Майкл Брукс - Тринадцать вещей, в которых нет ни малейшего смысла
Сегодня мы, похоже, относимся к этой аномалии с позиций «проехали и забыли». У исследователей, занимающихся генетическими «переключателями» старения, и без того полно хлопот в связи с поисками «эликсира жизни». Второй лагерь, обвиняющий первый в попытках впарить публике (ну хорошо, изыскать) патентованное средство от всех болезней, уговаривает сам себя, что никакой аномалии не существует. В апреле 2007 года Леонард Хейфлик опубликовал статью под заголовком «Биологическое старение: неразрешимой проблемы больше нет». В ней автор, не считаясь с академическими рангами геронтологов, открывающих весьма перспективные пути в генетике, повторил свое кредо: старение и смерть суть результат накопления случайных мутаций. Если Синтия Кеньон умеет продлевать жизнь нематод — так это оттого, что она активировала ген, подавляющий болезни, которые в противном случае прикончили бы червяков за полмесяца. То есть лечит от возрастных недугов, а не от самой старости. Выходит, Хейфлик со товарищи убеждены, что и рожденному ползать здоровый образ жизни дарит долгий век. А это, согласитесь, далеко не революция, освобождающая биологические молекулы от диктатуры времени.
Кеньон же вместе с другими энтузиастами генетической защиты от старости отстаивает свои идеи не менее жестко. Надо, твердят они, нащупать впотьмах рубильник и повернуть рукоятку, тогда для нас начнется вечная жизнь. Конечно, если изучить во всех подробностях генетику долговечных видов — тех же черепах Блэндинга или гренландских китов, предположительно способных прожить свыше двухсот лет, — можно было бы найти больше информации о бессмертии. Но сделать это затруднительно по техническим причинам: размножать и сохранять клеточные культуры высших животных не так просто, а научные опыты с охраняемыми видами обложены со всех сторон правовыми ограничениями. Оттого кажется, что спорам о смерти ползти и пресмыкаться еще ох как долго. Совсем как той неувядаемой черепахе Блэндинга.
Но вот еще одна гипотеза, которая могла бы подсказать нам путь. Генные эксперименты Синтии Кеньон подтверждают, что биохимическая регуляция старения одинакова у дрожжевых грибков, червей, насекомых и млекопитающих. Если бы мутации возникали случайным образом, то каждый тип живых организмов имел бы свою особую механику старения. Однако же шаблон один на всех. Для Уильяма Кларка, иммунолога из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, причина этого очевидна: явление развилось у общего предка нынешних видов. Смерть, как он считает, возникла вместе с первыми эукариотами — существами, чьи крупные и сложно организованные клетки содержат ядро, несущее генетическую информацию.
Эта история берет начало примерно три миллиарда лет назад, когда миром правили прокариоты — бактерии и архей. В некоторый момент микроорганизмы приобрели способность использовать солнечный свет для разложения воды на составные части. Протоны и электроны водородных атомов осуществляли фотосинтез, снабжая бактерий самым ценным в их жизни — энергией. Кислород, напротив, высвобождался как опасный побочный продукт.
Большую часть кислорода поглотил зеленый, богатый железом океан той эпохи, порождая тяжелые красные частицы окиси железа, которые опускались на океанское ложе (с тех пор тектонические сдвиги вынесли гигантские участки дна из воды, и обнажившиеся красные прослойки породы позволяют нам многое понять о древнем прошлом). Когда же все железо оказалось связано, кислород стал просачиваться в атмосферу над океаном. Повышение его содержания в воздухе вызвало кислородную катастрофу.
Кислород — сильный яд. При его распаде, скажем, под воздействием солнечного света образуются свободные радикалы, губительные для живых клеток. Около 2,4 миллиарда лет назад насыщение земной атмосферы кислородом привело к массовому вымиранию прокариот, павших жертвой собственной эволюции. Уцелели лишь глубоководные виды, обитавшие в безопасном удалении от солнечных лучей, развив для выживания в новой среде такие адаптивные механизмы, как аэробное дыхание.
Кроме того, они приобрели полезнейшую способность эффективно перерабатывать кислород в АТФ, топливо для живых клеток. А затем произошло «рейдерское поглощение»: зародившиеся эукариоты научились обволакивать бактериальную мелочь, присваивая производимую ею энергию. Для захватчиков это оказалось выгодно вдвойне: поскольку бактерии уже научились защищаться от разрушительного воздействия кислорода, эукариоты получили эту защиту, что называется, в одном пакете.
