Vratimo runastog mamuta!

San sve dece širom sveta je da vide džinovske zveri kako ponovo hodaju Zemljom. Da li bi ovaj san mogao i trebalo da se ostvari? Hendrik Poinar daje informativan govor o sledećoj velikoj stvari: potrazi da se konstruiše biće koje vrlo liči na našeg krznenog prijatelja, runastog mamuta. Prvi korak, sekvenciranje genoma runastog mamuta, je skoro gotov. I ogroman je. (Snimljeno na TEDxDeExtinction.)

Kad sam bio dečak

piljio sam kroz mikroskop mog oca

u insekte u ćilibaru koje je čuvao u kući.

I oni su bili izuzetno dobro očuvani,

morfološki fenomenalno.

I zamišljali smo da bi jednog dana

mogli da ožive

i ispuze iz smole

i ako bi mogli, odlete.

Da ste me pitali pre 10 godina

da li ćemo ikada moći da odredimo
genom istrebljenih životinja,

rekao bih vam da je to malo verovatno.

Da ste pitali da li bismo mogli

da oživimo istrebljene vrste,

rekao bih, pusti snovi.

Ali danas sam ovde, zapanjujuće,

da bih vam rekao da je,
ne samo određivanje

istrebljenih genoma moguće,
u stvari realnost u modernom vremenu,

već je i oživljavanje istrebljenih vrsta
nadohvat ruke,

možda ne insekata u ćilibaru -

ovaj komarac je u stvari iskorišćen

kao inspiracija za "Park iz doba jure" -

već od runastih mamuta,
dobro očuvanih ostataka

runastih mamuta iz permafrosta.

Oni su posebno interesantni,

suštinska slika Ledenog doba.

Bili su veliki. Bili su dlakavi.

Imali su velike kljove i izgleda da smo

vrlo duboko povezani sa njima,
kao što smo i sa slonovima.

Možda je to zato što slonovi imaju

mnogo zajedničkog sa nama.

Oni sahranjuju svoje mrtve,
odgajaju najbliže srodnike.

Imaju društvene veze
koje su veoma bliske.

Ili je to možda zato što
smo vezani dugim vremenom,

jer slonovi, kao i mi,
vode svoje poreklo iz Afrike

od pre nekih sedam miliona godina

i kako su se staništa i okruženja menjala,

mi smo se, kao i slonovi, selili

u Evropu i Aziju.

Prvi veliki mamut
koji se pojavljuje na sceni

je meridionalis koji je bio visok 4 metra

težio oko 10 tona i bio
adaptiran na šumovite oblasti

i rasprostranjen od zapadne Evrope,
preko centralne Azije,

preko Beringovog kopnenog mosta

i u delovima Severne Amerike.

I onda, ponovo, kako se klima promenila
kao što se stalno dešava,

nova staništa su se otvorila,

imali smo dolazak vrste
adaptirane na stepu

zvane trogontherii (stepski mamut)
u centralnoj Aziji

koja je potisnula meridionalisa
u zapadnu Evropu.

I otvorene travnate savane
u Severnoj Americi

su se otvorile
vodeći do kolumbijskog mamuta,

velike bezdlake vrste u Severnoj Americi.

I u stvari samo oko 500.000 godina kasnije

se pojavio runasti mamut,

onaj kog svi znamo i toliko volimo

i širio se od
istočno-beringovske tačke nastanka

preko centralne Azije,
opet potiskujući stepskog mamuta

ka centralnoj Evropi

i tokom stotina i hiljada godina

migrirajući napred i nazad
preko Beringovog kopnenog mosta

tokom vremena glečerskih vrhunaca

i dolazeći u direktan kontakt

sa kolumbijskim rođacima sa juga

i tamo su preživeli
stotinama i hiljadama godina

tokom traumatičnih klimatskih promena.

To je vrlo prilagodljiva životinja
koja se suočavala sa velikim prelazima

u temperaturi i u okruženju
i vrlo dobro ih podnosila.

I tu su oni preživljavali na kopnu
sve do pre oko 10.000 godina,

u stvari, iznenađujuće,
na malim ostrvima na obalama Sibira

i Aljaske, do pre 3.000 godina.

Dok Egipćani grade piramide,

runasti mamuti još uvek žive na ostrvima.

