Колонки о динозаврах и неандертальцах

Динозаври і сучасність

Дивовижно, але динозаври, далекий від реалій повсякденного життя палеонтологічний факт, увійшли в буденну свідомість. Днями мені довелося пояснювати п'ятирічному синові, чому у своїх поїздках за жабами ("велика наука"!) я не вживаю жодних заходів до того, щоб мене не з'їв тарбозавр. Син, звичайно, знає, що динозаврів більше немає, але від фільмів про їхнє життя в нього зміщуються часові рамки.

Засоби масової інформації активно піарять динозаврів. Відкриття нового їхнього виду чи уривок суперечки з окремих питань динозаврознавства можуть обійти всі інформаційні канали. Ось головні питання, що турбують прогресивне людство:

— чи були динозаври теплокровними?

— від чого вони вимерли?

— з якою швидкістю бігав тиранозавр?

Пройдемося цими питаннями і ми.

Великі динозаври були гігантотермами - інерціально теплокровними тваринами. У субтропічному кліматі в плазуна із середнім діаметром тіла 1 м без жодних витрат енергії встановиться температура 34 ± 1 °С. Великі динозаври не ризикували охолонути, їм загрожував перегрів. Можливо, наші реконструкції динозаврів неповні - ми не відображаємо на них органи-радіатори для скидання тепла, як вуха слона чи вологий язик собаки.

До речі, знаєте, звідки «ростуть ноги» в античних міфів про циклопів? Черепи слонів, що траплялися мандрівникам в Африку-Індію, виглядають незвично. Вони округлі, як і людські черепи. Їхні очниці невеликі і відносно непомітні. Зате спереду розташований отвір на кшталт гігантської очниці - там розміщувалася основа хобота. Не факт, що якби до теперішнього часу всі хоботні зникли (а з трьох сотень колись наявних видів їх лишилося тільки два чи три¹ ), ми змогли б правильно реконструювати слона за його рештками. Що в нього був хобот, стало б зрозуміло, але що такий… і що такі вуха… - навряд чи!

А дрібні динозаври були по-справжньому теплокровними - гомойотермними² . Нещодавні знахідки пір'я в деяких із них не лишили в тому сумнівів. Для тварини без внутрішньої «пічки» термоізоляція абсурдна: тебе з'їдять ті, хто розігріється швидше.

Вимирання динозаврів - особлива тема. Майже всі начебто погодилися, що динозаврів згубило падіння метеорита в Мексиканську затоку. Ось Nature опублікував статтю про те, що цей метеорит утворився при руйнуванні небесного тіла, що перебувало за Марсом, у поясі астероїдів. Інші його уламки підвищили інтенсивність бомбардувань Землі і Місяця в той непростий геологічний час. Цілком можливо. Але падінням окремого небесного тіла чи навіть цілої їх черги не поясниш широкомасштабну і тривалу зміну фаун зі збереженням одних груп і вимиранням інших. Нові види динозаврів перестали з'являтися задовго до падіння метеорита, а останні з них пережили цю подію. Причини³ вимирання динозаврів мають бути біологічними, пов'язаними з перерозподілом потоків енергії і речовини в екосистемах.

Ну і, нарешті, біг тиранозавра⁴ . У ранг ключових питань динозаврознавства цю проблему перевів «Парк юрського періоду», де динозавр ганявся за джипом. Розкид оцінок тиранозавра дивовижний: від дрібно дріботливого стерв'ятника до стрімкого загінника. Зі стерв'ятником не склалося: голова тиранозавра призначена для ударів по здобичі, а ноги здатні до широких кроків. А як оцінити його швидкість?

У Манчестерському університеті суперкомп'ютер завантажили розрахунками за найскладнішою біомеханічною програмою, що виводить за пропорціями скелета об'єм м'язів і швидкість бігу. 256-процесорний комп'ютер «ганяв» кожен вид по тижню, правильно оцінив швидкість людини і страуса, а також установив, що шеститонний тиранозавр бігав зі швидкістю 29 км/год. Він міг би наздогнати навіть треновану людину.

