Воскресіння вимерлих видів почнеться з мандрівного голуба

Дата:

2018-10-29 21:55:10

Перегляди:

59

Рейтинг:

1Дизлайк 0Любити

Поділитися:

Воскресіння вимерлих видів почнеться з мандрівного голуба Source:

Коли в 1914 році в зоопарку Цинциннаті помер мандрівний голуб Березня, почався кінець прекрасної епохи. Колись домінуючі види в східній частині Північної Америки, мандрівні голуби населяли ліси величезними зграями, до декількох мільярдів особин, протягом десятків тисяч років, перш ніж вимерти повністю. Величезна кількість цих птахів, в поєднанні з їх раціоном на основі насіння дерев, перетворило їх в одного з найважливіших інженерів-екологів того часу, сформувавши динаміку місцезростань, на яку покладалися ці ліси. Зараз ці екосистеми втрачають біорізноманіття, говорить Бен Новак, провідний науковий співробітник Revive & Restore.

«Коли в 1914 році ця птиця вимерла, відбулося похмуре пробудження сили індустріального людства, покликаного знищити навіть самі рясні природні ресурси», говорить він. Тому Новак, працюючи з Каліфорнійським інститутом, що створює Revive & Restore — програму, спрямоване на відновлення і повернення цих видів і заселення ними їхніх природних середовищ існування — за допомогою звичайних голубів і сили CRISPR.

Можна воскресити померлий вигляд?

Новак входить у невелику групу інженерів «девымирания», щодо великої групи вчених, які сподіваються використати генну інженерію для захисту або відродження культових видів тварин, знищених людською діяльністю.

Для деяких девымирание (або деэкстинкция, de-extinxtion) — це подорож з спокутою провини екологічних масштабів. Так, біорізноманіття це важливо, але хто скаже, що вимерлий вид може адаптуватися і виживати в екологічній системі, яка постійно змінюється і яка змінилася з моменту його загибелі? Або, що ще важливіше, що, якщо відроджені тварини — по суті, «прибульці» на Землі — принесуть більше шкоди, ніж користі нашій крихкій екосистемі?

«Навіщо нам ці неприємності», запитує команда Новака. У випадку з мандрівними голубами відповідь проста: нещодавно, майже через тисячоліття після зникнення людей, ми, нарешті, зрозуміли вирішальну роль, яку вони відіграли у формуванні східної північноамериканської екосфері.

На поточний момент вчені з'ясували, що мандрівні голуби з'явилися понад 12 мільйонів років тому і були виключно пристосовані для життя в щільних зграях. Нові результати, в поєднанні з вивченням лісової екології, ясно показують, що ці птахи були ключовими інженерами динаміки лісу.

Ця центральна роль говорить про те, що мандрівні голуби набагато більш важливі для екосистеми, ніж проста спроба домогтися успіху у відродженні вимерлих видів. «Повернення мандрівного голуба відновить регенеративні цикли динаміки ліси, яких потребують десятки видів, які скорочуються в даний час і намагаються вижити», - говорить Новак.

«Мандрівний голуб це не просто модельний вид; це, мабуть, найважливіший вид для майбутнього збереження біорізноманіття лісів у східній частині Америки», говорить він.

Девымирание: чернетки

двоетапний Процес: по-перше, вимерлі види потрібно воскресити з мертвих. По-друге, потрібно ретельно оцінити повторне введення виду в навколишнє середовище.

У нас вже є аналогічні приклади для другого кроку, пояснює Новак. Повторне введення видів в райони, де вони були викорінені, це багаторічна наука, і вчені вже бачили певні успіхи: вовки в Йеллоустоун, лосі в Кентуккі, бобри в Шотландії. Кінцева мета полягає в тому, щоб зважити ризики, пов'язані з тим, щоб робити або не робити це: що станеться з екосистемою, якщо ми перестанемо втручатися.

У випадку з мандрівним голубом результат його повторного введення, ймовірно, буде або нейтральним — тобто, він стане просто ще одним птахом в лісі без будь-якої вимірної впливу, — або позитивним для виживання інших видів.

У будь-якому разі, шанси грають на користь Новака.

Перша вимога — повернути до життя мертвого — це дуже нова наука. Але завдяки невеликого інструменту під назвою CRISPR, девымирание може відбутися.

Ось у чому суть: на відміну від Парку Юрського періоду, вчені не намагаються оживити тварина, грунтуючись виключно на його ДНК.

