Жизнь, которую мы создали. Как пятьдесят тысяч лет рукотворных инноваций усовершенствовали и преобразили природу
Шрифт:
Сегодняшние биотехнологии позволяют нам вмешиваться в жизнь биологических видов вроде бизонов быстрее и точнее, чем удавалось нашим предкам. Искусственное осеменение, клонирование и редактирование генома повысили наш контроль над передачей ДНК следующему поколению, что, безусловно, укрепило позиции человеческого намерения как эволюционной силы. Сегодня эти биотехнологии особенно сильно влияют на сельское хозяйство. Сто лет назад фермер, приметивший поросенка, который оказался крупнее своих братьев и сестер, мог оставить на племя только его, а затем постепенно, на протяжении многих поколений, улучшать породу своего стада. Пятьдесят лет назад этот фермер мог бы собрать сперму борова, который рос быстрее всех, и оплодотворить этой спермой своих свиноматок, повысив количество потомства, унаследовавшего эту черту – быстрый рост. Сегодня этот фермер заказал бы секвенирование ДНК свиней, чтобы узнать, какие генетические варианты отличают быстрорастущих поросят от их более медленно растущих братьев и сестер. Фермер собрал бы клетки от лучших своих свиней и клонировал их, так что у всех полученных эмбрионов были бы варианты ДНК, способствующие быстрому росту. Эти эмбрионы он бы подсадил суррогатным свиноматкам.
Некоторые новые биотехнологии наделяют нас могуществом, какого не было у наших предков, и вот тут-то и начинаются сложности. «Экосвинья» («Энвайропиг») – это, бесспорно, свинья, и ее ДНК – это в основном ДНК свиньи. Но ее геном включает еще и ген микроба, и ген мыши. Создать экосвинью не смогла бы даже самая тщательная селекция – а наша биотехнология может. Экосвинья решает конкретную сельскохозяйственную проблему. Водоемы вокруг свиноферм нередко сильно загрязнены фосфором – важнейшим микроэлементом, который фермеры добавляют в корм свиньям и которого в результате очень много в их экскрементах. Два лишних гена в ДНК экосвиньи вносят в свиную слюну белок, который расщепляет соединения фосфора, переводя их в форму, пригодную для использования в обмене веществ. Экосвиньям можно добавлять в корм меньше фосфора (что сэкономит деньги фермерам), и они будут лучше усваивать фосфор из пищи (что сбережет водные ресурсы). В 2010 году создатели экосвиней попытались получить лицензию на их разведение, но никто не понимал, как это сделать. Процесс лицензирования забуксовал, и в итоге у авторов проекта кончились деньги. Экосвиньи могут помочь справиться с проблемой, терзающей едва ли не самую крупную в мире отрасль сельскохозяйственной промышленности, но лежащая в основе проекта технология настолько нас смущает, что прорыва, который она была бы способна обеспечить, так и не произошло.
История экосвиньи показывает, насколько неловко нам приближаться к следующей фазе своих отношений с другими видами и насколько дорого обходится нам эта неловкость. Подобные мысли смущают нас, препятствуя исследованию безопасности и увеличению потенциала новых технологий. Мы упустили возможности внедрить биоинженерные методики, которые позволили бы очистить экосистемы от загрязнений, спасти множество видов от вымирания и повысить продуктивность сельского хозяйства. Однако эту нашу неловкость легко понять. Многие простейшие способы применения биоинженерных технологий запятнали свою репутацию, поскольку оказались недостаточно прозрачными: например, никто не потрудился описать, как именно создаются генно-модифицированные сельскохозяйственные культуры и чем они отличаются от традиционных (ничем). Непрозрачность дала возможность горстке громогласных экстремистов, воспользовавшихся нашим естественным нежеланием не идти на риск, распространять дезинформацию. Открытому обсуждению научных методов, положенных в основу создания генно-модифицированных культур, годами мешали и плохо согласованные законы, и ожесточенные споры об интеллектуальной собственности. Все это в совокупности оставило у многих потенциальных потребителей неприятный осадок, так что их сомнения по поводу генно-модифицированных пищевых продуктов имеют под собой почву.
