Уникальные проекты России: Плейстоценовый парк в Якутии

В 80-е годы на севере Якутии, в нижнем течении Колымы, начался уникальный экологический эксперимент по восстановлению экосистемы мамонтовой степи. Сергем Афанасьевичем Зимовым был создан плейстоценовый парк, восстанавливающий флору и фауну мамонтовых степей Плейстоцена.

Превращение мамонтовых степей в современную заболоченную тундру, ставшее следствием гибели фауны крупных и средних млекопитающих, не является необратимым. Известно, что выпас скота в тундре приводит к обратному процессу — на месте съеденных животными мхов появляются травы, земля становится суше. В силу этого существует возможность частично восстановить прежний богатый биоценоз путем реинтродукции в тундре крупных копытных, некогда населявших тундростепи.

Характерной чертой мамонтовых прерий было изобилие крупных животных — по оценке современного исследователя "картина животного мира тех холодных степей… напоминала современную саванну экваториальной Африки".

 В фауну тундростепей входили мамонты, шерстистые носороги, бизоны, овцебыки, дикие лошади и верблюды, северные и гигантские олени, пещерные львы, гиены, четыре вида волков и многие другие животные. Численность поголовья зверей была очень велика — так, по подсчетам Н. К. Верещагина, одних мамонтов на крайнем северо-востоке Сибири насчитывалось от 40 до 60 тысяч голов.

Столь большое количество крупных животных могло прокормится в приполярных областях, благодаря тому, что вместо современной тундры и тайги существовала совершенно другая экосистема. 

Особенностью тундры является то, что мертвые растения в ней не разлагаются, как это происходит в более теплых широтах, а уходят в вечную мерзлоту. В результате органические вещества безвозвратно теряются: пониженная активность микрофлоры обусловливает бедность тундровых почв азотом и приводит к накоплению в верхнем горизонте оторфованых растительных остатков. Но если бедность тундровых почв компенсировать внесением азотных удобрений — например навоза, то на месте скудных мхов и лишайников появляются быстрорастущие и высококалорийные злаковые растения.

Многочисленные травоядные «мамонтовой фауны» съедали растительность доисторической тундры раньше, чем та успевала превратится в «оторфованные растительные остатки», и возвращали в почву (в виде навоза) необходимую растениям органику. Как следствие равнины ледниковой Евразии были покрыты высокоурожайными лугами, кормившими миллионные стада копытных. Можно видеть, что «ледниковый» биоценоз представлял собой богатую и продуктивную экосистему, чьё существование полностью зависело от населявших её крупных травоядных.

Идея плейстоценового парка состоит во внедрении сохранившихся видов мегафауны с целью воссоздания почв и ландшафтов, характерных для мамонтовых тундростепей, что должно привести к воссозданию высокопродуктивного травяного покрова. На территорию парка уже вселены якутская лошадь, северный олень и лось. 

Планируется, что в парк привезут лесных бизонов из Канады. Канадский бизон - это атабаскский подвид бизона, который возник в конце плейстоцена на территории Северо-Восточной Сибири и расселился через берингийский мост в Северную Америку, сформировав, таким образом, две популяции — азиатскую и американскую. Азиатская популяция на территории Сибири была истреблена около трёх тысяч лет назад. На территории Канады же лесные бизоны выжили.

Недавно якутское правительство и компания Алроса смогли обеспечить перевозку стада 30 молодых лесных бизонов, подаренных правительством Канады, но в другой парк - Ленские столбы. В 2008 году сибирские бизоны принесли первый приплод.

Наиболее интересной представляется перспектива акклиматизации в парке африканских львов. Подобно тигру, лев вовсе не является тропическим животным, а приспособлен к обитанию во всех климатических зонах. Но в умеренных широтах он был некогда истреблен, сохранившись лишь в Африке и Индии. На всей территории России сравнительно недавно обитали пещерные львы, мало отличающиеся от львов современных. Сегодня вымерших пещерных львов могли бы заменить капские львы. 

Истребленные в исконных местах обитания (горах Южной Африки) эти львы сохранились в Новосибирском зоопарке, где «с 1968 года содержатся на открытом воздухе круглый год, при перепадах температур от +36 °C до −49 °C». При этом «взрослые львы, и малыши чувствуют себя зимой хорошо. За последние 30 лет в зоопарке родилось более 50 львят». Вероятно, многие другие животные, которых априорно считаются способными жить лишь в тёплом климате, реально представляют собой уцелевшие тропические формы видов занимавших некогда гораздо более широкий ареал — вплоть до берегов Ледовитого океана. Соответственно они могут быть успешно акклиматизированы в России, в качестве замены уничтоженных животных ледникового периода. Например, вместо вымершей пещерной гиены в парк планируется переселить африканскую пятнистую гиену.

