Помоги проекту - поделись книгой:
В 1842 году Верховный суд Соединенных Штатов вынес постановление по делу «Мартин против арендатора Уодделла», согласно которому собственник не имел права запрещать другим собирать устриц на отмели у берегов его владений в бухте Раритан в Нью-Джерси. Данное решение означало, что суд счел землю под судоходными водами не частной собственностью, а общественной. Эта
Во времена вердикта по делу «Мартин против арендатора Уодделла» североамериканская природа была в опасности. Европейские поселенцы вырубили леса вдоль восточного побережья континента (пустив деревья на корабли), а на том месте, где они стояли, засеяли поля. Эти корабли ежегодно увозили в Англию десятки тысяч звериных шкур – бобровых, оленьих, бизоньих и не только; то есть сначала поселенцы создали рыночный спрос, а потом принялись его удовлетворять. К середине XVII века бобры с Восточного побережья практически исчезли, а олени встречались так редко, что колония Массачусетского залива предлагала шиллинг за каждого убитого волка, очевидно, предполагая, что снижение поголовья оленей произошло из-за избытка волков, а не охотников.
Уничтожение экосистем не ограничивалось Восточным побережьем. Российско-Американская пушная компания, действовавшая на Северном побережье Тихого океана, специализировалась на морских львах, стеллеровых коровах, каланах и северных морских котиках. Масштабы истребления просто поражают. Несколько лет назад, когда я искала мамонтовые кости на острове Св. Павла в Беринговом проливе, мне случилось натолкнуться на, как я сначала подумала, следы древнего цунами. Накануне ночью был шторм, и он обнажил песчаную стену вдоль берега, так что стали видны страты, накопившиеся за последние столетия. В нескольких метрах от вершины этой стены я заметила торчавшие из песка маленькие кости и начала их выкапывать. Я не сразу поняла, что, собственно, обнаружила, и меня осенило только после того, как я собрала около десятка черепов морских котиков, в каждом из которых была круглая вмятина размером с теннисный мяч. Это оказалось место чудовищной бойни, происшедшей несколько веков назад там, где находилось лежбище северного морского котика.
Такое целенаправленное выбивание отдельных видов имело разные последствия: одни виды, например каланы, все-таки избежали вымирания, а другие, например стеллеровы коровы, исчезли полностью. Стеллеровы коровы были родичами дюгоней и ламантинов, достигали в длину девяти метров, а весили по десять тонн. Они жили в подводных ламинариевых лесах, которых когда-то было много вдоль Северного побережья Тихого океана и Берингова моря. На стеллеровых коров охотились ради мяса и жира, который люди и ели, и сжигали, чтобы согреться во время охоты на более мелких морских млекопитающих. Эти животные вымерли за те 27 лет, что миновали после первых сообщений европейцев о встрече с ними. Эколог Джим Эстес, посвятивший большую часть своей карьеры изучению экосистем гигантских зарослей ламинарии, полагает, что стеллеровы коровы были бы обречены, даже если бы людям не понравилось их мясо. Он убежден, что их участь решилась, когда люди принялись выбивать каланов. Без каланов некому было есть морских ежей, и их популяции резко разрослись. Морские ежи поедали ламинарию и уничтожали ее заросли, которые были необходимы морским коровам для пропитания и защиты. Этим кротким великаншам стало негде прятаться, и у них не осталось шансов выжить. Их история подчеркивает, насколько хрупко равновесие экологического сообщества, в котором выживание каждого отдельного вида зависит от всех остальных. Стоит людям нарушить это равновесие, и страдает вся экосистема.
Когда земли на востоке оскудели, а животные повывелись, колонисты распространились на запад. Несколькими веками раньше по континенту прокатились эпидемии европейских болезней, выкосившие популяции индейцев; в результате хищническое истребление местных диких животных пошло на спад. Когда колонисты вторглись в эти обширные тучные земли, они не видели смысла ограничивать свои аппетиты, особенно с учетом того, что рынки в Европе и в крупных городах вдоль Восточного побережья Соединенных Штатов были готовы платить за шкуры и мясо. Пришельцы переловили в капканы всех бобров, которых смогли отыскать, а когда бобры кончились, переключились на охоту на бизонов. К началу XIX века на западе наладилась система факторий, что побудило индейцев, чье мастерство охотников на бизонов только возросло с появлением лошадей, добывать больше животных и продавать их шкуры. Бизонов истребляли тысячами, иногда ради шкур, иногда – чтобы кормить рабочих, строивших железные дороги, а иногда – всего-навсего ради языков, считавшихся деликатесом.
На западе ни индейцам, ни колонистам было не с руки прекращать эту резню. Индейцев медленно, но верно вытесняли из их земель в резервации, и они боролись за выживание. Колонисты же считали диких животных одним из немногих источников средств к существованию. Однако на востоке назревали перемены. Люди богатели, и у них появлялось время на развлечения, любимым из которых была спортивная охота. Но для спортивной охоты нужна дичь. Поэтому неудивительно, что именно спортивные клубы играли такую важную роль в принятии законов об охране природы.
Среди самых влиятельных был Нью-Йоркский спортивный клуб, основанный в 1844 году для пропаганды доктрины общественного доверия, утвержденной незадолго до этого постановлением Верховного суда. Нью-Йоркский спортивный клуб предлагал законопроекты, регулирующие охоту, ратовал за сезонные ограничения, нанимал осведомителей, чтобы находить нарушителей законов об охране дичи и природы, и судил браконьеров на деньги членов клуба и при их юридической поддержке.
Пока Нью-Йоркский спортивный клуб боролся за признание дичи коллективной собственностью, другие клубы лоббировали признание неосвоенных земель государственными. И старания клубов принесли плоды. В 1864 году президент Авраам Линкольн подписал Закон о выделении земли Йосемити, по которому 39 000 акров долины Йосемити и секвойная роща Марипоса переходили в собственность штата Калифорния, а этому последнему вменялось в обязанность охранять долину от коммерческого использования. В 1872 году президент Улисс Грант подписал Закон о защите Йеллоустонского национального парка, что сделало Йеллоустон первым национальным парком в Соединенных Штатах и опять же защитило его от частного коммерческого использования. Правда, после этого еще больше десяти лет приходилось привлекать военных, чтобы выгонять из парков браконьеров и сквоттеров, но тем не менее создание таких государственных территорий сразу же изменило ситуацию к лучшему. В частности, большинство современных бизонов происходит от популяции, жившей на охраняемой территории Йеллоустонского национального парка.
Вот на каком фоне произошло истребление странствующих голубей в Петоски, штат Мичиган, в 1878 году. Во многих штатах к тому времени уже приняли законы, предполагающие защиту дичи, но они были слабы и плохо проработаны, а культура охоты по-прежнему определялась в основном рыночными интересами. С приближением даты намеченного истребления небольшие группы противников избиения голубей приехали в Петоски, чтобы попробовать помешать ей. Они и правда сломали несколько ловушек и убедили местные власти кое-кого оштрафовать, но им не удалось справиться с охотниками, прибывавшими в город тысячами. В итоге в Петоски меньше чем за два месяца погибло около миллиарда странствующих голубей, и последнее гнездовье этих птиц прекратило свое существование.
В 1898 году в Мичигане приняли закон, запрещавший убивать странствующих голубей в течение десяти лет, которых, по мнению властей, должно было хватить для восстановления популяции. Но этот закон запоздал. Функционально странствующие голуби в дикой природе вымерли. На верном пути к вымиранию стояли тогда и бизоны, поскольку они лишились законодательной защиты, когда президент Грант наложил вето на законопроект о запрете убивать самок бизонов. Однако в бочке дегтя была и ложка меда. О том, что эти два некогда многочисленных вида вот-вот исчезнут, много говорили в прессе, и их начали жалеть. Люди оплакивали не только мясо, но и самих бизонов и голубей, их гигантские стада и стаи и колониальный дух, символом которого эти стада и стаи являлись. Падение численности странствующих голубей и североамериканских бизонов стало стимулом к сплочению сторонников природоохранного движения.
