Власть генов. Прекрасна как Монро, умен как Эйнштейн - Маркус Хенгстшлегер

Бактерии и люди многим отличаются. Если одно поколение бактерий живет двадцать минут, то между одним поколением человека и следующим проходит много лет. Если человек зарождается за счет слияния яйцеклетки и сперматозоида, получая при этом новую уникальную личность, то бактерия размножается делением. Бактерия раздваивается, и каждая половинка имеет все то, что необходимо для существования. После этого она разделяется еще на две бактерии – и так каждые двадцать минут. С тех пор как я впервые услышал о таком неполовом размножении, меня очень занимает один вопрос. Если бактерия просто делится на две части, то существует бактерия, с которой все начинается, так? Или спросим по-другому: если из одной бактерии путем деления возникают две, получается, что одна из них старая, а другая новая? Или старая бактерия, с которой все началось, умирает, а появляются две совершенно новые? Почему это так важно? Да потому, что между двумя этими объяснениями огромная разница. В первом бактерия, с которой все начинается, никогда не умирает. Для бактерии не существует смерти! По второму объяснению выходит, что исходная бактерия умирает и в то же мгновение рождаются две новые. Выражу суть: бактерии бессмертны или нет? И это больше философский, чем научный вопрос.

Человек умирает в любом случае. Все люди умирают – кто-то раньше, а кто-то позже. Но почему? Вы думаете, наверное: ну что за вопрос! Человек умирает, потому что он не может жить вечно. И мы не должны быть этим недовольны. Но почему все-таки человек умирает? На это есть однозначный научный ответ. И здесь снова можно вспомнить о маленьком мотыльке березовом, чтобы пояснить этот вопрос. Любое животное (человек в том числе) – продукт взаимоотношений между окружающей средой и генетикой, хитроумного и согласованного взаимодействия. Но что, если один из двух игроков вдруг очень сильно меняется? Не может ли быть такого, что генофонд динозавров не смог достаточно быстро отреагировать на новые условия окружающей среды, потому что одно поколение этих животных сменяет другое не за двадцать минут? Теория о ледниковом периоде – лишь одна из многих, которые пытаются объяснить исчезновение динозавров. Мы можем предположить, как генофонд динозавров мог бы отреагировать. То есть, как мы теперь знаем от Дарвина (и нашего мотылька березового), через мутации, дающие преимущество в естественном отборе. Если бы все светлые (как кора березы) мотыльки были бессмертными, а окружающий мир вдруг изменился настолько, что кора деревьев из-за загрязнения окружающей среды стала темной, что бы тогда произошло? Мотыльки быстро бы вымерли, потому что сразу стали бы заметными для птиц. Но как они могли бы выжить и сохранить свой вид? За счет мутации, став темнее и получив тем самым больше шансов выжить и продолжить существование своего вида. То есть необходимо постоянно проверять, испытывать и оптимизировать наше так много обсуждаемое взаимодействие между окружающей средой и генетикой. Таким образом выжить можно только в том случае, если постоянно будут появляться новые генетический образцы.

В начале этой книги мы узнали, что человек – это результат случайного смешения генов своих предков. И каждый раз появляется что-то новое и индивидуальное. С генетической точки зрения индивидуальность – это высшее благо. Постоянно возникающая новая индивидуальность дает гарантии того, что могут возникнуть такие варианты, которые и в измененной окружающей среде имеют шансы на выживание. Но если так случится, что следующие друг за другом поколения не смогут достаточно быстро среагировать и внести генетические изменения, то изменившийся окружающий мир будет способствовать вымиранию целого вида. Это, возможно, и произошло с динозаврами, то же самое касается и каждого вида на нашей планете, находящегося под угрозой вымирания. То же самое касалось бы и человека, если бы он при продлении рода не повышал свои шансы выжить за счет создания не существовавших ранее вариантов генотипа путем смешения отцовских (дедовских) и материнских (бабушкиных) генов. Впрочем, получается, что когда «носители генов» производят на свет потомство и приучают его к самостоятельности (если это необходимо – рыбы, например, лишены такой радости), они отходят на второй план. А новое поколение должно путем генетического смешения следовать за старым, чтобы в нужный момент суметь быстро среагировать на возможные новые условия окружающей среды. Это значит, что отдельный человек должен умереть, чтобы человечество смогло выжить в этом мире. То есть цена за секс – смерть! Но, положа руку на сердце и не слушая читателей, которые предпочитают принять обет безбрачия (лучше смерть, чем секс), стоит заметить, что не все так страшно. Старое поколение говорит, что жизнь человека начинается не с соединения яйцеклетки и сперматозоида, не с беременности и не с момента рождения. Жизнь начинается тогда, когда дети уходят из дома и собака умирает. Новое поколение говорит, что жизнь начинается не с соединения яйцеклетки со сперматозоидом, не с беременности, не с момента рождения и не тогда, когда мы покидаем родительский дом и собака мертва, а тогда, когда наши родители умирают. Смысл совершенно разный – я знаю.

