Прокусить не так-то просто: кто пил кровь динозавров?

Первое появление двукрылых кровососов наверняка ознаменовалось вспышкой малярии и других гемоспоридиозов. Вспомните строителей Панамского канала — наверное, в тот момент многие обитатели Земли почувствовали себя в их шкуре.

Когда люди занесли на Гавайские острова возбудителя птичьей малярии Plasmodium relictum и ее переносчиков — комаров Culex quinquefasciatus, это крайне негативно сказалось на местной орнитофауне. Малярия резко увеличила смертность птенцов. Одни виды гавайских цветочниц и других птиц полностью вымерли, а другим пришлось покинуть низины и переселиться в горы, на высоту 600–1000 м над уровнем моря и более, куда комары не проникают.

В меловом периоде нечто подобное, должно быть, происходило в масштабах всей планеты. Динозавры — по сути, те же птицы, поэтому высказывалось предположение, будто распространение гемоспоридиозов стало одной из причин их вымирания. Так ли это, неизвестно, но в бирманском янтаре и правда был найден полураздавленный мокрец с россыпью ооцист неизвестного гемоспоридия в кишечном эпителии.

В некоторых ооцистах присутствовали сформировавшиеся спорозоиты — подвижные клетки паразита, которые затем мигрируют в слюнные железы насекомого, чтобы оттуда проникнуть в кровяное русло позвоночного животного. По форме клеток гемоспоридии янтарного мокреца напоминают современных гемоспоридий Leucocytozoon и Haemoproteus, живущих в птицах и рептилиях. Вполне возможно, что они заражали еще динозавров.

И у малярийного плазмодия, и у других гемоспоридиев в жизненном цикле чередуются две стадии: бесполое размножение (шизогония) и половое (спорогония). Первая протекает в организме позвоночного животного, вторая — в организме кровососа.

Согласно одной из гипотез, изначально шизогония и спорогония проходили не в разных хозяевах, а в разных жизненных стадиях одного насекомого. Местом бесполого размножения были личинки и куколки, а местом полового размножения, как и сейчас, — взрослые двукрылые.

Во всяком случае, именно так проходит развитие у грегарин из группы Eugregarinorida, паразитирующих в мокрецах и комарах. По строению клеток эти грегарины похожи на гемоспоридий, но живут они только в насекомых и других беспозвоночных.

Возможно, в тот момент, когда двукрылые сделались кровососами, подобные паразиты случайно проникли в кровеносное русло позвоночных животных и смогли там закрепиться. В результате бесполое размножение этих простейших стало происходить уже не в личинках двукрылых, а в рептилиях, птицах и млекопитающих.

Как известно, двукрылые кровососы находят своих жертв, ориентируясь на углекислый газ, выделяющийся при дыхании. Его рецепторами служат булавовидные сенсиллы, расположенные на максиллярных щупиках, входящих в состав ротовых частей. Чем крупнее животное, тем больше углекислого газа оно выдыхает и тем меньше нужно булавовидных сенсилл, чтобы его обнаружить.

Исследования показали, что у многих мокрецов, найденных в меловых янтарях, сенсилл на щупиках было совсем немного. Так, у вышеупомянутого мокреца из бирманского янтаря, нашпигованного гемоспоридиями, на третьем сегменте щупиков сидело всего шесть — восемь сенсилл. Такие маломощные датчики могли реагировать лишь на очень крупных животных. Но в те времена гиганты имелись только среди динозавров.

Плотную чешуйчатую кожу динозавров, к тому же защищенную перьями, прокусить не так-то просто. Поэтому мокрецы и прочие кровососы мелового периода должны были садиться на их веки и прочие участки тела, покрытые тонкой и нежной кожей. Так же поступают современные двукрылые, которые облепляют глаза черепах и участок под хвостом вокруг клоакального отверстия.

Если кровососущие комары-кулициды, судя по количеству находок, в эпоху динозавров были крайне немногочисленны, то мокрецы, напротив, одни из самых обычных насекомых в меловых янтарях. Наверняка в кишечниках некоторых из них присутствуют следы крови динозавров.

Даже на каменных отпечатках кровососущих двукрылых можно найти остатки их последней трапезы в виде повышенной концентрации железа в раздувшемся брюшке. Так, может быть, уже пора претворять в жизнь сценарий «Парка Юрского периода»?

«Парк Юрского периода» вышел на экраны в 1993 г. и до появления «Титаника» (1997) удерживал звание самого кассового фильма в истории мирового кинематографа. Согласно сюжету этого блокбастера, снятого Стивеном Спилбергом, ученые выделяют динозавровую ДНК из брюшка комаров, сохранившихся в янтаре, и затем воскрешают динозавров на тропическом острове, чтобы создать там развлекательный парк для туристов.