Из всех американских президентов самый значительный вклад в то, чтобы вывести охрану природы на едва ли не первое место в списках государственных приоритетов, сделал президент Теодор Рузвельт. Его очень огорчало снижение численности бизонов, поскольку он лично имел дело с этими животными на своем ранчо «Олений рог» в Северной Дакоте. В 1901 году, став президентом, Рузвельт провел серию масштабных реформ, которые легли в основу современных природоохранных законов. В качестве консультантов он привлек, в частности, защитника дикой природы Гиффорда Пинчота и натуралиста, «отца национальных парков» Джона Мьюира и за время своего президентства поспособствовал выделению более 230 миллионов акров государственных земель. Он создал Службу охраны лесов США и Управление биологической разведки, которое несколько десятков лет спустя объединилось с Управлением рыболовства и превратилось в Управление по охоте и рыболовству США.
Вскоре благие намерения начали находить воплощение и в законодательстве, и в науке. В 1900 году конгрессмен Джон Ф. Лейси, республиканец из Айовы, предложил природоохранный закон, который и сегодня известен как «закон Лейси». Этот документ запрещал ввозить в Соединенные Штаты незаконно убитую охотничью добычу. Кроме того, закон Лейси уполномочил государство восстанавливать исчезнувшие и исчезающие популяции. В 1905 году защитники природы основали Американское общество защиты бизонов, почетным председателем которого стал Теодор Рузвельт, и запустили программу, в конце концов спасшую бизонов от вымирания. В первые два десятилетия XX века науки о дикой природе и лесном хозяйстве перестали сводиться к таксономическому коллекционированию марок и перешли к доказательному изучению устройства экосистем и приспособленности к ним живых организмов. Были основаны также Американское экологическое общество и Американское общество специалистов по млекопитающим, и оба они стали выпускать научные журналы, чтобы обмениваться данными и идеями. Ученые начали разрабатывать методы переписи популяций и разбираться в том, что такое сукцессия растений и как взаимосвязано биологическое сообщество через пищевые сети. Люди стали учитывать последствия вымираний для экосистем, а не только для экономики.
К 1910 году во всех штатах уже существовали те или иные комитеты по защите природы, но лишь у единиц находились средства, чтобы платить за эту защиту. Все изменилось, когда в Пенсильвании приняли закон, запрещающий охоту без платной лицензии. Когда другие штаты увидели, что у Пенсильвании внезапно появились деньги на применение природоохранного законодательства и восстановление природы, они тоже стали взимать плату за охотничьи лицензии. В 1937 году закон Питтмана – Робертсона о государственном содействии восстановлению дикой природы добавил одиннадцатипроцентный акцизный сбор на охотничье снаряжение – оружие и патроны. Вырученные же средства распределялись между государственными природоохранными организациями и шли на программы защиты природы и обучения охотников. Защита природы отращивала себе клыки.
Нетрудно догадаться, что идея платить за охоту пришлась по нраву далеко не всем. Некоторые противники подобных мер утверждали, что охоту нельзя ограничивать законодательно, поскольку сама природа находится в собственности народа, – имелась в виду доктрина общественного доверия. В ответ на это Теодор Рузвельт в 1916 году написал: «Так и есть, причем не только у ныне живущих, но и у грядущих поколений. „Величайшее благо для величайшего множества“ – это о множестве тех, кто еще прячется в утробе времени, от которого все живущие сейчас составляют лишь незначительную долю».
В 1918 году, когда умер Бруссард по прозвищу «Кузен Боб», мир был погружен в пучину Первой мировой, и Мясной Вопрос и проблема водяного гиацинта исчезли из передовиц национальных газет. Министерство сельского хозяйства, отказавшись от бегемотов, всячески поощряло власти Луизианы превратить болота в пастбища, то есть, в сущности, построить грязевые барьеры, чтобы не пускать воду на болота, – тогда, дескать, болота пересохнут и на них станет расти трава, пригодная на корм скоту. Технологические новинки – машины, позволявшие убирать урожай быстрее и лучше, и химикаты, которые уничтожали сорняки и вредителей и повышали плодородность почвы, – позволяли меньше тратить и больше получать. Так что уже не требовалось ни находить новые земли, ни вносить разнообразие в меню. Появилась возможность просто выращивать больше скота на имеющихся территориях.
Однако у некоторых технологических новинок обнаружились неприятные побочные эффекты. Парижская зелень, инсектицид из арсенита меди, первоначально стали распылять на листья картофеля в шестидесятые годы XIX века, чтобы как-то справиться с гибелью растений из-за колорадского жука. К началу XX века фермеры уже применяли этот инсектицид так часто, что власти сочли необходимым ввести законодательные ограничения на использование химикатов в сельском хозяйстве. Даже новые машины – и те грозили неприятностями. Когда в 1911 году калифорнийская мануфактурная компания Холта представила самоходный комбайн, на фермах внезапно отпала необходимость в ручном труде в привычных объемах. Мелкие семейные хозяйства, производившие разнообразные продукты, отступили под натиском крупных и более производительных ферм, которые специализировались на монокультурах. Консолидация ферм продолжалась и в двадцатые годы, и в Великую депрессию – до самой середины XX века. К сороковым-пятидесятым годам прежнее количество земли могло прокормить во много раз больше животных, чем несколько десятилетий назад, а это создало идеальные условия для распространения болезней. В сороковые годы ученые обнаружили, что если добавлять животным в корм антибиотики, то они одновременно и защищают скот, и помогают ему быстрее набирать вес. Такая практика медикаментозной профилактики в фермерских хозяйствах сохранилась и по сей день, и в 2017 году ВОЗ сообщила, что в некоторых странах до 80 % доступных антибиотиков применяются для того, чтобы заставить здоровых животных быстрее расти.
Консолидация и индустриализация сельского хозяйства спровоцировали новые конфликты между землевладельцами и дикой природой. Хотя за первую половину XX века общественная поддержка природоохранных мер в США выросла, правительственные субсидии природоохранных инициатив в изобильные пятидесятые почти что сошли на нет. Разбогатевшие горожане толпой потянулись в национальные парки и заказники для развлечения, тем более что это всячески поощряла автомобильная промышленность («Посмотри Штаты в своем „шевроле“!»). Правительство сосредоточилось на финансировании армии и начало раздавать лицензии на выпас скота, вырубку лесов на строительные материалы и геологоразведку для поиска нефти на государственной земле. Население стремительно росло, и сельскому хозяйству снова становилось трудно удовлетворять спрос. Новые технологии вроде искусственного осеменения повысили производительность индустрии, но увеличивать посевные площади и поголовье скота было уже невозможно. В дальнейшем некогда дикие земли пустили под коммерческое жилье, заводы и сельхозугодья. Дороги, плотины, поля, распаханные и щедро обработанные пестицидами, и прочие следы человеческого вмешательства продолжали разбивать оставшиеся территории на мелкие фрагменты.
В июне 1962 года в
Одиннадцатого марта 1967 года, когда вступил в силу закон о сохранении исчезающих видов, принятый в 1966 году, 78 аборигенных видов США стали первыми исчезающими видами, находящимися под защитой государства. В этот «класс 1967 года», как называют их в Управлении по охоте и рыболовству США, входили медведи гризли, белоголовые орланы, миссисипские аллигаторы, черноногие хорьки, аризонская форель, флоридские пумы, калифорнийские кондоры и американские журавли (знаменитые высокие белоснежные птицы с красно-коричневыми шапочками; то, что их численность снизилась всего до 43 особей, поспособствовало продвижению закона). Каждый из 78 видов из этого списка, как считали, находился на грани исчезновения. Когда закон был принят, люди официально взяли на себя контроль над их будущим, что завершило наш переход к роли защитника. С этого момента именно людям предстояло решать, выживет ли каждый из 78 видов и каким образом это произойдет.
