены кости двух тысяч саблезубых тигров – удивительно большое число, если учитывать, что в открытых месторождениях Северной Америки останки этих кошек находятся относительно редко. Исследователи предположили, что хищники, привлеченные тревожными криками дичи, шли прямо в смоляные ловушки и гибли там целыми стаями.

В поисках доказательств доктор Карбон и его коллеги провели эксперимент в саваннах Танзании и Южной Африки. Ученые установили приманку — проигрыватель, воспроизводящий крики добычи, чувствующей опасность. Как выяснилось, общественные хищники (львы и гиены) реагировали на приманку гораздо чаще чем одиночки — в 60 раз больше, чем можно было бы ожидать, если иметь в виду только численность их популяции.

Останки саблезубых тигров на Ранчо Ля Бреа находились примерно в такой же пропорции. Следовательно, заключают ученые, эти кошки должны были вести себя аналогично львам и гиенам в Африке.

В исследовании, результаты которого опубликованы в журнале Королевского общества, также принимали участие ученые из калифорнийского Университета Цване и южноафриканского Университета Претории.

Подготовлено по материалам BBC News.

Ведущего автора исследования Маояня Чжу (Maoyan Zhu) из института геологии и палеонтологии в Нанцзине (Nanjing Institute of Geology and Palaeontology) сей факт не смущает. Учёный уверен, что организмы эти повсеместно обитали в мировом океане (на суше жизни ещё не было).

Именно китайский специалист впервые обнаружил "восьмирукие" отпечатки и впоследствии случайно показал их на конференции палеонтологов своему коллеге Джеймсу Гелингу (James Gehling) из Южноавстралийского музея (South Australian Museum). У того в ноутбуке тоже нашлась парочка ни на что не похожих неопознанных фотографий.

С целью детального исследования древнего вида, который получил название Eoandromeda octobrachiata, были извлечены восемь образцов на территории Китая и семь в Австралии (всего на двух объектах был обнаружен 31 экземпляр).

Отчёт об этой работе опубликован в ноябрьском выпуске журнала Geology.




"Мы можем отчётливо наблюдать восемь спиральных рук", — поясняет доктор Чжу. По его мнению, конечности E. octobrachiata были трубчатыми и располагались очень близко друг к другу, а само животное было мягкотелым и обитало на морском дне, где поглощало растворённые в воде питательные вещества.

Ранее похожие останки были ошибочно идентифицированы как лишайник или плесневые грибы, но последние находки позволили более точно классифицировать их как многоклеточных.

Палеонтологи считают, что это – либо диплобластические животные (diploblastic animals), либо неизвестные ранее организмы, которые состояли из двух клеточных слоёв, разделённых желеобразной субстанцией.

E. octobrachiata, предположительно, были одним из самых распространённых видов, но вымерли ещё к концу эдиакария 542 миллиона лет назад, освободив тем самым экологические ниши для более сложных организмов.

Напомним, что с началом палеозоя содержание кислорода в атмосфере Земли резко повысилось. Произошёл так называемый кембрийский взрыв, и появились первые "настоящие" животные.

Шухай Сяо (Shuhai Xiao) из Виргинского политехнического института (Virginia Polytechnic Institute) полагает, что многорукие существа могут быть чем-то вроде переходного звена от примитивных многоклеточных к сложным организмам.

Во время последнего ледниковья юго-западная часть Северной Америки, там, где теперь расположены штаты Аризона, Нью-Мексико, Юта и Колорадо, была свободна ото льда. Высокая влажность и холод, державшиеся тысячелетиями, позволили редколесьям занять огромные равнины, плато и горные цепи. В низинах стояли озера, от которых ныне остались лишь небольшие засоленные водоемы. По разнообразию местная фауна ничем не уступала африканским саваннам, ведь сюда миллионы лет назад переселилось множество видов с других материков: по Берингийскому мосту перешли евразийские мамонты, лоси, олени, овцебыки, лошади, медведи и бизоны; по Панамскому перешейку из Южной Америки — опоссумы, броненосцы и ленивцы, отличавшиеся огромными размерами. Ленивец мегалоникс (справа на рисунке) достигал шести метров в длину, почти как слон. Это был сильный зверь, с мощными лапами и длинными когтями, которые служили ему исключительно как средство защиты, а не нападения, поскольку он питался листвой. «Переселенцы» долгое время уживались с местными видами мамонтов и мастодонтов, кастороидесами — бобрами величиной с медведя.




