Oživimo vunenog mamuta!

San je djece širom svijeta vidjeti ogromne zvijeri kako ponovno hodaju Zemljom. Bi li taj san mogao -- i trebao -- biti ostvaren? Hendrik Poinar održao je informativno predavanje o novoj -- jako -- velikoj stvari: pothvatu da stvorimo stvorenje koje izgleda jako slično našem dlakavom prijatelju, vunenom mamutu. Prvi korak, sekvencioniranje genoma vunenog mamuta, gotovo je završen. I ogroman je. (Snimljeno na TEDxDeExtinction.)

Kad sam bio mali dječak,

očevim sam mikroskopom promatrao

okamenjene kukce u jantaru,
koje je on držao u kući.

I bili su izvanredno dobro očuvani,

morfološki jednostavno izvanredno.

I zamišljali smo da će jednog dana

oni zapravo oživjeti

i da će ispuzati iz smole,

i, ako budu mogli, odletjeti.

Da ste me pred 10 godina pitali

hoćemo li ikada moći sekvencionirati
genom izumrlih životinja,

rekao bih vam da to nije vjerojatno.

Da ste me pitali hoćemo li zapravo moći

oživjeti izumrlu vrstu,

rekao bih da je to maštarija.

No, zapravo stojim tu danas, začudo,

kako bih vam rekao da senkvencioniranje

izumrlih genoma nije samo mogućnost,
točnije današnja stvarnost,

već je i oživljavanje izumrlih vrsta
zapravo unutar dosega naših mogućnosti,

možda ne kukaca iz jantara --

zapravo, ovaj je komarac korišten

kao inspiracija za "Jurski park" --

ali vunenih mamuta da,
iz dobro očuvanih ostataka

vunenih mamuta u permafrostu.

Vuneni mamuti su posebno zanimljivi,

kvintesencijalni su lik Ledenog doba.

Bili su veliki. Bili su dlakavi.

Imali su velike kljove i čini se da smo

imali vrlo duboku povezanost s njima,
kao što imamo sa slonovima.

Možda je to zato što su slonovi

u mnogim stvarima slični nama.

Pokapaju svoje mrtve.
Educiraju potomstvo.

Održavaju vrlo bliske socijalne veze.

Ili je to možda zato što smo povezani
milijunima godina,

jer slonovi, baš kao i mi,
vuku podrijetlo iz Afrike

od prije otprilike sedam milijuna godina,

i kako su se mijenjala staništa i okoliš,

mi smo, kao i slonovi, migrirali

u Europu i Aziju.

Prvi veliki mamut koji se pojavio je

meridionalis, visok oko četiri metara,

težak oko 10 tona,
vrsta prilagođena životu u šumi,

proširio se iz zapadne Europe
kroz središnju Aziju,

a preko Beringovog prolaza

i u dijelove Sjeverne Amerike.

I onda, kad se klima promijenila
kao i uvijek,

i pojavila se nova staništa,

pojavila se vrsta prilagođena
životu u stepama

zvana trogontherii, u središnjoj Aziji

i istisnula je meridionalisa
u zapadnu Europu.

I široki pašnjaci sjevernoameričkih savana

omogućili su pojavu kolumbijskog mamuta,

velike, bezdlake sjevernoameričke vrste.

I, zapravo,
tek nakon otprilike 500.000 godina

pojavio se vuneni mamut,

onaj kojega svi znamo i toliko volimo,

na prostoru od istočne Beringije,
odakle je potjekao,

pa širom središnje Azije,
ponovno istiskujući trogontherii

kroz središnju Europu,

i stotinama tisuća godina

migrirajući preko
Beringovog prolaza i natrag

za vrijeme vrhunaca ledenih doba

i dolazeći u direktan kontakt

sa svojim kolumbijskim rođacima
koji su živjeli na jugu,

i tamo oni preživljavaju
stotinama tisuća godina

tijekom traumatičnih klimatskih promjena.

Tu imamo iznimno prilagodljivu životinju
koja se nosi s golemim promjenama

u temperaturi i okolišu i
snalazi se jako, jako dobro.

I tako oni preživljavaju na kopnu
do prije otprilike 10.000 godina,

a, zapravo, začuđujuće,
na malenim otocima blizu Sibira

i Aljaske do prije otprilike 3.000 godina.