Закон о сохранении исчезающих видов поручил государственным управлениям принять программы восстановления численности каждого из перечисленных видов и выделил на это средства. В 1967 году специалисты по охране природы организовали колонию по разведению американского журавля в Исследовательском природоохранном центре Патаксент в штате Мэриленд, начав с трех яиц, взятых в Канадском национальном парке Вуд-Баффало. Восемь лет спустя они поместили яйца этих птиц, полученные в колонии, где журавлей разводили в неволе, в гнезда канадского журавля в Национальном заказнике Грейс-лейк в Айдахо. Канадские журавли вырастили птенцов американского журавля как своих собственных, и пятьдесят лет спустя, судя по оценкам, в дикой природе и в неволе в Северной Америке насчитывалось уже более 700 американских журавлей. Пятьдесят лет специалисты по охране природы решали, каких птиц разводить, кормили их, защищали и выпускали в идеальную среду обитания. Манипуляции с эволюционной траекторией птиц позволили людям предотвратить их вымирание. Причем американские журавли – отнюдь не единственный вид, спасенный усилиями человека: в феврале 2020-го канюк-отшельник стал седьмым из видов «класса 1967 года», официально исключенным из списка исчезающих видов, – он примкнул к канадской казарке, миссисипскому аллигатору, черной белке с полуострова Делмарва, большеротой ряпушке, мексиканской крякве и белоголовому орлану, став очередной историей успеха природоохранной деятельности.
Защита исчезающих видов набирала мощь и размах всю вторую половину XX века. В 1969 году конгресс США дополнил закон о сохранении исчезающих видов запретом на ввоз и продажу редких животных из других частей света. В 1973 году 80 стран подписали Конвенцию о международной торговле видами дикой фауны и флоры, находящимися под угрозой исчезновения (СИТЕС), ужесточавшую запрет на международную торговлю вымирающими видами. В том же году президент США Ричард Никсон утвердил полностью переработанный закон об исчезающих видах. Этот закон позволял применять меры, предписанные СИТЕС, на территории США и добавлял в список видов, которые можно было объявить «уязвимыми» или «исчезающими», беспозвоночных и растения. В 1993 году Программа ООН по окружающей среде приняла Конвенцию о биологическом разнообразии. Эта программа, признающая, что биологическое разнообразие – необходимое условие глобального процветания и что для успешной охраны природы требуется согласованное международное сотрудничество, сегодня поддерживается почти во всем мире.
Хотя закон об исчезающих видах 1973 года и заложил юридическую основу для охраны уязвимых и исчезающих видов в США, он далеко не совершенен. Для каждого из перечисленных в нем видов нужен свой план восстановления, который нередко приходится разрабатывать, обладая лишь скудными знаниями об эволюционной истории и необходимых условиях его обитания. Государственные органы должны избегать действий, которые могут быть опасны для вверенных им исчезающих видов. Если указанный в законе вид обнаружен в частных владениях, собственники земли не имеют права охотиться на этих животных, стрелять в них, ставить капканы, преследовать, ловить и вообще как-то им вредить. Неудивительно, что эти строгие правила ежегодно приводят к сотням сложных юридических случаев, в которых закон противоречит правам собственников. Поскольку защитники природы сталкиваются с практически постоянными юридическими трудностями, среди них наметилась тенденция избегать ненужного риска и придерживаться стратегий сохранения видов, которые ограничивают человеческую деятельность, способную плохо повлиять на перечисленные в законе виды. Однако сегодня становится все очевиднее, что подобные пассивные стратегии не замедлили темпов утраты биологического разнообразия, поэтому наша роль как защитников природы предполагает активное вмешательство.
Именно активное вмешательство человека помогло спасти один из самых знаменитых исчезающих видов Северной Америки. Флоридские пумы – это экотип пум, крупных кошачьих, у которых много названий, в том числе кугуар и горный лев. Они славятся леденящими душу воплями, которые издают самки в поисках брачного партнера. Когда европейцы прибыли в Америку, пумы были распространены практически повсеместно – от канадского Юкона до южной оконечности Чили. Но к середине XX века охота, вырубка леса и сельское хозяйство сократили ареал обитания этих животных до отдельных островков-рефугиумов. В 1973 году, когда была проведена перепись, оказалось, что в живых осталось меньше двадцати особей флоридской пумы, и все они обитают на самом юге Флориды.
Перенесемся немного вперед – в 1981 год, когда разработку плана спасения флоридской пумы возглавил биолог Крис Белден из Флоридского управления по охоте и рыболовству. Для начала группе Белдена предстояло определить, какие физические особенности отличают флоридских пум от прочих пум, чтобы и сотрудники природоохранных организаций, и обычные люди могли их легко узнавать. За несколько лет группе Белдена удалось отловить около десятка пум-отшельниц из Национального парка Биг-Сайпресс и собрать данные, описывающие их конституцию и состояние здоровья. Ученые отметили у этих пум широкие плоские лбы и резко выгнутые носовые кости – именно такие особенности упомянул палеонтолог Аутрам Бэнгс, когда в 1899 году выделил флоридских пум в отдельный подвид. Однако группа Белдена выбрала две другие черты, определяющие флоридских пум: длинную шерсть на загривке и изогнутый хвост.
Обычно участки длинной шерсти и изогнутые хвосты не считаются особенностями, позволяющими выделить животных в особую группу. С точки зрения эволюции это исчезающие в здоровой популяции в результате естественного отбора уродства, а не эволюционные новшества, которые бывают либо нейтральными, либо благоприятными. Разумеется, популяция флоридских пум не была здоровой. После десятилетий изоляции они могли выбирать в брачные партнеры только собственных братьев и сестер, родителей и других близких родственников. Поколения близкородственного скрещивания снизили генетическое разнообразие и повысили частотность неадаптивных особенностей вроде изогнутых хвостов. Были у этих пум и более серьезные генетические отклонения. К началу девяностых 90 % самцов в Биг-Сайпресс страдали крипторхидизмом – при этом расстройстве одно из яичек не опускается, – и более 90 % их сперматозоидов были аномальными. Кроме того, у пум часто встречались пороки сердца и слабость иммунной системы, что мешало им противостоять болезням.
Определять видовую принадлежность флоридских пум по шерсти и хвостам было спорным решением еще по одной причине. Эти черты присутствовали у всех пум из Национального парка Биг-Сайпресс, но не наблюдались у большинства пум, которые жили дальше к югу, в Эверглейдсе. Если шерсть на загривке и форма хвоста – это определяющие черты флоридских пум, выходит, популяцию из Эверглейдса надо относить к какому-то другому подвиду?
Эволюционный биолог Стив О’Брайен и ветеринар из рабочей группы по спасению флоридских пум Мелоди Рёльке решили, что эту таксономическую путаницу разрешит анализ ДНК, и сравнили ДНК пум из Эверглейдса и других пум. Результаты едва не остановили все работы по восстановлению популяции флоридских пум: оказалось, что пумы из Эверглейдса не то чтобы флоридские. В недавней эволюционной истории этих пум отыскался момент, когда они обменялись генами с пумами из Коста-Рики.
Проведя некоторые изыскания, Рёльке и О’Брайен обнаружили, что несколько десятков лет назад рейнджеры из Национального парка Эверглейдс попросили Леса Пайпера, директора придорожного зверинца в Бонита-Спрингс, выпустить нескольких флоридских пум, которых он держал в неволе, чтобы пополнить редеющую популяцию. Пайпер не сообщил им, что к этому времени тоже пополнил свою популяцию – особями из Коста-Рики. Он поступил так ради того, чтобы его пумы лучше размножались, и даже не ожидал столь потрясающего успеха. Это натолкнуло исследователей вот на какую мысль: поскольку у нечистокровных пум из Эверглейдса дела явно шли успешнее, чем у чистокровных пум из Биг-Сайпресс, то, возможно, флоридских пум удастся спасти, если обеспечить генетическое разнообразие за счет другой популяции.
