К вопросу о жизнеспособности плейстоценовых семян

Ученые оживили растение из остатков, пролежавших в вечной мерзлоте более 30 тысяч лет. Каковы перспективы открытия?

Кого в детстве не завораживали фильмы о динозаврах, чудом сохранившихся с незапамятных времен или оживленных гением ученого-биолога. Страшно, но, в то же время, и очень интересно: какие они – нечаянно ожившие существа из предыдущих эпох? Наверное, именно с этим чувством люди воспринимают любые новости об «оживленных» в лаборатории ископаемых организмах. Увы, сохраниться в живом состоянии может сравнительно немногое: микроорганизмы, споры, и, возможно, семена или отдельные ткани растений.

В свежем номере PNAS вышла сенсационная статья Светланы Яшиной с соавторами (ИКБ РАН и ИФХБПП РАН, Пущино), в которой сообщается об «оживлении» растений из материала, добытого на Колыме в вечной мерзлоте. Возраст остатков животных и растений, определенный радиоуглеродным методом, составил около 30 тыс. лет. Далеко не все виды растений оказались достаточно жизнеспособными. Так, после оттаивания исследователям удалось обнаружить отдельные деления клеток в корнях ископаемого стелющегося кустарничка арктоуса (Arctous alpina), кроме того, у них проросло одно семя щавеля арктического (Rumex arcticus), но «спасти» его не удалось. Более успешными оказались опыты по «реанимации» низкорослого травянистого растения – смолевки узколистной (Silene stenophylla), которая и до сих пор произрастает на просторах колымского края. Жизнеспособных семян этого вида в мерзлотных отложениях найти не удалось, однако, как сообщают в статье, живые клетки обнаружились в недозрелых плодах, в плацентах, которыми семена прикрепляются к материнскому растению.

После оттаивания живые клетки культивировали в стерильных условиях на искусственной питательной среде с добавлением растительных гормонов (техника размножения растений в культуре in vitro). Растения, добытые из вечной мерзлоты, удалось размножить и довести до цветения. Для сравнения аналогичные эксперименты проводили и с ныне живущими растениями того же вида. Различия были небольшими: у «мерзлотных» растений лепестки были шире и с более глубокими выемками по сравнению с современными растениями.

Однако «за кадром» статьи остаются некоторые сомнения. Например, 100% всхожесть семян (по сравнению с 86–90% у современных растений). Каждый, кто работал с семенами, знает, что стопроцентная всхожесть в чем-то сродни КПД 100%. Скорее всего, выборка была очень маленькой, и исследователям просто «повезло».

Кроме того, при обработке гормонами в культуре in vitro должны наблюдаться сильные морфологические отклонения (обычно они составляют 10–15%, но может быть и больше – в зависимости от выбранных концентраций), особенно на ранних стадиях регенерации. Получить полностью идентичные растения при регенерации in vitro – отдельная непростая задача. Почему-то о морфологических отклонениях в статье не сообщается, за исключением мужской стерильности части цветков.

Огорчает, что не были использованы современные молекулярные методы исследования ДНК для выявления изменений, которые могли произойти в геноме за последние 30 тыс. лет. При наличии жизнеспособных клеток сохранность ДНК должна оказаться идеальной.

Увы, не все открытия такого рода в дальнейшем находят подтверждение. Так, в аналогичном исследовании в 1967 г. на Клондайке в вечной мерзлоте были обнаружены жизнеспособные семена люпина арктического (Lupinus arcticus), и это было сенсацией для своего времени. Но лишь через 42 года было доказано, что в вечную мерзлоту попадают свежие семена! Люпин в замороженном виде не может сохранять всхожесть тысячелетиями. Если представленные в работе наших ученых данные подтвердятся, то смолевка узколистная станет растением-рекордсменом, ткани которого пролежали в мерзлоте в живом состоянии с плейоцена до наших дней.

Кстати, в России давно изучают воздействие вечной мерзлоты на растения. С 1978 года в Институте мерзлотоведения СО РАН в Якутске начали эксперимент по длительному хранению семян в 12-метровых шахтах в вечной мерзлоте. А летом этого года планируется открыть на базе института первое мерзлотное криохранилище семян культурных растений из знаменитой вавиловской коллекции ВИР РАН.