<p>Роберт Р. Олсен. Палеонтология — наука экспериментальная</p>

“Компьютерная реконструкция ископаемых организмов”, Л. Р. Смицер (докладчик), С.Д. Холлоран, П. МакБрайд, Г. С. Смит, П. С. Эберхарт, Геологическое Общество США. Из Сборника резюме докладов. Секция Кордильерского горообразования. 1979 г. С. 14.

Успехи в развитии компьютерных технологий привели к появлению возможности осуществить реконструкцию ископаемых организмов, используя органические материалы, обнаруженные в геологических отложениях или, по крайней мере, разработать теоретические основы такой реконструкции. Методы восстановления органической ткани из единичных молекул ДНК сегодня широко распространены, и действенная реконструкция ископаемых организмов зависит только от степени сохранности цепочек ДНК в найденных останках. Из-за деструктивной природы формирования останков в геологических слоях воспользоваться данной технологией можно для реконструкции образцов, начиная с позднего Третичного периода.

В случаях, когда в ископаемых образцах присутствует обильный, хотя и фрагментарный органический материал, он отделяется от горных пород и подвергается микроанализу с целью определения сохранившейся части молекулы ДНК. Результаты анализа вводятся в компьютер и тот, сопоставляя данные разных фрагментов, строит сложную модель ДНК, что определяет особенности и развитие реконструируемого организма. Смоделированная ДНК затем может быть синтезирована либо на основе трудоёмкого процесса формирования молекулы добавлением простейших аминокислот, либо, в идеале, встраиванием имеющихся фрагментов ДНК в конечную молекулу. Несмотря на то, что последний из этих процессов недавно был успешно осуществлён в лабораторных условиях, всё же участки вживления фрагментов ДНК являются уязвимым местом в структуре молекулы, и в присутствии определённых химических веществ в них возможен распад этой молекулы ДНК.

Первые эксперименты подобного рода были осуществлены на нескольких образцах наземных улиток из плейстоцена и одном образце гинкго из плиоцена. Хотя некоторые из этих образцов ещё находятся на ранней стадии реконструкции, две улитки уже развиваются нормально, а гинкго даже посажено в землю и демонстрирует здоровый рост.

“Ископаемые Tyrannosaurus nevadensis и другие динозавры. Адское плато, Невада”, С.С. Морроу, Геологическое Общество США. Из Сборника резюме докладов. Секция Кордильерского горообразования. 1979 г. С. 19.

Давно известно, что в районах западной Юты и восточной Невады встречаются хорошо сохранившиеся останки динозавров, и недавно было обнаружено очередное место с отлично сохранившимися образцами. В труднодоступной области возле Шэдоу Пик в Скалистых горах в небольшом каньоне, что не исследовался ранее и известен местным жителям как Адское плато, обнаружены отложения позднего мелового периода. Эти горные породы, образованные континентальными сланцами и песчаником толщиной около тридцати пяти футов, залегают на отложениях формации Бонанза-Кинг кембрийского периода. Поверх меловых отложений, содержащих ископаемые останки, залегают устойчивые вулканические и вулканогенные породы позднего Третичного периода, образующие верхнюю часть Скалистых гор возле Шэдоу Пик.

Предполагается, что меловые отложения соответствуют речному каналу, возникшему в мягких породах, и состоят из глинистых сланцев и мелко- и среднезернистого песчаника, имеющего окраску от красноватого до бледно-жёлтого цветов. Материал этот рыхлый и позволил сохраниться в очень хорошем состоянии ископаемым останкам.

Эти останки представляют собой различные кости и образцы кожного покрытия, преимущественно Tyrannosaurus nevadensis, но также обнаружены органические материалы трёх Triceratops и существа, очень близкого к Trachodon, но имевшего более хрупкую конструкцию. Все останки очень хорошо сохранились — не наблюдается химических замещений и критических повреждений. Исключительная засушливость местности наравне с рядом других факторов способствовала такой замечательной сохранности. Когда образец кожи намочили и оставили на ночь, то утром появился запах явно органического происхождения, свидетельствовавший о появлении процесса гниения. Образцы кожи имели серо-зелёный цвет и отличались очевидной грубостью и прочностью.

