Рой Милз - Кости: внутри и снаружи

В процессе фоссилизации череп а часто оказываются раздавлены и сломаны, дополнительному риску они подвергаются во время извлечения и транспортировки. Для точных анатомических и функциональных исследований необходимо знать исходную форму объекта. В прошлом ученые восстанавливали форму черепа по фотографиям, наброскам и ручным гипсовым слепкам внутренних полостей. В наши дни цифровая реконструкция на основе данных со сканеров позволяет виртуально убрать мелкие дефекты, вернуть на место недостающие фрагменты, правильно расположить разделенные участки и придать объем сдавленным образцам. Бесстрастный компьютер поможет уменьшить количество ошибок, связанных с субъективной трактовкой данных и предвзятостью (не всегда заметной): он применит математические методы и выдаст набор реконструкций, которые ученые внимательно рассмотрят и обсудят.

Ученые и исследовательские институты сканируют образцы, собранные за последние двести лет, и публикуют результаты в интернете. На основе накопленных больших данных специалисты смогут получить точную картину глобальных эволюционных закономерностей, связанных не только с формами скелетов, но и с их функциями и химическим составом. Изучая историю человечества, мы больше не будем слепцами, ощупывающими слона. Свою роль в обработке массивов данных сыграет и искусственный интеллект: он заметит связи там, где люди видят лишь случайности.

Высокотехнологичные методы лабораторного анализа артефактов изменят не только палеонтологию, но и антропологию. Один из примеров – повторное исследование граней каменных орудий, которое проводится при тысячекратном увеличении и уточняет результаты первичной оценки, сделанной невооруженным глазом. Если будут обнаружены микроскопические фрагменты кости, ученые смогут извлечь из них ДНК и изучить ее. Безусловно, масштабные исследования в этой области еще впереди. Другой пример – применение ДНК, выделенной из древних костей, для выявления неизвестных или неверно понятых связей между различными видами вымерших животных. Раньше ученые полагались лишь на грубые физические сопоставления. Этот метод также позволит осуществить детальное химическое сравнение вымерших и существующих видов – например, неандертальцев и людей.

Стоит ли ожидать, что когда-нибудь ДНК, полученную из костей вымерших животных, ученые используют для клонирования и возрождения древних видов? Если не затрагивать вопросы этики и целесообразности, все зависит от того, как давно произошло вымирание. Ученым уже удалось выделить ДНК из остатков мамонта, возраст которых как минимум четыре тысячи лет, – этот мамонт погиб незадолго до исчезновения вида. Старейшему на сегодняшний день полному геному семьсот тысяч лет. Он был получен из лошади, обнаруженной в вечной мерзлоте Юкона. Весьма примечательный факт, так как ДНК сразу после смерти начинает распадаться. Согласно устоявшемуся мнению, эти молекулы не способны выдержать фоссилизацию. Ученые добывают обрывки ДНК из окаменелостей динозавров, которые старше юконской лошади в сотню раз, но сомневаются, что когда-нибудь мы сможем извлечь из таких костей полноценную генетическую информацию. Поживем – увидим.

С белками другая история. Ученые смогли выделить и проанализировать цепочки аминокислот коллагена из ископаемых остатков млекопитающих возрастом три с половиной миллиона лет. Белки закодированы генетически, поэтому анализ таких последовательностей позволяет лишь предположить, как выглядела давно исчезнувшая ДНК. Аналогичным образом по ксерокопии старого снимка можно догадаться, каким был негатив. Исследуя древний коллаген, ученые путем обратной инженерии получают фрагменты ДНК, которые контролировали выработку этого белка. Однако в нашем распоряжении только кости и зубы, а белки мягких тканей нам недоступны, поэтому такой метод не приблизит нас к полной цепочке ДНК, необходимой для воссоздания древних тварей.

Ледяной человек Этци, мамонты и берцовая кость юконской лошади намного моложе. Они покинули свои промерзшие могилы из-за глобального потепления, а в будущем к ним могут присоединиться и другие животные. Содержимое природных «морозильных камер» обогатит наши знания о жизни на Земле. А будут ли кости наших современников доступны для исследований через тысячи лет? Кремация, которая сейчас вошла в моду, этому не способствует, а в случае погребений в землю эксгумация для научных целей и последующая консервация останков могут оказаться под запретом из-за культурных аспектов и уважения к умершим. Конечно, нельзя исключить кошмарный, но реалистичный сценарий, в котором грязевые оползни, лавины и извержения вулканов обеспечат ученых будущего работой даже без материала традиционных захоронений. Несмотря на этот мрачный прогноз, обнаженную кость ждет интересная, яркая судьба: она продолжит рассказывать нам об истории планеты.

А как насчет другой способности обнаженной кости – вести летопись человеческой культуры? Вначале скажем пару слов о том, какую роль кость играть не будет. Древняя история кости как лучшего материала для изготовления иголок, дудочек, рыболовных крючков, вошебоек, ложек, гребней и игральных кубиков подошла к концу. В этом качестве кость привлекает лишь тех, кто коллекционирует предметы ручной работы или мастерит их сам. Пусть музеи вечно оберегают эти символы человеческой культуры. Сейчас они активно размещают в интернете оцифрованные собрания своих экспонатов. Теперь коллекции можно осматривать и изучать из любой точки мира. Чтобы убедиться в этом, найдите сайт своего любимого музея антропологии, палеонтологии, естественной истории, науки, медицины, ветеринарии, музыкальных инструментов, декоративного или изобразительного искусства, кликните на поиск по коллекции, впишите слово «кость» и наслаждайтесь. Я часто так поступаю и узнаю очень много нового. Еще один положительный момент: электронный доступ к коллекциям позволяет реже брать экспонаты в руки и тем самым защищает их от неизбежного разрушения.

Ученые будущего не найдут костяных пуговиц и наконечников для стрел, сделанных в наше время. И все же кость останется одним из культурных маркеров. Талантливые архитекторы, инженеры и дизайнеры все чаще будут обращаться к ее плавным очертаниям и вдохновляться изяществом ее форм. Эти контуры природа доводила до совершенства более пятисот миллионов лет. Они позволяют живой кости выполнять свою основную функцию – надежно поддерживать владельца. С помощью компьютерного дизайна и трехмерной печати мы сможем воспроизводить живые формы, которые нельзя было воссоздать, применяя традиционные технологии. Красоту кости, воспетую скульпторами и художниками, будут прославлять следующие поколения творцов. Даже в далеком-далеком будущем кость сохранит свое великолепие, практичность и бессмертие. Кость, безусловно, заслуживает признания и почтения.