Återinför den ullhåriga mammuten!

Alla barn drömmer om att se jättedjur vandra på jorden igen. Kan och borde den drömmen bli verklighet? Hendrik Poinar ger ett lärorikt tal om nästa -- riktigt -- stora grej: uppdraget att skapa en varelse som är väldigt lik vår luddiga vän, den ullhåriga mammuten. Det första steget, att sekvensera ullisens genom, är nästan avklarat. Och det är enormt. (Inspelat på TEDxDeExtinction.)

När jag var en liten pojke,

brukade jag titta genom min fars mikroskop

på insekterna i bärnsten som han hade i huset.

Och de var anmärkningsvärt väl bevarade,

morfologiskt sett fenomenala, helt enkelt.

Och vi brukade fantisera om att en dag,

skulle de verkligen komma till liv

och krypa ut ur kådan,

och om de kunde, skulle de flyga bort.

Om ni hade frågat mig för 10 år sedan om

vi någonsin skulle kunna sekvensera utdöda djurs arvsmassa,

Så skulle jag ha sagt, det är osannolikt.

Om ni hade frågat om vi faktiskt skulle kunna

återuppliva en utdöd art,

Så skulle jag ha sagt, önskedröm.

Men nu står jag faktiskt här idag, otroligt nog,

för att säga er att inte bara är kartläggningen

av utdöda gener en möjlighet utan, faktiskt en nutida verklighet,

och återupplivandet av en utdöd art är inom räckhåll,

kanske inte från insekterna i bärnsten --

i själva verket användes denna mygga faktiskt

som inspirationen för "Jurassic Park"-

men av ullhåriga mammutar, de välbevarade resterna

av mammutar i permafrosten.

'Ullisar' är en särskilt intressant,

karakteristisk bild från istiden.

De var stora. De var håriga.

De hade stora betar, och vi verkar ha

en mycket djup förbindelse med dem, som vi har med elefanter.

Kanske för att elefanter har

många saker gemensamt med oss.

De begraver sina döda. De utbildar sina anhöriga.

De har sociala grupper som står varandra mycket nära.

Eller kanske för att vi är sammanbundna sedan lång tid,

eftersom elefanter, precis som vi, har sitt ursprung i Afrika

för omkring sju miljoner år sedan,

och allteftersom livsmiljöer och klimat förändrades,

flyttade vi, liksom elefanterna, bort

till Europa och Asien.

Så den första stora mammuten som träder fram på scenen

är meridionalis, som var fyra meter hög,

vägde cirka 10 ton, och var anpassad till skogsmarker

och spred sig från västra Europa över hela Centralasien,

över Berings landbrygga

och till delar av Nordamerika.

Och sedan, allteftersom klimatet förändrades, som det alltid gör,

och nya livsmiljöer blev åtkomliga,

kom en art fram som var anpassad till

den Centralasiatiska stäppen, stäppmammutten trogontherii,

och knuffade undan meridionalis till västra Europa.

När de öppna gräsmarkerna i Nordamerika

kom fram dök Columbiamammuten upp,

en stor, hårlös art i Nordamerika.

Och det var egentligen bara cirka 500 000 år senare

som den ullhåriga trädde fram,

den som vi alla känner till och älskar så mycket,

som spred sig från en ursprungspunkt öster om Berings sund

över Centralasien, och knuffade i sin tur trogontherii

tillbaks genom Centraleuropa,

och över hundratusentals år

migrerade fram och tillbaka över Berings landbrygga

under perioder av maximal isutbredning

och kom i direkt kontakt

med de columbianska släktingarna som bodde i söder,

och där överlevde de i hundratusentals år

under traumatiska klimatförändringar.

Så det är ett mycket elastiskt djur som hanterar stora övergångar

i temperatur och omgivning, och gör mycket, mycket bra ifrån sig.

Och där överlevde de på fastlandet tills för ca 10 000 år sedan,

och faktiskt, överraskande nog, på de små öarna nära Sibirien

och Alaska till för ungefär 3000 år sedan.