Было собрано несколько фунтов этих хорошо сохранившихся останков. Безусловно, вызовет широкий интерес последующее биохимическое исследование этих останков, так же как и изучение геохимических процессов их формирования в соответствующих геологических слоях. Ранее подобного рода исследования не привлекали к себе заслуживающего внимания по причине отсутствия органических останков, сохранившихся в надлежащем состоянии. Сегодня данная проблема в значительной мере снята.

“Компьютерная реконструкция ДНК ископаемых Tyrannosaurus nevadensis”, Л.Р.Смицер (докладчик), С.Д. Холлоран, П. МакБрайд, Г. С. Смит, П. С. Эберхарт, Геологическое Общество США. Из Сборника резюме докладов. Секция Кордильерского горообразования. 1985 г. С. 21.

Компьютерная реконструкция структуры ДНК ископаемого материала, полученного с Адского плато, находится в самом разгаре, однако можно уже высказать предварительные заключения как о биохимии исследуемого организма Tyrannosaurus nevadensis, так и о химической структуре его останков.

Хотя органические материалы Tyrannosaurus nevadensis и составляли подавляющее большинство ископаемых останков, однако компоненты других ящеров создавали определённые трудности на начальном этапе распознавания образцов. Тем не менее, разделение сохранившихся образцов было проведено, и ДНК Tyrannosaurus nevadensis была успешно выделена с помощью молекулярного зонда. Целых молекул ДНК обнаружено не было — самый крупный фрагмент содержал 45 процентов от полной генетической информации, как потом нами было выявлено. Другие большие фрагменты, некоторые слегка повреждённые, содержали 30, 28, 17, 12 и 8 процентов от полной информации по ДНК молекуле, необходимой для реконструкции живого организма. Таким образом, в компьютер был введены данные по всем фрагментам с суммарными 40 лишними процентами. Анализ установил, что эти лишние проценты, превышающие значение 100, оказались не столь излишними, как можно было ожидать, но достаточными, чтобы обеспечить получение всех необходимых данных по молекуле ДНК.

После компьютерной реконструкции структуры молекулы ДНК начались экспериментальные работы по её синтезу и культивированию. Используя технику, описанную в предыдущей нашей работе (1983 года), фрагменты ДНК молекулы микрохирургической процедурой объединялись воедино, и затем объединённая молекула была внедрена в качестве ядра в препарированную яйцеклетку каймана, из которой было удалено её собственное ядро.

Итак, на данный момент удалось осуществить химическую репликацию исходной ДНК, и эмбрион был помещён в систему жизнеобеспечения. Развитие зародыша идёт стремительными темпами, и событие, аналогичное рождению, планируется 11 августа 1986 года, что соответствует 11 месяцам вынашивания.

“Онтогенез и формирование искусственных образцов Tyrannosaurus nevadensis”, С.Д.Холлоран (докладчик), П. МакБрайд, Г. С. Смит, П. С. Эберхарт, Геологическое Общество США. Из Сборника резюме докладов. Секция Кордильерского горообразования. 1987 г. С. 13.

Искусственно созданный эмбрион Tyrannosaurus nevadensis, что являлся объектом предыдущего нашего доклада, был внедрён в систему жизнеобеспечения 12 июня 1985 года с целью выращивания живого индивида данного вида. Эта работа была выполнена в Палеонтологической лаборатории университета имени Крэйга в Гастингсе, Калифорния. И, хотя окружающая среда эмбриона, конечно, существенно отличалась от естественной среды для данного организма, он стремительно рос, нормально проходя через все стадии эмбрионального развития.

На шестом месяце резко возросла потребность в кислороде (на 47 процентов), и она была удовлетворена благодаря тщательному контролю за состоянием питательной среды. К концу седьмого месяца эмбрион достиг около пяти дюймов длины и девяти унций веса. В этом же возрасте были отмечены первые признаки электрической активности в мозговом отделе, и стало понятно, что новый организм неминуемо родиться.