К сожалению, Управление по охоте и рыболовству США придерживалось неписаного правила, запрещающего защищать гибриды, а нечистокровные флоридские пумы наверняка считались бы именно таковыми. Чиновники боялись, что защита гибридов может обернуться порчей генофонда исчезающего вида и смазыванием его определяющих черт (даже если эти определяющие черты – особенности вроде пучка шерсти или изогнутого хвоста). Некоторые члены рабочей группы по спасению пум так перепугались, что попросили О’Брайена и Рёльке держать свое открытие в тайне, поскольку опасались, что само существование гибридов поставит под угрозу охранный статус флоридских пум. Внутри группы возник раскол, и ситуация во Флориде вышла из-под контроля. Пошли слухи, что пумы с юга Флориды – не настоящие флоридские пумы, а значит, их можно убивать. Судебный иск из-за отлова одной пумы (которую затем съели) был отклонен по таксономическим основаниям, ибо юристы ответчика заявили, что если даже специалисты не могут договориться, что такое флоридская пума, то нельзя требовать этого от непрофессионала. А тем временем популяция флоридской пумы продолжала сокращаться.
Стив О’Брайен говорил мне, что тогда он был уверен: единственный способ спасти флоридскую пуму – это убедить Управление по охоте и рыболовству США изменить отношение к гибридам. И он поставил себе целью этого добиться. О’Брайен привлек в союзники эволюционного биолога Эрнста Майра – ученого, который еще в 1940 году первым сформулировал теоретическую концепцию биологического вида, – полагая, что у подобного светила достаточный авторитет для привлечения внимания законодателей. Вместе они написали письмо в журнал
Управление по охоте и рыболовству согласилось с этими доводами и разрешило отловить и переселить в Биг-Сайпресс-Суомп восемь здоровых самок техасских пум, поскольку их популяция географически и эволюционно была ближайшей к флоридским пумам. Через четыре года родилось первое поколение детенышей-гибридов. Из них выжило пятнадцать, а из восьми самок техасских пум – шесть. В течение нескольких следующих лет родилось еще больше гибридов. Они были здоровыми и крепкими. Частотность тяжелых болезней и физических уродств пошла на спад, и популяция флоридских пум выросла более чем на 50 %.
Отказ от политики запрета гибридов, произошедший безо всякого официального изменения правил, пошел на пользу и другим видам. Пестрая неясыть при распространении на запад, поперек Северной Америки, иногда скрещивается с северной пятнистой неясытью, которая находится под угрозой исчезновения. В 2011 году при пересмотре плана спасения северной пятнистой неясыти было отмечено, что гибридизация с пестрой неясытью хотя и происходит, но редко и не имеет никакого значения для восстановления численности северной пятнистой неясыти. Примерно так же естественная гибридизация исчезающего белого лопатоноса и более распространенного обыкновенного лопатоноса в нижнем течении рек Миссисипи и Атчафалайя не считается угрозой восстановлению численности белого лопатоноса. Гибриды могут оставаться под охраной закона об исчезающих видах 1973 года, пока сохраняются их признаки.
Беда в том, что иногда гибридизация эти признаки стирает. Красногорлый лосось Кларка – Льюиса водится по всему северному побережью Тихого океана. Десятилетиями в водоемы, где обитает эта рыба, выпускали огромное количество выращенной в питомниках радужной форели – ее тысячами вываливали в озера и реки из самолетов для спортивной рыбалки. Данные виды охотно скрещивались, но при этом и радужная форель, и гибриды были приспособленнее чистокровного красногорлого лосося и могли его вытеснить. Несколько десятилетий назад объединения защитников природы выступили за то, чтобы красногорлый лосось Кларка – Льюиса попал под защиту закона об исчезающих видах. Но когда ученые провели оценку численности популяции, оказалось, что они не могут отличить чистокровного красногорлого лосося от гибридов, а значит, не могут и порекомендовать придать ему охранный статус. Эта проблема так и не решена, хотя исследования древней ДНК сулят некоторую надежду. Моя лаборатория совместно с Карлосом Гарсой и Девоном Пирсом из Исследовательского центра юго-западного рыбного хозяйства при Национальном управлении океанических и атмосферных исследований сейчас занимается секвенированием ДНК лосося, пойманного в начале XX века, то есть до того, как начались масштабные бомбардировки радужной форелью с самолетов. Мы надеемся найти в музейном чучеле рыбы генетические маркеры, которые отличают местные виды от завозных, выращенных в питомнике, и на их основе разработать подход, который специалисты по охране природы смогут применять, чтобы выявить, какие популяции следует охранять в первую очередь. Если у нас все получится, похожие методы помогут Управлению по охоте и рыболовству находить выход из сложных ситуаций с другими гибридами.
Поскольку никакой официальной политики по обращению с гибридами не существует, чиновники из Управления по охоте и рыболовству США рассматривают каждый случай по отдельности. Сегодня генетические данные показывают, что гибридизация распространена больше, чем думали биологи до начала эпохи секвенирования ДНК. А эволюционные последствия гибридизации могут быть разными, и потому представить себе действенную и одновременно универсальную политику по гибридам довольно трудно. Иногда гибридизация не оказывает никакого воздействия, как в случае северной пятнистой неясыти и белого лопатоноса. А иногда, как в случае красногорлого лосося Кларка – Льюиса, она оказывается губительной, поскольку размывает определяющие особенности и угрожает выживанию исчезающего вида. Впрочем, она может быть и полезной, поскольку дает своего рода бустерную дозу ДНК, которая спасает популяцию от вредных последствий близкородственного скрещивания, как это произошло с флоридской пумой.
Сейчас, по прошествии 25 лет с тех пор, как Управление по охоте и рыболовству приняло меры по спасению флоридских пум при помощи скрещивания с техасскими пумами, популяция «флоридцев» здоровее, чем в 1995 году, и в ней больше животных, чем до начала гибридизации. Но наша работа не закончена. В 2019 году Стив О’Брайен попросил мою исследовательскую группу секвенировать ДНК трех флоридских пум, которых его сотрудники отловили в начале девяностых. Две особи были из популяции Биг-Сайпресс, а одна – из популяции Эверглейдс, которая, увы, вымерла до того, как во Флориду завезли техасских пум. Мы сравнили геномы каждой особи с большими базами данных по геномам пум, собранным по всему современному ареалу обитания этого вида. Как и ожидалось, у пум из Биг-Сайпресс были явные признаки близкородственного скрещивания, а геном пумы из Эверглейдса указывал на недавнюю гибридизацию. Часть генома пумы из Эверглейдса была похожа на геномы пум из Биг-Сайпресс, причем некоторые длинные участки ДНК ясно показывали, что отец и мать этой особи были близкими родственниками. Другие части генома содержали вариации, полученные от центральноамериканских предков. Когда мы подробно рассмотрели хромосомы пумы из Эверглейдса, оказалось, что количество вариаций колеблется между двумя этими пределами – их либо очень много (состояние после генетического спасения), либо нет вообще (состояние в результате близкородственного скрещивания). Эти два полюса показывают, что происходит после генетического спасения. Всего за несколько поколений у всех пум из Эверглейдса появились длинные участки ДНК, где вариации, привнесенные неродственным скрещиванием, были утрачены. Польза от гибридизации сошла на нет из-за постоянного близкородственного скрещивания.
