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 палеонтологам, 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.

А мамонта — можно?

Сообщения в том, что учёные нашли подходящие для клонирования останки появляются регулярно. Несколько лет назад учёные Якутского Северо-Восточного федерального университета и Сеульского центра исследований стволовых клеток подписали соглашение о совместной работе над клонированием мамонта. Возродить древнее животное учёные планировали с помощью биологического материала, найденного в вечной мерзлоте.

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.

Первый в мире клон — головастик — был создан ещё в 1952 году. Одними из первых успешное клонирование млекопитающего (домовой мыши) осуществили советские исследователи ещё в 1987 году.

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.

Ученые объяснили почему брахиоподы уступили первенство в донных экосистемах моллюскам

Одной из самых волнующих загадок современной палеонтологии является вопрос о том, почему некогда многочисленные и разнообразные морские беспозвоночные – брахиоподы – уступили первенство в донных экосистемах моллюскам. Как выяснили палеонтологи Стэнфордского университета, брахиоподы проиграли эволюционную гонку просто потому, что они – неудачники.



Брахиоподы, или плеченогие – один из самых древних типов животных. Эти беспозвоночные организмы, живущие на дне морей и океанов в двустворчатых раковинах, появились в самом начале кембрийского периода и успешно дожили до наших дней. Расцвет брахиопод приходится на палеозойскую эру – в некоторых местах их окаменевшие раковины слагают горные породы, называемые брахиоподовыми ракушечниками или известняками. В палеозое брахиоподы достигали значительных для беспозвоночных размеров – порядка 30 см, и жили в очень разнообразных по форме раковинах. Главные конкуренты брахиопод, двустворчатые моллюски, в те времена выглядели куда скромнее. Они были мельче, малочисленнее и в экосистемах того времени явно играли подчиненное положение.
Все изменилось 250 млн лет назад, когда разразилось Великое вымирание. Брахиоподы, резко уменьшившись в количестве видов, так и не оправились от катастрофы, а моллюсков как подменили – они бросились эволюционировать, став на сегодняшний день одной из самых многочисленных и успешных групп донной фауны. Традиционно палеонтологи объясняли данную ситуацию тем, что более приспособленные моллюски попросту вытеснили архаичных и менее приспособленных брахиопод. Но, учитывая, что появились эти две группы практически одновременно, господство брахиопод на протяжении сотен миллионов лет палеозоя оставалось в рамках этой теории необъяснимым.
И вот, наконец, стэнфордский палеобиолог Джонатан Пэйн приблизился к пониманию причин и движущих сил событий, стоивших брахиоподам лидерства в донных биотах. Оказывается, секрет крылся в более эффективном управлении и использовании энергии. По данным Пэйна, брахиоподы и двустворчатые моллюски в палеозое делили пищевые ресурсы океана примерно поровну. Иными словами, редкие и малочисленные двустворчатые моллюски обладали большей долей метаболической активности в сравнении с брахиоподами и съедали столько же еды, сколько и брахиоподы. “С метаболической точки зрения, океаны всегда принадлежали моллюскам”,  уверен Пэйн.
За прошедшие с тех пор 250 млн лет метаболическая активность двустворок выросла еще на два порядка, в то время как у брахиопод она упала на 50%. При этом моллюски не столько напрямую вытесняли брахиопод, сколько просто осваивали новые пищевые ресурсы.
Кроме того, отмечают исследователи, древние брахиоподы обладали сравнительно малым объемом мягких тканей по сравнению с древними моллюсками. По существу, констатирует Пэйн, внутри брахиоподы намного меньше мяса, чем внутри двустворки. “Это одна из причин того, что сегодня мы едим двустворчатых моллюсков, а не брахиопод. Вокруг нас не так уж много брахиопод, да еще некоторые из них ядовиты для человека”,  добавил он.
Так что же нарушило длившееся весь палеозой равновесие между более эффективными, но менее многочисленными двустворками и архаичными, но разнообразными и повсеместно встречающимися брахиоподами? Оказывается, говорит Пэйн, брахиоподы просто оказались неудачниками, и те эволюционные стратегии, что позволяли им оставаться успешными на протяжении сотен миллионов лет, совершенно не годились в условиях Великого вымирания, едва не доведя плеченогих до полного вымирания.
“Мы считаем, что около 250 миллионов лет назад серия крупных извержений вулканов в Сибири выбросила на поверхность порядка 6 млн километров базальтовых пород. Этого объема достаточно, чтобы покрыть всю Западную Европу слоем базальта в четверть мили глубиной”,  рассказал Пейн. Одним из последствий катастрофической вулканической активности стало изменение химической среды океана и увеличение его кислотности, негативно сказавшееся на брахиоподах.
“Двустворчатые имеют жабры и активную систему кровообращения, а брахиоподы  нет. Это означает, что в целом двустворчатые моллюски более эффективно регулируют свои химические взаимоотношения с окружающей средой”,  цитирует палеобиолога портал Red Orbit. С трудом пережив Великое пермское вымирание, брахиоподы так и остались на подчиненных ролях, не в силах повысить метаболическую активность и эффективность управления энергетическими процессами. В середине мезозоя они начали было наращивать разнообразие и численность, но этот успех был недолгим, и сегодня большинство людей вообще ничего не знает об этих интереснейших древних животных.

Статья Metabolic dominance of bivalves predates brachiopod diversity decline by more than 150 million years опубликована порталом Proceedings of the Royal Society B.
Doi: 10.1098/rspb.2013.3122