Среди вымерших млекопитающих ледникового периода были не только шерстистые мамонты, но и карликовые слоны, когда-то жившие в Европе на Сицилии, Мальте и других островах. При всем несходстве окружающих условий между этими представителями хоботных было и много общего. Это особенно важно для палеонтологов, изучающих эволюционные процессы того времени. Каков был механизм вымирания карликовых слонов и связан ли он с вымиранием мамонтов в Сибири? Что ДНК мамонта, сохранившаяся в вечной мерзлоте, может рассказать о генетике его далеких средиземноморских родственников? Можно ли сегодня с помощью этой ДНК искусственно вывести новых мамонтов? И если можно, то стоит ли? Об этом мы расспросили палеонтолога, сотрудника знаменитого лондонского Музея естественной истории Викторию Херридж (Dr. Tori Herridge).
Совсем недавно Херридж, вместе с биологом Джорджем Черчем и экологом Сергеем Зимовым, горячими сторонниками «возрождения мамонтов», участвовала в съемках документального фильма «Сибирь: ДНК Ледникового периода», который 22 мая выходит на канале Discovery.
N + 1: Вы занимаетесь карликовыми видами хоботных, проще говоря — крохотными маленькими слониками. Сложно представить себе что-то более милое. Признайтесь, вы выбрали объект исследования именно по этой причине?
Виктория Херридж: (смеется) Это типичная первая реакция большинства людей. На самом деле нет: причины, по которым я захотела изучать карликовых хоботных, были другие. Во-первых, меня всегда интересовала эволюция, а на карликовых слонах она очень наглядно прослеживается. Эти животные неоднократно проходили через самые невероятные эволюционные процессы на разных островах в ходе ледникового периода. Во-вторых, меня всегда увлекал ледниковый период сам по себе.
Поэтому я выбрала отрасль на стыке этих двух тем: получилась идеальная система, позволяющая исследовать то, как серьезные изменения климата, влияющие даже на уровень моря, могли сказаться на эволюции конкретных видов, и что-то узнать об эволюции в целом. Так что причина, по которой я стала изучать карликовых хоботных, была продиктована рациональными доводами, но, конечно, большинство людей реагируют именно так: «Они были такими милыми. А можно мне такого домой?»
N + 1: Вымершие слоны Сицилии, Сардинии и других островов Средиземноморья, которыми вы занимаетесь, конечно, не так хорошо известны как мамонты. Но некоторые из наших читателей могут помнить их как классический пример островной карликовости — феномена, впервые описанного более 100 лет назад. В результате изоляции многие виды на островах уменьшаются, а другие, наоборот, сильно увеличиваются в размерах: галапагосские черепахи, комодские вараны, человек с острова Флорес, вот эти средиземноморские слоны и так далее. Явление давно вошло в учебники, но точные механизмы того, как это работает, до сих пор, насколько я понимаю, не ясны. Скажем так: что именно мы должны знать про конкретный вид, чтобы достаточно точно предсказать, как он отреагирует на изоляцию?
Виктория Херридж: Это очень интересно, потому что, несмотря на многолетние исследования этого вопроса, до сих пор не удалось определить какой-то один единственный фактор, влияющий на то, что в условиях изоляции (на островах) большие животные становятся меньше, а маленькие — больше. Но таково общее правило, и это утверждение особенно верно применительно к млекопитающим. Кажется, Ли Ван Вален, очень известный биолог-дарвинист, написал в 1970-х годах, что это единственное в своем роде правило с таким незначительным количеством исключений. Исключения есть, но их очень мало.
В целом, проще всего предсказать, что произойдет с млекопитающим на острове, просто посмотрев на его размеры на материке. То есть если это большое млекопитающее, то оно станет меньше, а если это маленькое млекопитающее — оно станет больше. А вот ответить на вопрос «почему» значительно сложнее: биология — сложная, даже запутанная наука, и все острова разные.
Кажется, что должен существовать целый набор факторов, работающих в комплексе, и иногда определенные аспекты имеют большее значение, чем другие, однако все они непосредственно связаны с территориальной изоляцией — речь-то идет об острове. Так что предполагается, что ключевые факторы — это ресурсы, которые для большого животного на маленьком острове будут ограничены, а для маленьких животных на большом острове — наоборот. И конечно же, если остров мал для слона, он будет велик для мыши, так что все относительно.
Опять же, на острове обычно мало хищников, если они вообще есть, потому что остров в целом имеет меньшую площадь и поддерживать популяцию сложно. Кроме того, хищники не слишком приспособлены к расселению и распространению на разных территориях: мало кто из них хорошо плавает, так что добраться до острова — само по себе серьезное препятствие.
