Приручение. 10 биологических видов, изменивших мир - Элис Робертс

Ученых заинтересовали генетические основы такого изменения поведения. Они сравнили геномы двух пород кур, значительно отличающихся по степени выраженности материнского инстинкта: белых леггорнов, известных своей поразительной яйценоскостью и отсутствием инстинкта насиживания и шелковых кур, которые самостоятельно высиживают яйца. Исследователи обнаружили два участка генома, крайне отличающиеся у двух пород, один из них – в пятой хромосоме, другой – в восьмой. Оба этих участка оказались опять же связаны с регуляцией секреции тиреоидных гормонов, а в пятой хромосоме находится ген рецептора ТТГ. Тысячу лет назад определенные изменения в этом гене распространились в популяции домашних кур, и сегодня присутствуют и у несушек, которых разводят для производства яиц, и у бройлеров, разводимых на мясо. Однако другие изменения в гене рецептора ТТГ могли произойти позднее, что объясняет разницу между поведением несушек и материнским инстинктом современных пород белых леггорнов и шелковых кур соответственно. По всей видимости, модификация системы регуляции секреции тиреоидных гормонов у кур помогла убить двух зайцев – точнее, птиц, – иными словами, одно изменение на генетическом уровне привело к изменению двух фенотипических признаков. Это еще один пример того, как отбор по одному признаку может влиять и на другие – так и этот ген оказывает влияние и на упитанность, и на инстинкт насиживания у домашних кур.

Эти относительно недавние изменения в геноме, строении и поведении домашней птицы еще раз подчеркивают: одомашнивание – это не отдельное конкретное событие, а непрерывный процесс. В таком случае развитие технологии редактирования генов стоит рассматривать как возможность добиваться появления полезных признаков еще быстрее, чем это делалось в Х веке, по указу папы римского.

Если сегодня вы приедете в Луншэн, что в провинции Гуанси[35] на юго-западе Китая, то увидите пейзаж, созданный трудом земледельцев, которые до сих пор живут здесь согласно традициям, существовавшим сто лет назад. От берегов реки, змеящейся по дну долины, устремляются вверх крутые склоны, и каждый из них изборожден террасами. Эти петляющие, ступенчатые рисовые поля напоминают живое существо: огромного дремлющего змея. Горный хребет Луншэн действительно имеет извивающуюся форму, а террасы по его склонам похожи на чешую. Само название Луншэн означает «Драконий хребет».

Несколько лет назад я посетила эти рисовые террасы и познакомилась там с местным фермером Ляо Чжунпу, чья семья уже много поколений возделывает в этих местах рис. Было начало лета, и мы с Ляо поднялись по склону с корзинами, полными рисовых проростков, чтобы посадить новые растения на свежевспаханных террасах. Ниже по склону крестьяне готовили новые террасы к посеву. Распахивание этих узких, петляющих участков земли не под силу крупной современной технике, зато запряженный одним быком плуг проходит их с легкостью.

Ляо научил меня, что делать: берешь одновременно три-четыре проростка и вдавливаешь их во влажную, податливую землю под слоем воды. Молодые растения риса напоминали простую траву – конечно, это и есть трава. Как и пшеница, рис относится к семейству злаков, или мятликовых, и, как и пшеница, растущий рис выглядит не очень аппетитно, но тем не менее он смог занять положение одной из важнейших злаковых культур, кормящих многочисленное население планеты. Приблизительно одну пятую часть всех потребляемых в мире калорий и одну восьмую часть всего белка обеспечивает рис. На планете ежегодно производится около 740 миллионов тонн риса, который произрастает на всех континентах, за исключением Антарктиды, и, хотя этот злак как основной продукт приобретает все большее значение и в Африке к югу от Сахары, и в Латинской Америке, около 90 % всего риса в мире производит и потребляет Азия. Для более чем 3,5 миллиарда человек на планете рис – жизненно важный базовый продукт питания; в странах с низким и средне-низким уровнем дохода рис – ключевая продовольственная культура. Беднейшие 20 % населения тропических широт получают больше белков из риса, чем из бобов, мяса или молока.

Во многих странах с низким уровнем дохода населению постоянно угрожает недоедание. Миллиард людей в мире голодают, еще два миллиарда страдают от так называемого «скрытого голода», который выражается в нехватке жизненно важных микроэлементов и витаминов. Чаще всего наблюдается дефицит йода, железа, а также витамина А, или ретинола.

Недостаток витамина А в организме снижает сопротивляемость инфекциям. Зачастую недоедание и инфекционные заболевания взаимосвязанны. При недоедании наблюдается более тяжелое течение болезни, и наоборот, заболевания усугубляют недоедание. Это настоящий замкнутый круг: истощенный организм легко становится жертвой инфекций, инфекционные заболевания подавляют аппетит и влияют на всасывание питательных веществ в кишечнике, в результате защита организма ослабевает. Помимо опасного союза с инфекцией, нехватка витамина А – одна из главных причин детской слепоты, которую можно предотвратить и жертвами которой ежегодно становятся около полумиллиона детей. Половина из них умирают в течение года после потери зрения. Витамин А содержится в продуктах животного происхождения, таких как мясо, молоко и яйца. Там, где данные продукты питания не всегда доступны, высока вероятность увеличения случаев дефицита витамина А. Бета-каротин (провитамин А) содержится в некоторых растениях, включая зеленые овощи, а также оранжевые фрукты и овощи, но превращение провитамина в витамин А в человеческом организме – не очень эффективный процесс. Для того чтобы обеспечить потребность в витамине, необходимо потреблять значительные объемы данных продуктов, чего большая часть населения бедных стран не может себе позволить.

Стратегии здравоохранения, направленные на снижение дефицита витамина А, включают рекомендации по изменению рациона питания, стимулирование выращивания богатых каротиноидами продуктов – например, листовых овощей, манго и папайи – и обеспечение детей и кормящих матерей пищевыми добавками, содержащими важный витамин. Еще один способ – повысить концентрацию витамина в продуктах, активно потребляемых населением, но небогатых витамином А. Например, в странах с высоким уровнем дохода витамином А часто обогащают хлопья для завтрака и маргарин. Однако в странах с более низким доходом этот метод малоэффективен, поскольку у беднейших слоев населения редко бывает возможность приобретать продукты с такими добавками.

Но есть и еще один способ добавить витамин А в базовые продукты питания, связанный не с переработкой сырья, а со стимулированием растений к более активному производству витамина А или хотя бы провитамина. Именно этого позволяет добиться генетическая модификация, и рис, играющий роль продовольственной культуры мирового значения, оказался идеальным кандидатом для эксперимента.