XIV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2022

 

Целью данной работы будет являться клонирование шерстистого мамонта

Для достижения цели поставлены следующие задачи:

1) Найти и проанализировать причины исчезновения данного вида

2) Найти перспективные способы клонирования шерстистого мамонта

Введение

 Вымерший вид рода мамонты семейства слоновых. Согласно последним генетическим исследованиям, данный вид мамонтов появился около 450 тысяч лет назад в Сибири, откуда перешёл в Северную Америку. Около 300 тыс. лет назад северо-американский подвид мигрировал обратно в Азию через Берингию, и, спустя определённый период, полностью вытеснил более древнюю азиатскую форму, распространившись также в Европе. Первое упоминание шерстистого мамонта составил немецкий учёный и естествовед Иоганн Фридрих Блюменбах (1799 году). Последние популяции шерстистых мамонтов вымерли 4 тыс. лет назад. Для этого вида была характерна грубая шерсть, состоящая из 3 подшёрстка, промежуточных и остевых. В зимнее время шерсть была очень длинной- 80 см. Эта шерсть на животе и по бокам сильно свисала. Дополнительное сохранение тепла в организме обеспечивал 10-сантиметровый слой жира. Летняя шерсть была существенно короче и менее плотной, чем зимняя, поэтому шерстистый мамонт был приспособлен к холодному и суровому климату.

Шерстистые мамонты были относительно небольшого размера: взрослые самцы достигали высоты 2,8 - 3,5 м, т.е чуть побольше, чем современные азиатские слоны, и весом они превосходили нынешних слонов (8-10 тонн против 5-6 тонн). Более поздние представители шерстистых мамонтов были меньше своих предков, размеры которых совпадали с размерами степного мамонта (Mammuthus trogontherii), от которого шерстистые мамонты и произошли. Менее крупные шерстистые мамонты обитали на острове Врангеля (рост составлял не более 2,5 м). Тем не менее шерстистый мамонт был в эпоху последнего ледникового периода самым крупным животным Евразии.

Шерстистые мамонты, как и современные слоны, жили в матриархально организованных стадах. Такую группу, состоявшую из 10 или больше особей, возглавляла старшая самка (матриарх стада). Самцы вели одиночный образ жизни и присоединялись к группам лишь в брачный сезон.

Азиатский слон является ближайшим родственным видом шерстистого мамонта {1,2}

Ареал обитания мамонта в доисторическую эпоху

В эпоху оледенения шерстистый мамонт был распространён в большей части Евразии, а также в Северной Америке. В особо холодные периоды он проникал до Центральной Европы, Китая и юга современных США, а в более тёплые периоды мигрировал в Сибирь и Канаду. Наиболее южные места находок останков этого вида расположены в Испании и Мексике. В Восточной Азии он добирался до реки Хуанхэ. Предпочитаемой сферой обитания шерстистого мамонта были регионы тундростепей, в которых смешивалась степная и тундровая растительность.

По исследованиям содержимого желудков сохранившихся во льду туш мамонтов известно, что эти животные питались травами, а также, в меньшей мере, ивовыми и лиственничными ветками. В желудке мамонта, найденного у реки Индигирки, были найдены также сосновые ветви. Наличие древесных составляющих в пище шерстистого мамонта свидетельствует о том, что эти животные не были исключительно степными, но проникали и в лесные местности. В среднем шерстистый мамонт ежедневно нуждался в 180 кг пищи и, вероятно, большинство времени проводил в её поисках.{1}

Причины вымирания мамонтов

Пик вымирания пришелся на период Беллинг—Аллерёдского потепления 14,8—13,7 тыс. лет назад, основная популяция вымерла примерно 11—9 тыс. лет назад. Исследования ДНК также свидетельствуют о резком сокращении популяции шерстистых мамонтов, начиная с 15 тыс. лет назад. Этому периоду соответствует окончание Последнего ледникового периода.

Последние шерстистые мамонты вымерли на острове Врангеля около 4 тыс. лет назад, уже в историческое время, из-за инбридинга (остров мог прокормить не более 300 особей), на острове Святого Павла — 5600 лет назад, из-за исчезновения последнего источника пресной воды.

На сегодняшний день существует 2 основные гипотезы причин вымирания, связанных с переменами климата, изменившими условия обитания на Земле и антропогенным фактором: 1)Потепление и повышение влажности климата, вызвавшее исчезновение (заболачивание и зарастание тайгой) тундростепей.