Znači, Egipćani grade piramide,

a vuneni mamuti i dalje žive na otocima.

A onda nestaju.

Kao i 99 % svih vrsta
koje su ikada živjele,

izumiru, vjerojatno
zbog klimatskog zatopljenja

i gustih šuma

koje se brzo šire na sjever i,

također, kao što je pokojni,
veliki Paul Martin jednom rekao,

zbog izlova u pleistocenu,

tako da su ih i
lovci na veliku divljač istrijebili.

Na sreću,
milijune njihovih ostataka nalazimo

razasute po permafrostu, zakopane duboko

u Sibiru i Aljasci i mi,
u stvari, odlazimo tamo

i iskapamo ih.

I očuvanje je, ponovno,

kao i kod onih kukaca u
[jantaru], odlično.

Tako imamo zube, kosti s krvlju,

koje izgledaju kao krv, imamo dlaku,

i netaknuta trupla ili glave

koje još uvijek u sebi sadrže mozgove.

Očuvanje i preživljavanje DNK

ovisi o mnogo čimbenika i,
moram priznati,

većinu njih i dalje posve ne razumijemo.

No, ovisno o tome kad organizam umre

i koliko je brzo ukopan,
kolika je dubina ukopa,

i ujednačenost temperature okoliša
u kojem je ukopan,

konačno će biti određeno
koliko dugo će DNK preživjeti

kroz geološki značajne vremenske okvire.

I vjerojatno začuđuje mnoge od vas

koji sjedite u ovoj sobi
da nije vrijeme ono što je važno,

niti duljina očuvanja,

već je najbitnija
ujednačenost temperature tog očuvanja.

Znači, ako bi sada promotrili kosti

i zube koji su preživjeli
proces fosilizacije,

DNK koji je jednom bio netaknut,
čvrsto omotan

oko proteina histona, sada je pod napadom

bakterija koje su živjele u
simbiozi s mamutom

godinama, za vrijeme njegovog života.

I te bakterije,
kao i bakterije iz okoliša,

oslobađaju vodu i kisik,
zapravo, razbijaju DNK

na sve manje i manje fragmente DNK,

sve dok jedino što imamo
nisu samo fragmenti

od 10 baznih parova do,
u najboljim slučajevima,

nekoliko stotina baznih parova u duljini.

Tako da je najveći
broj fosila u evidenciji

zapravo potpuno lišen
svake organske strukture.

Ali nekoliko njih zapravo
imaju DNK fragmente

koji preživljavaju tisućama,

čak i milijunima godina.

I koristeći najnoviju
"clean room" tehnologiju

osmislili smo načine na koje
možemo izdvojiti ovaj DNK

od ostalih supstanci,

i nikome od vas nije iznenađujuće

da, ukoliko uzmem mamutovu kost ili zub

i izdvojim njegov DNK,
dobijem mamutov DNK,

ali, također dobijem i sve bakterije
koje su nekoć živjele s mamutom,

i, nešto složenije, dobijem sav DNK

koji je preživio u tom okolišu s njim,

dakle, bakterije, gljivice itd.

Ponovno, nije iznenađujuće da će mamut

očuvan u permafrostu imati

približno oko 50% svog DNK,

dok će nešto poput kolumbijskog mamuta,

koji je živio i bio ukopan
u umjerenoj klimi

imati samo 3-10 % DNK.

No, dosjetili smo se vrlo pametnih načina

na koje zapravo možemo
razlikovati i izdvojiti

DNK mamuta od drugih DNK,

i, s napretkom u sekvencioniranju,

možemo izvaditi i bioinformatički

ponovno složiti sve te male fragmente

i smjestiti ih u DNK okosnicu

kromosoma azijskog ili afričkog slona.

I tako, čineći to,
zapravo možemo dobiti sve točke

diskriminacije između
mamuta i azijskog slona,

i što, onda, znamo o mamutu?

Pa, mamutski genom
je skoro potpuno kompletiran,

i znamo da je zapravo jako velik.
Ipak je to mamut.

Tako se genom hominida sastoji od
oko tri milijarde baznih parova,

no genom slona ili mamuta

je za oko dvije milijarde
baznih parova veći i većinom

je sastavljen od malih,
ponavljajućih dijelova DNK

zbog čega je zapravo vrlo teško
ponovno posložiti čitavu strukturu genoma.