Мы не проверяли, не утрачено ли за это время разнообразие, которого удалось добиться, когда в Биг-Сайпресс завезли техасских пум (ведь в этой популяции тоже шло близкородственное скрещивание), но, думаю, что так оно и произошло. Генетическое спасение помогло, однако популяция по-прежнему мала и изолированна и у флоридских пум по-прежнему нет выбора – им приходится спариваться с близкими родственниками. Хотя сейчас популяция на вид здорова, к статье, опубликованной на сайте
Без нашего активного вмешательства популяция флоридских пум не восстановилась бы. Люди изменили среду их обитания настолько, что отдельные особи уже не могли ни покидать популяцию, ни вливаться в нее, и как бы мы ни старались оставить их в покое, это не решило бы проблему вырождения из-за близкородственного скрещивания, которое приводило к болезням и бесплодию. Другие исчезающие популяции пум могут быть спасены, если создать для них природные коридоры, по которым особи получат возможность перемещаться естественным путем. А там, где этого сделать нельзя, специалисты по охране природы должны имитировать такой процесс, физически перемещая животных из одной популяции в другую, – причем с той же регулярностью, что и в природе, иначе подобное вмешательство не приведет к успеху.
Флоридские пумы – обнадеживающий пример того, чего может достичь природоохранная деятельность, когда люди готовы вмешаться, но это еще и напоминание, что все человеческие поступки имеют свои последствия. Сегодняшние флоридские пумы – уже не те, что были раньше, и не те, какими стали бы без нашего вмешательства. В сущности, люди и спасли, и создали подвид, который мы теперь называем флоридскими пумами.
Сегодня темпы вымирания животных высоки, но, безусловно, они были бы еще выше, если бы люди продолжили двигаться по той же траектории эксплуатации, что и в XIX веке. На всех континентах запущены программы охраны природы от промышленного использования. Возникли сотни природоохранных организаций, как стихийных, так и государственных, которые ставят перед собой самые разные задачи, – одни защищают те или иные виды и экосистемы, другие борются с браконьерством и китобойным промыслом и ведут просветительскую деятельность с целью убедить коммерческие предприятия и общество в пользе сохранения биоразнообразия. Хотя освоение земель не прекращается, а население планеты растет, люди учатся ценить биоразнообразие, а благодаря этому старания защитить его встречаются более благосклонно и с каждым годом находят все больше поддержки. Конечно, предстоит еще многое сделать. И хотя существующие подходы к охране природы принесли свои плоды, их недостаточно. Чтобы решить природоохранные задачи современности, нам нужны более совершенные и хитроумные технологии и большая готовность вмешаться. Миру необходима очередная научно-техническая революция.
Взять хотя бы историю с водяным гиацинтом.
После того как «Кузен Боб» в 1910 году предложил свой проект, жители Луизианы пытались избавиться от водяного гиацинта любыми средствами, кроме бегемотов. Они вытаскивали растения из воды вручную, жгли их, заливали нефтью, обрабатывали пестицидами. Когда же физические и химические методы не помогли, было решено привлечь к делу другой биологический вид. В Луизиану завезли белого амура, который с удовольствием подъел несколько других водяных сорняков, но водяной гиацинт по достоинству не оценил. Тогда подключили три вида насекомых – двух долгоносиков и мотылька, – которые в ходе эволюции приучились специализироваться на водяном гиацинте. Насекомые попортили растения настолько, что те стали восприимчивы к болезням и начали хуже цвести, но распространяться тем не менее не прекратили. И сегодня плотные зеленые одеяла из гиацинта, блокирующие солнце, истощающие кислород в воде, губящие рыбу, запруживают реки и вызывают экологические и экономические бедствия на всех континентах, кроме Антарктиды. Эту проблему нужно как-то решать.
Инвазионные виды – явление не новое. Биологические виды распространяются естественным образом и иногда переносятся на большие расстояния. Перелетные птицы переносят икру рыб и семена растений через целые континенты. Бури и течения распространяют растения и животных на плавучих островах из водорослей. Несколько лет назад мы с Логаном Кистлером, специалистом по древней ДНК, который специализируется на одомашненных растениях, показали, что тыквы-горлянки переплыли из Африки в Америку по трансокеанским течениям, – причем, хотя плавание продолжалось сотни дней, их семена сохранили всхожесть в достаточной степени, чтобы основать популяции, которые впоследствии обнаружили и окультурили индейцы.
Изобретя путешествия на дальние расстояния, люди тоже стали служить транспортом для распространения видов, иногда преднамеренно, иногда нет. По мере совершенствования технологий темпы распространения при участии человека выросли. Европейские колонисты привозили с собой виды, которые напоминали им о доме; ну а в дальнейшем люди уже ввозили виды с конкретной целью. Например, растение кудзу (пуэрарию дольчатую) ввезли в США из Азии в конце XIX века, чтобы контролировать эрозию почвы. В некоторых областях США кудзу добилось такого успеха, что его прозвали «вьюнком, сожравшим юг», – за склонность глушить растительность, портить линии электропередачи и оплетать дорожные знаки, стоящие машины и все прочее, что встретится на пути, со скоростью до 30 сантиметров в день.
Мы и сегодня перемещаем виды с места на место за экзотическую наружность или вкус, за то, что они, по нашему мнению, могут так или иначе пригодиться, или даже не подозревая, что что-то вообще переносится. В 2016 году инспектор из Министерства сельского хозяйства США перехватил в аэропорту Сан-Франциско посылку с гнездом азиатских огромных шершней, так называемых шершней-убийц, внутри которого были очень даже живые куколки. Иногда огромных шершней едят как деликатес или болеутоляющее средство, поэтому инспекторы решили, что посылка предназначалась все-таки в подарок, а не для экологического теракта. Да, этим инспекторам удалось успешно предотвратить вторжение шершней-убийц в 2016 году, однако в 2019-м взрослых огромных шершней заметили и в штате Вашингтон, и в Британской Колумбии, что вызвало вполне обоснованную панику, поскольку они могли истребить местных медоносных пчел. Виды не способны учитывать политические границы и соблюдать человеческие законы, поэтому продолжают распространяться в ареалы, где их считают инвазионными. Если климат в этих ареалах их устраивает, если они находят там достаточно пищи и могут сделать так, чтобы их самих не ели, то потенциально они могут закрепиться на новом месте.
Сегодня специалисты по охране природы сосредоточены в основном на борьбе с видами, чье появление нанесло экологический или экономический ущерб. Тогда ученые не стесняются вмешаться и пытаются предотвратить закрепление вида, создавая среду, к которой он не приспособлен. В число подобных методов входит отравление инвазионного вида химическими гербицидами и пестицидами – и за это временное снижение численности инвазионного вида приходится платить ухудшением качества воды и почвы, – а также ввоз видов, которые едят или вытесняют вид-разрушитель. Иногда ученые даже пытались устранить инвазионный вид вручную.
Случалось, что подобные меры приводили к поразительным успехам. В 1993 году ученые выпустили божьих коровок на островок Св. Елены на юге Атлантического океана, где южноамериканские щитовки, попавшие на остров двумя годами ранее, пожирали местные деревья
Конечно, устранение вручную – наименее рискованная из существующих стратегий, поскольку она вряд ли нанесет долгосрочный экологический ущерб, однако достигнутое с таким трудом снижение распространенности инвазионного вида сохраняется лишь ненадолго. С 2017 по 2019 год охотникам платили за то, чтобы они по ночам прочесывали район Эверглейдс во Флориде в поисках инвазионного темного тигрового питона. Инвазионные питоны добились в Эверглейдсе сенсационного эволюционного успеха. Их маскировочный окрас идеален, а едят они всех подряд, от мелких млекопитающих и птиц до белохвостых оленей и даже аллигаторов. Неудивительно, что тигровые питоны – настоящая катастрофа для местной фауны, особенно для птиц. За два года кампании охотники изловили в Эверглейдсе более двух тысяч темных тигровых питонов, в том числе особей, достигавших пяти и более метров в длину. Однако все эти старания оказались для инвазионной популяции питонов не страшнее комариного укуса. Значит, нужно искать другой выход из положения.
