Родина мохнатых слонов
Музей мамонта им. П.А. Лазарева Северо-Восточного федерального университета является единственным в мире научным и культурным учреждением, которое занимается изучением мамонта, среды его обитания и распространением научных знаний о мамонтах среди населения. Северо-Восток России всему миру известен как родина волосатых слонов – мамонтов. Только в Якутии найдено более 80% всех известных в мире захоронений мамонтов и других представителей мамонтовой фауны с сохранившимися мягкими тканями.
В нашем музее хранятся и демонстрируются уникальные палеонтологические материалы, имеющие всемирное значение и являющиеся бесценным наследием всего человечества. В настоящее время палеонтологическая коллекция Музея мамонта насчитывает более 3000 экспонатов. Музей активно занимается научно-исследовательской работой, выполняет международные и республиканские научные проекты по уникальным находкам, организует полевые работы на местонахождениях мамонтовой фауны. Сотрудниками музея за последние двадцать лет были раскопаны и изучены практически все важные находки, обнаруженные на территории Якутии: Юкагирский и Малоляховский мамонты, Оймяконский и Хромской мамонтята, Колымский шерстистый носорог, две мумии щенков древней собаки возрастом 12500 лет и другие не менее уникальные экспонаты ледникового периода.
Для ознакомления с миром мамонтов предлагаю вам перенестись примерно на 30 тысяч лет назад. Тогда в тундростепях Северной Евразии паслись огромные стада травоядных – мамонтов, шерстистых носорогов, самых разных видов копытных; у нас обитали даже свои антилопы – такие, например, как сайгак. Хищников тоже было немало: пещерные львы, пещерные гиены, пещерные медведи, бурые медведи, волки и т.д. Если вдуматься, животный мир ледникового периода наших арктических мамонтовых степей удивительным образом был похож на фауну современных саванн Африки. Только мохнатый вариант, из-за климатических различий. Биопродуктивность мамонтовых степей была не ниже, чем тропических саванн.
И вдруг весь этот великолепный животный мир рухнул. Не в одночасье, но, по историческим меркам, очень быстро – всего за несколько тысяч лет. Первым 15 тысяч лет назад вымер пещерный медведь. Около 12 000 лет назад такая же участь постигла шерстистого носорога и пещерного льва. 9500 лет назад в материковой части Сибири вымирают мамонты. Однако самые последние мамонты на Земле жили ещё 3700 лет назад на острове Врангеля в Чукотском море. В условиях островной изоляции они сильно измельчали. Получается, последние мамонты ещё жили, когда египтяне уже строили пирамиды!
Причин вымирания мамонтов было несколько, и самая главная причина – стремительное потепление климата, начавшееся 14 тысяч лет назад. Самые лучшие пастбища оказались затопленными из-за таяния огромных ледников. У климатической теории вымирания есть слабая сторона: мамонты и их спутники не раз успешно выдерживали потепления, иной раз даже более тёплые, чем нынешнее голоценовое. Поэтому последней каплей в судьбе мамонтовой фауны, на мой взгляд и по мнению многих учёных, стала охотничья деятельность человека.
Многие нынешние арктические острова до конца плейстоцена были частью большой земли, так как уровень Ледовитого океана был гораздо ниже. Вообще северная граница материка проходила намного севернее. По мере таяния километровой толщины ледников уровень океана поднялся на многие десятки метров и примерно 9-8 тысяч лет назад образовались, например, наши Новосибирские острова. Лучшие пастбища мамонтов, как уже говорилось, оказались на дне Ледовитого океана, и поэтому именно арктические острова, осколки бывшего так называемого “мамонтового материка”, наиболее богаты остатками мамонтовой фауны. В ходе международной экспедиции “Северная Ойкумена” 2015 года по гранту РГО, руководителем которой я был, на острове Большой Ляховский в радиусе двух км от нашей базы мы обнаружили шесть скелетных остатков мамонтов. Получается, плотность скелетных остатков шерстистого мамонта в этом районе составляет три на 1 км2. Это самая высокая плотность находок этого вымершего представителя отряда хоботных на планете.
