13.9.2021 12:37:59

Mamuty by sa vďaka americko-ruskej spolupráci mohli do 20 rokov vrátiť na step

Mláďa mamuta, ktoré zahynulo pred 39-tisíc rokmi. V roku 2014 ho vedci objavili v sibírskom permafroste
Mláďa mamuta, ktoré zahynulo pred 39-tisíc rokmi. V roku 2014 ho vedci objavili v sibírskom permafroste
(foto: TASR /AP)


Pomerne dlhé dejiny vzájomných vzťahov oboch mocností ukazujú, že aj v časoch najväčšieho nepriateľstva na politickej úrovni, dokázali ruské a americké vedecké kapacity spoločne posúvať ľudstvo vpred. Inak to nemusí byť ani v 21. storočí, pričom reálnym výsledkom takejto spolupráce môže byť okrem iného nielen obnovenie mamutej stepi, ale aj návrat mamuta do nej. (dennikstandard.sk)



„Otec syntetickej biológie“ z Harvardovej školy medicíny George Church spojil sily so známymi ruskými vedcami Sergejom a Nikitom Zimovovými. Zatiaľ čo Američania pracujú na oživení mamuta, Rusi usilovne obnovujú jeho prirodzené prostredie –⁠ mamutiu step. Výsledkom pritom nemusí byť len vytvorenie reálnej napodobeniny filmového Jurského parku, ale aj zachránenie ohrozených živočíšnych druhov a zásadné zmiernenie dosahov klimatickej zmeny.


Návrat vyhynutého giganta

Cieľom Churchovho projektu s lakonickým názvom Oživenie mamuta je využiť pokrok v génových biotechnológiách na priame oživenie tohto vyhynutého tvora, alebo vytvorenie podobného zástupného druhu, ktorý by dokázal vo svojom bióme plniť rovnakú ekologickú funkciu.

Výber mamuta nie je náhodný. Skvelým kandidátom na návrat z vyhynutia ho robí skutočnosť, že má dodnes živého veľmi blízkeho príbuzného – slona ázijského. Ich genetická príbuznosť umožňuje upraviť gény dnes ešte stále živého druhu tak, aby vznikol druh adaptovaný na surové podmienky ďalekého severu.

Zámerom vedcov tak nie je, na rozdiel od mnohých iných projektov, naklonovanie stopercentnej kópie vyhynutého živočícha, ale vytvorenie funkcionálnej takmer presnej kópie, ktorá by mohla prosperovať v mrazivých oblastiach Sibíri a Severnej Ameriky.

Churchov harvardský tím sa snaží identifikovať alely [dedičné základy znaku, jedna z viacerých alternatívnych foriem génu, pozn. red.], ktoré mamutom umožnili adaptáciu na chladnú klímu. Následne ich vpisujú priamo do génov slona ázijského. Vo všeobecnosti skúmajú, ako evolúcia adaptuje gény tak, aby sa u jednej príbuznej línie prispôsobili trópom a pri druhej ďalekému severu.

Vedci momentálne používajú CRISPR génové inžinierstvo na to, aby kopírovali mamutí genóm do bunkových kultúr ázijských slonov. Nadnes sa im takto podarilo prepísať veľké množstvo sloních génov a vytvoriť bunky, ktoré sa stále viac podobajú na tie mamutie. Tím dokázal vytvoriť rôzne mutácie od mamutieho hemoglobínu, extra ochlpenia, produkcie tuku až po špecifické klimatické adaptácie, ako sú mierne zmenené kanály sodíkových iónov v bunkových membránach.

Church chce následne tieto bunkové kultúry preprogramovať na indukované pluripotentné kmeňové bunky (iPSC), teda také, ktoré sú v laboratóriu „nesmrteľné“. V takom prípade by už nebol potrebný ďalší zber nových vzoriek tkaniva. Takto vytvorené iPSC následne môžu byť využívané na vytváranie rôznych druhov buniek –⁠ krvných, ochlpenia aj tukových.

