Генетика на завтрак. Научные лайфхаки для повседневной жизни - Мартин Модер

Велоцираптор выглядел примерно как курица-переросток с перекачанными мышцами.

Когда живое существо эволюционирует, утраченные свойства необязательно исчезают навсегда. Они могут храниться в генах и не использоваться в соответствии с первоначальной целью.

Это как коллекция порно, оставшаяся еще со времен юности, которую вы никогда не пересматриваете, но не хотите выбрасывать из ностальгических соображений. Если бы гены совсем не использовались, то мутировали бы по причине отсутствия давления отбора, поэтому, чтобы не исчезнуть, они часто берут на себя выполнение других задач. Хорошим примером этого являются змеи. В 2012 году палеонтологи наткнулись на окаменевший скелет змеи, из тела которой торчали крошечные передние и задние ножки [101]. Предположительно они предназначались не для передвижения, а для захвата добычи.

Сегодня мы думаем, что змеи потеряли свои конечности миллионы лет назад, но многие гены, регулирующие рост ножек, до сих пор присутствуют в их геноме.

Змеи не используют гены, регулирующие рост ножек, которые присутствуют в их геноме, по назначению. Они просто нашли другую область применения этих генов и добрались, как и следовало ожидать, до роста пениса. Положа руку на сердце, что бы вы решили, если бы эволюция поставила вас перед таким выбором?

У нас тоже есть гены, оставшиеся от давно ушедших времен. Они больше не нужны взрослым людям, но сохранились как часть эмбрионального развития. Когда вы были четырех- или пятинедельным эмбрионом, сзади у вас вырос маленький хвостик, составлявший десять процентов от длины вашего тела. Однако к восьмой неделе развития этот генетический привет от ваших предков вновь регрессировал. Лишь в редких случаях природа не хочет уничтожать плоды своего труда и являет миру людей, у которых пониже спины свисает небольшой отросток. Хоть он и достигает, как правило, всего лишь пары сантиметров в длину, зато может шевелиться, и иногда даже в зависимости от эмоционального состояния. Такое развитие имеет место, когда генетическая программа, отвечающая за предотвращение развития хвоста, не справляется со своей задачей в связи с условиями окружающей среды, мутациями или сочетанием редких генов. Такие явления называются атавизмами (от лат. atavus — предок).

Атавизмы — это повторение анатомических особенностей, которые присутствовали у филогенетически далеких предков[18].

Но даже если у вас в отношении биологического развития все отлично, вы все равно носите эти гены в себе. И в этом вы не одиноки.

Есть люди, которым платят за то, чтобы они искали остатки скрытой ДНК динозавров в глубинах куриного генома. А есть и такие, кто наткнулся на него по чистой случайности, как онтогенентик Мэттью Харрис. Исследуя мутировавший эмбрион цыпленка, он заметил ряд саблевидных зубов, идущих по краю клюва [90], - особенность, которая была утрачена предками куриц не менее 70 миллионов лет назад. Животные не смогли развиться до взрослого состояния, но благодаря им Харрис смог показать, что гены зубов могут по крайней мере частично просуществовать миллионы лет.

Но у птиц еще больше ДНК динозавров. Коготь велоцираптора состоит из трех длинных пальцев. Птицы имеют подобную конструкцию, но кости их пальцев срослись вместе и сильно деградировали, чтобы из них могли сформироваться функционирующие крылья. Однако на стадии эмбриона кисть руки птицы внешне едва ли отличается от руки велоцираптора. Уже в процессе развития крыла генетическая программа заботится о том, чтобы длинные пальцы снова исчезли. С птичьим хвостом складывается похожая ситуация. Тогда как двухметровый велоцираптор без противовеса постоянно утыкался бы носом в землю, у современных птиц при отсутствии хвоста в лучшем случае ухудшилась бы техника полета. У птиц развивается хвост, который вырастает еще на стадии эмбриона, но они избавляются от него, прежде чем кто-то успеет это заметить и начнет издеваться.

Иногда у людей могут проявляться анатомические особенности филогенетических предков, атавизмы.

Между тем исследователи смогли вернуть ноги эмбрионов курицы обратно в состояние, подобное тому, какое наблюдалось у динозавров. Деактивируя ген с названием, которое в переводе означает «индийский еж», малоберцовая кость, кость голени, которая у птиц заметно деградировала, приняла размеры как у доисторических предков [81].

Узнать, какие гены заставляют этот эволюционный балласт снова исчезать, в широком смысле не представляется возможным. Но как только удастся лучше понять программу развития и таким образом сохранить гены, предотвратив исчезновение первобытноанатомических структур в процессе развития, вероятно, можно будет вновь увидеть некоторые потерянные свойства динозавров.

Соглашусь, превратить ручного домашнего цыпленка в монстра тринадцати метров высотой, скорее всего, не получится. Но по крайней мере можно вывести очень крутую курицу с длинными пальцами, сильным хвостом и острыми зубами. Для меня этого было бы вполне достаточно, а у этих цыплят наконец появился бы реальный шанс составить достойную конкуренцию жареным цыплятам из Кентукки от полковника Сандерса и его сети кафе KFC. Но большинство поклонников тираннозавров с большой долей вероятности не рискнули бы полакомиться странного вида курицей, как и первобытными раками с картинки из журнала комиксов. Так есть ли вообще какие-нибудь гиганты из древних времен, которых мы могли бы вернуть?

С мамонтами против изменения климата.

Почему мы вообще должны пытаться возродить давно вымершие виды животных, когда преспокойно наблюдаем за нынешним массовым вымиранием? Конечно, борьба за сохранение ареала обитания карликовой лягушки с острова Санта-Крус звучит не так сексуально, как прогулка с саблезубым тигром. Но классический ученый мало беспокоится о том, что считается сексуальным. В конце концов, два этих проекта не являются взаимоисключающими, ведь защиту видов, находящихся под угрозой исчезновения, нельзя противопоставить возрождению уже исчезнувших видов. Разумеется, приоритет следует отдавать существующим видам, защищая их как можно лучше. Но это не помешает разработать план на случай чрезвычайной ситуации для живых существ, играющих ключевую роль в экосистеме. К тому же некоторые из доисторических животных выглядят настолько круто, что того, кто попытается высказаться против их возвращения к жизни, разъяренные восьмиклашки просто закидают своими завтраками. К этим животным относятся мамонты.

Мамонты — родственники слонов, существовавшие в самых разнообразных видах. Одним из их самых крупных представителей был степной мамонт, 200 000 лет тому назад топавший по просторам Евразии со своими 10–15 тоннами веса и высотой в плечах 4,5 м.