Så egyptierna byggde pyramider

och ullisarna levde fortfarande på öar.

Och sedan försvinner de.

Liksom 99 procent av alla djurarter som någonsin har levt,

dör de ut, sannolikt på grund av ett varmare klimat

och täta, snabbinkräktande skogar

som sprider sig norrut,

och också, som den stora, nu avlidna Paul Martin en gång sade,

förmodligen pleistocen överdrift,

alltså viltjägarna som tog dem.

Lyckligtvis finner vi miljontals av deras kvarlevor

strödda över permafrosten, djupt begravda,

i Sibirien och Alaska, och vi kan faktiskt gå upp dit

och gräva ut dem.

Och deras tillstånd är, återigen,

som de där insekterna i kåda, fenomenalt.

Så du har tänder, ben med blod i,

som ser ut som blod, du har hår,

och du har intakta kroppar eller huvuden

som fortfarande har hjärnor i sig.

Så hur pass väl DNA bevaras och överlever

beror på många faktorer, och jag måste erkänna,

vi förstår fortfarande inte riktigt de flesta,

men beroende på när en organism dör

och hur snabbt den är begravd, djupet på begravningen,

hur pass beständig temperaturen är i den begravningsmiljön,

kommer till slut diktera hur länge DNA överlever

över geologiskt betydelsefulla tidsramar.

Och det förvånar förmodligen många av er

som sitter här idag att det inte är tiden som är avgörande,

det är inte heller bevaringslängden.

Det är beständigheten av begravningstemperaturen som är mest avgörande.

Så om vi nu skulle gå djupt in i benen

och tänderna som faktiskt överlevt fossiliseringsprocessen,

DNA som en gång var intakt, tätt svept

runt histonproteiner, är nu under attack

från bakterierna som levde symbiotiskt med mammuten

i flera år under sin livstid.

Så de bakterierna, tillsammans med miljöbakterier,

vatten och syre, bryter faktiskt ner DNA:t

i mindre och mindre och mindre DNA-fragment,

tills allt du har är fragment med en intervall

av 10 baspar, i bästa fall

några hundra baspar lång.

Så de flesta fossiler i historien

saknar faktiskt helt alla organiska kännetecken.

Men några av dem har DNA-fragment

som överlever i tusentals,

även miljontals år.

Och med hjälp av ultramodern renrumsteknik,

har vi utarbetat sätt att faktiskt dra ut denna DNA

från resten av smörjan därinne,

och det kommer inte att förvåna någon av er som sitter här i rummet

att om jag tar ett mammutben eller en tand

och jag extraherar dess DNA för att få mammut DNA,

så får jag också alla bakterier som en gång bodde på mammuten,

och, ännu mer komplicerat, så får jag all DNA

som överlevde i samma miljö som den,

så bakterier, svamp, och så vidare och så vidare.

Det är heller inte förvånande att en mammut

som är bevarad i permafrosten kommer att ha något

i närheten av 50 procent av dess mammut DNA,

medan till exempel columbiamammuten,

som har bott och blivit begravd i en tempererad miljö

bara har 3 till 10 procent rent DNA.

Men vi har kommit på mycket smarta sätt

för att kunna diskriminera, infånga och diskriminera,

mammut från icke-mammut DNA,

och med framstegen inom storskalig sekvensering,

kan vi faktiskt dra ut och bioinformatiskt

pussla om alla dessa små mammutfragment

och placera dem på en

asiatisk eller afrikansk elefant kromosoms ryggrad.

Och på det viset, kan vi hitta alla små punkter

som skiljer mellan en mammut och en asiatisk elefant,

och vad vet vi sedan om en mammut?

Tja, mammutgenomet är nästan helt avkodat,

och vi vet att det är faktiskt riktigt stort. Det är stort som en mammut.

En hominid arvsmassa ligger på cirka tre miljarder baspar,

men en elefants eller mammuts arvsmassa

är cirka två miljarder baspar större, och består

till stor del av små, repetitiva DNA

som gör det mycket svårt att faktiskt pussla ihop hela genomstrukturen.