Кроме того, зачастую на острове живет меньше конкурирующих видов — опять же потому, что животным еще нужно туда как-то попасть, это своего рода фильтр. Поэтому на островах обычно существенно ниже биоразнообразие. Помимо этого, ограниченная площадь способна поддерживать существование меньшего количества видов и здесь выше коэффициент вымирания.
Вымершие хоботные в сравнении друг с другом и человеком ростом 180 сантиметров (слева направо): Меритерий (поздний эоцен), Платибеладон (поздний миоцен), Гомфотерий (позний миоцен — ранний плейстоцен), Дейнотерий (средний миоцен — ранний плейстоцен), мамонтенок Люба (более 40 тысяч лет назад), Шерстистый Мамонт (плейстоцен — ранний голоцен)
Вымершие хоботные в сравнении друг с другом и человеком ростом 180 сантиметров (справа налево): Баритерий (поздний эоцен — ранний олигоцен), Кювьерониус (плиоцен — голоцен), Американский Мастодонт (плиоцен — плейстоцен), Зиголофодон (миоцен — средний плейстоцен), Сицилийский Карликовый Слон (поздний плейстоцен — голоцен), доисторический азиатский слон с прямыми клыками (поздний плейстоцен)
Все эти факторы могут быть достаточным объяснением, но как будто конкурируют друг с другом. Причина в ограниченности ресурсов? Или в отсутствии хищников? Или в отсутствии конкуренции? На самом деле, все эти факторы работают совместно — именно поэтому разделить их довольно проблематично. Вероятно, влияет каждый из них, но сложно сказать, какой сильнее остальных: возможно, в разных ситуациях на первый план выходит определенный фактор, поэтому так непросто назвать главную причину.
Возьмем, например, комодских варанов, которых вы упомянули, — они, как вы знаете, очень большие. Однако есть предположение, что при всем своем впечатляющем виде сегодняшние вараны на самом деле являются карликовой разновидностью гораздо более крупного материкового вида. Если изучить палеонтологическую летопись Австралазии, можно увидеть, что у варанов с острова Комодо были очень большие — уже вымершие — родственники. Так что вполне возможно, что комодские вараны — это как раз классический пример островной карликовости, а не наоборот.
Что касается карликовых слонов, одна из причин, по которой они столь интересны для изучения, заключается в том, что процессы, которые с ними происходили, происходили на разных островах независимо друг от друга. И за счет этого нам, возможно, удастся разделить эти различные аспекты, которые могли влиять по-разному на разных островах.
Но проблема изучения карликовых слонов по палеонтологической летописи связана с тем, что многие окаменелости были собраны больше 100 лет назад и нам не хватает некоторых критически важных данных, например датировки образцов. Без этой информации очень сложно связать окаменелости с определенной экосистемой и понять, кто были современники этих животных, какой тогда был климат, каким было место обитания.
Некоторые ключевые данные, которые нам нужны, чтобы ответить на ваш вопрос, попросту отсутствуют, и именно их получением я в основном и занимаюсь в настоящий момент. Когда я писала диссертацию, то поняла, что не смогу получить ответ на вопрос без дополнительной информации, так что мне пришлось вернуться к истокам и заниматься сбором действительно фундаментальных данных о том, сколько лет тем или иным окаменелостям.
N + 1: Мне всегда хотелось задать этот вопрос эксперту-палеонтологу, который занимается относительно недавно вымершими животными. Как у вас дела с выделением ДНК? Если говорить о мамонтах, то там с генетическим материалом, вроде бы, все очень хорошо — в мерзлоте порой удается найти даже «почти» жизнеспособные клетки. А как дела в Средиземноморье, где влажный и жаркий климат? Раньше казалось, что мы ДНК из таких останков никогда не получим, но ведь технологии не стоят на месте. Какие новости есть в этой области?
Виктория Херридж: На самом деле здесь действительно есть существенный прогресс. Прямо сейчас я работаю над научной публикацией с соавторами из Германии именно по этой теме. Пока, к сожалению, работа не завершена и статья о том, что мы нашли, не вышла. Так что я не имею права о ней говорить. Могу только намекнуть, новости скоро будут. Наш главный автор — Сина Балек, следите за ее докладами на конференциях.
N + 1: Ух ты, это интересно! Но давайте поговорим о более известных в наших краях хоботных — о мамонтах. Как известно, последние их популяции (которые успели застать даже строительство первых пирамид в Египте), сохранились в изоляции на острове Врангеля. Кажется, что процессы, которые шли на островах, в Арктике и в Средиземноморье, могли быть похожими. Может ли ваше исследование карликовых слонов что-то рассказать о причинах вымирания слонов гигантских?
