Токто лучше: российские ученые помогут возродить вымерших морских львов
Российские и корейские ученые впервые наиболее полно исследовали генетическую историю вымерших в середине XX века морских львов Токто (японских морских львов). В ходе работы специалисты доказали, что причина их гибели — истребление человеком. Также генетики открыли, что животные скрещивались с близкородственными видами, что повысило их способности к адаптации. Исследование поможет разработать программы защиты животных на грани вымирания. Также оно будет способствовать возрождению морских львов Токто в будущем.
Как исчез вид морских львов Токто
Первое и единственное масштабное исследование генома морских львов Токто, которые вымерли в середине ХХ века, провели ученые из Европейского университета в Санкт-Петербурге совместно с несколькими крупными научными организациями Южной Кореи. Работа может стать первым шагом к возрождению исчезнувшего вида.
По словам ученых, эти животные также известны как японские морские львы. Они относятся к семейству ушастых тюленей и были наиболее распространены в южной части Японского моря — вдоль побережий России, Кореи и Японии. Однако основной ареал их обитания находился на архипелаге Лианкур (Токто).
Острова Лианкур (Токто) — архипелаг в Японском море из двух больших и 89 мелких островов-скал. Главное название происходит от имени французского китобойного судна, экипаж которого впервые открыл их.
Однако корейцы называют острова Токто («одинокие острова»), а японцы — Такэсима («бамбуковые острова»). В России они были известны как Менелай и Оливуца — в честь русского корвета, который носил эти названия.
Сейчас острова — предмет спора между Республикой Кореей (Южной Кореей) и Японией, которые оспаривают их принадлежность на основании легенд, древних текстов и карт.
В 1905 году, начав войну с Россией, японцы объявили острова «ничейной землей» и включили в состав своей территории как форпост для наблюдения за театром военных действий.
Спустя еще пять лет Япония оккупировала всю территорию Кореи. Но в 1945 году по итогам Второй мировой войны была обязана вернуть захваченные территории, и Токто перешли под юрисдикцию Кореи (а после корейской войны — Южной Кореи).
— Популяция морских львов Токто прежде насчитывала десятки тысяч особей, но в первой четверти XX произошло резкое сокращение их численности. Причиной стала интенсивная добыча мяса, шкур и жира этих животных, что связывают с периодом оккупации Кореи Японией. В частности, ради наживы истребляли самок и детенышей, — рассказал «Известиям» соавтор исследования, научный руководитель лаборатории палеогеномики Европейского университета в Санкт-Петербурге Артем Недолужко.
В результате, сообщил он, уже к 1950-м годам численность морских львов Токто сократилась до 50–60 особей, а в 1974 году представителей этого вида последний раз видели живыми. В итоге Международный союз охраны природы в 1990 году классифицировал этих животных как вымерший вид.
Как изучают генетическую историю
По словам специалиста, ученые Южной Кореи намерены восстановить этот вид, используя методы генной инженерии и редактирования геномов, а российские ученые готовы помочь им в этом начинании.
— Основная часть исследования проходила в Южной Корее. Сначала специалисты провели радиоуглеродную датировку. После из останков выделили и прочитали ДНК. Но морская среда — не лучшая для сохранения этих молекул. Поэтому корейцам удалось добыть крохи геномной информации. Российский вклад в исследование был интеллектуальным. Мы применили методы математического анализа, чтобы понять, что происходило с генетическим разнообразием вида в последние тысячи лет. Кроме того, проанализировали межвидовую гибридизацию с другими представителями семейства ушастых тюленей, — объяснил Артем Недолужко.
По его словам, в ходе научной работы был сделан ряд важных открытий. В частности, ученые выяснили, что морские львы Токто — самые древние из всех своих сородичей, поскольку именно эта ветвь первой отделилась от общего ствола до того, как от нее произошли другие виды — калифорнийских и галапагосских морских львов.
Также исследователи показали, что сокращение численности морских львов Токто началось около 100 тыс. лет назад. Однако последняя популяция, несмотря на сравнительно небольшую численность, оставалась генетически здоровой вплоть до своего истребления. То есть до самого конца у нее оставались шансы на выживание. Более того, уровень генетического разнообразия у этой популяции был выше, чем у ныне живущих их ближайших родственников.
Еще одно достижение, отметил Артем Недолужко, связано с выявлением в ДНК морских львов Токто следов смешения с северными морскими котиками и сивучами. Такой перенос генов (интрогрессия), говорит о том, что в прошлом животные скрещивались друг с другом. Это давало возможность виду находить новые генетические варианты, чтобы лучше адаптироваться к изменяющимся условиям.
Можно ли возродить вымерших животных
В целом, рассказал ученый, изучение генетической истории вымерших животных поможет разработать программы защиты и восстановления популяций, которые в настоящий момент находятся на грани исчезновения.
Морская корова
Помимо этого, накопленная в ходе исследования информация может стать базой для возрождения как морских львов Токто, так и других исчезнувших видов. Аналогичный проект российские ученые реализуют, чтобы попытаться методами генной инженерии вернуть к жизни морских коров Стеллера — также вымерших по вине человека млекопитающих из отряда сирен.
— Древняя ДНК обычно сильно фрагментирована, и геном приходится «собирать» по частям, используя данные близких живых видов для выравнивания и заполнения пробелов. В результате полученные геномы не полностью соответствуют геному исходных видов. Но даже если бы они полностью соответствовали, то современные технологии еще не в состоянии сгенерировать полностью функциональный синтетический геном, — прокомментировал «Известиям» профессор кафедры генетики и биоинформатики Сибирского федерального университета Константин Крутовский.
Тем не менее, заметил он, исторические ДНК имеют огромную ценность. Сравнив их с геномом современных близких видов, можно выделить участки, отвечающие за ключевые признаки. Затем, с помощью генного редактирования можно получить модифицированный набор, который частично воспроизводит наследственный материал вымершего вида. Затем отредактированный геном можно внедрить в яйцеклетку близкого вида, которая может развиться в эмбрион либо в матке самки современного вида (суррогатное материнство), или, в перспективе, в искусственной матке (такие технологии уже в разработке). Подобные работы уже проводятся.
При этом, добавил эксперт, родившиеся таким образом животные — не копия, а, в лучшем случае, гибрид, который только отчасти внешне и физиологически похож на вымерший вид.
— Опубликованная статья — это ценный кусочек «пазла» об истории морских львов Токто. В том числе ученым удалось зафиксировать, что не было вырождения вида, не было их близкородственного скрещивания и болезней, связанных с этим. А значит, вина за вымирание этих зверей полностью ложится на людей. Вместе с тем исследование поможет глубже понять эволюцию животных и лучше сохранять современные популяции, — пояснил палеонтолог, популяризатор науки и консультант проекта 3D Dinopedia Ярослав Попов.
Он добавил, что «воскрешение» морских львов Токто сегодня — фантастика. Однако, возможно, в будущем можно сделать что-то похожее на него, но пока это не вопрос ближайших лет, а, скорее, длинный путь с массой научных и практических задач.