Итак, человек умирает. Ну хорошо – все мы рано или поздно умрем. Но как это происходит? Большинство людей, с которыми я обсуждал этот вопрос в винном ресторанчике Heuring, постоянно спрашивали: если человек никогда не болеет, он все равно умрет? Есть у человека «срок годности»? Где для здоровых людей прописан их возраст и дата смерти? Это можно найти лишь в книге генов – или нет? Конечно, да. Совершенно здоровая муха-поденка, живущая один день, проживет в любом случае лишь один день, здоровая черепаха проживет много лет (при условии, что за ней будут ухаживать и оберегать от кошки, как это делает моя дочь), а здоровый человек может прожить… Самые старые люди, которые когда-либо жили на земле, это, пожалуй, Жанна Кальман и Сабани Хачукаева. Француженка Кальман родилась 21 февраля 1875 года и умерла 4 августа 1997 года. Ей было сто двадцать два года, пять месяцев и четырнадцать дней. Чешка Хачукаева дожила до ста двадцати пяти лет. Это примерно максимальный срок человеческой жизни. Но почему? Давайте рассмотрим этот вопрос подробнее.

Человек – это огромная масса клеток, скопление миллиардов крошечных частей. Человек состоит примерно из двухсот двадцати различных типов клеток – клеток легких, желудка, крови, нервных клеток… У него их миллиарды. Одна клетка обычно живет определенное количество времени, а потом умирает. Но клетки постоянно воспроизводятся. Клетка легких живет примерно восемьдесят дней, клетка желудка – всего два дня, красные кровяные тельца – сто двадцать дней, а клетки кожи – от двух до четырех недель. Одни клетки постоянно умирают, а другие появляются. И так и должно быть. Так происходят регенерация и коррекция.

У человека определенное количество крови в организме. При любой ране мы теряем кровь. Иногда много, иногда мало. То есть, по идее, в один прекрасный момент она должна кончиться. Когда-нибудь мы износимся и станем бескровными. Но такого не происходит, потому что у нас в организме есть стволовые клетки, которые постоянно производят клетки крови. Точнее, стволовые клетки делятся, когда получают биохимический сигнал «Внимание, рана!». Каждая стволовая клетка делится на две клетки. Одна из них остается стволовой, а другая превращается в клетку крови. Так мгновенно возникает кровь, и для следующей раны у нас всегда есть еще стволовые клетки, благодаря которым процесс снова и снова повторяется. Здорово, правда? Если мы сразу теряем очень много крови, система не справляется и нам требуется переливание. А когда, как часто и как долго в течение жизни человека действует регенерация? Например, в год примерно двадцать пять раз обновляется кожа на губах, ежегодно регенерируются восемь трахей, шесть мочевых пузырей и восемнадцать печенок. Но мы, конечно, не получаем восемнадцать печенок каждый год. Отмирание и возрождение клеток печени подчиняется закону равновесия. Это равновесие важно для организма. Но однажды может перевесить либо одна, либо другая сторона, если организм так хочет. Во время развития эмбриона пальцы человека появляются так, что сначала образуется «комок» вместо ладони, а затем умирают некоторые клетки, а на их месте появляются пальчики. Такая запрограммированная гибель клеток (апоптоз) очень важна, чтобы удалить из организма клетки, если их слишком много либо они какие-то дефектные. Если равновесие между обновлением и гибелью клеток нарушено, то это может привести, например, к образованию большого количества клеток. Из-за этого возникает доброкачественная опухоль, которая из-за дополнительных генетических изменений в клетках способна превратиться в злокачественную. Человеческий организм ведет себя, по сути, как два ребенка, которые носят в ковшиках песок из одной песочницы в другую. Пока оба ребенка бегают с одной скоростью, равновесие сохраняется. Но если человеческий организм такой сбалансированный механизм, почему люди стареют? Почему выпадают волосы? Почему появляется все больше морщин? Ответ прост. Ковшики детей, которые носят песок, имеют маленькие дырочки. Это означает, что с каждым разом немного содержимого теряется. Например, известно, что с каждым делением стволовой клетки, при котором появляется новая клетка крови, кожи или волоса, хромосомы на своих концах (теломерах) становятся все короче. Очень веская причина, почему деление клеток небесконечно. Когда хромосомы клеток становятся слишком короткими, клетки просто прекращают делиться. Это одна из многих разных программ, которая возникала в процессе эволюции, чтобы и в «лучшем случае» не дать человеку жить вечно. Он должен, как мы писали выше, умереть и освободить место для следующего поколения. Под «лучшим случаем» здесь подразумеваются условия, что его раньше времени не собьет машина, он не заболеет раком, не получит сердечный удар или не будет съеден птицей (последнее касается, конечно, все того же мотылька березового). Для такого «лучшего случая» для человека предусмотрен возраст в сто тридцать лет, а для поденки всего лишь один день. И для мухи может случиться так, что умрет она раньше, чем предусмотрено (например, от руки человека).