Карл Циммер - Она смеется, как мать [Могущество и причуды наследственности] [litres]

Поскольку Дженнифер Дудна с коллегами предостерегала против использования CRISPR для людей, Биер, Ганц, Эсвелт и другие исследователи занялись изучением иных возможных путей применения генного драйва. На конференциях и в научных обзорах они предлагали некоторые способы с помощью этой технологии изменить жизнь к лучшему. Создание невосприимчивости к малярии у комаров позволило бы сохранить тысячи или даже десятки тысяч человеческих жизней ежегодно. Эсвелт отправился на остров Нантакет, чтобы предложить его жителям использовать CRISPR для живущих там мышей. Можно было бы сделать грызунов невосприимчивыми к болезни Лайма и таким образом разорвать цикл передачи заболевания. Ботаники подумывали о борьбе с сорняками, приобретшими устойчивость к гербицидам. Если использовать генный драйв, то, возможно, удалось бы удалить гены этой устойчивости и заменить их на те, которые сделали бы растения снова уязвимыми.

А почему бы не использовать CRISPR, чтобы вызвать гибель популяции или даже целого вида? Ученые могли бы ввести «нежелательному» животному гены, снижающие его плодовитость. Те, кто унаследует эти гены, дали бы меньше потомков, но благодаря CRISPR таких генов в популяции становилось бы все больше. В конце концов популяция пересекла бы критическую точку и погибла.

Биологи, занимающиеся охраной природы, давно мечтали получить подобную возможность для борьбы с инвазивными видами. К примеру, змеи или крысы, завезенные на отдаленные острова, могут уничтожить местные виды птиц, поедая их яйца. Группа австралийских ученых подсчитала, что внедрение сотни измененных с помощью CRISPR грызунов могло бы уничтожить их 50-тысячную популяцию [1164] Prowse 2017. . И на это потребовалось бы всего пять лет.

Но генный драйв несет и опасность. Если ученые выпустят его в дикую природу, он может сработать не так, как хотелось бы. Он способен причинить вред, который невозможно будет устранить. Один из организованных Национальной академией наук США комитетов в 2016 г. опубликовал доклад, в котором предупреждал, что генный драйв может иметь «необратимые последствия для организмов и экосистем» [1165] National Academy of Sciences 2016. .

Искусственно созданный генный драйв ставит очень серьезные этические вопросы, вероятно, даже более серьезные, чем использование CRISPR для редактирования человеческих эмбрионов. Он способен менять наследственность, причем не только генетическую. Мы в состоянии радикально изменить гены, которые животные или растения унаследуют в далеком будущем. А вдруг мы оставим нашим потомкам такое экологическое наследие, за которое они будут нас проклинать? Чтобы оценить, разумно ли использовать это орудие, нам хорошо бы оглянуться назад и посмотреть, как за последние 10 000 лет мы изменили наше экологическое наследие с помощью других инструментов [1166] Ellis 2015. .

Благодаря кумулятивной культуре человечества охотники-собиратели могли передавать следующим поколениям знания о том, как собирать урожай и управляться с животными. Так, в значительной мере сами того не подозревая, некоторые из них создали новые условия, где могло развиваться сельское хозяйство. Их потомки стали земледельцами, они сеяли растения и выращивали скот. Каждое новое поколение получало не только знания, необходимые для земледелия. Теперь люди оставляли своим потомкам еще и экологическое наследство.

Около 10 000 лет назад дети рождались в мире, созданном огнем, охотой и поиском еды. Земледельцы начали обрабатывать землю, со временем процесс становился все быстрее и интенсивнее. Расчищая поля для посадок, они могли выращивать достаточное количество еды, чтобы накормить свои семьи и продать излишки. Перестав переходить с места на место, земледельцы поселились в деревнях с крепкими домами и амбарами, где можно было хранить запасы пищи. Теперь у них появилась возможность передавать это накопленное богатство своим детям вместе с землей, на которой они разбогатели.

Такая новая форма наследственности неизбежно создавала напряженные отношения: семейную землю надо было маленькими кусочками делить между детьми – или передавать только одному из них, обрекая остальных искать другое занятие. Отношения эти вынуждали некоторых членов семьи находить и расчищать другие, новые земли. Также они побуждали их к поиску и освоению новых культурных практик, позволяющих получать с имеющегося участка больший урожай, – так, например, началось использование плугов, в которые впрягали лошадей или волов [1167] Williams 2003. . К началу бронзового века были изобретены печи. С их помощью достигалась температура, с которой люди никогда раньше не имели дела. Горняки поэтому могли плавить руду, а кузнецы – обрабатывать металл. Они обнаружили, что уголь был более удачным топливом, чем дерево. Благодаря высокой температуре создавались новые металлические орудия, в том числе топоры, которые земледельцы могли использовать для вырубки лесов, и плуги, которые они использовали для выращивания большего урожая.

Однако эти достижения не освободили земледельцев от цикла обратной связи между их культурой и окружающей средой. Краткосрочные преимущества, которые они получали от использования новых орудий, были получены за счет долговременного снижения плодородия земель. Когда поля истощались и теряли свою продуктивность, наши предки вырубали леса, чтобы обрабатывать ранее неиспользуемые почвы, которые считались слишком бедными. Эта обратная связь продолжала способствовать увеличению численности населения, стимулируя новые культурные нововведения. А те, в свою очередь, давали людям возможность превращать в населенные пункты и сельскохозяйственные территории все больше диких земель.

Промышленная революция, которая произошла примерно через 10 000 лет после аграрной, усилила этот цикл обратной связи. Теперь вместо плугов с запряженными в них животными фермеры смогли использовать на полях тракторы, работающие на новом топливе – бензине. Вместо того чтобы удобрять поля навозом собственного скота, они стали применять удобрения, добытые в шахтах или полученные из нефти. Материи из хлопка, собранного рабами Нового Света, ткали отныне не люди, а работающие на угле ткацкие станки. После того как через континенты протянулись железные дороги, люди получили возможность питаться мясом, которое «паслось» на расстоянии тысяч миль от них. Теперь влиянием человеческой культуры создавалось всемирное экологическое наследие.

С определенный точки зрения этот культурный цикл обратной связи можно считать большим успехом. До аграрной революции квадратный километр земли обычно мог прокормить менее десяти охотников-собирателей. Сегодня при интенсивной обработке он может кормить тысячи. В начале XIX в. более 90 % населения Земли жили в страшной нищете, зарабатывая около 2 долл. в день. Ныне так живет менее 10 %. Средняя продолжительность жизни американца, родившегося в 1900 г., не превышала 50 лет. Дети, рожденные в США в 2016 г., будут жить в среднем до 79 лет.