2)Люди — охотники верхнего палеолита. На о. Врангеля и островах Прибылова, до появления человека, мамонты жили еще спустя 5000 лет после вымирания на материке, несмотря на все изменения климата.

Дополнительными факторами также могли быть:

 Инбридинга, вследствие которого утратилось генетическое разнообразие в конце их существования на о. Врангеля. Генетические исследования, однако, показали, что мамонты на материке, в Сибири и Берингии, после последнего ледникового максимума, до расселения там людей, показывали высокое генетическое разнообразие.

Рацион питания, изменившийся в результате потепления климата

Падение метеорита, извержение вулкана. В последнее время появились гипотезы о падении на Землю в Северной Америке в позднем дриасе, но подтверждений данная гипотеза пока не находит

Но основной версией, по мнению учёных, по-прежнему остаётся потепление и повышение влажности климата, вместе с возросшей охотой первобытных людей. Потепление климата сократило площадь растительности, пригодной для обитания мамонтов, увеличение высоты снежного покрова зимой затрудняло им добывание пищи. Однако, 50 — 70 тыс. лет назад, до расселения современного человека, шерстистый мамонт обитал в разных климатических зонах: в лесостепи, лесотундре, смешанных лесах, тундре, от Южной Европы и севера Китая до Таймыра. В зависимости от широты, климат на этих территориях мог меняться от умеренного до сурового, то есть климат не был единственной причиной исчезновения. Потепление климата, совершенствование орудий и способов охоты также способствовало расселению людей, увеличению численности населения. В результате охота людей на оставшихся мамонтов, в неблагоприятных для мамонтов климатических условиях, могла привести к их вымиранию, не позволив им адаптироваться к изменившимся условиям. В следствие заселения материковой части Арктики и до Таймыра 9 тыс. лет назад человеком, мамонты находились в претеснении. Также исчезновение мамонтов усугубила низкая рождаемость.

Освободившуюся экологическую нишу заняли более мелкие копытные, более экологически адаптированные к воздействию человека и быстрее размножающиеся.

В подтверждение этой версии, испанские ученые из Национального музея естественных наук в Мадриде приводят результаты масштабного математического моделирования, в которое были заложены: история изменений климата на севере Евразии за последние 130 000 лет, датировки заселения этой территории древними людьми и датировки находок останков шерстистых мамонтов. Согласно результатам моделирования, 126 тыс. лет назад климат на севере Евразии был даже теплее, чем 6 тыс. лет назад (см. схемы выше). Тогда мамонты отступили на север Арктики, но не вымерли, а затем, в ходе наступления очередной фазы похолодания, вновь восстановили свою численность и распространились по Евразии. Между 20 и 11 тыс. лет назад, в результате потепления климата в конце плейстоцена- начале голоцена на 90% сократилась площадь растительности. их численность снова резко снизилась. Но палеолитические охотники на материке уничтожили сократившиеся популяции мамонтов. Согласно летописным источникам, в 1581 г. воины Ермака, во время похода в Сибирь, встречали огромных волосатых слонов, но это только предположения. В хрониках 16 века есть сообщения, что сибирские татары и обские угры (ханты, манси) подробно описывали охоту на волосатого слона: «…Мамонт по своему нраву — животное кроткое, миролюбивое, и к людям ласковое, при встречах с человеком мамонт не нападает на него…». В 19 веке в Сибири имели место сообщения о «крупных мохнатых зверях» и «гигантских шерстистых слонах». Однако доказательств так и не последовало.

Похожие сообщения поступали и с Аляски. Сообщения можно объяснить тем фактом, что местные жители были знакомы с останками мамонтов, либо эти легенды сохранялись в устной традиции северных народов.{1,3,4,5}

Способы клонирования и восстановления вида «Шерстистый мамонт»

Первый способ - ликвидация ядра, содержащего ДНК из яйцеклетки женской особи азиатского слона, и заменить его с ядром из мамонта шерстистой ткани - содержащей геном завершения мамонта - процесс, называемого ядерными перенос соматических клеток. Затем клетка будет стимулирована к делению и имплантирована самке слона. Говорят, что полученное животное имеет гены шерстистого мамонта.

Эту цель, в частности, хочет достичь южнокорейский . Такой проект также реализует Акира Иритани из Киотского университета в Японии.