Шерстистые мамонты — крупные животные, появившиеся на Земле более 600 тысяч лет назад. Они были идеально приспособлены к условиям ледникового периода, когда полные сочной травы пастбища занимали огромные территории. Пережили они и последнее ледниковье, но наступившее затем изменение климата и обеднение флоры обернулись для этого вида катастрофой. Мамонты вымерли везде, кроме арктических островов, где сохранялись их небольшие популяции. Здесь они были невысоки ростом, около двух метров в холке, — почти вдвое меньше своих сородичей — четырехметровых сибирских и американских мамонтов. Так, остров Врангеля, у берегов Чукотки, долгое время был частью материка. Мамонты заходили на его территорию в летние месяцы. Потом ледник стал таять, а море наступать. Примерно 9 000 лет назад небольшая группа животных (к тому времени уже порядочно измельчавших) оказалась отрезанной от Большой земли. На острове еще можно было кормиться, а конкурентов и врагов, включая человека, не было. Но механизм уничтожения мегафауны уже работал. Оголодавшие мамонты съедали и вытаптывали под корень остатки травы и кустарников. Обильные снегопады усугубляли бескормицу. История их существования неизбежно подходила к завершению. Мамонты вымерли примерно 3 700 лет назад, за пятьсот лет до того, как на острове появились первые люди.
Сотни тысяч лет назад в Евразии и Северной Америке обитали мамонты и саблезубые тигры. В Австралии водились трехметровые кенгуру, вомбаты размером с носорога и сумчатые львы. За большие размеры все эти виды были названы мегафауной. Примерно десять тысяч лет назад, в конце ледникового периода, большинство из них исчезло. И в этом исчезновении кроется одна из самых интригующих загадок науки: почему животные, пережившие не одно похолодание и потепление, неожиданно вымерли?

Изучение последнего ледникового периода, начавшегося на Земле примерно 2 миллиона лет назад, принесло ученым немало удивительных открытий. Поражает почти все: и огромные ледники километровой толщины, надвигавшиеся на Северное полушарие, и периоды потепления, и появление человека разумного, и расцвет, а потом гибель множества крупных животных, когда примерно 10 тысяч лет назад закончилось последнее оледенение. Одна их первых гипотез объясняет вымирание мегафауны деятельностью людей.

В течение ледникового периода люди расселялись по планете. Тысячелетиями они совершенствовали свое охотничье искусство. Наскальные рисунки изображают охоту на большерогих оленей и мамонтов, а стоянки изобилуют костями туров и овцебыков. Эти находки побудили в 1967 году Пола Мартина, в то время аспиранта Университета Аризоны, сопоставить время исчезновения крупных травоядных в Северной Америке с временем появления на континенте людей. Результатом стала его знаменитая теория «блицкрига», согласно которой доисторические охотники, расселившись по миру, очень быстро уничтожили десятки видов млекопитающих, рептилий и птиц. Выводы Мартина убедительны для всех континентов, кроме Африки, где люди и мегафауна (слоны, носороги, буйволы) сосуществуют вот уже два миллиона лет. Ученый объяснил это исключение тем, что в Африке оружие и методы охоты людей развивались постепенно, в относительном равновесии с поведением и численностью окружавших их животных и не привели к тотальному уничтожению. Действительно, в некоторых случаях совпадение между первыми поселениями людей и исчезновением крупных животных бросается в глаза. По Северной Америке люди расселились 15—10 тысяч лет назад. Были они умелыми охотниками, о чем свидетельствуют каменные наконечники для копий, во множестве сохранившиеся в культурных слоях эпохи кловис. Они били мамонтов, бизонов и низкорослых лошадей. Но одно дело — найти разбитые каменным топором кости и совсем другое — доказать истребление большей части мегафауны. Почему большерогие олени исчезли, а северные живут по сей день, хотя люди убивали и тех, и других? Ответить на этот вопрос исходя только их теории Мартина нелегко. Дело в том, что массовое вымирание мегафауны совпало также с резким изменением климата: таянием ледника, опустыниванием региона. Что здесь причина, а что следствие, остается неясным. Но ученые уверены, все это — звенья одной цепи, приведшей к катастрофе.

