32 тысячи лет в заморозке: ученые вернули к жизни нечто из древних времен

Палеоботаника открывает новые горизонты в изучении древней растительности, помогая понять, как растения приспосабливались к суровым климатическим условиям в далеком прошлом.

Одним из самых значительных достижений в этой области стало восстановление вымершего растения из замороженных тканей, что стало настоящим прорывом в науке. Этот успех не только поднимает важные научные и этические вопросы, но и предоставляет уникальную возможность исследовать эволюционные процессы и изменения окружающей среды, происходившие на Земле на протяжении тысячелетий.

В 2007 году ученые обнаружили окаменелые семена в норе арктических белок, расположенной на глубине 38 метров под ледяным покровом Сибири, недалеко от реки Колыма. С помощью радиоуглеродного анализа было установлено, что возраст этих семян составляет около 31 800 лет.

Они принадлежали растению Silene stenophylla, известному как смолёвка узколистная, которое считалось вымершим и процветало в эпоху плейстоцена.

Уникальные условия вечной мерзлоты, действовавшей как природный холодильник, позволили сохранить растительные ткани в идеальном состоянии на протяжении десятков тысяч лет, что сделало возможным их использование в лабораторных условиях. Результаты исследования, опубликованные в научном журнале, показали, что это растение стало самым древним многоклеточным организмом, восстановленным из растительных тканей.

Первоначальные попытки прорастить семена напрямую не дали результатов, вероятно, из-за повреждения эмбрионов на генетическом уровне.

Тогда команда под руководством Светланы Яшиной из Института клеточной биофизики Российской академии наук решила использовать другой подход: из незрелых плодов была извлечена плацентарная ткань, которую затем культивировали в лабораторных условиях с применением методов микропропагации. Этот метод оказался успешным — полученные растения не только нормально развивались и цвели, но и давали жизнеспособные семена, показавшие стопроцентную всхожесть, что подтвердило возможность полного восстановления вымершего вида.

Возрожденная Silene stenophylla отличается от своих современных аналогов, которые до сих пор встречаются в Восточной Сибири и горных районах северной Японии. У древнего растения лепестки цветов длиннее и расположены на большем расстоянии друг от друга, что, по мнению ученых, может быть связано с адаптацией к экстремальным климатическим условиям плейстоцена. Исследователи считают, что такие изменения объясняются фенотипической пластичностью — способностью организмов менять свою форму в зависимости от окружающей среды, например, под воздействием низких температур или изменений продолжительности светового дня.

Silene stenophylla представляет собой многолетнее травянистое растение высотой от 7 до 20 сантиметров с узкими, опушенными листьями, расположенными супротивно. Его цветки с пятью лепестками имеют окраску от белого до светло-сиреневого оттенка, а плод представляет собой капсулу, содержащую множество мелких семян. Благодаря успешной регенерации семена этого растения теперь хранятся во Всемирном банке семян на Шпицбергене в Норвегии.

Этот научный прорыв имеет значение не только для палеоботаники, но и для других дисциплин. Восстановление вымершего растения открывает новые перспективы в биотехнологиях, изучении эволюции и анализе климатических изменений. Ученые отмечают, что такие исследования позволяют понять, как выглядели исчезнувшие виды, какие факторы привели к их вымиранию, а также как организмы адаптировались к суровым условиям. Кроме того, полученные методы культивирования клеток могут быть использованы для сохранения современного биоразнообразия через клонирование растений.

Успех с Silene stenophylla также возродил дискуссии о возможности применения подобных технологий для восстановления вымерших животных, таких как шерстистый мамонт, чья ДНК сохраняется в вечной мерзлоте. Хотя в случае с животными возникают более сложные технические и этические проблемы, пример с растением демонстрирует, что генетический материал может оставаться жизнеспособным даже спустя десятки тысяч лет заморозки.

Уточнения

Палеобота́ника или ботани́ческая палеонтоло́гия — наука об ископаемых растительных остатках, отрасль ботаники, тесно связанная с такими естественными науками как геология и география.