Революционность творения Спилберга заключалась не только в сногсшибательно реалистичной компьютерной графике, которая пришла на смену неуклюжим кукольным динозаврам прошлого, но и в абсолютно новом сюжетном ходе.

До появления «Парка Юрского периода» режиссеры, желавшие столкнуть на экране людей и динозавров, на разные лады перепевали конан-дойлевский «Затерянный мир». Можно вспомнить, скажем, причудливый американский диновестерн «Долина Гванги» (1969), в котором группа ковбоев натыкается на динозавров в одной из безлюдных мексиканских долин.

Однако Спилберг вывел на сцену динозавров совсем иным способом — не как жалких реликтов, случайно уцелевших на неисследованном пятачке дикой глуши, а как продукт человеческой изобретательности, не знающей границ.

Идея, лежащая в основе «Парка Юрского периода», родилась из удивительного переплетения науки и фантастики, причем не всегда понятно, кто у кого больше позаимствовал — фантасты у ученых или ученые у фантастов.

Пойнар и Хесс распилили на множество тончайших срезов кусочек балтийского янтаря с грибным комариком внутри, что позволило разглядеть у этого насекомого, жившего более 40 млн лет назад, мышечные волокна, клеточные ядра, митохондрии и другие мельчайшие детали внутреннего строения.

Как раз в это время стремительно развивалась молекулярная биология, создавались новые методы секвенирования (чтения) ДНК. В 1977 г. впервые был полностью прочитан ДНК-геном — правда, он принадлежал вирусу-бактериофагу, но молекулярщики присматривались уже и к геномам подлиннее.

В 1984 г. были впервые получены образцы ДНК вымершего животного — их выделили из шкуры квагги, южноамериканской зебры, истребленной в XIX в. На волне этого энтузиазма у многих чесались руки взяться за животных подревнее, и открытие Пойнара и Хесс только подлило масла в огонь: если у янтарных насекомых сохраняются клеточные микроструктуры, то почему бы не поискать у них и древнюю ДНК?

В 1983 г. несколько энтузиастов вместе с Пойнаром создали междисциплинарную группу по изучению ДНК вымерших животных (The Extinct DNA Study Group). Эта группа успела провести одну конференцию и подготовить несколько информационных бюллетеней, но так и не перешла к каким-то практическим шагам. Однако сам факт ее существования распалил и без того разогретое воображение журналистов и футурологов.

И вот в 1985 г. американский писатель-фантаст Чарльз Пеллегрино публикует во второразрядном научно-популярном журнале Omni короткую заметку «Капсула динозавров», в которой обсуждается возможная технология воскрешения этих вымерших созданий с использованием кровососов из янтаря.

Но лавры пожинает, как правило, не тот, кто первым высказал какую-то идею, а тот, кто первым упаковал ее в хорошо продаваемую форму. В данном случае это сделал американский писатель-фантаст Майкл Крайтон, который положил пеллегриновскую концепцию воскрешения динозавров в основу своего романа «Парк Юрского периода» (1990).

Именно этот роман послужил основой для одноименного фильма, вышедшего на экраны три года спустя. И хотя Крайтон честно упомянул в благодарностях и Пеллегрино, и Пойнара, последние потом еще долго судились и публично выясняли отношения, отстаивая свой приоритет.

Мы часто представляем ученых эдакими монахами и подвижниками, которые, укрывшись от суетного мира, проводят дни и ночи в своих лабораториях в поисках объективной истины. Может быть, когда-то это и было так, но сейчас ситуация совершенно иная.

Современным ученым надо постоянно искать источники финансирования и писать заявки на гранты, поэтому им волей- неволей приходится ориентироваться на модные, «хайповые» темы.

А моду зачастую создают люди, далекие от науки, — политики, журналисты, экоактивисты, прогуливающие школу. Именно это произошло и с идеей извлечения ДНК из янтарных насекомых: из околонаучных дискуссий она сначала проникла в научную фантастику, а уже оттуда — в профессиональную науку.

И вот 10 июня 1993 г. на страницах журнала Nature Пойнар с коллегами сообщил об успешном секвенировании ДНК жука-долгоносика, найденного в меловом ливанском янтаре возрастом 120–135 млн лет. Этот долгоносик был ровесником динозавров, так что пресса пришла в полный восторг: получается, воскрешение доисторических тварей — это не такая уж и фантастика?!