Команда використовує підхід «знайти і замінити»: почнемо з звичайного голуба, який порпається по смітниках у місті, і включимо в нього гени, характерні для мандрівних голубів. Використовуємо найближчих родичів — голубів з смугастим хвостом. Шляхом селективного виведення генів у тварини, команда сподівається сконцентрувати знову включені гени у потомства, і таким чином просунути «живих сурогатів» до пасажирських голубам на генетичному рівні.

При достатній кількості поколінь ми можемо отримати цікаві штучні види з ДНК, відрізняючись від вимерлих тварин. Але чи стане гібридна тварина мандрівним голубом, це філософське питання.

Ця стратегія, якої дотримуються більшість груп, які намагаються воскресити тварин. Але у команди Новака з'явився відповідь.

У порівнянні з додо, наприклад, «є придатна для використання ДНК, тому що в музеях і колекціях таксидермістів набитих опудал мандрівних голубів більше, ніж будь-який інший птиці», говорить Новак. Додайте той факт, що у нас є доступ до голубів з смугастим хвостом, і розуміння їх репродуктивних моделей, і отримаєте, що «наука воскресіння могла б отримати всі потрібні стимули і бути наполегливою».

Девымирание на практиці

З 2012 року команда Новака, можливо, досягла великих успіхів, ніж будь-який інший проектдевымирания.

По-перше, в серії робіт і співпраць, команда поступово розкрила важливе вплив, яке мандрівні голуби надавали свої екосистеми, і відповіла на давнє питання про те, як їх кількість скоротилася так швидко від мільярдів до нуля. Птахи еволюціонували, щоб адаптуватися до життя у великій популяції. Хоча вони могли б, напевно, оговтатися від низького генетичного різноманіття, людська полювання загнала останній цвях в їх труну.

Ці дослідження разом допомагають поверненню мандрівного голуба. Новак пояснив, що, згідно з цими результатами ми спершу повинні забезпечити голубів з смугастими хвостами необхідними мутаціями, які змусять їх розмножуватися так, як це робили мандрівні голуби, і вони могли жити в щільних спільнотах. Потім ми повинні дати птахам необхідні адаптації для ефективного існування в умовах високої соціальної щільності, наприклад, риси, які дозволять їм бути більш чутливими до соціальних натяків, або швидке дозрівання потомства, щоб вони менше часу приділяли вихованню дітей у великій кількості.

Поява CRISPR змінило все. Вперше Новак і його команда отримали доступ до відносно простого і дешевого інструменту для редагування генів, який дозволить їм працювати з ДНК звичайного голуба.

Поки що вони зробили кілька підходів для підвищення ефективності інструмента. Кращим способом є пряме редагування сперми або яйцеклітини голуба, тому що ці зміни будуть передані наступному поколінню. В чому проблема? Вчені досі не змогли виростити ці клітини в пробірці.

Наступний важливий момент: впровадження інструменту редагування ДНК — з необхідними інструментами — в ембріон. Але вчені і тут зіткнулися з проблемами: їм довелося покладатися на віруси для доставки інструментарію CRISPR. В результаті упаковка стала занадто великий для того, щоб її можна було безпечно впровадити.

Щоб обійти ці перешкоди, команда Новака зосередила свої зусилля на створенні абсолютно нової лінійки голубів, кожен з яких містить генетичний матеріал, який спрощує редагування ДНК.

CRISPR-Cas9 це двоетапний процес, пояснює Новак. Частина CRISPR таїться в цільової ДНК, тоді як Cas9 здійснює розрізання. Птахи, виведені з Cas9 в кожній клітині, по суті, мають частину функціонального інструменту для редагування генів у своїх тілах, що значно полегшує доставку інших необхідних компонентів.

«У найближчі три роки світ може побачити перші генетичні риси мандрівного голуба, відроджені в живих, дихаючих птахів», говорить Новак.

Якщо все піде як заплановано, у найближчі двадцять років ми станемо свідками відродження вимерлих видів. Птахи додо і шерстисті мамонти теж будуть відроджені. Рано чи пізно вимирання залишиться долею минулого — до гіршого, на краще.

Яка тварина воскресили б ви? Розкажіть в нашому

Більше:

Чи можна захиститися від ВІЛ на генному рівні

Чи можна захиститися від ВІЛ на генному рівні

лютує Чума XX століття і в XXI столітті. СНІД вже давно визнається багатьма справжньою проблемою людства, яку треба якось вирішувати. Люди будують теорії, звідки він узявся і чому треба чи не треба переживати за його приводу, але одне ясно точно. З н...

