Przywróćmy mamuta włochatego!

Dzieci całego świata marzą, żeby zobaczyć, jak te gigantyczne bestie chodzą znowu po Ziemi. Czy możemy, a co więcej, czy powinniśmy to marzenie zrealizować? Hendrik Poinar wygłasza pouczającą prelekcję o zbliżającym się wielkim wydarzeniu: zaawansowane są już dążenia do przywrócenia do życia stwora, który wyglądałby bardzo podobnie, jak nasz włochaty przyjaciel, mamut. Pierwszy krok na drodze do zsekwencjonowania genomu włochacza został już postawiony. I był to ogromny krok. (Nakręcone podczas TEDxDeExtinction.)

Kiedy byłem małym chłopcem,

zerkałem przez mikroskop ojca

na owady zatopione w bursztynie,
który miał w domu.

Były wyjątkowo dobrze zachowane,

morfologicznie po prostu fenomenalne.

Wyobrażaliśmy sobie,

że pewnego dnia ożyją,

wypełzną z żywicy

i jeśli będą w stanie - odlecą.

Gdyby mnie spytano 10 lat temu,

czy kiedykolwiek będziemy w stanie
zsekwencjonować genom wymarłych zwierząt,

powiedziałbym, że to mało prawdopodobne.

Gdyby mnie spytano,
czy faktycznie będziemy w stanie

ożywić wymarły gatunek,

powiedziałbym, że to mrzonka.

Stoję tutaj dzisiaj, o dziwo,

aby powiedzieć,
że nie tylko sekwencjonowanie

wymarłych genomów jest obecnie możliwe,

ale odrodzenie wymarłych gatunków
rzeczywiście jest w naszym zasięgu.

Może nie z owadów w bursztynie...

Ten komar faktycznie posłużył

za inspirację dla „Parku jurajskiego"...

Ale z mamuta włochatego,
jego dobrze zachowanych pozostałości

w wiecznej zmarzlinie.

Włochacze są szczególnie interesujące.

To kwintesencja epoki lodowcowej.

Były duże, owłosione.

Miały duże kły, co może wskazywać

na ich związki ze słoniami.

Może dlatego, że słonie mają

tak wiele wspólnego z nami.

Grzebią swoich zmarłych,
wychowują najbliższych.

Ich więzi społeczne są bardzo bliskie.

A może ma to związek z odległością w czasie,

bo słonie, jak my,
mają swoje początki w Afryce

sprzed 7 milionów lat.

Wraz ze zmianą siedlisk i środowisk,

ludzie, podobnie jak słonie, wyemigrowali

do Europy i Azji.

Pierwszy duży mamut, jaki się pojawia,

to czterometrowy mamut południowy,

ważący 10 ton gatunek
przystosowany do życia w lasach,

występujący od Europy Zachodniej
przez całą Azję Środkową,

przez most lądowy Beringa

po ziemie Ameryki Północnej.

Następnie dochodzi do
kolejnej zmiany klimatycznej

i stworzenia nowych siedlisk,

pojawił się gatunek stepowy,

z łaciny: trogontherii, w Azji Środkowej,

który wyparł mamuta południowego
do Europy Zachodniej.

Na otwartych łąkach sawanny Ameryki Północnej

pojawił się mamut kolumbijski,

duży, bezwłosy gatunek.

Dopiero około 500 tys. lat później

przybywa mamut włochaty,

ten, którego wszyscy znamy i kochamy.

Rozprzestrzeniania się
od wschodniej części Beringii

przez Azję Środkową, wypierając trogontherię

do centralnej Europy.

I przez setki tysięcy lat migracji

tam i z powrotem przez most lądowy Beringa,

w czasach lodowych szczytów

i w bezpośrednim kontakcie

z kolumbijskimi krewnymi
mieszkającymi na południu,

przetrwają przez setki tysięcy lat

podczas gwałtownych zmian klimatycznych.

To łatwo adaptujące się zwierzę,
potrafiące przetrwać i świetnie sobie poradzić

ze zmiennymi temperaturami i środowiskiem.

I na tym lądzie przetrwają
do około 10 tys. lat temu,

a także, zaskakująco, na wyspach północnej Syberii

i na Alasce do około 3 tys. lat wstecz.