Генно-модифицированные продукты питания вошли в наше меню еще в середине девяностых годов прошлого века (по крайней мере теоретически), но в последнее время появилась возможность применить технологии их создания и для преодоления другого кризиса – глобальной утраты биоразнообразия, вызванной тем, что планету захватили люди. Сегодня темпы вымирания видов во много раз выше, чем фоновый темп вымирания согласно палеонтологическим данным. Это наша вина – вымирание вызвано постепенным ухудшением качества и снижением количества ареалов обитания, доступных другим видам, кроме нас самих и тех, кого мы одомашнили. Никто не спорит с тем, что нужно что-то предпринять в связи с этим кризисом вымирания, однако пока неясно, как именно нам следует поступать. Одни хотят сохранить природу нетронутой и для этого изолировать чуть ли не половину планеты от всякого человеческого влияния. Другие, напротив, полагают, что единственный способ замедлить темпы вымирания, вызванного деятельностью человека, – это прямое вмешательство. Десятилетиями биологи вручную изымали инвазионные виды, перемещали отдельных особей из одной популяции или ареала в другие, вводили виды-заместители, чтобы занять важные, но опустевшие (как правило, из-за вымирания) экологические ниши. Однако сегодняшние биотехнологии позволяют зайти куда дальше. Мы можем, например, при помощи генной инженерии подправить геном того или иного вида, чтобы помочь ему приспособиться к более сухой почве, более кислой океанской воде, более грязным рекам. Можем создать системы генных драйвов, которые уничтожат инвазионные виды. Можем даже воскресить вымершие виды, чтобы восстановить недостающие экологические взаимодействия и улучшить здоровье экосистемы. Эти биоинженерные интервенции обладают феноменальным восстановительным потенциалом – однако чреваты дополнительным риском.
В 2017 году Хелен Тейлор и ее коллеги опросили специалистов по охране природы в Аотеароа / Новой Зеландии, чтобы выяснить, что они думают о применении генной инженерии в рамках их полевой природоохранной деятельности. Годом раньше правительство страны объявило о смелых планах к 2050 году избавиться от крыс, щеткохвостов и горностаев, которых завезли на новозеландские острова и которые теперь губят туземную фауну. Сроки осуществления этого проекта весьма оптимистичны, и многие полагают, что ключом к успеху могла бы стать биоинженерия. Однако опрос Тейлор и ее коллег показал, что готовность внедрять подобные тактики зависит от того, с какими именно видами предстоит манипулировать. По мнению большинства ответивших, модифицировать ДНК инвазионных видов можно и нужно, а вот манипулировать подобным образом туземной фауной нехорошо. Более того, многие респонденты признались, что скорее допустили бы вымирание туземных видов, чем применение ради их спасения биоинженерных технологий. Чем вызвана такая реакция? Да тем, что людям придется играть в Бога и преднамеренно вмешиваться в ход эволюции, а такая роль их смущает! Если, конечно, речь не идет об инвазионных видах.
Подобные мысли – сущая погибель для природоохранной деятельности. Пора брать ответственность на себя.
В последующих главах я поделю историю изменчивых отношений нашего вида с другими на две части – (приблизительно) до и после появления технологий генной инженерии, которое многие считают переломным моментом в нашей способности манипулировать природой. Часть I, «Как обстоят дела», охватывает три хронологических стадии человеческих инноваций – хищничество, одомашнивание и охрану. В главе 1, «Костяные прииски», описан мой путь от студенческой скамьи до преподавания и развитие области исследований древних ДНК. Я расскажу, как мы с коллегами применяли ДНК, сохранившиеся в палеонтологических находках, чтобы реконструировать эволюционную историю. В главе 2 – «Откуда мы взялись» – будет рассказано о том, что именно древние ДНК говорят о происхождении нашего вида (в частности – о влиянии на наш эволюционный путь встреч с архаическими родственниками). Третья глава, «Блицкриг», описывает постепенное распространение людей по планете и роль нашего вида как преобладающего хищника. Мы попробуем понять, почему первое появление человека в необитаемых доселе областях совпадает по времени с вымиранием местной фауны. В главе 4, «Переносимость лактозы», повествуется о переходе наших предков от охоты к земледелию и о том неожиданном факте, что вымирание фауны вовсе не неизбежно. Чтобы лучше обеспечивать себя пропитанием, наши предки изобрели различные способы разводить и пасти скот и принялись расчищать леса под пастбища. В главе 5, «Бекон из озерной коровы», описан следующий переход нашего вида – от земледельцев к землепользователям, который начался, когда стремительно растущие популяции людей и домашних животных поглотили нетронутые ареалы и довели до вымирания многие обитавшие в них виды. Тогда-то и родилось движение за охрану природы.
