Drugie życie mamuta. Naukowcy chcą przywrócić do życia wymarłe zwierzęta

Projekt na pierwszy rzut oka wygląda, jak kolejna część "Parku Jurajskiego". Jeden z jego elementów został już zresztą ochrzczony "Parkiem plejstoceńskim". Genetycy chcą wykorzystać DNA mamutów, by przywrócić je do życia.

Na ich drodze stoją jednak potężne naukowe przeszkody. I niechęć części ekologów.

W 1996 r. Siergiej Zimow założył w odległej, arktycznej części Syberii niezwykły rezerwat przyrody. Obejmujący 13 tys. hektarów obszar miał być rodzajem eksperymentalnego pola, na którym naukowiec chciał sprawdzić, jak przywrócić syberyjską tundrę i tajgę do jej poprzedniego kształtu.

Krzewy tundry i gęste, iglaste lasy tajgi pokrywające dziś ten obszar nie przypominają tego, jak daleka północ wyglądała kilka tysięcy lat temu. W czasach, gdy do Europy i Azji docierali pierwsi ludzie, znajdowało się tam morze traw. Był to jeden z największych stepowych obszarów na planecie. Naukowcy nazywają to środowisko "mamucim stepem", bo to właśnie te zwierzęta rządziły tam niepodzielnie.

Kiedy zabrakło mamutów, stepy zaczęły obumierać. Bez wielkich ssaków doglądających trawiastych połaci, rozległe  przestrzenie zaczęły porastać drzewami, przeobrażając się w dzisiejsze lasy. I choć lasy uważane są za naszych najlepszych sojuszników w walce ze zmianami klimatycznymi, Zimow - podobnie jak wielu innych ekologów - uważa, że przywrócenie pierwotnego, trawiastego wyglądu północnych regionów Rosji może być kluczowe w walce z globalnym ociepleniem. Powód kryje się tuż pod powierzchnią gleby.

Ogromne połacie dalekiej północy pokryte są tak zwaną wieczną zmarzliną. To obszary, na których pod wierzchnią warstwą gleby istnieje druga, która nie rozmarza nawet latem przez wiele lat czy nawet tysiącleci. Zamarznięta gleba jest potężnym magazynem gazów cieplarnianych: skrywa w sobie zamarznięte pozostałości pradawnych roślin i zwierząt, które umarły często jeszcze podczas ostatniej epoki lodowcowej.

Dopóki pozostają zamarznięte, nie ma problemu, ale kiedy temperatura rośnie i zmarzlina zaczyna się topić, a szczątki organiczne gniją, uwalnia do atmosfery dwutlenek węgla i metan. Uczeni obawiają się, że to prawdziwa bomba klimatyczna - stopnienie wiecznej zmarzliny uwolniłoby do atmosfery dwa i pół raza więcej gazów cieplarnianych, niż spalenie wszystkich lasów na Ziemi. Badania sugerują też, że arktyczne stepy cechują się wyższą bioróżnorodnością i lepiej pochłaniają węgiel z atmosfery, niż tundra.

Wielkie ssaki pasąc się i tratując ziemię, uniemożliwiały rozwój lasów i likwidowały pokrywającą glebę warstwę śniegu. To pozbawiało glebę izolacji termicznej, wystawiając wieczną zmarzlinę na zimowe powietrze. Dzięki temu zamarzała głębiej i mocniej. Bez aktywności dużych zwierząt, nic niszczy dziś pokrywy śniegowej, co oznacza, że zimniejsze powietrze nie może dotrzeć do warstwy wiecznej zmarzliny, która łatwiej ulega stopieniu po nadejściu ciepłej pogody.

Aby przywrócić dawne stepy, Zimow wprowadził do Parku Plejstoceńskiego dużych roślinożerców takich jak żubry, woły piżmowe, łosie, konie i renifery, ale wierzy, że najlepszym sposobem na ochronę zmarzliny jest przywrócenie przyrodzie jej naturalnych opiekunów, mamutów.

Tu do akcji wkraczają dwa amerykańskie zespoły. Z Zimowem współpracuje bazujący na Uniwersytecie Harvarda zespół Woolly Mammoth Revival, kierowany przez genetyka George'a Churcha oraz kalifornijska firma nonprofit Revive & Restore. Oba zespoły pracują nad wykorzystaniem najnowocześniejszych technik inżynierii genetycznej do przywrócenia do życia wymarłych gatunków.

Nie da się tak po prostu odkopać zamarzniętego mamuta, pobrać jego komórki i stworzyć doskonałego klona. Klonowanie, czyli tworzenie genetycznie identycznej kopii żywego organizmu, wymaga dostępu do żywych komórek, które można następnie modyfikować i namnażać w laboratorium. Daleka północ obfituje w doskonale zachowane, zamarznięte ciała mamutów, ale nawet najlepiej zachowane w dalszym ciągu mają jedną, zasadniczą wadę. Są martwe. Dlatego do przywrócenia północnym stepom pradawnych słoni potrzeba innego podejścia.

