Възможно ли е в лаборатория да се създаде животно, каквото никога не е съществувало в природата? Технически това е напълно реално и учените вече са се доближили до него. Но между раждането на един отделен екземпляр и появата на стабилен вид има огромна разлика. И основната пречка не е в генното инженерство, а в биологията на размножаването. Да, в лаборатория вече се отглеждат не само човешки органи — нещата са много по-мащабни.
Всъщност учените вече умеят да създават нови видове животни, като това се е случило още по времето на СССР, като същевременно Китай и САЩ не изостават в това отношение.
По какъв начин учените определят, че пред тях има нов вид животно
В реалната биология границите между животните не винаги се определят само от външния вид. В животинския свят основен критерий за възникването на нов вид се смята репродуктивната изолация — когато две популации спрат да обменят нормално гени помежду си.
Това означава, че животните или изобщо не се опитват да се чифтосват, или техните ембриони загиват, а роденото потомство се оказва безплодно. Когато тази бариера стане непреодолима, популациите започват да еволюират независимо една от друга.
В лабораторни условия биолозите се ориентират въз основа на няколко важни признака едновременно:
новата линия животни се размножава стабилно вътре в своята група; придобитите разлики се предават надеждно на следващите поколения; кръстосването с изходната популация не дава жизнеспособно потомство; генетичните промени се запазват за дълъг период от време; групата е способна да оцелява без ръчен контрол от страна на изследователите.Ако е изпълнено само едно от тези условия, все още е твърде рано да се говори за пълноценно изкуствено видообразуване.
Защо породите, хибридите и клонингите не са нови видове животниПородите кучета като булдога и немската овчарка изглеждат съвсем различно, но принадлежат към един и същ вид, тъй като се кръстосват свободно и дават здрави кученца. Единичният хибрид не представлява нова еволюционна линия, дори ако изглежда много необичайно. Мулето и лигърът не са способни да образуват устойчива популация, защото в повечето случаи остават стерилни.
Не могат да се смятат за отделен вид и животните-химери, в чието тяло са смесени клетки от различни организми, както и точните генетични копия — клонингите.
Генно-модифицираните организми също не стават нов етап от еволюцията по подразбиране. Ако учените с помощта на системата CRISPR са добавили устойчивост към токсин при дадена муха, тя си остава муха от предишния си вид, защото продължава да се чифтосва нормално със своите обикновени събратя.
Създаване на нов вид животно в лабораториятаЕдин от най-ярките примери за почти осъществено образуване на нов вид е демонстриран от редица учени. Както се описва в един научен труд от 1961 г., работело се е с листни въшки, които са се хранили със строго определени растения. Ученият принудително ги прехвърля върху напълно чужд за тях вид храна.
Голяма част от насекомите умират от глад, но оцелелите екземпляри успяват да се приспособят и започват активно да се размножават върху новата храна. След няколко поколения се случва нещо невероятно.
Изяснява се, че адаптираните насекоми са загубили генетичната съвместимост със своите предци. При опит да се кръстоса новата линия със старата, жизнеспособни яйца или изобщо не са се появявали, или тяхното количество е било минимално. Учените предпазливо наричат този резултат „полувид“, тъй като мащабният експеримент по-късно не е бил напълно възпроизведен от независими групи.
Новият вид листна въшка
По какъв начин учените създадоха изкуствен вид мухи
Съвременните технологии позволяват да не се чакат случайни мутации, а изолацията да се вгражда директно в ДНК. През 2018 и 2021 г. изследователи публикуват в списание Nature резултати от създаването на генетично променени дрозофили с изкуствена бариера за размножаване.
Учените внедряват в генома на мухите система от два елемента: опасен „активатор“ и спасителна защита от него. Когато модифицираните мухи се чифтосват помежду си, тяхното потомство получава и двете части на системата и оцелява.
Но ако такава муха се кръстоса с обикновена дива дрозофила, хибридът получава активатора без нужната защита и загива. В резултат изкуствената репродуктивна бариера не позволява на мухите да обменят гени с външния свят. Авторите на експеримента наричат тези насекоми „синтетичен вид“, въпреки че външно те с нищо не се различават от изходните дрозофили.
Защо учените се намесват в еволюцията
Лабораторните опити не са необходими за създаването на чудовища от фантастичните филми. Изкуствената изолация помага да се защити дивата природа от изтичане на модифицирани гени. Ако полезно генно-модифицирано насекомо не може да се кръстосва с дивите си събратя, неговият геном няма да се разпространи безконтролно.
Въпреки че биолозите постоянно изучават поведението на животните, отглеждането в лаборатория на мишка или куче от неизвестен досега вид все още не е постигнато. При бозайниците потомството е твърде малобройно, а бременността протича сложно. Всички мащабни експерименти с удвояване на хромозомите при тях обикновено водят до загиване на ембрионите.
В същото време създаването на изкуствени видове животни носи сериозни рискове за естествените екосистеми. Нов организъм при случайно попадане в природата може да започне агресивно да конкурира местните обитатели, разрушавайки установените хранителни вериги. Освен това еволюцията не стои на едно място и с течение на времето живите същества са способни да намерят начин да заобиколят всяка изкуствена бариера.
И така, науката вече доказва, че създаването на нови видове животни в лабораторията е реалност, а не фантастика. Научихме се да управляваме размножаването на рибите и насекомите, насочвайки тяхната еволюция в желаната посока. До мащабното създаване на нови видове бозайници обаче има още много път, а и практически смисъл от толкова сложни експерименти засега няма.