Загадка нестареющей медузы. Секреты природы и достижения науки, которые помогут приблизиться к вечной жизни - Никлас Брендборг

Для того чтобы подтвердилась теория антагонистической плейотропии, новые поколения мух в эксперименте Роуза должны были получать меньше потомства. Все генетические мутации, которые сокращали продолжительность жизни, при этом увеличивая количество потомства, должны были исчезнуть. Но случилось ровно противоположное. Мухи-долгожители откладывали больше яиц, чем их мало жившие предки.

Для любой теории очень хорошо, когда практика ее не подтверждает. Проблема теории антагонистической плейотропии в том, что она была сформулирована до того, как стало известно об эпигенетике — системе, которая помогает нам управлять теми генами, которые нас интересуют. Сегодня мы знаем, что гены можно активировать, усыплять, включать и выключать. Так что, если какой-то ген приносит нам пользу в молодом возрасте, но вредит в пожилом, почему бы не зажечь его, пока он нам нужен, и не погасить позже?

* * *

Можно сказать, что существует много теорий об эволюции старения и все они одинаково несостоятельны. Мы только что познакомились с двумя самыми распространенными, но существует и масса других, из чего можно сделать вывод: почему мы стареем — одна из больших тайн биологии.

В основном теории старения рассматривают этот процесс как нечто влияющее на организм снаружи. Телу наносится ущерб точно так же, как и автомобилю, использующемуся без надлежащего технического обслуживания. Небольшая группа ученых в то же время сформулировала теории, рассматривающие процесс старения совершенно иначе. А что, если старение — это то, что мы делаем сами? Что-то заложенное в нас программой, как с телефонами, которые начинают работать медленнее, как только на рынке появляется новая версия?

В этом есть смысл: если старые животные не умрут, а будут жить вечно, да еще и продолжать плодиться, на земле станет столько животных, что они съедят всю пищу и вымрут от голода. Не слишком умная эволюционная стратегия.

Теория запрограммированного старения вызывает много споров, так как к ней есть вопросы со стороны логики и математики. Основополагающая проблема вполне классическая, ее называют трагедией общих ресурсов. Мы сталкиваемся с ней, когда нам приходится заботиться об окружающей среде, оплачивать налоги или убирать общую кухню в колледже: всегда кто-то попытается воспользоваться благом, не сделав собственный вклад.

Проиллюстрируем этот принцип примером. Вы когда-нибудь задумывались во время просмотра документального фильма о природе, каким образом всего нескольким львам удается загнать тысячи гну? Как бы ни были сильны львы, сила не на их стороне. Несколько сотен гну вполне могли бы противостоять одному льву и, конечно же, победить его. Вместо этого они убегают в панике и одна из антилоп, конечно, оказывается в пасти льва.

Мы можем попытаться объяснить гну: «Объединившись, вы победите львов и освободитесь от ваших мучителей». Вполне вероятно, они прислушаются и разработают план. В следующий раз, когда львы нападут, гну пойдут в контратаку. Некоторые из них будут серьезно ранены, но все же им удастся выиграть битву. Гну будут в экстазе от завоеванной свободы.

Одна из гну предательница, она все рассчитала. Разумеется, она вполне согласна с тем, что оказаться в безопасности очень приятно. Вот только защищать все стадо ей как-то не хочется. Это ведь опасно. Так что в следующий раз во время нападения львов она постарается держаться подальше, чтобы не особо рисковать, пока более отважные гну, ставящие интересы стада впереди своих, будут отважно сражаться на передовой.

Это обернется тем, что отважные гну будут ранены сильнее. Некоторые из них умрут. А предательница все так же будет отсиживаться позади и проживет долгую жизнь, получив большое потомство. Как это часто бывает, дети возьмут пример с матери: они тоже будут избегать опасного форпоста. А так как отважные гну поколениями будут платить высокую цену за свободу, через некоторое время все стадо будет со­стоять исключительно из предателей. Рисковать больше будет некому, и каждое животное окажется само по себе.

В человеческом обществе есть определенные социальные механизмы, предотвращающие возможность развития подобной ситуации. Но охранять окружающую среду, следить за своевременной уплатой налогов и поддержанием общей кухни в колледже в чистоте становится все сложнее. Природе везет меньше, чем нам, людям: эволюция не может предусмотреть подобную ситуацию или оценить ее рационально. Так что для природы трагедия общих ресурсов — нерешаемая проблема.

И с этой проблемой сталкивается теория запрограммированного старения: если старение заложено в гены организмов, должны появляться мутации, которые сломают программу и позволят организмам жить дольше запланированного. У такого индивида будет больше потомства, чем у остальных, так что он станет предком для будущих поколений.

Несмотря на все вышесказанное, в природе все-таки встречаются примеры, напоминающие запрограммированное старение. Вот один из них: у пчел-маток и рабочих пчел гены абсолютно одинаковые. Станет ли личинка маткой или рабочей пчелой, зависит от питания и ухода. При этом продолжительность жизни у них отличается кардинально: рабочие пчелы живут около двух недель, а матки могут жить годами. То же самое происходит и у муравьев. Откуда же возникает эта разница, ведь у этих пчел и муравьев абсолютно одинаковые гены?

Черная каракатица — как и тихоокеанский лосось — умирает, лишь один раз принеся потомство. Самка черной каракатицы постоянно следит за кладкой. Ее рот закрывается, она полностью отказывается от еды. Когда мальки вылупляются, она умирает в течение нескольких дней, но не от голода. Оказывается, процесс контролируют две железы, которые называются оптическими. Если удалить одну из них, самка все еще ничего не ест, но живет на пару недель дольше. А если удалить обе, черная каракатица не закрывает рот, она снова начинает есть после появления мальков и живет на сорок недель дольше.

Лабораторный червь нематода (C. Elegans) — один из самых часто используемых модельных организмов для изучения старения. В 1980-е американский исследователь Том Джонсон выяснил, что можно продлить жизнь нематоды, выключив ген, получивший название age-1. Сначала было похоже, что все развивается по обычному сценарию: нематоды c разрушенным геном age-1 жили дольше, но давали меньше потомства. Однако позже выяснилось, что это совсем не так: нематоды без гена age-1 давали такое же потомство, что и обычные черви, а жили все еще дольше. У нематод обнаружили еще несколько генов с похожим функционалом. Таким образом, были найдены гены, способные продлевать жизнь без негативных побочных эффектов. Удивительно, что это вообще возможно.

Одна из главных задач ученых, занимающихся вопросами долго­летия, заключается в том, чтобы отыскать надежные биологические часы. Это что-то, чем можно измерить и с помощью чего можно предсказать, как долго проживет человек, исходя из состояния его тела. Подобные часы нам действительно нужны, ведь старение занимает достаточно долгое время.