Po zrekonštruovaní niekoľkých úplných genómov mamuta, sa chce Churchovo laboratórium zamerať na adaptácie rôznych génov, ktoré umožňuje prežitie v chladných podmienkach. Mamut a ázijský slon sú z genetického hľadiska na 99,96 percenta rovnaké. Odlišuje ich približne 1,4 milióna mutácií, z ktorých 2 020 sú mutácie, ktoré menia 1 642 génov. Po odhalení všetkých potrebných génov a ich vpísaní do buniek ázijského slona, chcú vedci vypestovať prvé embryá mamuta, ktoré by mali dospieť v umelých materniciach.

Prvú generáciu mamutov plánuje Church odchovať v zoo v starostlivosti slonov ázijských, ktoré by ich mali socializovať. Zoo by sa mali nachádzať v chladných klimatických podmienkach. Malé mamuty by žili vonku a ich adoptívni rodičia prevažne vo vnútri. Je totiž dokázané, že slony ázijské v severských zoologických záhradách chodia v zime rady na niekoľko hodín von, aby sa tam hrali so snehom.


Návrat mamutej stepi

Tu sa dostávame k druhej, ruskej časti príbehu. Ak nechceme, aby mamuty prežívali len ako atrakcia v zoo, bude potrebné ich vypustiť späť do ich prirodzeného prostredia. Problémom však je, že spolu s mamutmi a ostatnými veľkými cicavcami doby ľadovej takmer úplne vymizlo aj ich prirodzené životné prostredie –⁠ mamutia step. Jej posledným pozostatkom bola až donedávna náhorná plošina Ukok v ruskej Altajskej republike. Druhou alternatívou je Pleistocénny park Sergeja Zimova na severe Jakutska. Práve s týmto trúfalým projektom nadviazal spoluprácu Churchov tím. Ak by všetko išlo podľa plánu, stáda mamutov by sa mohli na severe Ruska pohybovať už o 20 rokov.

Sergej Zimov a jeho syn Nikita založili Pleistocénny park na ploche 160 kilometrov štvorcových ešte v roku 1996. Park sa nachádza za polárnym kruhom na dolnom toku rieky Kolyma približne 160 kilometrov od pobrežia Severného ľadového oceána. Na území projektu, ktorý má za cieľ obnovu mamutej stepi, už boli úspešne etablované jakutské kone, losy aj soby, bizóny, jaky, dvojhrbé ťavy a taktiež pižmone z Wrangelovho ostrova, európske zubry a jelene sibírske. Momentálne sa uvažuje o vysadení tigra sibírskeho a sajg stepných. Z vyhynutých živočíchov by okrem mamutov mohli v parku v budúcnosti prosperovať jaskynné levy a medvede, jelene obrovské, praveké bizónynosorožce srstnaté.

Primárnym cieľom pritom podľa Nikitu nie je vytvorenie kópie Jurského parku. „Bude milé, ak tu budú behať mamuty. No my nie sme akísi šialení vedci, ktorí chcú svet urobiť zelenším. Ja chcem riešiť omnoho vážnejší problém klimatickej zmeny. Robím to pre ľudí. Mám tri dcéry. Robím to pre ne,“ povedal s poukazáním na to, že mamutia step dokáže lepšie odolávať klimatickej zmene než terajšia tundra a tajga.

Pleistocénnym parkom sa Zimovci snažia navrátiť bióm, ktorý začal dominovať rozsiahlym oblastiam našej planéty pred 2,6 miliónmi rokov, pričom náhle takmer úplne zanikol pred necelými 12-tisíc rokmi. Rozsiahle územia Sibíri boli v dobe ľadovej v skutočnosti napriek všeobecnej predstave omnoho bohatšie na faunu a flóru než dnešná tundra. Len mamutov bolo na jej Ďalekom východe podľa súčasných odhadov 40- až 60-tisíc. Túto ohromnú biodiverzitu potvrdzuje fakt, že vrchné vrstvy pôdy niektorých arktických ostrovov sa do značnej miery skladajú zo zvieracích mrcín a kostí.