Що не так з тестами на коронавірус?

Що не так з тестами на коронавірус?

Сьогодні багато демонізують Гейтса, звинувачуючи його в навмисному чипировании населення (от тільки як?) і заодно всіх смертних гріхах. Розповідаємо, чому американський мільярдер насправді молодець і зовсім не рептилоид Яким би тривожним це не здавал...

15 кращих цитат Альберта Ейнштейна про науку і життя

15 кращих цитат Альберта Ейнштейна про науку і життя

Альберт Ейнштейн був синонімом слова «Геній». Саме так, з великої літери. Не дарма кажуть, що талановита людина талановита у всьому. Геніальність теж можна назвати талантом, так як це унікальна особливість людини бути розумним, розважливим ...

Примітка (0)

Ця стаття не має коментарів, будьте першим!

Додати коментар

Новини

Простими словами: що таке теорія суперструн?

Простими словами: що таке теорія суперструн?

Сьогодні наукова картина світу складається таким чином, що нашій Всесвіту управляє два набору законів — загальна теорія відносності, яка пояснює прекрасну роботу гравітації, квантова механіка, яка описує три інші взаємодії всесвіт...

Як шукають інопланетян? З якими загадками і проблемами стикається SETI

Як шукають інопланетян? З якими загадками і проблемами стикається SETI

Якщо інопланетяни намагаються поговорити з нами (або якщо не намагаються), Джилл Тартер знайде їх першою. Вона заснувала Інститут пошуку позаземного розуму (SETI) в 1984 році і керувала його дослідницьким центром багато років. Над...

Honda і MIT спільно створюють ШІ, який буде повністю самостійно навчатися

Honda і MIT спільно створюють ШІ, який буде повністю самостійно навчатися

У сфері штучного інтелекту і, так званого, глибокого машинного навчання існує вже чимало напрацювань. Однак всі наявні на сьогодні самонавчальні нейронні мережі мають один суттєвий момент: вони не є повністю самостійними. Тобто, ї...

Астрономи підтвердили зіткнення між двома галактиками-супутниками Чумацького Шляху

Астрономи підтвердили зіткнення між двома галактиками-супутниками Чумацького Шляху

Якщо ви подивитеся на небо вночі, перебуваючи в південній півкулі, ви побачите два світяться хмари, що стоять осторонь від Чумацького Шляху. Ці хмари зірок є галактиками-супутниками Чумацького Шляху: Мале та Велике Магеллановы Хма...

Смерть: як буде вмирати Всесвіт?

Смерть: як буде вмирати Всесвіт?

Одного разу ви помрете. Через секунд або через тисячу років, неважливо. Ваше тіло та всі його складові перестануть функціонувати і возз'єднаються з Землею як звичайний, неживий матеріал. Земля теж помре, охоплена розширюється, ста...

Ми знаємо, як розгадати таємниці часу і простору. Але нам потрібен колайдер розміром з Сонячну систему

Ми знаємо, як розгадати таємниці часу і простору. Але нам потрібен колайдер розміром з Сонячну систему

Гравітація неймовірно слабка сила. Просто вдумайтеся: ви можете відірвати свою ногу від землі, незважаючи на всю масу Землі, яка її притягує. Чому вона така слабка? Невідомо. І, можливо, буде потрібно дуже і дуже великий науковий ...

Конденсат Бозе-Ейнштейна вперше провели в космосі

Конденсат Бозе-Ейнштейна вперше провели в космосі

Міжнародна група вчених успішно виробила конденсат Бозе-Ейнштейна в космосі. У своїй роботі, опублікованій в журналі Nature, група описує створення невеликого експериментального пристрою, яке вивезли на ракету в космос, і експерим...

Нові мемристори розміром з атом покращать продуктивність нейромереж

Нові мемристори розміром з атом покращать продуктивність нейромереж

Комп'ютерні нейромережі, на основі яких будується штучний інтелект, влаштовані за своєю суттю також, як і їх анатомічні прабатьки. Для того, щоб ШІ навчався чогось нового, потрібно зміцнювати старі і створювати нові зв'язки між ел...