Виктория Херридж: Суть не только в том, что мои исследования могут помочь что-то понять об острове Врангеля, но и в том, что остров Врангеля может что-то рассказать о «моих» слонах.
Здесь возможно двустороннее взаимодействие, поскольку популяция на острове Врангеля существовала относительно недавно и в условиях Крайнего Севера, что дает прекрасную возможность выделить ДНК ее представителей. Поэтому я могу использовать эту информацию, чтобы понять, что происходило со слонами на средиземноморских островах, где сложнее сохранить ДНК из-за жаркого климата и где слоны жили значительно раньше. Некоторые из этих окаменелостей могут быть старше полумиллиона-миллиона лет, так что это разные системы.
Но, как вы и сказали, действительно существуют явные сходства. И одно из морфологических сходств состоит в том, что мамонты с острова Врангеля были немного меньше своих материковых собратьев. Они не такие маленькие, как крошечные карликовые слоны на Сицилии, Мальте или Кипре, но они меньше огромных мамонтов на материке. Так что, вероятно, на мамонтах с острова Врангеля все-таки сказалось проживание на острове.
Мамонты ледникового периода в представлении художника, Zdeněk Burian
Интересно то, что самые недавние исследования по мамонтам на острове Врангеля показывают, насколько сильно они выродились. В их геноме есть много вредных мутаций, виден очень низкий эффективный объем популяции — всего лишь несколько сотен особей, — и это дает представление о том, насколько сильно островные популяции подвержены вымиранию. Это нам, конечно же, и так известно из общих экологических принципов, но анализ геномов наглядно показывает, как работает механизм.
Долгое время предполагалось, что мамонты на острове Врангеля вымерли с приходом людей, потому что два этих события совпадают по времени, но на самом деле, выходит, сама по себе популяция была невероятно уязвимой, если не сказать обреченной на вымирание из-за множества вредных мутаций при такой небольшой численности. И это могло послужить причиной вымирания популяции вне зависимости от присутствия людей на острове.
Что касается моих карликовых слонов, то многие хоботные на средиземноморских островах никогда не вступали в контакт человеком. Они жили там задолго до появления людей и все равно вымерли. И это очень интересно. Я подозреваю, что это как-то связано с изменениями климата, которые на многих островах серьезно повлияли на уровень моря.
К примеру, Сицилия находится очень близко к Италии: если уровень моря опустить на 100 метров (что, скорее всего, и произошло на пике ледникового периода), у вас получится мост. И тогда уже не приходится говорить об островной изоляции, отсутствии хищников или конкуренции — внезапно все причины для уменьшения размеров исчезают.
Еще одна потенциальная причина вымирания этих животных может состоять в том, что, подобно мамонтам с острова Врангеля, они не смогли совладать с растущим количеством мутаций в популяции, выродились и не оставили никаких потомков. Но в данном случае сложно сказать наверняка, потому что у нас (пока, по крайней мере) нет ДНК карликовых слонов. Но эти два вида определенно интересно сравнить.
N + 1: Проблема генетического вырождения ведет нас к следующему вопросу. Джордж Черч, который также фигурирует в вашем фильме, уже давно говорит о реальной возможности возродить мамонтов с помощью генетических технологий. Но если близкородственное скрещивание — проблема настолько серьезная, то как можно создать жизнеспособную популяцию из одной-двух особей?
Виктория Херридж: Джордж Черч поспорил бы с этим: он сказал бы, что может потенциально генетически модифицировать и внести разнообразие в популяцию с использованием метода редактирования генома CRISPR/Cas9, искусственно поддержать генетическое разнообразие на высоком уровне. То, на что не способны традиционное размножение и даже клонирование, по силам современным генетикам. То есть теоретически возможность предотвратить развитие событий по такому сценарию существует.
Но я понимаю, о чем вы говорите. Действительно, если у вас есть природный заповедник, похожий на «Плейстоценовый парк», который создал Сергей Зимов, даже если вы значительно увеличите его площадь в сравнении с нынешними размерами, вы все равно получите остров, так ведь? Это остров в море человеческой цивилизации или в море тайги.
И я всегда шутила с Джорджем Черчем по поводу того, что в контексте возрождения ему стоило бы подумать не о шерстистом мамонте, а о создании генетически модифицированной популяции карликовых слонов, которые могли бы выжить в большом количестве, тем более раз все считают их такими милыми.
Это конечно, шутка, но близкородственное скрещивание я действительно считаю серьезной проблемой. Джордж Черч утверждает, что об этом подумал и даже нашел преимущество в использовании этого очень интеллектуального подхода к сохранению популяции и внесению генетических изменений.