Получившееся существо оказалось самцом, и оно было изъято из системы жизнеобеспечения эмбриона 7 июля и помещено в террариум, заполненный насекомыми и маленькими рептилиями разных видов. Животное к этому моменту имело восемь дюймов длины и весило 13 унций. В течение первых семи часов дыхательная функция была несколько вялой, но затем пришла в состояние, являющееся для этого существа нормальным. С самого начала оно вело себя, как энергичный и агрессивный хищник — съело две небольшие ящерицы во время первого же дня активной жизни.

Семь недель спустя животное смогло проломить проволочное заграждение террариума — оно тогда было размером с большую собаку — и какое-то время свободно гуляло по Палеонтологической лаборатории. За это время мы потеряли нескольких животных, находившихся в лаборатории, в частности, двух немецких овчарок. К сожалению, при попытке поймать это существо трагически погиб и доктор Смицер, который первым обнаружил место в лаборатории, где оно спряталось от нас.

В заключение отметим, что, несмотря на большие трудности, нами получено большое количество данных об этом существе, которое вынуждены были перевести из Палеонтологической лаборатории в более безопасное место, находящееся в загоне для слонов в зоопарке Сан-Диего. Собранные данные указывают на необходимость пересмотра текущих взглядов на сообразительность и агрессивность тероподов, так же как и на их образ жизни.

“Аномалии поведения Tyrannosaurus nevadensis, характерные образцу Смицера”, С.Д.Холлоран (докладчик), П. МакБрайд, Г. С. Смит, П. С. Эберхарт, Геологическое Общество США. Из Сборника резюме докладов. Секция Кордильерского горообразования. 1988 г. С. 8.

Продолжающаяся программа научных исследований в Палеонтологической лаборатории университета имени Крэйга нацелена на получение искусственно выведенных особ вида Tyrannosaurus nevadensis. Успешно было получено одно существо данного вида из добытых образцов путём восстановления молекулы ДНК из фрагментов ископаемых молекул, и это существо было помещено в загон слонов в зоопарке Сан-Диего, после того, как оно продемонстрировало свою силу, оказавшуюся чрезмерно опасной для лабораторных условий.

Условия содержания в зоопарке были ужесточены возведением двух прочных стальных барьеров на расстоянии десяти футов друг от друга, чтобы обеспечить адекватную защиту от Tyrannosaurus на время его взросления с условием еженедельной проверки состояния внутреннего барьера и восстановления повреждённых участков. Постепенно вместе с взрослением существа его чешуйчатое с красными и коричневыми пятнами покрытие заменялось на зеленовато-коричневое, что должно было способствовать выполнению маскирующей функции в меловой период. Замена происходила единовременно и ежемесячно на протяжении всего периода, пока наблюдался максимальный рост существа, и сопровождалась нехарактерным поведением животного. Обычно в период линьки все рептилии становятся вялыми и пассивными, однако тираннозавр Смицера в это время превращался в необычайно злобное и гиперактивное существо. Несомненно, именно из-за этой особенности, а также нашего упущения в обслуживании, это животное смогло очутиться 8 декабря между внутренним и внешним барьерами, что привело к трагической гибели доктора МакБрайда. Достоверно было зафиксировано, что доктор МакБрайд находился в тот момент приблизительно в четырёх футах за внешним барьером, однако существо смогло схватить его передними лапами и втащить внутрь между барьерами, где и поглотило. При тогдашнем уровне развития животного его передние лапы имели в длину пять футов и шесть дюймов, и данный случай показал, что передние лапы у существ этого вида играли более важную роль в процессе добычи пищи, чем считалось ранее.