Så den här informationen gör det möjligt för oss att svara på

en av de intressanta släktskapsfrågorna

mellan mammutar och deras levande släktingar,

den afrikanska och den asiatiska elefanten,

som alla delade en anfader sju miljoner år sedan,

men mammutgenomet visar att den delar

en senare gemensam förfader med den asiatiska elefanten

för ungefär sex miljoner år sedan,

så den är något närmare den asiatiska elefanten.

Med framsteg inom forntida DNA-teknik,

kan vi faktiskt nu börja sekvensera

genomet hos de andra utdöda mammutarter som jag nämnde,

och jag ville bara tala om två av dem,

den ullhåriga och columbiamammuten;

båda bodde mycket nära varandra

under perioder av maximal isutbredning,

så när glaciärerna var massiva i Nordamerika,

sköts ullisarna in i dessa subglaciala ekotoner,

och kom i kontakt med släktingarna som bodde i söder,

och de delade refugier,

och lite mer än refugier, visar det sig.

Det ser ut som om det blev en del korsning.

Detta är inte är ett ovanligt inslag

hos elefantdjur, eftersom det visar sig

att stora elefanthannar från savannen utkonkurrerar

de mindre skogselefanterna för deras honor.

Så stora, hårlösa columbiamammutar

utkonkurrerar de mindre ullishanarna.

Det påminner mig lite om gymnasiet, tyvärr.

(Skratt)

Så är detta inte trivialt, med tanke på att vi vill

återuppliva utdöda arter, eftersom det visar sig

att en afrikansk och en asiatisk elefant

faktiskt kan korsas och ha levande barn,

och detta har faktiskt inträffat av en slump i en djurpark

i Chester, Storbritannien, 1978.

Så det betyder att vi kan ta kromosomer från en asiatisk elefant,

förflytta dem till alla de positioner vi nu har

kunnat urskilja med mammutgenomet,

vi kan placera det i en cell utan kärna,

differentiera det till en benmärgscell,

därefter kanske differentiera det till en spermie,

artificiellt inseminera ett asiatiskt elefantägg,

och efter en lång och mödosam process,

faktiskt få tillbaka något som ser ut så här.

Detta skulle inte vara en exakt kopia,

eftersom de korta DNA fragmenten som jag pratade om tidigare

kommer att hindra oss från att bygga den exakta strukturen,

men det skulle skapa något som såg ut som och kändes

mycket lik en ullig mammut.

När jag pratar om detta med mina vänner,

säger vi ofta, ja, var skulle man ha den?

Var kan man hysa en mammut?

Det finns inga lämpliga klimat eller livsmiljöer.

Men det är faktiskt inte sant.

Det visar sig att det finns områden av livsmiljö

i norra Sibirien och Yukon

som faktiskt kunde hysa en mammut.

Kom ihåg att detta var ett mycket anpassningsbart djur

som bodde i enormt varierande klimat.

Så detta landskap skulle lätt kunna hysa den,

och jag måste erkänna att en del av barnet i mig,

pojken i mig, skulle älska att se

dessa majestätiska varelser vandra över permafrosten

i norr än en gång, men jag måste erkänna

en del av den vuxna i mig undrar ibland

huruvida vi borde.

Tack så mycket.

(Applåder)

Ryan Phelan: Gå inte ännu.

Du har lämnat oss med en fråga.

Jag är säker på att alla frågar detta. När du säger, "Ska vi?"

Det känns som om du är förtegen där,

och ändå du har gett oss en vision av att det är möjligt.

Varför så tyst?

Hendrik Poinar: Jag tror inte det är förtegenhet.

Jag tycker bara att vi måste tänka mycket djupt

på konsekvenserna, följderna av våra handlingar,

och så länge vi har goda, djupa diskussioner

som vi har nu, tror jag

att vi kan nå en mycket bra lösning om anledningarna att göra det.

Men jag vill bara se till att vi först tar oss tid

på att fundera över varför vi gör det.

RP: Perfekt. Perfekt svar. Tack så mycket, Hendrik.

HP: Tack. (Applåder)