Ova informacija nam pruža odgovor

na jedno od
najzanimljivijih pitanja o vezi

između mamuta i njihovih živućih rođaka,

afričkog i azijskog slona,

koji su svi imali zajedničkog pretka
prije sedam milijuna godina,

no genom mamuta pokazuje da on dijeli

najbližeg zajedničkog pretka
s azijskim slonom, prije

oko šest milijuna godina,

dakle, mamut je
nešto srodniji azijskom slonu.

S napretkom u DNK tehnologiji,

sada možemo započeti sekvencionirati

genome drugih izumrlih vrsta mamuta
koje sam spomenuo,

a želim razgovarati samo o dvije vrste,

vunenom i kolumbijskom mamutu,

koji su živjeli vrlo blizu jedan drugome

u vrijeme vrhunaca ledenih doba,

i masivnih glečera u Sjevernoj Americi,

te su tad vuneni potisnuti
na subglacijalne ekosustave

i došli su u kontakt sa svojim rođacima
koji su živjeli na jugu,

i tamo su dijelili refugij,

a čini se i malo više od refugija.

Čini se da su se međusobno razmnožavali.

Izgleda da to nije rijetka pojava

kod surlaša, jer ispada

da će veliki mužjaci slonova
iz savane nadvladati

manje šumske slonove
u borbi za njihove ženke.

Tako su veliki,
bezdlaki kolumbijski mamuti

nadvladali manje vunene mužjake.

Nažalost,
to me malo podsjeća na srednju školu.

(Smijeh)

Ovo nije trivijalna činjenica,
s obzirom na ideju da

oživljavamo izumrle vrste, jer ispada kako

se afrički i azijski slon

mogu međusobno razmnožavati i
imati potomke,

i da se ovo, zapravo, slučajno dogodilo

u zoološkom vrtu u Chesteru,
VB, 1978. godine.

To, dakle, znači da možemo uzeti
kromosome azijskog slona,

modificirati ih u sve one pozicije
koje možemo

razlikovati od genoma mamuta,

staviti to u stanicu
kojoj smo uklonili jezgru,

diferencirati ju u matičnu stanicu,

potom to možda diferencirati u spermu,

umjetno oploditi
jajnu stanicu azijskog slona,

i, dugom i napornom procedurom,

vratiti u život nešto što izgleda ovako.

No, to ne bi bila identična kopija,

zbog nedostajućih DNK fragmenata
o kojima sam govorio

koji nas sprječavaju da
izgradimo identičnu strukturu

no, imali bi nešto što izgleda

prilično slično kao što je
izgledao vuneni mamut.

Kada ovo spomenem u društvu prijatelja,

često raspravljamo gdje bi ga,
zapravo, smjestili?

Gdje bi mogli smjestiti mamuta?

Nema odgovarajućih
staništa niti podneblja.

No, to zapravo i nije tako.

Ispada da postoje široka podneblja

na sjeveru Sibira i Yukona, u koja bi

mogli smjestiti mamuta.

Opet,
bila je to vrlo prilagodljiva životinja

koja je preživjela
ogromne klimatske varijacije.

Tako da bi se lako
mogla smjestiti u ovo područje,

i moram priznati da postoji dijete u meni,

dječak u meni koji bi volio

vidjeti ova veličanstvena bića
kako hodaju permafrostom

sjevera još jednom, no moram priznati

da se odrasli dio mene ponekad pita

bismo li to smjeli učiniti.

Hvala vam puno.

(Pljesak)

Ryan Phelan: Nemojte otići.

Imamo pitanje za vas.

Sigurna sam da se svi pitamo sljedeće.
Kad kažete: "Bismo li smjeli?",

čini se kao da ste suzdržani
po tom pitanju,

a ipak ste nam to prezentirali
kao nešto vrlo ostvarljivo.

Zbog čega vaša suzdržanost?

Ne mislim da je suzdržanost.

Samo mislim da trebamo dobro razmisliti

o posljedicama naših djela,

i sve dok vodimo
dobru i kvalitetnu raspravu

poput ove sada, mislim da

možemo doći do dobrog zaključka
o tome zašto to učiniti.

No, samo želim da si prvo uzmemo

vremena i razmislimo zašto to činimo.

RP: Savršeno. Savršen odgovor.
Puno vam hvala, Hendrik.

HP: Hvala vama.
(Pljesak)