I onda nestaju.

Kao i 99 posto svih životinja
koje su jednom živele,

oni su istrebljeni,
verovatno zbog klimatskog otopljavanja

i brzog napredovanja gustih šuma

koje su se pomerale ka severu

i takođe, kao što je pokojni,
veliki Pol Martin jednom rekao,

verovatno prekomernog
ubijanja u pleistocenu,

tako da su ih
lovci na veliku divljač istrebili.

Srećom, nalazimo milione njihovih ostataka

rasutih po permafrostu zakopane duboko

u Sibiru i na Aljasci
i možemo da odemo tamo

i izvadimo ih.

I očuvanost je opet,

kao kod onih insekata u ćilibaru,
fenomenalna.

Imate zube, kosti sa krvlju

koja izgleda kao krv, imate dlake

i imate netaknuta tela ili glave

koje još uvek imaju mozak.

Očuvanje i preživljavanje DNK

zavisi od mnogo faktora i moram priznati

da većinu i dalje ne razumemo potpuno,

ali u zavisnosti od toga
kada organizam umre

i koliko brzo je pokopan,
dubine zakopavanja,

konstantnosti temperature
u okruženju tog mesta,

to će na kraju odrediti
koliko dugo će DNK preživeti

kroz geološki značajne vremenske okvire.

I verovatno je iznenađujuće mnogima od vas

koji sedite u ovoj prostoriji,
da nije vreme ono što je važno

niti je to dužina čuvanja,

već je najvažnija postojanost
temperature čuvanja.

Ako bismo otišli duboko u kosti

i zube koji su preživeli
proces fosilizacije,

DNK koja je bila netaknuta, čvrsto omotana

oko proteina histona, sada je pod napadom

bakterija koje su živele
u simbiozi sa mamutom

godinama u toku njegovog života.

Tako ove bakterije zajedno
sa bakterijama iz okruženja,

slobodnom vodom i vazduhom,
u stvari razbijaju DNK

na sve manje i manje DNK fragmente

sve dok ne ostanu samo fragmenti u opsegu

od 10 baznih parova do,
u najboljem scenariju,

nekoliko stotina baznih parova
u dužinu.

Većina fosila koji su otkriveni

su u stvari potpuno oskudni
u svim organskim potpisima.

Ali nekoliko njih ima DNK fragmente

koji preživljavaju hiljadama,

pa čak i nekoliko miliona godina.

Koristeći najsavremeniju
tehnologiju čiste sobe,

pronašli smo načine da izdvojimo ove DNK

od ostale prljavštine tamo

i nije iznenađujuće ni za koga
od vas koji sedite ovde

da ako uzmem kost ili zub mamuta

i izdvojim njihov DNK, dobiću DNK mamuta,

ali ću dobiti i sve bakterije
koje su jednom živele sa mamutom

i što je komplikovanije, dobiću sve DNK

koje su preživele u tom okruženju,

bakterije, gljive i tako dalje.

Nije iznenađujuće, opet, da će mamut

sačuvan u permafrostu imati

otprilike 50 posto mamutske DNK

dok će kolumbijski mamut

koji je živeo i zakopan je
u umerenim temperaturnim uslovima

biti samo 3 do 10 posto endogen.

Ali smislili smo vrlo domišljate načine

da odvojimo, uhvatimo i odvojimo

mamutsku od nemamutske DNK

i sa prednostima
visoko propustljivog sekvenciranja

možemo da izvučemo i bioinformatički

ponovo sastavimo sve ove
male fragmente mamuta

i stavimo ih na osnovu

hromozoma azijskog ili afričkog slona.

I time u stvari možemo
da dobijemo sve male tačke

koje prave razliku između
mamuta i azijskog slona

i šta znamo onda o mamutu?

Mamutov genom je skoro potpuno dovršen

i znamo da je veoma veliki. Mamutski.

Genom hominida je oko 3 milijarde
baznih parova

ali genom slona i mamuta

je za oko 2 milijarde baznih parova veći
i najveći njegov deo

je sastavljen od malih, ponavljajućih DNK

što čini veoma teškim ponovno
sastavljanje cele strukture genoma.