Примечательно, что статья Пойнара была опубликована ровно на следующий день после мировой премьеры «Парка Юрского периода», состоявшейся 9 июня. Как говорит один известный российский телеведущий: «Совпадение? Не думаю». Сложно сказать, кто кого в этой истории использовал — голливудские пиарщики ученых или наоборот, но ничем хорошим дело не кончилось.

Спустя несколько лет выяснилось, что ДНК, выделенная из янтарного долгоносика, скорее всего, принадлежала современным грибам и попала в пробирку из-за неряшливости экспериментаторов.

Все последующие попытки выделить ДНК из янтарных насекомых тоже закончились провалом. В частности, ученые не смогли обнаружить ни малейших следов ДНК в пчелах и мушках-форидах, покоящихся в куда более молодом доминиканском янтаре возрастом 15–25 млн лет.

ДНК не удалось получить даже из насекомых в копале — так называется смола деревьев, которая провела в земле слишком мало времени, чтобы окаменеть. В отличие от настоящих янтарей, где обычно содержатся вымершие насекомые, в копале, как правило, встречаются современные виды.

Исследователи попытались извлечь ДНК из двух безжалых пчел, одна из которых была обнаружена в куске колумбийского копала возрастом 10 000 лет, а другая — в копале, образовавшемся менее 60 лет назад. Несмотря на все усилия, исследователи так и не смогли выявить в пчелах из копала хоть какие-нибудь фрагменты пчелиной ДНК. В более молодом образце они нашли лишь обрывки ДНК бактерий.

Кстати, о бактериях. В 1995 г., когда ажиотаж вокруг «Парка Юрского периода» еще не утих, Рауль Кано из Калифорнийского политехнического университета, работавший с Пойнаром, объявил, что ему удалось извлечь жизнеспособные споры бацилл из брюшка безжалой пчелы, вмурованной в доминиканский янтарь, и вырастить из них бактериальную культуру в чашке Петри.

Статья об этом «открытии» появилась не где-нибудь, а в журнале Science. Позднее под чутким руководством Кано бактерии «нашлись» и в ливанском янтаре. Чтобы коммерциализировать свои исследования, ученый основал пивоварню Fossil Fuels Brewing, где пиво варят с использованием дрожжей, якобы извлеченных из древнего янтаря. Надо признать, что с маркетинговой точки зрения это был удачный ход.

Даже в вечной мерзлоте, где благодаря низким температурам условия близки к идеальным, срок сохранности бактериальной ДНК не превышает 1,5 млн лет. Что уж говорить о янтарях — скорее всего, молекулы ДНК не могут сохраняться в них в принципе (о живых клетках я вообще молчу).

Смола деревьев — это агрессивная среда, насыщенная фенолами, не зря деревья используют ее для борьбы с патогенами и обеззараживания ран. Искать ДНК здесь — все равно что искать железную иголку в цистерне с серной кислотой. Даже анализ костных остатков (при условии, что они пролежали в земле не слишком долго) дает куда лучшие результаты. Так что, увы, мечты о воскрешении динозавров с помощью кровососов из янтаря так и останутся мечтами.

Не сочтите за занудство, но у меня как энтомолога есть и другие претензии к «Парку Юрского периода». Помните эпизод, в котором профессор Хаммонд, добродушный дедушка с палочкой, хозяин парка с динозаврами, показывает палеонтологу Алану Гранту и другим приглашенным экспертам промовидео, где демонстрируется технология извлечения динозавровой ДНК из янтарных комаров?

Так вот, сначала в этом ролике мелькают комары с перистыми антеннами, но такие антенны есть только у самцов, а они вообще не пьют кровь, питаясь исключительно нектаром! Более того, эти комары, как отмечал еще сам Джордж Пойнар, скорее всего, принадлежат к роду Toxorhynchites, представителей которого называют слоновьими комарами за крупные размеры (более 2 см в размахе крыльев).

Хотя слоновьи комары относятся к семейству кровососущих комаров-кулицид, их взрослые самки (не говоря уже о самцах) пьют лишь нектар и фруктовый сок, поскольку на личиночной стадии пожирают личинок других комаров, что снимает потребность в крови как дополнительном источнике белка.

И наконец, на завершающих кадрах работник лаборатории вводит зонд в брюшко комара, относящегося даже не к кулицидам, а совсем к другому семейству — долгоножкам (Tipulidae). Среди долгоножек кровососов нет в принципе — во взрослом возрасте, как правило, они вообще не питаются. При этом некоторые неграмотные люди иногда убивают этих невиннейших созданий, принимая их за малярийных комаров.

_{Отрывок из книги Александра Храмова «Краткая история насекомых: Шестиногие хозяева планеты». М.: Издательство Альпина нон-фикшн, 2022.}