Мощная мускульная структура задних лап тираннозавра также предоставляла этим особенным существам существенные адаптационные преимущества. Наблюдения часто свидетельствовали о том, что, завладев добычей, животное топчет её задними лапами, раздавливая в подобие растительного месива. Считается, что такое поведение связано с привычкой заглатывать пищу одним куском, что свойственно современным рептилиям. Так как передние лапы в этом процессе не участвуют, то задние и выполняют роль приспособлений для подготовки добычи к употреблению.

“Результаты компьютерной реконструкции ДНК тираннозавра Смицера”, С.Д.Холлоран (докладчик), Г. С. Смит, П. С. Эберхарт, Геологическое Общество США. Из Сборника резюме докладов. Секция Кордильерского горообразования. 1989 г. С. 27.

После того, как Смицеровский образец Tyrannosaurus nevadensis достиг своей физической зрелости (хотя он и продолжал расти дальше, как делают все современные рептилии), стало уместным проверить, насколько отличается искусственно реконструированная нами молекула ДНК, сложенная из фрагментов ДНК ископаемых останков тираннозавра из штата Невада, с хорошо известной генетической структурой существ этого вида, выведенной ранее. Определённые аномалии, что мы наблюдали, могли быть связаны с ошибками в реконструкции молекулы, однако в целом эта процедура была осуществлена успешно, что открывает отличные перспективы для будущих реконструкций.

Обнаруженные в полученном существе аномалии можно разбить на два класса: физические (в формировании внешнего облика) и поведенческие.

Сейчас существо Смицера имеет такие же большие размеры, какие имел самый большой известный ископаемый тираннозавр, но один из авторов нашего доклада считает, что оно не достигло ещё возраста полной зрелости, а это может говорить о том, что в реконструированной молекуле ДНК имеется дефект, который и определяет чрезмерный продолжающийся рост существа. Данное утверждение со временем будет бесспорно подтверждено дальнейшим увеличением размеров тираннозавра Смицера. Быстрый его рост как в состоянии эмбриона, так и после рождения вызвал протесты некоторых официальных властей. Однако, можно высказать предположение, что такое его бурное развитие обусловлено не генетическими отличиями, а тем, что он получает достаточное количество пищи, то есть находится в благоприятных условиях жизни.

Хотя животное и проявляет странные отклонения в своём поведении, как отмечалось нами в предыдущем докладе, однако, неизвестно, являются ли эти отклонения необычными или вполне естественными для Tyrannosaurus nevadensis в меловом периоде. Другие аспекты поведения, как и описанные выше, во многом определяются имеющимися условиями. В качестве примера можно привести привычку тираннозавра Смицера точить свои зубы о стены бетонных зданий.

В заключении следует сказать, что за исключением, возможно, аномально крупного размера, тираннозавр Смицера является вполне нормальным представителем своего вида, что свидетельствует о больших выгодах, что могут принести дальнейшие исследования в области реконструкции ископаемых существ с помощью фрагментов их ДНК.

“Хищнические привычки Tyrannosaurus nevadensis smizer”, Г. С. Смит, Геологическое Общество США. Из Сборника резюме докладов. Секция Кордильерского горообразования. 1989 г. С. 21.

Так как Tyrannosaurus nevadensis smizer является очень мощным хищником, и наше существо достигло необычно крупных размеров, возникла очень серьёзная проблема, связанная с обеспечением его необходимой пищей — питательной и удовлетворяющей данное животное. Из-за отсутствия травоядных динозавров, тем более большого размера, что были подходящей для тираннозавров добычей в прошлом (но скоро эта проблема будет снята — смотрите работу Смита в издании Геологического Общества Америки, Баффало), мы вынуждены были использовать мелких животных. Нормальным поведением для тероподов считалось, что после того, как они наедятся до отвала, они должны спать несколько дней, а после пробуждения — доесть то, что не доели до этого от крупного травоядного. У нас же был только домашний скот и волы. В результате периоды отдыха почти отсутствовали, и наше существо, конечно, было чрезвычайно активным и постоянно требовало еды.