Однако до сих пор никто не удалось найти жизнеспособную клетку, и большая часть учёных сомневаются, что живая клетка могла быть жизнеспособной в тундре: из-за условий их хранения ДНК замороженных мамонтов значительно ухудшилась.

Второй способ - искусственное оплодотворение яйцеклетки слона спермой замороженного тела шерстистого мамонта. Получившееся потомство будет гибридом слона и мамонта, и процесс придется повторить, чтобы получить много гибридов, которые будут спариваться друг с другом. После нескольких поколений скрещивания этих гибридов получился бы вид, близкий к шерстистому мамонту.

Однако неизвестно, можно ли перенести гибридный эмбрион в течение двух лет беременности. Случилось так, что азиатский слон и африканский слон дали живого слонёнка по имени Мотти , но умер от инфекции менее чем за две недели. Тот факт, что сперма современных млекопитающих жизнеспособна до 15 лет после замораживания, делает этот метод нереалистичным. Поэтому, клонирование данным способом нужно проводить очень осторожно и с соблюдением всех законов и правил генетики.

Третий способ- создание гибрида слон-мамонт путём модификации генов слона. Несколько проектов работают над постепенной заменой генов в клетках слона генами мамонтов, так как был опубликован полный геном (последовательность ядерной ДНК) шерстистого мамонта. Цель состоит в том, чтобы создать генетически модифицированного слона, по некоторым признакам похожего на мамонта.

Проект «Геном мамонта» в Университете штата Пенсильвания также изучает модификацию ДНК африканского слона для создания гибрида слон-мамонт, который иногда называют мамонтом. Если жизнеспособный гибридный эмбрион будет получен с помощью процедур редактирования генов, будет рассмотрена возможность имплантации самке азиатского слона, размещенной в зоопарке, но с текущими знаниями и технологиями ученые не уверены, будет ли гибрид эмбриона переноситься в течение двух лет беременности.

Если любой из этих методов были успешными, гибриды будут введены в 160 км ² заказника в Сибири называют плейстоцена парк. По мнению некоторых ученых, таких как Дж. Чёрч, мамонты удерживают низкий уровень растительности, что защищает почву от солнца и тем самым ограничивает таяние вечной мерзлоты. Вытаптывая сибирскую почву, они помогли бы уменьшить образование очагов парниковых газов, которые там образуются (выброс метана, хранящегося в вечной мерзлоте, вреден для окружающей среды). Таким образом, они помогут стабилизировать тундровый ландшафт в высоких широтах Арктики и бороться с глобальным потеплением.

Однако идея о том, что шерстистые мамонты смягчают последствия изменения климата, кажется, по мнению палеобиолога Тони Херриджа, очень гипотетической: потребуется не стадо шерстистых мамонтов, а сотни тысяч мамонтов, чтобы оказать влияние на климат, если предположить, что мы полностью понимаем роль этого животного в экосистеме.{1,5}

Заключения и выводы

В ходе исследования выяснено, что данные способы клонирования являются очень перспективными, чтобы достичь цели клонировать шерстистого мамонта и воскресить данный вид. Но у этих способов есть и недостатки: нужно, чтобы генетический материал из тела шерстистого мамонта (ДНК, сперма, яйцеклетка) был целым и неповреждённым, иначе клонирование не удастся провести и все труды будут напрасными. Поэтому, чтобы проводить клонирование вымершего вида, необходимо: 1) Обеспечить безопасность донноров и гибридов, выведенных в результате

2) Соблюдать меры предосторожности, правила и законы генетики.

Если в процессе всё будет соблюдено, результат будет положительным и вскоре нам удастся воскресить вымерший вид «Шерстистый мамонт»

Список литературы и использованных сайтов

1.Алек Родригес «Наука воскрешения видов. Как клонировать мамонта» Издательство: Princeton_University_Press, 2015

2. Ау густа И., Буриан. Книга о мамонтах. Прага, «Артиа», 1962.54 с.

3. Верещагин Н. К. Охоты первобытного человека и вымирание плейстоценовых млекопитающих . — Тр. Зоол. АН СССР, т. 69, 1971, с. 200—231

4. Попов А. И. Таймырский мамонт. — В кп.: Вопросы географии, вып. 23. М., Гос. изд-во геогр. лит., 1950, с. 296—305.

5.https://ru.wikipedia.org/wiki/

6.https://archeonews.ru/sherstistyj-mamont/

Код для цитирования: Скопировать