Rýchlosť, s akou sa Zimovovým darí rozširovať na severe Jakutska mamutiu step na úkor tundry, podľa nich naznačuje, že tento bióm by sa mohol za niekoľko pokolení znova rozprestierať na obrovských plochách Sibíri, ruského Ďalekého východu a arktických oblastí Severnej Ameriky. Spočiatku skromný Pleistocénny park by sa podľa Sergeja Zimova tak mohol stať „najväčším projektom v dejinách ľudstva“.

Transformáciu tundry späť na mamutiu step uskutočňujú Zimovci práve za pomoci tam vypustených stád bylinožravcov. Tieto zvieratá obnovujú cyklus živín, ktorý umožňuje trávam efektívne konkurovať dnešnej tundrovej flóre.

Pre realizáciu tohto cieľa sú však najvhodnejšie obrovské cicavce, ktorých bolo v čase odchodu rodu Homo sapiens sapiens z Afriky pred 70-tisíc rokmi na planéte viac než 30 druhov. Dnes ostali už len slony, hrochy, nosorožce a žirafy. Oživenie dávno vyhynutých druhov by preto dokázalo úsiliu Zimovcov výrazne napomôcť.

Americkí vedci snažiaci sa o návrat mamuta a ostatných pleistocénnych cicavcov a ich ruskí kolegovia usilujúci sa o obnovenie mamutej tundry sa tak potrebujú navzájom.


Nielen rozmarná atrakcia

Ako naznačil Nikita Zimov, návrat mamutov z vyhynutia a obnovenie mamutej stepi nie sú len vedeckými rozmarmi. Potenciálne by pre ľudstvo mohli mať veľmi pozitívny prínos.

Snaha o oživenie mamutov môže podľa Churcha v budúcnosti pomôcť adaptovať momentálne ohrozené druhy klimatickej zmene a zabrániť tak ich vyhynutiu. Má potenciál pomôcť aj samotným slonom ázijským, ktoré v posledných rokoch ohrozuje veľmi infekčný kmeň herpesu. Pomôcť môže aj ich africkým bratrancom. Genetická úprava by mohla potenciálne urobiť ich kly bezcennými pre pytliakov pri zachovaní ich funkcionality.

Genóm každého živočíšneho druhu je pre vedcov dejinným záznamom miliárd rokov katastrof, epidémií a meniacej sa klímy. Pri vyhynutých druhoch je tento cenný záznam do veľkej miery stratený. Napríklad mamutí hemoglobín pritom môže obsahovať informácie o krvi cicavcov, ktoré by mohli pomôcť pri liečbe mnohých ľudských ochorení.

To isté platí aj pre mamutiu step. Veľké arktické stáda pomáhali okrem iného udupávať sneh a umožňovali tak mrazu preniknúť hlbšie do pôdy. Tundra a tajga, ktoré po vyhynutí týchto živočíchov nahradili mamutiu step, sú dnes omnoho menej odolné voči prebiehajúcej klimatickej zmene. Z dnešnej topiacej sa tundry sa pritom v stále väčšej miere začínajú uvoľňovať tam uviaznuté skleníkové plyny, ktoré ešte viac poháňajú klimatickú zmenu. 

Mamutia step v porovnaní s tundrou a tajgou umožňuje hlbšie zamŕzanie pôdy a odráža aj viac tepla, čím môže nebezpečnému topeniu permafrostu zabrániť. Pleistocénny park je dnes „oázou“ obklopenou lesotundrou, ktorá sa vplyvom klimatickej zmeny stále častejšie mení na močarisko.

Okrem ekologického zmyslu má aj ekonomický. Približne 60 percent Ruska nie je vhodných pre poľnohospodárstvo. Ako pritom ukazujú skúsenosti z Afriky, rezervácie na savane majú omnoho väčšiu biologickú produktivitu než pastierske komunity v tom istom bióme.

Plán amerických genetikov a ruských ekológov nie je len originálny, ale aj mimoriadne ambiciózny. Avšak výzvy, ktorým bude ľudstvo čeliť v 21. storočí, si budú na svoje riešenie vyžadovať práve veľké ambície a odhodlanie.


Tomáš Baranec (dennikstandard.sk)