Другой пример совпадения — Австралия и Новая Зеландия, где в течение ледникового периода, по разным данным, обитало от 12 до 20 видов мегафауны: гигантские вараны мегалании и черепахи мейолании, нелетающие птицы моа и гениорнис, дипротодон — похожее на вомбата существо, ростом с носорога, всевозможные сумчатые. Покровных оледенений, происходивших как минимум трижды в Северном полушарии, на этом континенте не было вообще. Во время потеплений Австралия утопала в зелени, а в периоды похолоданий тропические леса отступали, соответственно сокращалась и численность обитавших в них животных. Катастрофой назвать это никак нельзя. Все круто изменилось примерно 46 тысяч лет назад, когда за короткий период исчезла большая часть австралийской мегафауны. А незадолго до этого, 60— 50 тысяч лет назад, в Австралию с островов Малайского архипелага и Новой Гвинеи прибыли люди. Были ли они искусными охотниками и могли ли за считанные тысячелетия уничтожить мегафауну целого континента? Это вопрос, который обсуждают ученые уже не один десяток лет. В 1994 году в глинистых отложениях озера Кадди-Спрингс, на юго-востоке Австралии, археологи нашли каменные орудия, кости вымерших и ныне живущих видов возрастом 40—30 тысяч лет. По сути, это единственные свидетельства охоты доисторических австралийцев. Но достаточно ли их, чтобы подтвердить теорию «блицкрига»? Многие ученые отвечают отрицательно, как например, археолог Юдит Филд из Сиднейского университета. Она считает, что поселенцы Кадди-Спрингс питались в основном растительной пищей. И, скорее всего, они не имели отношения к исчезновению мегафауны, более того, они сосуществовали с ней по крайней мере 15 тысяч лет. Что же все-таки вызвало вымирание? Однозначного ответа нет. Сплошные догадки, основанные на немногочисленных фактах и моделях. По одной из версий, 40 тысяч лет назад случилась сильнейшая засуха, длившаяся, возможно, тысячу лет. Площадь пустынь стала расти, а лесов — сокращаться, сотни видов, питавшихся листьями и ветвями, лишились корма. И поскольку крупным травоядным труднее найти новые источники питания, то они стали вымирать, а за ними вымирали охотившиеся на них хищники…

Cравнение вымерших и ныне живущих видов































Последние мамонты

Осенью 1990 года Сергей Вартанян, сотрудник НИИ географии Санкт-Петербургского университета, привез с острова Врангеля несколько костей и бивней мамонтов. Не ожидая ничего необычного от этих образцов, он решил определить их возраст. В то время считалось установленным, что мамонты, обитавшие примерно 10 000 лет назад на Таймыре, были самыми последними на Земле. Эта дата совпадала с глобальным повышением температуры, что укрепляло климатическую гипотезу вымирания мегафауны. Результат радиоуглеродного анализа привезенных Вартаняном находок оказался более чем странным — их возраст колебался от 7 000 до 4 000 лет. В следующем году ученый вернулся на остров, где собрал новые образцы и опять их проверил — возраст подтвердился. В 1993 году Вартанян с коллегами опубликовал в журнале Nature статью, где изложил сенсационные результаты исследований. Научный мир вновь всколыхнулся: только ли дело в климате, или люди были отчасти повинны в истреблении крупных травоядных в Евразии и Северной Америке? Вопрос стал острее, когда в 2003 году на острове Святого Павла в архипелаге Прибылова, в Беринговом море, обнаружили кости мамонтов возрастом 7 900 и 5 600 лет. На островах сложились не слишком подходящие для мамонтов условия — много снега, чахлый корм, и все же они продержались там на пять тысячелетий дольше, нежели их родичи на материке, где условия были лучше для сохранения вида, чем на островах. Разница состояла лишь в том, что на материке жили люди, а на арктических островах — нет.