Egipcjanie budują piramidy,

a włochacze nadal mieszkają na wyspach.

A następnie znikają.

Jak 99% wszystkich
żyjących niegdyś zwierząt,

wymarły prawdopodobnie
ze względu na ocieplenie klimatu

i szybko narastające gęste lasy

na północy,

a także, jak to ujął kiedyś wielki Paul Martin,

ze względu na „przesyt plejstocenu",

czyli wybijący je ogrom myśliwych.

Na szczęście możemy znaleźć
miliony ich szczątków

porozrzucanych w wiecznej zmarzlinie,
pochowanych głęboko

na Syberii i Alasce.
Możemy się tam wybrać

i je odkopać.

Ich stan jest fenomenalny,

tak jak w przypadku owadów
w bursztynie.

Mamy zęby, kości z krwią,

która wygląda jak krew, włosie,

nienaruszone ciało

czy głowy z mózgami.

Stan zachowania i przetrwanie DNA

zależy od wielu czynników i muszę przyznać,

że większości z nich nadal
do końca nie rozumiemy,

ale moment śmierci organizmu,

to, jak szybko ciało zostaje zakopane
i jak głęboko,

stałość temperatury środowiska pochówku,

będzie ostatecznie decydować
o tym, jak długo DNA przetrwa

w znaczących, geologicznych ramach czasowych.

Dla wielu tu zebranych
jest to pewnie zaskoczeniem,

że czas nie jest najistotniejszy.

Nie okres przechowywania,

a stałość temperatury liczy się najbardziej.

Zatem, jeśli zajrzeć w głąb kości

i zębów, które przetrwały proces fosylizacji,

DNA, które było kiedyś nienaruszone,
szczelnie zapakowane

w okolicy białek histonów,
teraz atakują bakterie

które żyły w symbiozie z mamutami

za czasów ich życia.

Owe bakterie, wraz z bakteriami środowiska,

wody i tlenu, rozbijają DNA

na mniejsze i mniejsze fragmenty,

do momentu, aż wszystkie mają

zaledwie 10 par zasad.
W najlepszym wypadku,

kilkaset par zasad długości.

Zatem większość skamieniałości

jest praktycznie pozbawiona
podpisów organicznych.

Ale kilka z nich faktycznie
posiada fragmenty DNA,

które przetrwały tysiące,

a nawet miliony lat.

Z pomocą najnowocześniejszych technologii,

potrafimy już pozyskać to DNA

z pozostałej mazi.

I pewnie nie będzie dla nikogo zaskoczeniem,

że jeśli wezmę kości czy zęby mamuta

i wyodrębnię jego DNA, rzeczywiście je uzyskam.

Co więcej, uzyskam również bakterie,
które kiedyś mamuta zamieszkiwały,

oraz inne DNA,

które przetrwały w tym środowisku.

Bakterie, grzyby i tym podobne.

Nie zdziwi również nikogo, że mamut

zachowany w wiecznej zmarzlinie

będzie mieć 50% DNA swego gatunku,

a mamut kolumbijski,

mieszkający w środowisku umiarkowanym,

zaledwie 3-10%.

Znamy już jednak bardzo sprytne sposoby,

jak odróżnić i wychwycić

DNA mamuta,

i z postępem w sekwencjonowaniu
wysokiej przepustowości,

faktycznie uda się bioinformatycznie

pozbierać te małe fragmenty

i umieścić je na rusztowaniu

chromosomu słonia z Azji lub Afryki.

Możemy wyodrębnić wszystkie części genomu

odróżniające mamuta od słonia.

I co się okazuje?

Sekwencjonowanie genomu mamuta
jest prawie ukończone

i wiemy, że rzeczywiście jest długi.
To mamut.

Genom hominidów liczy około
trzech miliardów par zasad,

ale genom słonia i mamuta

liczy około dwa miliardy par więcej,
a większość

składa się z małych,
powtarzających się DNA,

co sprawia, że bardzo trudno poukładać
strukturę całego genomu.

Informacja ta pozwala nam odpowiedzieć

na ciekawe pytanie o relację

między mamutami
a ich współczesnymi krewnymi,

słoniami afrykańskimi i indyjskimi.