Сегодня мы полагаемся на технологии, которые были разработаны нашими предками за эти три первых этапа человеческих инноваций. Однако мы не прекращаем вмешиваться в окружающую природу, что не может не влиять на все живое вокруг нас. Индустриализация сельского хозяйства помогает удовлетворить потребности почти девяти миллиардов [2] человек – именно столько живет нас сейчас на планете, – а международные законы защищают экосистемы земных океанов, суши, воздуха и пресных вод. Но наша планета снова оказалась на грани кризиса. На нынешнем этапе человечество уже невозможно прокормить при помощи имеющихся технологий. Мы так сильно изменили планету, что условия обитания меняются слишком быстро и виды не успевают к ним приспособиться. Вот почему темпы вымирания взлетели до небес. Однако в нашем распоряжении в очередной раз появились новые инструменты, и эти инструменты позволяют манипулировать другими биологическими видами с невиданной скоростью и невиданными способами.
2
Все же восьми миллиардов. – Прим. науч. ред.
Часть II, «Как могло бы быть», посвящена биотехнологиям следующего этапа человеческих инноваций. В главе 6, «Безрогие», рассказано о том, как биотехнологии наподобие клонирования и генной инженерии влияют на животноводство и растениеводство, – поскольку позволяют нам, к примеру, моделировать одомашненные виды, избегая долгой возни с традиционными методами селекции. В главе 7, «Предвиденные последствия», говорится о новых биотехнологиях, могущих защитить оказавшиеся под угрозой виды и ареалы. Биотехнологии – от клонирования мамонтов до трансгенных хорьков и самоограничения численности комаров – способны ускорить процесс адаптации и при этом замедлить темпы утраты биоразнообразия и восстановить стабильность в угасающих экосистемах. Наконец, в главе 8 – «Рахат-лукум» – мы поговорим о том, что еще можно предпринять, вооружившись новыми биотехнологиями. Теперь, когда нас больше не останавливают традиционные границы видов, какой из двух путей мы изберем – будем придерживаться известного и по-прежнему непрерывно совершенствовать свою пищу, посевы и домашних любимцев, или же выйдем за пределы вообразимого и изобретем что-то лучшее?
Сегодняшние биотехнологии не похожи на биотехнологии прошлого и требуют другого к себе отношения. В нашей власти теперь менять биологические виды, и мы должны осознать и принять это и научиться ею (властью) пользоваться. Это будет непросто, однако все же возможно. Ведь мы-то, в конце концов, тоже изменились. Мы значительно лучше понимаем устройство мироздания. Мы обладаем более глубокими познаниями в биологии, в законах наследственности и в экологии и способны оценивать риски, налаживать межкультурную и межъязыковую коммуникацию и распределять интеллектуальное и экономическое бремя. А главное, у нас есть опыт манипулирования природой – манипулирования, практикуемого десятки тысяч лет с одной и той же мотивацией: создать организмы, которые лучше делают то, чего мы от них хотим.
Но полагать, будто нынешние биотехнологии в мгновение ока перенесли нас туда, где царит контроль над природой, было бы ошибкой – ведь люди и так уже какое-то время контролируют ее.
Часть I
Как обстоят дела
Глава первая
Костяные прииски
Канадская территория Юкон устроена так, что от кофейни на Фронт-стрит в Доусоне до последнего ледникового периода меньше часа езды на джипе. Доусон, расположенный примерно в 500 км к северо-западу от Уайтхорса, – захолустный северный городок: немощеные улицы, деревянные тротуары, салуны с распашными дверями и шаткие домики, опасно накренившиеся из-за подтаявшей мерзлоты. Сегодня экономика Доусона держится в основном на туризме. Но так было не всегда. В 1896 году здесь обнаружили золото и после этого в близлежащем Клондайке с его мощной системой рек и ручьев добыли 15 миллионов тройских унций золота (то есть более 460 000 кг).