Однако в новой биологической конструкции нашелся важный изъян: генератор кислородных радикалов, встроенный, образно говоря, прямо в сердце эукариотической клетки. Митохондрии наших клеток — это реликтовые останки древних бактерий, живых фабрик АТФ. Именно они дают нам жизненную силу, но одновременно выделяют разрушительные частицы. Что ж, за все хорошее приходится платить.
Опасная проблема потребовала очередного новаторского решения — дифференциации полов. Так, во всяком случае, считает Кларк. Мы еще не знаем в точности, почему у живых существ развился секс, но, скорее всего, Кларк прав: этот феномен вполне могла породить эволюция смерти. Половое размножение, при котором гены родительских организмов перемешиваются и перетасовываются, дает возможность коррекции и починки ДНК, и, таким образом, потомство получает новый, потенциально благоприятный набор генов. Это несомненное преимущество, при том что организм и так постоянно балансирует между двумя крайностями: эффективная выработка производство энергии приводит к поломке клеточных механизмов, а сохранение клетки в жизнеспособном состоянии снижает эффективность энергопроизводства.
Есть лишь одна закавыка: возможно, именно секс подтолкнул организмы к разработке новых механизмов смерти. Если у вас есть новый набор генов, вам бы не хотелось, чтобы старый набор, с его многочисленными повреждениями, путался под ногами. Вот нашлись бы средства для ликвидации старого набора, было бы совсем хорошо. Между тем такие средства существуют. Мы знаем, что у большой группы водных организмов — инфузорий — в ходе апоптоза старая ДНК удаляется из клеточных ядер, и, таким образом, освобождается место для новых генетических комбинаций. Апоптоз — механизм смерти; получается, в том, что был выбран именно он, есть определенный смысл.
А все из-за секса. Он появился, вполне вероятно, как средство отражения кислородной угрозы. Та, в свою очередь, неотделима от производства энергии, без которой нет жизни. Судя по всему, где жизнь, там и смерть, которая идет за нею по пятам, хотя никто не понял до конца как и почему. Где-то в этой сложной цепочке причинно-следственных связей находит место половое размножение с перетасовкой генов.
Археи и бактерии бесполы и не стареют. Когда же наши генетические предки, первые эукариоты, заставили эти примитивные организмы вырабатывать для них энергию, результат оказался противоречивым. Эукариоты принялись с радостью потреблять энергию, отчего мы и стали тем, что мы есть, но вместе с тем «согласились» на то, чтобы в сердце каждой клетки был встроен механизм ее неизбежной кончины — если хотите (Хейфлик, конечно, не хочет), программа смерти. Умерить эту вечную боль могла лишь межполовая перетасовка генов.
Пусть мы пока еще не добрались до истинного происхождения смерти, но, может быть, где-то здесь, по меньшей мере, коренится суть полового размножения? Что, если оно изначально было всего лишь ремонтным механизмом для сохранения жизни, а потом этот механизм обособился и стал развиваться самостоятельно? Если так, то секс — эволюционная надстройка, возникшая как побочное следствие совсем других адаптационных процессов. Это могло бы объяснить загадки происхождения как смерти, так и пола.
10. Половой вопрос
Секс — не лучший способ продлить себя в веках
В 1996 году главный дарвинист наших дней Клинтон Ричард Докинз выпустил книгу «Поднимаясь на пик невероятного» — блестящее объяснение теории естественного отбора. Рассуждая о генных мутациях и их роли в адаптации к среде, автор не мог обойти стороной происхождение полового размножения. «Есть множество теорий, объясняющих существование полов, — пишет он, — но ни одну нельзя признать полностью достоверной». Время от времени Докинз объявляет, что когда-нибудь он, возможно, соберется с духом и напишет труд об эволюции пола.
Пока что не собрался. Однако в книге «Рассказ прародителя», вышедшей в 2004 году, Докинз снова попробовал подступиться к происхождению полов: «Для того чтобы только воздать по заслугам всем теориям, изобретенным на сей счет, понадобился бы целый трактат, да не один, — и таких трудов уже выпущено немало… Тем не менее окончательный вердикт не оглашен». В итоге автор ограничился обсуждением последствий полового размножения, не пытаясь объяснить его происхождение. Вопросу о преимуществах пола, подчеркивает Докинз, «лучшие умы, чем я, посвящали одну книгу за другой, но так и не нашли ответа».