В начале 2019 года некоммерческая организация
Синтетическая биология как метод контроля над инвазионными видами наверняка окажется действеннее, чем попытки устранить вредителей вручную, а также более гуманной и безопасной для окружающей среды, чем отрава. Однако она еще глубже погружает нас в роль хозяев эволюционного будущего других видов. Впрочем, нас уже и так выбрали на эту роль, и вопрос лишь в том, как далеко мы зайдем. Позволим ли мы себе непосредственно изменить ДНК того или иного вида, чтобы спасти его или другой вид от вымирания? И насколько отличается этот подход от всего, что мы применяем сегодня?
Пока мы раздумываем над этими вопросами и над доступными нам вариантами, на болота Юго-Востока США каждый год выезжают волонтеры, чтобы поучаствовать в плановой расчистке местных прудов, озер и рек. Они заходят по пояс в мутную стоячую воду, пучками выдирают водяной гиацинт и заталкивают его в большие пластиковые корзины, чтобы освободить дорогу каякам, пловцам и рыбе. И каждый год сорняк вырастает снова.
Часть II
Как могло бы быть
Глава шестая
Безрогие
Как-то раз осенью 2019 года, сразу после полудня, я забралась на пассажирское сиденье кроссовера «Хонда» Элисон ван Эненнаам, чтобы прокатиться на ферму при Калифорнийском университете в Дейвисе, где разводили коров. На номерной пластине внедорожника значилось
– Быкомобиль, – сообщила мне, устраиваясь за рулем, Джози Тротт, глава лаборатории Элисон и ее незаменимая помощница. – Элисон просила с ним поаккуратнее.
Я приехала в Дейвис, чтобы прочитать хэллоуинскую лекцию в Центре геномики, и согласилась на это отчасти потому, что получала возможность познакомиться с Элисон. Элисон – одна из ведущих специалистов по биотехнологиям в животноводстве, а кроме того, она прекрасно умеет общаться с людьми и потому стала лицом этих исследований. Я хотела узнать из первых рук не только о подробностях работы Элисон, но и о ее методах коммуникации с широкой публикой, – полагаю, я никого не обижу, если замечу, что этот вопрос редко стоит на повестке дня, когда речь заходит о применении биотехнологий в сельском хозяйстве. А еще, естественно, после событий последних нескольких месяцев я хотела познакомиться с ее племенной коровой Принцессой. К несчастью для меня, расписание Элисон никак не соответствовало таким планам, поскольку она улетела на Хэллоуин в Австралию на конференцию по генетике и животноводству. Однако Джози вызвалась от имени Элисон помочь мне и познакомить с другими участниками рабочей группы, а может быть, и показать их коров.
Нашей первой остановкой был ланч. Пока мы ждали, когда принесут еду, Джози и двое ее коллег, примкнувших к нам, – Джои Оуэн и Том Бишоп – рассказали мне, над какими проектами они сейчас работают. Джои и Том изучали разные способы применения биотехнологий, которые дали бы фермерам больше возможностей влиять на пол будущих телят. Понятно, что владельцы молочных ферм предпочли бы, чтобы в их хозяйстве рождалось больше телочек, поскольку от быка молока не дождешься. Генетический подход, ограничивающий рождение бычков, избавил бы их от хлопот, связанных с продажей бычков на мясо, и от необходимости забивать их при рождении.
Я слушала Джои и Тома и думала о Принцессе: мне было очевидно, что новые биотехнологии – молекулярные инструменты, которые отключают гены, меняют буквы в коде ДНК, берут ген у одного вида и вставляют его в геном другого, – вплотную подвели нас к очередному перевороту в наших отношениях с растениями и животными. Но мне было не так очевидно, сколько еще – по мнению тех, кто работает в сфере синтетической биологии, – нам осталось ждать этого переворота. Сегодня нас побуждают к применению новых технологий те же стимулы, которые двигали нашими предками: улучшить жизнь человека, жизнь наших домашних животных и среду, в которой мы все обитаем. Но новые технологии порождают некое новое ощущение: они кажутся… не такими естественными, что ли. Хуже того – их применение вызывает смутную неловкость, которую всячески разжигают и подпитывают щедро финансируемые глобальные кампании, насыщенные дезинформацией, цель которой – не дать широкой публике понять, на что эти биотехнологии способны, а на что нет. Последствия таких кампаний нельзя недооценивать: сегодня общество настолько поляризовано, что простая попытка обсудить проект с применением этих инструментов может вызвать недоверие, гнев и даже вспышку насилия.
Исследования Элисон – яркий пример того, как трудно работать в этой новой области. Элисон стремится сделать жизнь животных благополучнее, избавить их от страданий – и одновременно улучшить экономическую ситуацию в животноводстве. И хотя она всю свою карьеру посвятила пропаганде этих технологий, будущее видится ей туманным.
Когда Джои и Том описывали мне свои эксперименты, в их голосах тоже не звучало особого энтузиазма. Я чувствовала, что они изо всех сил стараются не падать духом, несмотря на все препятствия, с которыми столкнулась команда в предыдущие несколько месяцев. Но после того как ученым пришлось иметь дело с реакцией общества на историю с Принцессой, им стало трудно рисовать себе будущее, где их работа окажет желаемое воздействие.
Мы поели и направились обратно к машине. Следующая остановка – ферма и, возможно, Принцесса. По пути мы болтали о карьерном росте в науке (вообще) и в биотехнологиях (в частности) и о том, что может ожидать каждого из нас. Джои вот-вот должен был закончить диссертацию и сейчас решал, куда податься – в науку или в промышленность. Выбор предстоял не из простых. Работа в университете обеспечивает больше творчества и независимости, однако найти финансирование для научных исследований вроде тех, которыми занимается Элисон, практически невозможно, – во многом из-за неясного законодательства, регулирующего применение биотехнологий в сельском хозяйстве. А без законодательной основы такие ученые, как Элисон, Джози, Джои и Том, могут потратить годы на работу над проектом только ради того, чтобы в последнюю минуту узнать, что кто-то передумал или какое-то правило истолковали по-новому – и теперь нужно преодолевать новые барьеры. Государственные учреждения вроде Калифорнийского университета в Дейвисе не настолько богаты, чтобы платить за бесконечные серии экспериментов, которых требует нынешнее капризное законодательство. Чтобы продолжать заниматься подобными исследованиями, Джои, возможно, придется искать работу в промышленности.
Когда мы остановились у стойла, наша маленькая компания умолкла. Я думала о Принцессе и ее сложных отношениях с существующим законодательством. Принцесса – по крайней мере, с моей точки зрения – была обычной дойной коровой. Но еще она была продуктом эксперимента, который, насколько я знала из прессы, прошел не совсем по плану. Я знала, что братьев Принцессы кремировали и что пощадили только ее – до поры до времени. Будет ли мне очевидно с первого взгляда, что Принцесса – продукт генной инженерии?
Мы выбрались из внедорожника и направились через главное здание к дальней двери, которая вела во внутреннюю часть фермы. Там повсюду были коровы. Вдали стадо доедало остатки травы. Ближе к нам находился лабиринт из десятков загончиков, где держали коров разного возраста и разных пород, должно быть, участвовавших в самых разных экспериментах. Мы прошли мимо загона с двумя коровами и их маленькими телятами, один из которых упорно, но без особого успеха пытался допроситься молока хотя бы у одной из матерей. Свернув за поворот, мы миновали загон, где жевали жвачку и тупо глядели в пространство десятка два телок, и еще один, в котором содержалось примерно столько же мирных с виду бычков. Но вот наконец и Принцесса – в третьем и последнем загоне в ряду. Ее загон был по размеру такой же, как у всех, но она делила кров лишь с одним животным – мускулистым быком. Оба пристально посмотрели на нас, когда мы подошли и остановились перед ними.
– Это ее муженек, – усмехнулась Джози, показав на быка, и пояснила: – Его задача – чтобы она забеременела.
Джози порылась в корыте с кормом, выбрала из сухого овсюга несколько стеблей люцерны и предложила Принцессе полакомиться.
Я растерялась и осторожно уточнила:
– Я думала, эксперимент завершен?