DARPA хоче навчити штучний інтелект «здоровому глузду»

DARPA хоче навчити штучний інтелект «здоровому глузду»

Забавна штука штучний інтелект. Він може ідентифікувати об'єкти за лічені секунди або частки секунди, наслідувати людського голосу і рекомендувати музику, але більшості машинних «інтелектів» бракує самого базового розуміння повсяк...

Які таємниці Биткоина ховає заморожений мозок Хала Фінні?

Які таємниці Биткоина ховає заморожений мозок Хала Фінні?

протягом багатьох років одного з розробників кріптовалюти Bitcoin Хала Фінні вважали можливим творцем, який ховався під ім'ям Сатоши Накамото. Деякі навіть підозрювали, що Фінні міг бути власником 700 000 биткоинов, які були намай...

Напівсвіт-полуматерия: нові частинки можуть привести до революції в області обчислювальної техніки

Напівсвіт-полуматерия: нові частинки можуть привести до революції в області обчислювальної техніки

Вчені виявили нові частинки, які можуть лягти в основу майбутньої технологічної революції, заснованої на фотонних схемах, і призвести до розвитку надшвидких обчислювальних методів на базі світла. В даний час обчислення базуються н...

Бактерії, плаваючі над нашими головами, можуть впливати на погоду

Бактерії, плаваючі над нашими головами, можуть впливати на погоду

Ми, люди, пишаємося своїми здібностями до адаптації, але бактерії завжди були на крок попереду в цій грі, що розтягнулася на мільярди років. Наші мікробіологічні брати спокійно існують в самих неприємних для існування середовищах,...

Неандертальці пережили Льодовиковий період завдяки турботі

Неандертальці пережили Льодовиковий період завдяки турботі

Те, яким чином неандертальці зуміли пережити суворий Льодовиковий період — до цих пір залишається для вчених невирішеною до кінця загадкою. До 2018 року було відомо, що для виживання вони брали кілька стратегій, включаючи групову ...

Створено мову програмування для біохімічних реакцій

Створено мову програмування для біохімічних реакцій

У фармакології і біохімії основна складність часто полягає в тому, що багато реакції та їх похідні, хоч і можна передбачити, вибудувати структуру необхідного речовини з необхідними властивостями «з нуля» все-таки досить складно. ...

Здається, Хаббл знайшов першу экзолуну

Здається, Хаббл знайшов першу экзолуну

Перша — як підозрюють вчені — экзолуна потрапила у фокус об'єктива. Спостереження космічного телескопа ім. Хаббла впевнено говорять на користь місяця розміром з Нептун обертається навколо газової екзопланети в 8000 світлових роках...

Запропоновано ефективний спосіб перетворення води в екологічно чисте паливо

Запропоновано ефективний спосіб перетворення води в екологічно чисте паливо

насправді вже давно ведуться розробки у сфері створення засобів по виробленню енергії з води. На ділі все звучить просто: треба лише розірвати зв'язки між воднем і киснем у молекулі води і ви отримаєте доступ до практично невичерп...

На стародавньому Марсі були відповідні умови для підземного життя

На стародавньому Марсі були відповідні умови для підземного життя

Нове дослідження показує, що на древньому Марсі, ймовірно, було досить хімічної енергії, щоб мікроби могли процвітати під землею. «Засновуючи на фундаментальних фізичних та хімічних розрахунках, ми показали, що у підповерхневого ш...

Тектоніка плит могла бути активною на Землі з самого початку

Тектоніка плит могла бути активною на Землі з самого початку

Нове дослідження припускає, що тектоніка плит — наукова теорія, відповідно до якої Земля ділиться на великі шматки кори, які повільно рухаються по гарячій в'язкої мантії — могла бути активна з самого початку існування планети. Нов...

Японські вчені наблизилися до використання енергії термоядерного синтезу

Японські вчені наблизилися до використання енергії термоядерного синтезу

Вже досить давно вчені намагаються створити умови для проведення стабільної керованої реакції термоядерного синтезу. Однак виробництво такого реактора пов'язане з масою труднощів і навіть наймасштабніший на сьогодні проект в цій с...

З графена випадково створили матеріал, поява якого передбачили в 1930-х роках

З графена випадково створили матеріал, поява якого передбачили в 1930-х роках

Створений в середині 2000-х років матеріал графен знайшов своє застосування в самих різних областях. Але він не перестає дивувати своїми незвичайними властивостями. І навіть при самих звичайних експериментах, вуглецевий матеріал м...