Наряду с крупными животными, в качестве одного из наиболее важных компонентов в восстанавливаемой экосистеме мамонтовых прерий называется также навозный жук. Задача его акклиматизации одна из важнейших и одна из наиболее сложных.

К сожалению, мировой экономический кризис затормозил осуществление проекта уже на данном этапе. А ведь следом за заселением Плейстоценового парка существующей фауной должен был следовать второй этап: клонирование и разведение на территории парка вымерших животных.

Процесс воссоздания вымерших видов базируется на двух подходах: выделению частиц ДНК-кода из останков вымерших животных, найденных в вечной мерзлоте и воссоздание генома вымерших видов на основе их близких видов, существующих в настоящее время. Например, генетический материал слона и мамонта отличается незначительно, и сравнительно небольшие изменения слоновьей ДНК (с помощью сохранившейся ДНК мамонта) могли бы воскресить крупнейшее животное плейстоцена. Схожим образом возможно в будущем воссоздание и иных вымерших видов.

Чтобы воскресить вымершее животное, необходимы сохранившиеся ДНК, несколько миллиардов строительных блоков ДНК, подходящая суррогатная мать и крайне развитая технология.

В первую очередь необходимо извлечь ДНК у вымершего животного и получить полный геном. На данном этапе генетиков поджидают серьезные трудности, поскольку геномы вымерших животных наверняка будут содержать много серьезных ошибок.

После этого предстоит вложить хромосомы в искусственное ядро, а ядро - в яйцеклетку суррогатной матери. Здесь большой проблемой может оказаться как поиск суррогатной матери, так и получение ее яйцеклеток.

По такой методике ученым удалось клонировать тасманийского тигра. Последний представитель данного вида, относящегося к семейству сумчатых волков, умер от старости в 1936 году в зоопарке Хобарта. Однако кусок ткани животного сохранился, так как был заспиртован 100 лет назад. Из этого генного материала биологи получили ДНК. Авторами сенсации стали группа австралийских и американских ученых, объединившихся под руководством биолога Эндрю Паска из университета Мельбурна. Паск подтвердил возможность использования такой же методики для возвращения в фауну и других исчезнувших видов животных, вплоть до мамонтов, динозавров и даже ископаемых людей - неандертальцев.

Схожие работы ведутся Хендриком Пойнером из университета Макмастера в Канаде - канадские ученые осуществляют проект по клонированию мамонта.

Учеными уже разработан перечень вымерших животных, чъе клонирование наиболее близко к осуществлению.

Саблезубый тигр (Smilodon fatalis)

Вымер приблизительно 10 тыс. лет назад.

Сохранность ДНК - 3 (по пятибалльной системе).

Подходящая суррогатная мать - 3 (по пятибалльной системе).

Этот хищник с длинными клыками, которые могли достигать 20 см, жил в Северной и Южной Америке. Хорошо сохранились останки саблезубых тигров в смоляных шахтах в Ла-Брее (Лос-Анджелес), но смола затрудняет извлечение ДНК, поэтому пригодных для воскрешения смилодонов ДНК у ученых еще нет.

Куда лучшими источниками ДНК могут оказаться останки саблезубых тигров, сохранившиеся в вечной мерзлоте. Если удастся получить геном саблезубого тигра, то наиболее оптимальным донором яйцеклеток и суррогатной матерью могла бы быть африканская львица.

Мамонт (Mammuthus)

Вымер приблизительно 10 тыс. лет назад.

Сохранность ДНК - 4/5.

Подходящая суррогатная мать - 4/5.

Mammuthus imperator достигал высоты 5 метров и массы 12 тонн, а карликовые виды Mammuthus exilis и Mammuthus lamarmorae не превышали 2 метра в высоту и были массой до 900 кг), но обладали более массивным туловищем, более короткими ногами, длинной шерстью и длинными изогнутыми бивнями; последние могли служить мамонту для добывания пищи в зимнее время из-под снега.

В вечной мерзлоте сохранились целые туши гигантских животных ледникового периода, в Сибири и на Аляске известны случаи нахождения трупов мамонтов, сохранившихся благодаря пребыванию их в толще многолетней мерзлоты.

Короткомордый медведь (Arctodus simus)

Вымер около 11 тыс. лет назад.