Соромно не вірити високій науці, але мене ці дані не переконують. Чим більша тварина, тим важче для неї її власне тіло⁵ . Для маленької дитини падіння з висоти її зросту не страшне, для дорослої людини може становити небезпеку, а для тиранозавра було б смертельним. Біг людини керується набагато кращим «процесором», ніж у тиранозавра, але й люди часто спотикаються і падають (чи утримують рівновагу завдяки чудовій керованості тіла). Дорослий тиранозавр міг спіткнутися і впасти лише один раз у житті. Чи ризикував він у такій ситуації бігати? Та й навіщо йому було бігати? Щоб наздоганяти невеликих жертв? А навіщо тоді він був таким великим? Переслідувати великих тварин? Вони-то точно були повільніші.

Відбивати здобич у конкурентів? Для цього не треба нікуди бігти. Щоб відповісти на питання, як цікавий нам вид використовував свій скелет, мало відкаліброваної за людьми і страусами біомеханіки, потрібні деталі внутрішньоекосистемних взаємодій. На жаль (чи на щастя), нам немає з ким порівняти тиранозавра. Не вірю, що теперішня відповідь може бути остаточною.

А взагалі-то історія земного життя багата на інші, глибші і важливіші проблеми, ніж ті, які ми встигли тут обговорити.

…Прочитав колонку і яскраво уявив: підбираюся я до чергової жаби по коліно в мулі і рясці, а з-за схиленої над водою старої верби неквапливо виходить тарбозавр…

¹ Є вагомі підстави розглядати лісову і саванну форми африканських слонів як два різні види; разом з індійським слоном виходить три. Назад до тексту

² Важливо не те, що в нас, наприклад, кров тепла (в агами, яка гріється на осонні, тепліша буде), а те, що її температура підтримується постійною. Назад до тексту

³ А не зовнішні впливи, що посилюють дію цих причин! Назад до тексту

⁴ Тарбозавр і тиранозавр - дуже близькі істоти, тільки тарбозавр був азіатом, а тиранозавр - американцем. Назад до тексту

⁵ Вага тіла росте пропорційно кубу лінійних розмірів, а сила м'язів і міцність кісток - пропорційно квадрату їхнього поперечного перерізу, тобто набагато повільніше! ^{Назад до тексту}

Неандертальці знову вийдуть на мамонтів?

Головною ідеєю Миколи Федорова, одного із засновників російського космізму, була патрифікація - «воскресіння батьків» (померлих поколінь людей). Федоров не знав, як природничі науки зможуть розв'язати цю задачу, але не сумнівався, що вони щось придумають. Завдяки науковому диву, людство виконає своє призначення, і Бог утілиться в ньому. Не треба іронізувати над Федоровим - ним рухало гостре відчуття несправедливості того, що зі смертю людини йде цілий світ.

На початку XXI століття ідеї на кшталт федоровських реалізуються синтетичною геномікою, яка досягла певних проміжних успіхів. Звичайно, поки ентузіастів воскресіння цікавлять не конкретні люди, а цілі види. Колись поширена віра, що сутність особистості людини вичерпується її генотипом, тепер стала чимось на кшталт віри в пласку Землю. На жаль, уявлення про те, що сутність виду можна виразити мовою чотирьох літер генетичного алфавіту, поки цілком життєздатні (хоча мають так само ненадійні наукові підстави).

Які ж теперішні успіхи синтетичної геноміки? Нещодавно дослідницький центр Крейга Вентера⁶ повідомив про пересадку бактеріального геному. Ідеться про два види⁷ мікоплазм - одних з найпростіших клітинних організмів, відомих науці. Геном Mycoplasma mycoides (збудника пневмонії корів) був перенесений у культуру клітин бактерії Mycoplasma capricolum (що викликає поліартрит у кіз). Через деякий час у цій культурі з'являлися клітини виду-донора. Імовірно, мікоплазма поглинала чужу хромосому (у цих бактерій немає клітинної стінки), а потім ділилася і передавала її одній з дочірніх клітин. Наступний запланований крок - пересадка штучної хромосоми, яку Вентер прирівнює до створення штучного життя.