Ляховские острова были открыты сначала устьянским якутом по имени Этэрикэн в 1759 году, а в 1770 году были переоткрыты промышленником Иваном Ляховым, в честь которого и были названы по указу Екатерины II эти острова. Этим же указом Ляхову, по его просьбе, было предоставлено монопольное право на сбор мамонтовой кости и охоты на песцов на этих островах.
Промышленников побуждали идти на север и при этом открывать новые земли именно стремление найти как можно больше мамонтовых костей и удачная охота на песцов. Они сообщали, что на острове Б. Ляховском «мамонтовых костей находили… такое количество, что, казалось, весь остров состоит из них». В 2013 году уже современные «промышленники» в ходе поисков бивней обнаружили в северной части этого острова совершенно уникальное копьё из рога шерстистого носорога, которое сейчас украшает экспозицию об охотниках на мамонтов в нашем музее. Возраст копья 13 300 лет, сохранность превосходная и аналогов такому орудию ни в одном музее нет. Но самая главная научная ценность артефакта в том, что это наиболее северная в мире находка орудия человека эпохи палеолита, то есть эпохи мамонтов.
Самые крупные острова Новосибирского архипелага - Котельный и Новая Сибирь - также были первоначально не землепроходцами или полярниками, а охотниками на песцов и бивни мамонтов.
Ранее, до научного этапа в изучении мамонтов, существовало мнение, что находимые на севере огромные кости являются костями южных слонов, случайно занесёнными в арктические и северные широты водами Великого потопа. Переломный момент в мировоззрениях и взглядах на мамонтов наступил в начале XIX века, с момента находки местным охотником Осипом Шумаховым трупа мамонта в дельте р. Лена на Быковской протоке в 1799 году. Когда адъюнкт имераторской Академии наук, зоолог Михаил Адамс узнав об этом невероятном открытии прибыл в 1806 году на место обнаружения этого исполина ледникового периода, то застал только обглоданный дикими хищниками скелет. Лишь местами, на голове и ногах сохранилась кожа. Однако это была первая в мире находка более-менее целого мамонта, попавшая в руки учёных, и именно отсюда начинается научный этап изучения этих вымерших гигантов. Стало ясно, что мамонты – северные родственники слонов, покрытые шерстью и обитавшие здесь во время великого оледенения.
Самая уникальная, хорошо сохранившаяся находка мамонта была сделана спустя век после мамонта Адамса (второе название – Ленский мамонт) на берегу реки Березовка, притоке реки Колымы, в 1900 г. Вытаивающий из мерзлоты труп взрослого самца был также найден местным охотником, эвеном Семёном Тарабукиным. К счастью, информация об этом открытии быстро дошла до Санкт-Петербурга, и уже осенью 1901 года на место находки прибыли для раскопок учёные Отто Герц и Евгений Пфиценмайер из Зоологического института. Не буду пересказывать здесь всю историю этой поистине героической экспедиции, в интернете много информации о Березовском мамонте. Кто интересуется, может даже найти интереснейшую книгу «В Сибирь за мамонтом», написанную впоследствии Е. Пфиценмайером. В 2014 году наша международная экспедиция, с трудом добравшись до этого глухого места, поставила мраморную мемориальную плиту в честь этого выдающегося открытия. Березовский мамонт стал бесценным источником научной информации, ведь сохранились большая часть мягких тканей и внутренних органов.
И на третьем месте по важности находки я, без ложной скромности, поставил бы раскопанную нами в 2013 году тушу мамонта на острове Малый Ляховский. Как и практически все другие уникальные находки древних животных, останки этого мамонта были найдены сборщиками бивней в сентябре 2012 года. В это время мы как раз подписали договор о научном сотрудничестве с корейским институтом Sooam Biotech по проекту клонирования мамонта и находились с руководителем института, всемирно известным учёным профессором Хванг Ву Сок и его сотрудниками в Усть-Янском районе в селе Казачье в экспедиции.