В марте этого года тираннозавру Смицера удалось сбежать, что привело к прискорбной гибели доктора Холлорана и доктора Эберхарта, и это нанесло непоправимый удар по нашему проекту, но в то же время предоставило неповторимую возможность изучить привычки существа в более естественных природных условиях. К счастью тираннозавр очень сильно испугался автомобилей, и даже удивительно, что ему удалось выбраться из района Сан-Диего, и благодаря его пугливости количество жертв среди людей и домашнего скота было минимально.

Так как динозавр имеет чрезвычайно большие размеры, его видело большое количество людей, пока он передвигался в направлении озера Эльсинор. К этому времени животное выросло ещё больше и вынуждено было часто останавливаться, чтобы перекусить. Оно отдавало заметное предпочтение местному Херефордскому скоту. Как отмечали многие наблюдатели, тираннозавр топтал задними лапами свою жертву, что замечательным образом подтверждало представления о поведении ящероподов с низким уровнем развития.

Хотя существо всё ещё остаётся на свободе, поимка его ожидается в любое время. Так как оно стало меньше бояться автомобилей, была осуществлена эвакуация всех из района озера Эльсинор. Ситуация пока является стабильной — на эту территорию загоняются стада скота, чтобы удерживать тираннозавра поблизости и чтобы он никуда не ушёл в поисках пищи.

“Смерть и посмертное исследование Tyrannosaurus nevadensis smizer”, Г. С. Смит, Геологическое Общество США. Из Сборника резюме докладов. Секция Кордильерского горообразования. 1990 г. С. 17.

Несмотря на то, что выращивание живого Tyrannosaurus nevadensis имеет бесценную научную значимость, оно несёт с собой и огромную проблему, что особо подтвердил его побег в марте 1989 года. После того, как это существо направилось на север, оно спокойно пребывало в районе озера Эльсинор. Но в октябре с наступлением холодной погоды оно стало выказывать явные признаки беспокойства. Наконец, 4 ноября пошёл холодный дождь, и существо стремительно направилось на юг. И тут гражданские власти категорически потребовали (Народ Калифорнии против Смита), чтобы этот динозавр был умерщвлён. И хотя ещё были проведены не все наблюдения и исследования, власти настояли на своём.

Многие методы умерщвления оказались неудачными и привели только к ненужным трагедиям. Было решено для усмирения монстра воспользоваться слабостями его реконструированной генетической структуры. Так как его молекула ДНК имела еле заметные дефектные участки, было решено ввести ему K-риосианин с помощью выстрела из базуки. Эта процедура не приведёт к мгновенному результату, но она заблокирует формирование новых клеток и запустит гибель всех имеющихся молекул ДНК.

Но, прежде чем динозавр скончался, он почти добрался до мексиканской границы, упав замертво посреди Сан-Диего. По достоверным оценкам его высота достигла пятого этажа (об этом свидетельствовало отсутствие существенных повреждений в Юнион-Билдинг на шестом этаже и выше). То есть по грубым оценкам его высота составляла сто футов, что подтвердилось впоследствии простым измерением мёртвого животного, лежавшего на улице. Смерть была вызвана внутриклеточным разрушением, запущенным инъекцией указанного выше вещества, и наступила она спустя неделю и два дня после инъекции.

Для проведения дальнейших исследований рекомендуется более тщательно выбирать существа для искусственного выращивания, потому что эта процедура полностью отработана и эффективна. Особо высокую значимость она имеет для задачи изучения поведения вымерших животных. Предпочтение следует отдавать хищникам, имеющим зачатки мышления, а, значит, более предсказуемым, нежели крупным рептилиям. К примеру, сейчас имеется несколько противоположных точек зрения на кормовые привычки древних пещерных медведей — некоторые авторы считают, что они были исключительно плотоядными в отличие от современных всеядных медведей. В Палеонтологической лаборатории в настоящее время выращивают эмбрион Arctotherium californicum, общеизвестного, как гигантский пещерный медведь, реконструированного из ДНК ископаемых останков, найденных на Rancho La Brea. Когда это животное появится на свет, без всяких сомнений будут найдены ответы как на этот, так и на многие другие вопросы.