Що виходить з бактеріями, вийде і зі ссавцями? Фахівці з Інституту Макса Планка в Лейпцигу описали, які саме порушення відбуваються у викопній ДНК - наприклад, ДНК неандертальця. Знаючи правила зміни генетичного тексту, можна буде визначити його вихідний вид. Наприклад, детальне порівняння спадкової інформації Homo neandertalensis і Homo sapiens має допомогти визначити ті білки, зі зміною яких пов'язане наше еволюційне становлення. Це може бути важливо, наприклад, для медицини - можна створити керуючі цими білками ліки.

Ліки ліками, але ентузіасти і в Європі, і в Америці побачили в цій ситуації шанс на відновлення нещодавно вимерлих видів. Зберемо повні геноми мамонтів і неандертальців, помістимо їх у яйцеклітини слона і сучасної людини (відповідно), і, дивись, воскреслі неандертальці знову зможуть полювати на воскреслих мамонтів! Чи дає перестановка геномів бактерій шанс на таку перспективу?

Більшості з грамотних і культурних людей (а всі інші взагалі не переймаються подібними питаннями) здається, що механізми розвитку мають бути в головних рисах спільними для всіх організмів, від бактерій до ссавців. Міфологія синтетичної теорії еволюції передбачає, що еволюція почалася з випадкового виникнення механізму спадковості, у якому випадкові помилки матричного копіювання забезпечують мінливість, достатню для того, щоб з бактерій з'явилися секвої, кити і люди. Але стривайте, еволюція ж - спосіб вироблення адаптацій (пристосувань), приведення індивідуального розвитку у відповідність до можливостей, що надаються зовнішнім середовищем. У змаганні за життя вигравали ті групи, які виробляли потрібні адаптації швидше. З плином часу кількість взаємозв'язків між геномом і клітиною в цілому стрімко зростала. Клітина «вчилася» керувати своїм геномом, однією зі своїх багатьох підсистем. Спадкова інформація - не причина і не квінтесенція клітини, а один з її інструментів для пристосування до середовища!

Еволюція еволюції привела до того, що індивідуальний та історичний розвиток бактерій і людей суттєво відрізняється. Сьогодні немає жодних надій повторити на мамонтах чи неандертальцях результат, отриманий на мікоплазмах. Бактерія - молекулярний робот, а в наших клітинах кількість взаємозв'язків між елементами незмірно вища. Щоб клонувати згадані види, потрібні не їхні геноми, а їхні живі клітини, які немає звідки взяти⁸ .

Чи з'явиться колись така можливість? Пам'ятаєте класичний приклад хибності заяв про обмеженість науки? Як приклад фундаментально недоступного знання Огюст Конт назвав хімічний склад зірок. Минуло не так багато часу, і було відкрито спектральний аналіз. Завтра повідомлять про фундаментальний прорив у вивченні регуляції онтогенезу? Я перший цьому зрадію: мені буде цікаво. Утім, надії на такий прорив у мене мало, адже складність розглядуваних процесів багаторазово перевершує складність будь-яких задач, будь-коли розв'язаних людством. Воно розв'яже їх не зараз, а пізніше? Коли? Шлях, який потрібно пройти, дуже довгий. Чи проіснує потрібний час саме людство, чи практикуватиме воно фундаментальні наукові дослідження?

І подумайте, які складнощі викличе воскресіння неандертальців. Як вирішити: треба буде їх утримувати в зоопарках чи вони отримуватимуть паспорти і водійські посвідчення?

⁶ «КТ» уже згадувала цього мультимільйонера, одного з лідерів розшифрування геному людини (значною мірою - свого власного): «Важко бути богом» ("КТ» #599-600). Назад до тексту

⁷ Треба розуміти, що слово «вид» використовується тут досить умовно. Принаймні, вид у мікоплазм - зовсім не те, що, приміром, вид у ссавців. Назад до тексту

⁸ Хоча на сьогоднішньому рівні розвитку біологи не змогли б упоратися навіть з живою клітиною - клонування ссавців і далі стикається із серйозними проблемами. Назад до тексту

Д. Шабанов. Динозаври і сучасність // Комп'ютерра, М., 2007. – № 35 (703).
Д. Шабанов. Неандертальці знову вийдуть на мамонтів? // Комп'ютерра, М., 2007. – № 29 (697).