– Нам надо сделать анализ ее молока, – ответила Джози. – Для Управления по контролю за продуктами питания и лекарствами.
– Анализ на что? – спросила я, не сдержавшись.
Джози повернулась ко мне со смесью досады и недоумения на лице.
– Вот именно, – процедила она, а Том раздраженно прищелкнул языком и отвернулся.
Не будет преувеличением сказать, что генная инженерия в сельском хозяйстве – больная тема. Одни открыто возражают против применения инструментов синтетической биологии для модификации культурных растений и домашних животных, напирая на «неестественность» процесса и на риск непредсказуемых последствий. Другие считают генную инженерию всего лишь простым и точным методом, позволяющим манипулировать с видами точно так же, как мы манипулировали с ними с момента зарождения земледелия. Истина где-то посередине.
Цель генной инженерии та же, что и у традиционной селекции: сделать так, чтобы животные и растения стали вкуснее или полезнее. Однако сам процесс происходит иначе. При традиционном подходе мы скрещиваем двух особей и надеемся, что у кого-то из их потомства проявится желаемая черта. При генной инженерии непосредственно редактируется ДНК организма, что гарантирует проявление нужной черты уже в следующем поколении. Поэтому генная инженерия быстрее селекции, причем иногда процесс сокращается на десятилетия. А если учесть, что население планеты растет и всем людям надо что-то есть, более быстрый и действенный метод усовершенствования культурных растений и домашних животных не может не пригодиться.
Конечный продукт генной инженерии нередко идентичен тому, чего можно было бы ожидать после нескольких поколений селекции, однако же это не обязательно. Методами генной инженерии можно создать так называемые трансгенные растения и животных (организмы, сочетающие черты разных видов). Казалось бы, трансгенные организмы – это что-то из области фантастики, но на самом деле нет. Сегодня у трансгенных растений экспрессируются гены бактерий, что придает им свойства инсектицидов. У трансгенных коров и коз экспрессируются человеческие гены, которые меняют состав молока, повышая его антимикробные качества или делая его пригодным для тех, у кого аллергия на любое молоко, кроме человеческого. У трансгенной гавайской папайи экспрессируются гены вирусов, которые обеспечивают иммунитет к вирусу кольцевой пятнистости папайи. И это лишь несколько примеров реально существующих трансгенных организмов.
На заре синтетической биологии большинство организмов, полученных методами генной инженерии, даже те из них, создатели которых ставили себе целью создать то же самое, что можно было получить при помощи традиционной селекции, были трансгенными, пускай и в минимальной степени. Дело в том, что тогда была распространена практика интегрировать фрагменты бактериальной ДНК, чтобы проверить, что необходимое редактирование состоялось (об этом мы подробно поговорим позже). Это привело к тому, что все продукты, полученные методами генной инженерии, стали обобщенно называть
Более современные подходы к генной инженерии не оставляют в геноме никаких следов процесса редактирования. Поэтому новые организмы, созданные генной инженерией, обычно не трансгенные, а цисгенные, то есть не содержат ДНК других организмов. Чтобы это подчеркнуть, о таких продуктах часто говорят, что они не «получены методами генной инженерии», а просто – «с отредактированным геномом». Цисгенные генно-модифицированные организмы с отредактированным геномом легче находят путь на рынок, чем трансгенные, и поэтому многие компании переключились с создания новых комбинаций организмов (то есть с трансгеники) на усиление или искоренение уже существующих признаков.
Хотя многие организмы с отредактированным геномом, в сущности, тождественны продуктам традиционной селекции, общественное мнение продолжает связывать все организмы, подвергшиеся генной инженерии (иногда их называют генно-модифицированными организмами или ГМО), с трансгеникой, причем с трансгеникой, о которой и думать противно: Льюис, к примеру, представлял себе генно-модифицированные помидоры с фрагментами ДНК рыб, но подобных помидоров не было тогда и нет сейчас. Такой рефлекторный «фу-фактор» и привел к тому, что вокруг ГМО царят путаница и домыслы, причем ситуация лишь усугубляется. Производители продуктов и маркетологи, рассчитывая нажиться на отвращении покупателей, украшают свой товар утешительно-яркими зелеными наклейками, гласящими «Без ГМО», даже если никаких аналогичных генно-модифицированных продуктов не существует и сравнивать не с чем. Зайдя в любой супермаркет, покупатель увидит наклейки «Без ГМО» на апельсинах, лимонах, помидорах, фасоли, оливках и бесчисленном множестве других продуктов, для которых сегодня не существует коммерческих генно-модифицированных аналогов. Кроме того, покупатель – возможно, к своему удивлению – обнаружит наклейки «Без ГМО» на упаковках соли, а между тем соль – минерал и у нее нет ДНК, так что модифицировать тут нечего. Тогда что же означает эта ярко-зеленая наклейка «Без ГМО»? Да в общем-то, ровным счетом ничего.
Определить, что такое генно-модифицированный организм, непросто. Я бы сказала – вслед за многими, – что все, что мы едим, генно-модифицированное, учитывая тысячелетия селекции, в результате которых были созданы наши культурные растения и домашние животные. Но и это не то определение, которое предполагает термин ГМО, и такое превратное толкование не дает увидеть подлинные различия между инструментами генной инженерии и традиционной селекцией.
Несколько суженное определение ГМО охватывает только организмы, полученные людьми в результате применения иных методов, нежели традиционная селекция. Однако и такое определение слишком широко. Апельсины навель, яблоки ханикрисп, арбузы без косточек и фундук – не продукты традиционной селекции, но и не ГМО. Они созданы при помощи прививок: части растений разных видов или линий сращивают друг с другом. Без прививок не получить некоторые наши любимые продукты с наклейкой «Без ГМО». Скажем, виноградники живут под постоянной угрозой филлоксеры, болезни, которую вызывает тля. Люди завезли тлю в Европу из Америки случайно, в XIX веке, из-за чего европейскому виноделию едва не пришел конец, поскольку тля стремительно уничтожала виноградники. Но когда европейские лозы привили к корням американских сортов винограда, устойчивых к филлоксере, европейские виноградники выжили и вино осталось столь же вкусным. Сегодня почти все виноградные лозы в мире получены прививками на американские корни, но вряд ли кто-нибудь станет утверждать, что их надо называть ГМО.
Поскольку прививки не влияют на ДНК отдельных клеток растений, такие организмы можно исключить из числа ГМО, если сузить определение и ввести в него прямое указание на то, что речь идет об организмах с модифицированной ДНК. С учетом этого Евросоюз определяет ГМО как организмы с ДНК «с изменениями, которые не могут произойти естественно в результате скрещивания или природной рекомбинации». Однако, что любопытно, под это определение не подпадают многочисленные сорта фруктов, овощей и злаков, которые получены в прошлом веке в результате мутационной селекции – метода создания новых сортов растений путем преднамеренного облучения рассады мутагенной радиацией или обработки химикатами. Мутационная селекция вызывает множество изменений в последовательности ДНК в случайных местах по всему геному и таким образом меняет фенотип растения. В число продуктов мутационной селекции входят, в частности, бурый рис, популярная пшеница сорта ренан, устойчивая к болезням, и красные грейпфруты, но если верить ярко-зеленой наклейке на бутылке сока из красных грейпфрутов в моем холодильнике, они не считаются ГМО. Почему? Евросоюз утверждает, что хотя, безусловно, во время мутационной селекции одномоментно возникает множество мутаций, но те же полезные мутации, вероятно, могло бы вызвать и достаточно длительное воздействие природных мутагенов (например, ультрафиолетового излучения). А поскольку такие сорта могли возникнуть и естественным путем, они не подпадают под определение ГМО, которое дал Евросоюз.