Wszystkie mają wspólnego przodka
sprzed 7 milionów lat,

ale genom mamuta wskazuje

na bliższe pokrewieństwo ze słoniem indyjskim

sprzed około 6 milionów lat.

sprzed około 6 milionów lat.

Dzięki ulepszeniom w technologii badań
nad starożytnym DNA,

możemy też zacząć sekwencjonować

genomy innych wymarłych odmian mamuta,
które wymieniłem.

Opowiem o dwóch z nich:

o włochatym i kolumbijskim.

Oba mieszkały bardzo blisko siebie

w czasach epoki lodowcowej,

Kiedy lodowce w Ameryce Północnej były ogromne,

włochacze zostały zepchnięte
do podlodowcowych stref przejściowych (ekoton)

i spotkały tam krewnych z południa,

dzieliły schronienie

i, jak się okazuje, nie tylko.

Wygląda na to, że dochodziło do krzyżowania.

To wcale nie rzadkość

wśród trąbowców, bo okazuje się,

że duży sawannowy samiec słonia
będzie rywalizował

z mniejszymi słoniami leśnymi o ich samice.

Duzi, owłosieni mieszkańcy Kolumbii

pokonują w konkurach
mniejszych samców włochaczy.

Przypomina mi trochę liceum, niestety.

(Śmiech)

To bardzo istotne, biorąc pod uwagę,

że chcemy ożywić wymarłe gatunki,
bo okazuje się,

że słonie afrykańskie i indyjskie

rzeczywiście można krzyżować.

Stało się tak przypadkiem w zoo

w Chester w WB, w 1978 roku.

Można wziąć chromosomy słonia indyjskiego,

zmodyfikować je do tych wszystkich pozycji,
które już znamy,

bo jesteśmy wstanie wyróżnić je
z genomu mamuta,

umieścić w pozbawionej jądra komórce,

zróżnicować ją do komórki macierzystej,

następnie do komórki nasienia,

sztucznie zapłodnić komórkę jajową
słonicy indyjskiej

i po długiej i żmudnej procedurze

rzeczywiście przywrócić do życia coś,
co wygląda tak.

Nie byłoby to dokładną repliką,

ponieważ krótkie fragmenty DNA,
o których wspomniałem,

przeszkodzą nam
w odtworzeniu dokładnej struktury,

ale wyglądałby i czuł się

bardzo podobnie jak mamut włochaty.

Kiedy rozmawiam o tym z przyjaciółmi,

zastanawiamy się,
gdzie można by go umieścić.

Gdzie hoduje się mamuty?

Nie istnieje odpowiedni klimat i siedlisko.

Nie, nieprawda.

Okazuje się, że istnieją całe połacie

w północnej części Syberii i Jukonu,

które mogą być domem dla mamuta.

Pamiętajmy -
było to bardzo adaptowalne zwierzę,

żyjące w czasach
ogromnych zmian klimatycznych.

Zatem te tereny z łatwością
mogą posłużyć za siedlisko.

Muszę przyznać,
że drzemiące we mnie dziecko,

ten chłopiec, chciałby zobaczyć

te majestatyczne stworzenia
chodzące znowu po wiecznej zmarzlinie,

uwielbia ten pomysł.
Muszę też przyznać,

że dorosły we mnie
zastanawia się również,

czy powinniśmy to zrobić.

Dziękuję bardzo.

(Brawa)

Ryan Phelan: Nie odchodź.

Zostawiłeś nas z pytaniem.

Jestem pewna, że wszyscy się pytają.
Kiedy pytasz: „Czy powinniśmy?",

czuje się pewną powściągliwość,

a przedstawiłeś wizję tak osiągalną.

Skąd ta powściągliwość?

Hendrik Poinar: Nie wydaje mi się,
żeby to była powściągliwość.

Po prostu uważam,
że musimy bardzo głęboko przemyśleć

ewentualne konsekwencje naszych działań.

Gdy dyskutujemy o tym tak wnikliwie,

jak tu teraz, wydaje mi się,

że możemy znaleźć bardzo dobre rozwiązanie
dla tej sytuacji.

Ale wydaje mi się, że najpierw powinniśmy

pomyśleć o tym, dlaczego chcemy to zrobić.

RP: Doskonała odpowiedź.
Dziękuję bardzo, Hendriku.

HP: Dziękuję. (Brawa)