Тем не менее в настоящий момент большинство ученых считают основным фактором массовой гибели видов изменившийся климат. Каким он был в Арктике, когда ледник начал отступать с материка? С какого момента вымирание мегафауны стало необратимым? На эти вопросы уже много лет ищет ответ российский палеонтолог Андрей Шер. Он считает, что изменения, произошедшие в конце последнего ледниковья на материке, точнее, в Восточной Сибири, занимают в судьбе здешней мегафауны ключевое место. Это сейчас огромные пространства Сибири заняты густой тайгой и заболоченной тундрой, а всего несколько тысячелетий назад там простирались пастбища с уникальным сочетанием степных трав и тундровых растений — тундростепи. Во время ледниковий тундростепь покрывала большую часть Евразии, включая миллионы квадратных километров осушенного морского шельфа, когда же климат теплел, она исчезала везде, кроме территорий между Таймыром и Чукотским полуостровом. С похолоданием тундростепи опять распространялись по Евразии и Северной Америке, а по ним вновь расселялись животные.

Глобальная катастрофа произошла 12,5 тысячи лет назад. С началом очередного потепления тундростепи начали быстро исчезать. В это же время сократилось и поголовье мамонтов. За три тысячи лет они вымерли на юге и западе Евразии, в Северной Америке и сохранились только в Арктике. Их следы исчезли 8 000 лет назад везде, кроме двух арктических островов. Получается, что за короткий период — чуть более тысячи лет — произошло нечто исключительное, был запущен какой-то губительный природный процесс, но какой именно?

Одну зацепку можно найти в геологической летописи Восточной Сибири. Как раз на критическом отрезке времени — 9 600—8 000 лет назад — по всему краю образовались миллионы озер и болот. Значит, протаяла вечная мерзлота. Тундростепи постепенно заменились тундрой и тайгой, да и в целом площадь суши сильно сократилась — из-за таяния ледников уровень Мирового океана поднялся и огромные массы холодной воды внедрились на материк, залив большие площади пастбищ.

Но это только гипотеза. Несмотря на то что следы ледникового периода еще свежи на земле и доступны изучающим их ученым, например, в виде данных бурения ледников, пыльцы или хорошей сохранности костей, вымирание мегафауны ледникового периода предстает перед нами головоломкой с множеством элементов, собрать которую пока никому не удалось.

Алексей Пахневич, Татьяна Пичугина

Однако была найдена иная причинно-следственная связь - с каждым новым техническим открытием: добычей огня, обработкой камня и прочего, люди расселялись на все более обширные территории. "Мы обнаруживали взрывы миграции во время периода технологических инноваций, поэтому можно утверждать, что технологии играли немаловажную роль в глобальном расселении людей", - полагает Зинобиа Джейкоб, исследователь из Университета Волонга в Австралии.

Вместе с этим, миграция могла способствовать распространению новых идей и опыта на более широкие территории и разные народности, уверены австралийские специалисты. "Говоря о том, что первично - инновация или расселение, можно говорить и о том, что первично - курица или яйцо. Очевидно одно - эти процессы очень тесно связаны", - говорит она.

Современная наука исходит из того, что люди научились уверенно работать с огнем примерно 150-200 тысяч лет назад, однако недавние исследования говорят, что у предков Homo Sapiens были навыки по извлечению огня и 790 000 лет назад. Палеонтологи говорят, что 100 000 лет назад люди уже точно умели добывать из подручных средств и использовать огонь для обогрева и приготовления пищи, а вот уже 60 000 лет назад люди начали специально создавать средства для разведения огня, еще позже огонь и дым стали использовать как средство коммуникации.

Ученые исследовали девять основных мест стоянки людей в Африке, в наиболее поздних и дальних из них к людей уже было в наличии двусторонее оружие и наконечники, декоративные символы, ожерелья из раковин, ковши для нагрева воды, а также личные вещи - инструменты для гравировки и элементы одежды.

"Эти артефакты указывают нам на высокую по тем меркам культуру коммуникаций, они показывают, что люди руководствовались не только функциональными назначениями вещей, но и пытались как-то облагородить свой быт", - уверена Джейкоб.

В результатах исследования сообщается, что палеонтологи не смогли найти зависимости между миграцией и климатом на планете. "Сейчас можно говорить лишь о том, что климат оказал незначительные и локальные влияния на людей", - говорит она.