Получив эту ценную информацию по спутниковому телефону, мы дождались, пока авторы находки вернутся с островов, и, посмотрев видео, сразу поняли, что надо ехать раскапывать, так как нам нужен был подходящий для клонирования мамонта биологический материал хорошей сохранности. На подготовку и оформление всех необходимых документов ушло полгода, и вот в апреле следующего года мы организовали экспедицию, в результате которой нам удалось раскопать лучшую в истории палеонтологии по сохранности мягких тканей замороженную тушу взрослого мамонта, вернее, нижнюю половину туши с хоботом. Последующие исследования показали, что это была старая самка примерно семидесяти лет, которая в течение жизни рожала десять раз и была съедена поздней осенью хищниками, возможно, пещерными львами. Благодаря тому, что мамонт за последние 32 тысячи лет не вытаивал и находился практически в чистом льду, мягкие ткани настолько хорошо сохранились, что мясо имело местами красный цвет. Самое удивительное, что при раскопках в двух местах текла тёмно-бурая жидкость, которая, как потом выяснили медики нашего университета, оказалась кровью мамонта. И это несмотря на минусовые температуры и десятки тысяч лет! Это сейчас основной научный объект и главный экспонат нашего музея. Именно с этой находкой, ввиду её беспрецедентной сохранности, мы связываем сейчас все надежды на успешное клонирование мамонта.
В 2015 году мы открыли совместную с корейскими коллегами лабораторию по изучению клеток и ДНК ископаемых животных. Цель лаборатории – не теряя времени на перевозки и разрешительные документы на вывоз за рубеж сразу же начать работу по поиску живых клеток в новых находках. На сегодняшний день все наши специалисты и студенты прошли стажировку в корейском институте Sooam Biotech, где обучались методам клонирования животных, пока ещё современных.
Для клонирования традиционным методом нужно найти хотя бы одну живую клетку. В этом и заключается основная проблема этого способа. Это будет очень трудно, может, и никогда не удастся обнаружить жизнеспособную клетку, всё-таки прошли десятки тысяч лет. Но мы видим, насколько быстро развиваются технологии. Когда двадцать два года назад была клонирована овечка Долли – это было сногсшибательной сенсацией. В то время в распоряжении учёных был, по сегодняшним меркам, очень примитивный и грубый инструментарий. За эти годы технологии клонирования шагнули далеко вперёд. На сегодняшний день биотехнологи клонировали почти всех домашних животных, некоторых диких и даже некоторых приматов.
Оптимизма придают такие исследования, как эксперименты японских учёных по клонированию из замороженного материала. В 2008 году группе проф. Терухико Вакаяма из Центра эволюционной биологии RIKEN в Кобе удалось успешно клонировать мышь, которая 16 лет находилась в замороженном состоянии в обычном морозильнике при температуре -20°С. Японцы не нашли живых клеток, но им удалось выделить целые ядра с неповреждённой ДНК, которую они использовали для получения клонов этой мыши.
То, что клетки сохраняют свои функциональные свойства какое-то время после биологической смерти организма, уже доказано. Когда мы в 2016 году были на стажировке в Корее, встретились с одной семьёй из Великобритании, которая приехала в институт Sooam Biotech забрать щенка-клона своей собаки. Собака умерла, и щенка сумели клонировать из образцов кожи, отобранных лишь спустя девять дней после смерти животного. У профессора Хванга есть успешные случаи клонирования собак даже после двух недель, из останков, которые хранились не в морозильной камере, а были уже захоронены. Кстати, он первым в мире клонировал собаку в 2005 году. Журнал TIME назвал это достижение «самым выдающимся изобретением 2005 года». До сих пор кроме корейцев никто так и не смог клонировать домашнюю собаку хотя попыток было много.