Тем не менее, мне кажется, это (искусственное поддержание разнообразия) само по себе не решает некоторые этические вопросы, которые возникают в связи с проектом. И более того, неестественность всего процесса вмешательства человека становится еще очевиднее. Когда люди обсуждают такие темы, как проект по генетическому реконструированию нового вида слонов, они используют слова «возрождение мамонтов» или «восстановление дикой природы Сибири»: у таких формулировок сильный эмоциональный окрас, поскольку они подразумевают, что вы возвращаете что-то в естественное состояние. Что, конечно же, не так.
Это противоестественное вмешательство, новое изобретение, результат человеческих стремлений и изобретательности. Я считаю это очень интересным и не могу сказать со стопроцентной уверенностью, что это плохо. У меня есть вопросы к этической стороне проекта, потому что меня волнуют права животных.
Меня увлекает технологическое достижение само по себе, а не идея возвращения к неким прекрасным временам, своего рода Эдему, не мечта о сказочном месте, которое существовало до того, как люди пришли и все разрушили. Но при обсуждении этих вопросов используется именно такая лексика, потому что на подобные слова откликаются люди. Мне кажется, все относились бы к слонам в Сибири совсем по-другому, если бы о них говорили как о новом генетически сконструированном виде, а не о возрождении вымерших существ.
N + 1: Понимаю. Но если все-таки говорить не о словах, а о сути проекта (пускай даже мы назовем новый вид не новыми мамонтами, а новыми нео-кибер-слонами), как вы относитесь к таким идеям? Идеям Черча и Зимова в целом? Реалистичны ли они? И вообще, подобное «развымирание» это скорее хорошо или плохо?
Виктория Херридж: Не знаю. У меня очень смешанные чувства по этому поводу. С одной стороны, это кажется мне невероятно захватывающей идеей. Очень интересны научные принципы, новые знания, приобретаемые в процессе. Когда ты говоришь с такими людьми, как Джордж Черч, об их проектах, говоришь с Зимовыми о «Плейстоценовом парке» и чувствуешь их энтузиазм и энергию, чувствуешь, насколько бесстрашно они реализуют эти проекты, очень сложно не увлечься всем этим, поскольку они очень преданы своей идее и действительно верят, что поступают правильно.
Виктория Херридж рядом с реконструкцией скелета карликового слона, toriherridge.com
Кроме того, у меня есть некое эмоциональное желание, стремление, о котором я уже говорила. Когда ты интересуешься животным, когда ты работал и изучал такое животное, как мамонт, мысль о том, чтобы увидеть нечто, что выглядит как мамонт, в среде, которая максимально напоминает мир Ледникового периода (насколько это возможно в наше время), вызывает у меня сильные эмоции. Так что я понимаю желание реализовать что-то подобное.
Но затем, когда я начинаю анализировать это с практической точки зрения, то думаю: «Зачем это делать?». У меня нет уверенности в том, что результаты, полученные в ходе проекта, будут такими, какими их представляет Зимов, — особенно в том, что касается превращения тундры в нечто более стабильное и предотвращения глобального потепления. Я однозначно считаю, что ничего такого не произойдет в необходимые нам сроки, учитывая скорость изменения климата. Я восхищаюсь тем, что они пытаются что-то делать. Думаю, каждая попытка того стоит, но мне не кажется, что это самый рациональный способ борьбы с изменениями климата.
Аналогично и с проектом (возрождения мамонтов), который Джордж Черч намеревается там реализовать. Если у него нет никаких обоснований, если это нельзя отнести к эффективным методам, то все усилия становятся скорее интеллектуальным упражнением, не так ли? «Воскресить мамонтов» просто для того, чтобы доказать, что ты можешь это сделать? Я не уверена, что это достаточная причина, чтобы обосновать неминуемые эксперименты на живых слонах, которые понадобятся для этого. Да, Джордж говорит о том, потенциально для этого можно использовать искусственные матки, но сомневаюсь, что это реалистично.
Конечно, было бы интересно посмотреть, сможет ли он это сделать. Тогда бы пришлось задуматься, меняет ли что-то тот факт, что в процесс создания этого нового «мамонта» не вовлечены живые слоны, — как я лично буду тогда к этому относиться.
Хотя я и уверена: раз уж мы все равно создаем социальное животное и помещаем его в среду, где оно, возможно, не будет чувствовать себя счастливым и не сможет с легкостью выжить, то мы обязаны позаботиться о нем. И мы знаем, что слоны не очень хорошо себя чувствуют в неволе. Насколько свободны они будут в действительности? Как люди, живущие в этом регионе, будут относиться к соседству со стадами слонов-мамонтов? Это очень малонаселенный регион, но там все равно живут люди. А люди и слоны не всегда ладят друг с другом.
Источник: Александр Ершов, N + 1