Imajući ovu informaciju,
možemo da odgovorimo

na jedno od interesantnih pitanja odnosa

između mamuta i njihovih živih rođaka,

afričkog i azijskog slona,

koji svi dele zajedničkog predaka
od pre sedam miliona godina,

ali genom mamuta deli

skorijeg predaka sa azijskim slonovima

pre šest miliona godina,

znači malo bliže azijskom slonu.

Sa napretkom u tehnologiji drevne DNK

sad možemo da počnemo da sekvenciramo

genome onih drugih istrebljenih
oblika mamuta koje sam pomenuo

i samo sam hteo da govorim o dva,

o runastom i kolumbijskom mamutu,

koji su živeli veoma blizu jedan drugoga

tokom glečerskih vrhunaca,

kad su glečeri bili veliki
u Severnoj Americi

runasti mamuti su potisnuti
u subglečerske ekotone

i došli su u dodir sa rođacima
koji žive na jugu

i tamo su delili pribežište

i, kako se ispostavilo,
malo više od pribežišta.

Izgleda da su se međusobno sparivali.

I ovo nije bila neuobičajena
karakteristika

među surlašima, jer se ispostavilo

da će veliki mužjaci
slona iz savane pobediti

manje šumske slonove
u borbi za njihove ženke.

Tako da veliki bezdlaki kolumbijski mamuti

pobeđuju manje mužjake runastog mamuta.

Podseća me pomalo
na srednju školu, nažalost.

(Smeh)

Ovo nije beznačajno,
imajući u vidu ideju da želimo

da oživimo istrebljene vrste,
jer se ispostavilo

da afrički i azijski slon

u stvari mogu da se međusobno
razmnožavaju i imaju žive mladunce

i ovo se stvarno dogodilo
slučajno u zoološkom vrtu

u Česteru, u Velikoj Britaniji 1978.

To znači da možemo da uzmemo
hromozome azijskog slona,

modifikujemo ih u sve ove
položaje koje smo sada

mogli da izdvojimo sa genomom mamuta,

možemo da stavimo to
u ćeliju sa uklonjenim jedrom,

diferenciramo to u matičnu ćeliju,

posle toga diferenciramo to
možda u spermu,

veštački oplodimo jaje azijskog slona

i dugom i napornom procedurom

povratimo nešto što izgleda ovako.

Ovo ne bi bila tačna replika

jer kratki fragmenti DNK
o kojima sam vam pričao

će nas sprečiti da
napravimo tačnu strukturu,

ali bi se napravilo nešto što izgleda

vrlo slično kao što je
izgledao runasti mamut.

Kada ovo pomenem
u razgovoru sa prijateljima,

obično pričamo o tome
gde biste ga stavili?

Gde ćete smestiti mamuta?

Nema pogodnih klimata ni staništa.

Pa, to nije sasvim tačno.

Izgleda da ima puno staništa

na severu Sibira i Jukona

gde bi mogao da se nastani mamut.

Sećate se, ovo je
vrlo prilagodljiva životinja

koja je preživela ogromne
varijacije klime.

Tako da bi u ovom predelu
mogao lako da se nastani

i moram priznati da nema
detinjeg dela u meni,

dečaka u meni koji bi voleo da vidi

ova veličanstvena stvorenja
kako šetaju po permafrostu

severa još jednom, već moram priznati

da deo odrasle osobe u meni
se ponekad pita

da li bi trebalo ili ne.

Hvala puno.

(Aplauz)

Rajan Felan: Nemojte da idete.

Ostavili ste nas s pitanjem.

Sigurna sam da se svi pitaju ovo.
Kad kažete: "Da li bi trebalo?"

čini se da ste uzdržani,

a ipak ste nam dali viziju
da je to moguće.

Zašto ste uzdržani?

Hendrik Poinar: Ne mislim
da je to uzdržanost.

Samo mislim da treba da duboko razmislimo

o implikacijama, grananju naših dela

i dok god imamo dobru, duboku diskusiju

kao što je imamo sada, mislim

da možemo da dođemo do
vrlo dobrog rešenja zašto da to uradimo.

Ali ja samo hoću da se uverim
da pre toga provodimo vreme

razmišljajući o tome zašto to radimo.

R.P.: Savršeno. Savršen odgovor.
Hvala puno Hendriče.

H.P.: Hvala vam.
(Aplauz)