Второй и наиболее вероятный способ возвращения к жизни древних гигантов – это через создание искусственной молекулы их ДНК. В 2012 году группа профессора Джорджа Чёрча из Медицинской школы Гарварда разработала революционную технологию «перезаписи» генома CRISPR/CAS, которая позволяет точечным образом менять и удалять произвольные гены в ДНК млекопитающих. В октябре 2014 года Чёрч объявил о начале проекта по «воскрешению» мамонта. Используя свою методику, американцы смогли вставить в геном клеток кожи слона гены, предположительно отвечающие за типичные признаки мамонта — маленькие уши, толстый слой подкожного жира, длинную шерсть и бурый цвет. Таким образом, генетики совершили первый шаг на пути к воскрешению мамонта или к созданию мамонтоподобного слона, используя методы генной инженерии.
Сегодня мы уже знаем полную структуру ДНК мамонта. В мае 2015 г. группа учёных из Швеции и США опубликовала статью о расшифровке генома двух мамонтов из Восточной Сибири – с Таймыра и острова Врангеля. Это огромный прорыв для науки и нашего проекта по возрождению древних видов. Теперь мы знаем, что геном мамонта состоит из пяти миллиардов пар оснований, что на два миллиарда пар больше, чем в геноме человека. Зная последовательность ДНК мамонта и взяв за основу ДНК азиатского слона, в будущем учёные смогут поменять в нём те участки, которые отличают геном вымершего мохнатого родственника от здравствующего.
И клонирование, и другие методы биоинженерии могут помочь нам спасти вымирающие виды и вернуть к жизни те, что исчезли по вине человека. Очень важно для этого создание замороженных зоопарков. В зоопарке Сан-Диего собраны образцы тканей более чем тысячи видов животных. Эти образцы могут храниться в жидком азоте неограниченное время без особых последствий для клеток и ДНК. В прошлом году мы посетили Пекинский институт геномики, с которым у нас также есть договор о научном сотрудничестве, и Национальный банк ДНК Китая в г. Шэньжень. В этом банке хранятся уже миллионы образцов ДНК человека, животных и растений. В нашем Музее мамонта мы также начали работу по созданию Банка биологических образцов плейстоценовых животных.
Зачем вообще пытаться возрождать вымершие виды? Не лучше ли пытаться сохранить исчезающие сейчас? И то, и другое нужно для сохранения биоразнообразия нашей планеты и генетического разнообразия. Для восстановления обеднённых северных экосистем. Люди сделали огромную дыру в природе в течение последних десяти тысяч лет. Истребив такие ключевые виды, как мамонты, бизоны, дикие лошади, человек изменил всю экосистему. У нас появилась возможность начать попытки компенсировать этот урон, нанесённый природе. Есть много противников этой идеи, говорящих, что, дескать, воскрешение вымершего вида будет равноценно попытке замахнуться на роль Бога. Но я считаю, что на роль Бога мы замахнулись тогда, когда уничтожали этих животных.
Процесс девымирания не может быть быстрым. На это потребуются многие десятилетия и усилия учёных всего мира. Если даже мамонта в обозримом будущем не удастся клонировать или синтезировать, на пути к этому будут созданы новые технологии клонирования и генной инженерии, которые помогут сохранению редких и исчезающих видов.
Когда мы начинали проект в 2012 году, практически все в один голос заявляли, что клонировать мамонта невозможно, поскольку найти живую клетку нереально, и даже синтезировать искусственную молекулу ДНК невозможно, так как она слишком сильно деградировала. Но с каждым годом всё больше голосов звучат в пользу того, что это реально, причём в недалеком будущем, и возрождение вымерших видов – лишь вопрос времени и денег.
Я думаю, что учёные должны ставить перед собой пока недосягаемые планки, чтобы наука развивалась. Как в своё время люди мечтали полететь в космос или избавиться от некоторых болезней, которые сейчас ушли в прошлое. Будущее – за наукой!
Автор: Семён Григорьевич Егоров, канд. биол. наук, руководитель лаборатории "Музей мамонта им. П.А. Лазарева" НИИПЭС СВФУ, эксперт Дальневосточного управления Минкультуры РФ и Росприроднадзора по палеонтологическим материалам.