Внесу ясность: я не утверждаю, что продукты мутационной селекции надо считать ГМО. И не думаю, что для них нужно принимать какие-то дополнительные законы, не те, которым подчиняются сорта, выведенные традиционными методами. Мутации – это не всегда опасно. Каждый раз, когда клетка делится, создается новая копия генома этой клетки, и в этой копии всегда есть ошибки. Например, у каждого ребенка в геноме есть около 40 новых мутаций, которых не было у родителей, и большинство из них никак не повлияют на носителя. Я рассказала об этих продуктах не в качестве аргумента за более строгое регулирование продуктов мутационной селекции, а именно для того, чтобы подчеркнуть, что это все же лукавство – игнорировать тысячи невыявленных случайных генетических изменений, возникающих при мутационной селекции, и при этом требовать изъятия с рынка продуктов, содержащих несколько конкретных и целенаправленно внесенных мутаций, на том основании, что побочные эффекты этих мутаций могут оказаться опасными.
Если определение ГМО, которое дает Евросоюз, сосредоточено на процессе инженерного создания организма, то США предпочли подвергнуть регулированию конечный продукт. Однако из этого не следует, что все генно-инженерные организмы равны перед законом. В США законодательством по генно-инженерным организмам занимаются три управления, составляющие единую Федеральную координационную структуру. Растениями занимается Министерство сельского хозяйства, животными и кормом для них – Управление по контролю за продуктами питания и лекарствами, а пестицидами и микроорганизмами – Агентство по охране окружающей среды. Каждое из них придерживается особого подхода к регулированию. Например, Управление по контролю за продуктами питания и лекарствами относится к генно-инженерным животным и корму для животных как к лекарствам и требует для них тех же испытаний безопасности и эффективности, как, скажем, для нового лекарства от рака. Напротив, министерство сельского хозяйства предпочитает никак не регулировать генно-инженерные растения, если конечный продукт неотличим от растения, полученного в результате традиционной селекции. Благодаря позиции министерства создатели генно-редактированных растений в США чувствуют себя свободнее, чем в любой другой стране, однако отсутствие глобальной координации действий при регулировании этих продуктов в долгосрочной перспективе окажется пагубным. Что произойдет, когда растение, созданное в Штатах при помощи редактирования генома, высадят на ферме в Европе? Оно внезапно превратится в ГМО? А поскольку конечный продукт невозможно распознать как ГМО, то кто сможет это определить? А главное – неужели это и правда важно?
Бури, отец Принцессы, появился на свет в 2015 году на ферме в Миннесоте. Он был одним из нескольких бычков, родившихся той весной в результате процесса переноса ядра соматической клетки, проще говоря, клонирования. Клонирование – это создание организма целиком не из клетки, которая формируется, когда сперматозоид оплодотворяет яйцеклетку, а из другой клетки, соматической, которую берут из какой-то другой ткани организма. На суперупрощенном уровне клонирование происходит примерно так: забирают неоплодотворенную яйцеклетку, из нее изымают ядро, где находится ДНК, а вместо него вставляют ядро соматической клетки. Затем, на этапе репрограммирования, белки яйцеклетки обманывают геном соматической клетки, заставляя его забыть, какого типа была эта клетка (скажем, кожи или молочной железы), и превратиться в ту клетку, которая формируется, когда сперматозоид оплодотворяет яйцеклетку, – то есть в клетку, которая способна делиться и дифференцироваться, порождая все многообразие клеток, составляющих организм. Клонирование в животноводстве не было редкостью, и к 2015 году рождение здоровых клонированных телят являлось событием хотя и радостным, но уже не сенсационным. Однако Бури был не просто клоном. Он был клоном с редактированным геномом.
Геном Бури редактировали ученые из биотехнологической компании
Безрогость, она же комолость, наблюдается у крупного рогатого скота тысячелетиями. Древнейшее свидетельство существования безрогих коров мы находим в искусстве Древнего Египта: на одном изображении таких коров доят дети – свидетельство того, что отсутствие рогов ассоциировалось с мирным нравом. В Европе археологи нашли безрогие черепа крупного рогатого скота на десятках стоянок за последние 4000 лет, а это показывает, что во многих культурах земледельцы предпочитали комолый скот рогатому. Аллель, с которым работала
Легко представить себе, почему скотоводы и земледельцы на протяжении всей истории предпочитали безрогий скот. Безрогих животных легче пасти, перегонять и доить. Рога острые, и напороться на них бывает больно и другим животным, и людям, оказавшимся на пути рогатого зверя. Безрогие животные могут жить более скученно, и скотовод, чье богатство измеряется поголовьем скота на его земле, может держать больше голов, если на этих головах нет рогов. Сегодня безрогий скот ценится так высоко, что фермеры часто решают удалить рога хирургически (а иногда их даже принуждают к этому законы).
В США обезроживают около 15 миллионов телят ежегодно. Обезроживание – процедура дорогостоящая, болезненная и (что естественно) вызывающая большие сомнения в благополучии животных на фермах. Когда
Но постойте! Ведь безрогость у абердин-ангусской породы уже имеется! Более того: у многих пород скота, в том числе у молочных, иногда рождаются безрогие от природы телята. Можно же взять кого-то из них и скрестить с голштинцами. Так почему не пойти нормальным путем?
Потому что это привело бы к экологической и финансовой катастрофе.
Передать аллель комолости от ангусов голштинцам вполне можно было бы и при помощи традиционного скрещивания или искусственного осеменения. Если осеменить голштинскую корову спермой комолого абердин-ангусского быка, теленок наследует комолый аллель от отца и, поскольку для желаемого эффекта достаточно только одной копии, вырастет безрогим. Но беда в том, что от отца теленок унаследует не только комолый аллель. Он получит от ангуса ровно половину своего генома – то есть одна из копий каждого гена будет версией, оптимизированной для получения говядины. Для молочной фермы это катастрофа. Сегодня элитные голштинские коровы дают на 25 % больше молока, чем десять лет назад, и при этом им требуется меньше корма, воды и пространства. А кроме того, поскольку больше пищи перерабатывается ими непосредственно в молоко, они производят меньше навоза и меньше метана. Если же скрестить голштинских коров с абердин-ангусскими быками, то вся оптимизация будет утрачена. Геномы родившихся в результате телят будут представлять собой случайную смесь голштинских и ангусских аллелей, и из них не получится ни хороших молочных коров, ни элитных мясных. Ценные черты молочной породы можно было бы восстановить, если несколько поколений спаривать безрогих, но не самых оптимизированных голштинцев с элитными представителями той же породы, однако на это потребуются десятилетия, и фермер понесет значительные экономические потери.
Редактирование генома позволяет улучшать породу прицельно и избирательно, а не смешивать наугад два генома, надеясь на удачу. Мы точно знаем, какие генетические изменения нам нужны, чтобы добиться желаемого фенотипа (комолости), и можем добиться этой перемены с идеальной точностью. Редактирование генома позволяет передать естественный безрогий фенотип от абердин-ангусской породы голштинцам за одно поколение и тем самым повысить уровень благополучия животных, не мешая развитию особенностей, которые делают голштинских коров такими рекордсменками по надоям. Безрогие голштинцы с отредактированным геномом – не трансгенные организмы, так как эта черта возникла у крупного рогатого скота естественным образом. А поскольку комолый аллель был у наших коров на протяжении сотен поколений, мы точно знаем, какого фенотипа ожидать: здоровое и плодовитое безрогое животное, чье мясо и молоко можно употреблять в пищу совершенно так же, как и все эти тысячи лет, ничего не опасаясь.
Заманчиво, правда? Любой, кто, знакомясь с семейством новых биотехнологий, услышит рассказ о безрогих голштинцах, пожалуй, даже удивится: казалось бы, что здесь может не понравиться? Однако история генной инженерии, как и история движения ее противников, началась не с этого. Чтобы все узнать, нам придется вернуться почти на пятьдесят лет назад.
В 1973 году Герберт Бойер наговорил лишнего на научной конференции. Возможно, случайно: Бойера пригласили рассказать об открытии, сделанном в его лаборатории. Речь шла о молекуле
Поделиться книгой: