Кодекс долголетия. Что заставляет нас стареть, зачем это нужно и как «обмануть» эволюцию: пошаговое руководство
Шрифт:
Летучие мыши – одна из самых замечательных историй успеха среди млекопитающих. Но даже способность летать хоть немного все равно влияет на скорость старения животного. Белки-летяги – грызуны с большой кожаной перепонкой между лапами и туловищем, которая помогает им планировать с одного дерева на другое. Обычная белка живет семь лет, а белка-летяга – как минимум семнадцать.
Кроме полета, еще одна хорошая стратегия выживания – способность прятаться; она тоже делает мутацию, позволяющую жить долго, полезной. Как мы уже видели, маленькие грызуны, живущие на поверхности земли, например, мыши и крысы, живут до смешного мало – не дольше трех-пяти лет. Но вот с подземными животными все иначе. Возьмите, например, голых землекопов, маленьких грызунов, живущих в норах, которые отлично защищают их от хищников. Голые землекопы хорошо приспособились к подземной жизни: вместо шерсти у них голая, морщинистая розовая кожа, они полуслепые, а еще у них большие выступающие резцы
Голые землекопы живут очень долго: в отличие от других грызунов сравнимого размера, они живут не три, а целых тридцать лет. Это в десять раз больше среднего грызуна. Более того, они не болеют раком – до сих пор не было обнаружено ни одного голого землекопа с раковыми опухолями [4] . Их долгая продолжительность жизни и устойчивость к раку вызвали любопытство ученых, которые много лет работали над расшифровкой ДНК голого землекопа. Эта работа уже окончена, и сейчас ученые пытаются на основе полученных данных понять, почему эти животные стареют медленнее и так устойчивы к раку. Эти открытия мы рассмотрим позже.
4
Уже после написания этой книги, в 2016 году ученые обнаружили рак у двух особей голого землекопа, содержавшихся в неволе.
Голые землекопы выглядят уродливо, но очень долго живут.
Голые землекопы – не единственные животные, которые прячутся, чтобы прожить подольше. Другие животные прячутся не под землей, а под кожей. Это паразиты. Некоторые паразиты, от одноклеточных до двухметровых ленточных червей, могут жить в тысячи раз дольше, чем их собратья из дикой природы. Они сумели так развиться, потому что могут безопасно скрываться в кишечнике, мышцах или легких своих теплых, уютных хозяев.
Кроме панцирей, игл, крупного размера, крыльев и способности прятаться, есть и другие свойства, позволяющие живым существам дольше прожить в природе: интеллект и общительность. Этим существам мутации, которые обеспечивают долгую жизнь, тоже оказываются полезными. Именно поэтому люди живут значительно дольше многих других млекопитающих. Жанна Кальман, дожившая до 122 лет, – самый старый человек, возраст которого был документально подтвержден. Госпожа Кальман родилась в феврале 1875 года, а умерла в 1997-м. Она увидела свет в том же году, что и опера Жоржа Бизе «Кармен», и за год до того, как Александр Белл изобрел телефон. Она рассказывала, что в тринадцать лет однажды продала краску Винсенту ван Гогу, который зашел в магазин ее отца в 1888 году. В 90 лет она подписала контракт с 47-летним юристом, который, наверное, подумал, что это лучшая сделка в его жизни: он должен был ежемесячно платить ей небольшую сумму денег при условии, что после ее смерти получит в собственность ее квартиру. Но госпожа Кальман жила себе и жила, и после того, как юрист умер от рака в возрасте 77 лет, его вдове пришлось продолжать выплаты. В конечном итоге Жанна Кальман получила сумму, чуть ли не вдвое превышавшую цену ее квартиры. Конечно, эта женщина – исключение: средняя продолжительность жизни людей составляет 80 лет, что все равно много в сравнении с другими млекопитающими сравнимого размера.
Наконец, лучший способ избегать хищников – это даже не иметь крылья, щит, огромное тело или большой мозг, а просто жить там, где нет хищников. Именно этого удалось добиться некоторым опоссумам. Опоссумы – это маленькие сумчатые, которые живут на земле и, соответственно, часто становятся обедом для множества хищников. Но около четырех тысяч лет назад небольшая группа опоссумов уплыла с континента (сейчас там находится штат Джорджия) на остров Сапело, где не водятся хищники. Любая мутация, которая позволяла опоссумам жить дольше (и передавать способность долго жить и потомству), была полезной. Хищники их съесть не могли, так что буквально за 4000 лет максимальная продолжительность жизни опоссумов на острове увеличилась на 45 процентов. Соответственно, эти опоссумы жили в среднем на 45 процентов дольше, чем их родственники, оставшиеся на большой земле. Этот и другие «природные эксперименты» показывают, что природа может быстро повысить продолжительность жизни животных, если обстоятельства это позволяют.