Сохранность ДНК - 3/5.

Суррогатная мать - 3/5.

Рядом с этим громадным зверем даже белый медведь, крупнейший сейчас на планете сухопутный хищник, выглядел бы карликом. Выпрямившись в полный рост, короткомордый медведь достигал почти 3,5 м. Что же касается веса, то у наиболее крупных особей он достигал 1 тонны. С получением ДНК проблем быть не должно, потому что в вечной мерзлоте сохранилось немало останков этих животных.

Ближайшим родственником короткомордого медведя является очковый медведь, живущий в Южной Америке. К несчастью, очковый медведь весит едва ли не в десять раз меньше короткомордого, и самку этого вида сложно будет использовать как суррогатную мать.зато есть более дальный, но подходящий родственник северо-американские медведи гризли.

Шерстистый носорог (Coelodonta antiquitatis)

Вымер около 10 тыс. лет назад.

Сохранность ДНК - 4/5.

Суррогатная мать - 5/5.

Воскрешение шерстистого носорога - вполне реальная задача. Как и в случае с мамонтом, в вечной мерзлоте сохранилось много останков этих животных. Большим плюсом, позволяющим получить хорошо сохранившиеся ДНК, является наличие шерсти, рогов и копыт.

У шерстистого носорога имеется очень близкий родственник - современные носороги, самки которых вполне могли бы быть суррогатными матерями. К несчастью, нынешние носороги сами находятся на грани исчезновения.

Гигантский наземный ленивец (Megatherium americanum)

Вымер около 8 тыс. лет назад.

Сохранность ДНК - 3/5.

Суррогатная мать - 1/5.

Рост этого гиганта достигал 6 метров, а весил он 4 тонны. Его относительно недавнее исчезновение означает, что на некоторых останках сохранилась шерсть и что они представляют прекрасный источник ДНК.

Вся трудность для воскрешения будет заключаться в поисках подходящей суррогатной матери. Ближайший живой родственник этого зверя - трехпалый древесный ленивец, но он куда меньше своего огромного предка. От древесного ленивца можно будет получить яйцеклетки, а из них эмбрион, но зародыш быстро перерастет свою суррогатную мать.

Ужасный волк (Canis dirus)

Вымер около 16 тыс. лет назад.

Сохранность ДНК - 3/5.

Суррогатная мать - 4/5.

Особи этого вида волков были самыми большими хищниками из всего семейства волчьих, поэтому вид прозвали «ужасным». По окаменелостям было определено, что ужасный волк имел большие, по сравнению с обычным волком, зубы и более короткие, по сравнению с длиной тела, мощные лапы. Достигал длины в 150 см, веса в 78 кг. Питался в том числе и мамонтами.

Останки этого вида также сохранились в смоляных шахтах в Ла-Брее, из них можно выделить ДНК. В качестве суррогатной матери можно использовать обычного волка.

Ирландский лось (Megaloceros giganteus)

Вымер примерно 7,7 тыс. лет назад.

Сохранность ДНК - 3/5.

Суррогатная мать - 2/5.

Рост этого лося, жившего в плейстоцене и обитавшего по всей Европе, в холке превышал 2 метра, а расстояние между кончиками рогов достигало 4 метров. Он был больше оленем, чем лосем, по этому он также именуется большерогим оленем . Наиболее близким родственником ирландского лося является значительно уступающая ему по размерам лань. Эти два вида разделились около 10 млн. лет назад. Большой разрыв между ними сильно затруднит воскрешение.

Пещерный лев (Panthera leo spelaea)

Вымер около 10 тыс. лет назад.

Сохранность ДНК - 3/5.

Суррогатная мать - 5/5.

Пещерные львы достигали в длину до 2,4 м без учета хвоста, и были на полметра крупнее современных львов. По размерам они примерно соответствовали лигру, гибриду льва и тигрицы. Добычей этих больших кошек являлись прежде всего крупные копытные того времени, в том числе дикие лошади, олени, дикие быки и антилопы.

В 2004 году немецким учёным удалось выделить из ископаемых останков его ДНК. Как и для саблезубого тигра, оптимальным донором яйцеклеток и суррогатной матерью станет африканская львица.

Несмотря на экономический кризис, исследования ученых в этой области продолжаются. Недалек тот день, когда по Якутским просторам снова пойдут стада мамонтов, шерстистых носорогов, гигантских оленей и бизонов. Вновь мамонтовые степи огласять рычание пещерных львов, саблезубых тигров и гигантских медведей, спорящих за добычу.

Источник