Zamiast tworzyć doskonałą kopię wymarłego zwierzęcia, naukowcy chcą wykorzystać jego zachowane geny do zmodyfikowania DNA słoni indyjskich. To najbliżsi żyjący krewni mamutów, dzielący z nimi 99 proc. kodu genetycznego.

Inżynierowie genetyczni chcą precyzyjnie przekopiować do DNA słonia sekwencje genetyczne mamuta odpowiadające za cechy pozwalające mu przetrwać na lodowatej północy, takie jak gruba warstwa tłuszczu i bujne owłosienie.

Skutkiem takiej operacji byłoby zwierzę, które co prawda nie byłoby idealną kopią wymarłego, ale miałoby wszystkie cechy, które przynajmniej w założeniach pozwoliłyby mu doskonale radzić sobie w jego środowisku i zająć jego ekologiczną niszę. Część uczonych ochrzciło taką hybrydę słonia i mamuta "mamofantem"

Genom mamuta został po raz pierwszy zsekwencjonowany w 2008 r. przez zespół biologów z Penn State University w State College w Pensylwanii. Zespół Churcha w 2017 r. ogłosił, że udało im się zidentyfikować czterdzieści pięć genów, które kodują cechy, dzięki którym hybryda byłaby odporna na zimną pogodę. Chociaż w sumie istnieje kilka tysięcy różnic genetycznych między genomem mamuta i słonia azjatyckiego, naukowcy są przekonani, że modyfikacja zaledwie 50 genów wystarczy, aby stworzyć mamuta zdolnego do przetrwania w Arktyce. Twierdzą, że cel może być osiągalny w ciągu dekady.

Prace nad deekstynkcją mamutów mają jednak wielu krytyków. Z kilku powodów. Część uczonych twierdzi, że genetycy wyolbrzymiają możliwości stosowanych przez siebie technik. Są też jednak tacy, którzy twierdzą, że przywracanie do życia mamutów jest nieetyczne.

David Ehrenfeld, profesor biologii na Rutgers University w Camden w stanie New Jersey, wyraził obawy, że przywrócone do życia mamuty mogą nie być w stanie przetrwać w Arktyce, nie tylko ze względu na różnice genetyczne, ale też przez to, że nie mają od kogo nauczyć się umiejętności niezbędnych do przetrwania bez stada. Twierdzi, że może to sprawić, że mamofanty mogą zachowywać się w sposób nieprzewidywalny i potencjalnie spowodować więcej zniszczeń, niż korzyści. Aby uniknąć tego problemu, firma Revive & Restore ogłosiła plany wychowania ewentualnych mamofatów w ogrodach zoologicznych z rodzinami słoni azjatyckich, które mogą nauczyć je przetrwania i zachowań stadnych.

Wielu etyków podważa jednak samą koncepcję deekstynkcji gatunków. Twierdzą, że nawet jeśli się powiedzie, może paradoksalnie osłabić ruchy mające na celu ochronę przyrody, bo stworzy wrażenie, że wymieranie jest tylko przejściowym problemem, który można naprawić przy pomocy technologii i pieniędzy. A czas, pieniądze i wysiłek przeznaczany na działania deekstynkcyjne lepiej przeznaczyć na o wiele tańszą ochronę żyjących jeszcze, ale zagrożonych gatunków.

Ta krytyka skierowana jest zresztą nie tylko pod adresem potencjalnych twórców mamofantów, ale także naukowców pracujących nad odtworzeniem populacji innych gatunków, w tym stojącego na granicy wymarcia nosorożca północnego.

Uczeni bronią jednak swojego projektu. Zaznaczają, że badania nad DNA mamutów mają wiele zastosowań wykraczających poza sam projekt powołania do życia mamofantów. Mogą posłużyć do stworzenia biotechnologii ułatwiających adaptację przyrody do zmian klimatycznych. Może też pogłębić naszą wiedzę medyczną pozwalając nam na przykład lepiej zrozumieć, jak hemoglobina zawarta w krwi mamuta różni się od tej w krwi słoni czy ludzi. To pomogłoby w leczeniu wielu schorzeń czy lepszym przystosowaniu ludzi do życia w ekstremalnych warunkach, choćby w eksploracji kosmosu.

Badania mogą też wreszcie, zdaniem ich autorów, przyczynić się do ochrony istniejących słoni, pozwalając na walkę z kłusownictwem. Jednym z pomysłów jest genetyczna modyfikacja słoni tak, by ich ciosy stały się bezwartościowe dla kłusowników.

Badania mają zresztą już praktyczne zastosowanie w ochronie żyjących jeszcze słoni. Dzikie populacje tych zwierząt są w Azji atakowane przez zjadliwy szczep opryszczki. Do tej pory żaden zespół nie był w stanie wyhodować tego wirusa z próbek tkanek. Church Lab próbuje zsyntezować wirusa w laboratorium, co może być krokiem na drodze do opracowania lekarstwa na epidemię.