Ученые также пришли к выводу, что в истории людей на раннем периоде эволюции можно условно установить периоды технологического прорыва, между которыми, как правило, проходило от 1 до 5 тысяч лет. "Где и как происходили инновации остается загадкой, мы не понимаем почему они происходили, также мы не знаем, что было между этими периодами", - отмечается в публикации.

По словам возглавляющего группу доктора Терухико Вакаяма (Teruhiko Wakayama), в качестве исходного материала для клонирования могут использоваться не только клетки мозговой ткани: «Это увеличивает наши шансы найти неповрежденные ткани, находящиеся в хорошем состоянии. Сейчас применение метода для клонирования вымерших или вымирающих животных останавливает то, что найти подходящую яйцеклетку и суррогатную мать чрезвычайно сложно». «Впрочем, проблему можно решить, используя технологии межвидовой пересадки ядер клеток», — добавляет он.

И действительно, это достижение позволяет всерьез задуматься о клонировании исчезнувших видов животных (скажем, мамонтов) из их замороженных останков. Более того, результаты данного исследования неопровержимо доказывают теоретическую возможность клонирования умерших людей.

В чем разница между овцой и мамонтом

Прежде чем ответить на этот вопрос, необходимо разобраться, отчего до сих пор тираннозавры и саблезубые тигры не являются такими же привычными обитателями зоопарков, как слоны или тюлени. Первое клонированное млекопитающее – знаменитая овечка Долли – появилась на свет 12 лет назад. Почему ученые могут клонировать овцу, но не могут мамонта?

Принципиальная разница между овечкой Долли и мамонтом заключается в том, что требующиеся для клонирования зверя клетки (зверь – это второй вариант термина "млекопитающее", а не "просторечное" слово, как считают многие) были получены от живой овцы, а все сохранившееся до наших дней ткани мамонта пролежали в замерзшей земле несколько тысяч лет. Образовавшиеся в клетках кристаллы льда повреждают их внутренние структуры, в частности, ядро.

Несмотря на то, что останки мамонтов "хранятся" при температуре около минус 20 градусов по Цельсию, ферменты, разрушающие нуклеиновые кислоты (а ДНК – это дезоксирибонуклеиновая кислота), сохраняют остаточную активность. На первый взгляд, биологическая активность при таких низких температурах кажется странной, но на самом деле многие читатели сами сталкивались с этим явлением, когда надолго забывали мясо в морозильной камере. Через несколько лет мясо тухнет, несмотря на то, что все это время находилось практически в условиях вечной мерзлоты. И хотя в данном случае "виноваты" ферменты, разрушающие белки, ДНК подвергается деградации аналогичным образом.

Кроме ферментативного разрушения, ДНК в палеонтологических образцах "портится" от механического воздействия. Для того чтобы предотвратить повреждения ДНК при длительном хранении в лаборатории, клетки замораживают постепенно и добавляют к ним так называемые криопротекторы – вещества, препятствующие образованию ледяных кристаллов. Кроме того, клетки замораживаются в присутствии веществ, препятствующих работе ферментов.

Считалось, что из-за многочисленных повреждений ДНК, полученная из клеток, пролежавших в земле долгие годы, непригодна для клонирования. Японские ученые из Исследовательского института RIKEN в Иокогаме решили попытаться использовать такую ДНК. Чтобы увеличить вероятность положительного результата, они немного видоизменили стандартную технологию.


Упрощенно схема клонирования выглядит именно так. Из яйцеклетки организма-донора (внизу) удаляют ядро. Ядро клетки организма-реципиента вводят на "вакантное" место. Яйцеклетка с новым ядром делится, образуя эмбрион. Изображение с сайта wonderquest.com

Клонирование в том смысле, в каком мы понимаем этот термин, говоря, например, об овечке Долли, является методом получения идентичной копии организма с использованием его клеток. Чтобы "копировать" живое существо, ученые берут одну из его клеток, выделяют из нее ядро, а затем вводят его в предварительно лишенную ядра яйцеклетку другого организма. Деление яйцеклетки с новым ядром запускается каким-либо стимулом извне. Полученный эмбрион подсаживают в матку суррогатной матери, которая и рожает клонированного детеныша.

Долго и сложно

Модифицированная технология Терухико Вакаямы (Teruhiko Wakayama) и коллег содержала несколько дополнительных этапов. Изменения начинались на стадии подсадки эмбриона. Вместо того чтобы подсадить эмбрион, полученный непосредственно из яйцеклетки с "чужим" ядром, в матку будущей "маме", ученые получали из него так называемую внутреннюю клеточную массу. Это небольшая группа клеток, которая дает начало эмбриональным стволовым клеткам, которые, в свою очередь, образуют все остальные клетки будущего организма (подробнее об эмбриональных стволовых клетках можно прочитать здесь).

Из внутренней клеточной массы исследователи "выращивали" несколько линий стволовых клеток. Ядра этих клеток также помещали в безъядерные яйцеклетки, полученные от живой мыши. И только эмбрионы, выращенные из этих яйцеклеток, подсаживали в матку суррогатным матерям.

Почему японские биологи выбрали такой сложный путь с созданием клеточных линий. Дело в том, что при клонировании основные "руководящие" функции берет на себя яйцеклетка. Именно ее цитоплазма (собственно содержимое клетки, окружающее ядро) "заставляет" помещенное в яйцеклетку ядро вести себя как ядро яйцеклетки, а не как ядро уже "взрослой" клетки, откуда оно было получено. Фактически, помещенное в яйцеклетку ядро вновь становится молодым.

Эмбриональные стволовые клетки – самые "молодые" и "многообещающие" клетки будущего организма. Они дают начало всем остальным его клеткам. Вырастив сначала линию эмбриональных стволовых клеток, ученые дополнительно "омолодили" полученные от замороженного трупа мыши клетки, облегчив тем самым "воскрешение" животного.


Из 13 эмбрионов только двое смогли дожить до зрелого возраста. Клонированная мышь слева. Фото ©AFP

Всего ученые под руководством Вакаямы получили 46 линий стволовых клеток замороженной мыши и 13 нормально развивающихся эмбрионов. Четыре из них "дожили" до рождения, правда, один вскоре умер из-за проблем в респираторной системе, а второго сожрала собственная "приемная мать". Две мышки достигли зрелости, и в их развитии ученые не обнаружили каких-либо аномалий. Прежде чем получить такой замечательный результат (одна из "воскрешенных" мышей – точнее один – даже стал отцом), ученые перепробовали клетки почти всех органов замороженной мыши.

Лучше всего сложные манипуляции клонирования перенесли клетки мозга. Пока авторы работы не могут объяснить этот результат. По одной из гипотез, клетки мозга лучше сохраняются при заморозке, так как они защищены своеобразной оболочкой из сахаров.

Казалось бы, полученные в Иокогаме результаты доказывают, что клонирование мамонтов всего лишь вопрос ближайшего времени. Однако сами авторы исследования и специалисты в области клеточной биологии очень осторожны в прогнозах. Во-первых, повреждения клеток (и клеточной ДНК) мамонтов за десять тысяч лет, проведенных в мерзлой земле нельзя сравнить с повреждениями, полученными за 16 лет в морозильной камере.

Во-вторых, для того чтобы из клеточного ядра древнего зверя выросло полноценное животное, необходимо не только ядро. В животных клетках присутствует еще одна органелла, содержащая ДНК – это митохондрия (или митохондрии – их число зависит от типа клеток). До сих пор все клонированные существа, которые достигали зрелого возраста, получали путем вставки ядра в яйцеклетку организма того же вида. В случае с мамонтом, очевидно, такой вариант не пройдет. Неизвестно, окажут ли чужеродные митохондрии существенное влияние на развитие организма. Но пока неясно даже, возможна ли нормальная реализация заложенной в ядре программы в неродной цитоплазме. Самыми близкими родственниками мамонтов являются современные слоны, но на самом деле эти животные достаточно далеки друг от друга в генетическом плане. Так что максимум, на что пока могут рассчитывать биологи – это получение линий клеток вымерших животных.

Вероятно, новая технология окажется более полезной врачам, чем палеонтологам. С ее помощью они (теоретически) смогут выращивать для пациентов новые органы из замороженных клеток. Кроме того, работа Вакаямы и коллег дает надежду активистам экологических движений. Они смогут заморозить образцы тканей вымирающих видов, и может быть когда-нибудь ученые воссоздадут исчезнувших животных, используя эти образцы.

Ирина Якутенко