LQ разных видов животных. LQ 1
Мы видели, что у разных видов может быть очень разная продолжительность жизни. Поскольку биологам нравится классификация во всех ее видах, они составили таблицу разброса продолжительности жизни и разработали показатель под названием коэффициент долголетия (longevity quotient, LQ). LQ – это мера продолжительности жизни животного по отношению к его размеру. Размер – это важный фактор, потому что, как мы уже видели, крупные животные, в общем и целом, живут дольше мелких: сравните хотя бы слона и мышь.
Чем больше LQ, тем дольше живет животное. LQ 2 означает, что животное живет вдвое дольше, чем можно было бы предположить по его размеру. LQ слона равен 1. Да, в самом деле, вполне можно ожидать, что такое большое животное может в среднем прожить около 60 лет. LQ белобрюхого опоссума составляет 0,3. Это маленький наземный грызун, который не слишком умен и легко попадается в когти любому хищнику. У кур, мышей и крыс тоже маленький LQ. Напротив, у летучих мышей, голых землекопов и людей LQ большой – благодаря соответственно крыльям, рытью нор и уму. LQ людей равен 4,2: это значит, что мы живем более чем в четыре раза дольше, чем можно было бы предположить по нашему размеру. Животное с самым высоким LQ – это ночница Брандта, у которой он равен 9. Теперь мы знаем, почему: крылья и эхолокация помогли этой летучей мыши эволюционировать так, что она стала очень медленно стареть.
Молодые и здоровые, старые и больные
Первый по-настоящему хороший ответ на вопрос «почему мы стареем» впервые появился лишь в середине XX века, и он основан на том, что мы только что обсуждали. В 1957 году американский биолог Джордж Уильямс сделал еще один шаг вперед. Как мы только что увидели, хорошие мутации (или новые характеристики), которые могут помочь нам жить дольше, могут оказаться бесполезны, потому что в дикой природе мы все равно слишком рано умрем. Уильямс же показал, что плохие мутации, которые ускоряют процесс старения, могут быть полезны в более молодом возрасте. Представьте, что родился мальчик с мутацией (новой характеристикой), которая позволяет ему усваивать из пищи больше кальция. Усваивая больше кальция, он получает большие, сильные, богатые кальцием кости. Эта мутация делает из него сильного молодого юношу с крепкими костями, которые с меньшей вероятностью сломаются. Соответственно, он сможет успешнее отбиться от нападения саблезубого тигра или пережить падение в овраг. Так что на первый взгляд эта мутация хороша. Но из-за этой мутации больше кальция попадает в кровеносные сосуды, после чего он осаждается на стенках, вызывая их отвердение. Через несколько десятилетий у нашего постаревшего мальчика повышается риск сердечного приступа. То, что было хорошо в молодости (крепкие кости), может вызвать ускоренное старение (отвердение кровеносных сосудов и сердечные приступы) в старости.
Это показывает, что хорошие физические кондиции, сила и крепкие кости в молодости могут теоретически привести к преждевременной смерти в старости. Ученые отмечают, что некоторые люди, которые в молодости были крупными, сильными и крепкими, стареют быстрее, и к 50 годам у них уже заметное брюшко, обвисшая кожа и суженные кровеносные сосуды. Конечно, обобщать здесь не стоит: многие люди, которые были крепкими и сильными в молодости, живут очень долго. Более того, есть и многие другие факторы, оказывающие влияние на продолжительность жизни: пищевые привычки, физическая нагрузка (которая тоже делает нас сильнее), курение и стресс.
Тем не менее в медицинской практике мы наблюдаем немало примеров, подтверждающих теорию Уильямса. Возьмите, например, болезнь Гентингтона. Эта смертоносная неврологическая болезнь развивается, когда определенные области мозга начинают умирать (из-за накопления белков, как мы увидим позже в этой книге). Поначалу она в основном действует на области мозга, отвечающие за выполнение и плавность движений. В результате больные синдромом Гентингтона начинают совершать непроизвольные, неконтролируемые движения руками, ногами, а иногда и всем телом. Они выкручивают шею, гримасничают, иногда делают похожие на танец движения корпусом, постоянные и полностью непроизвольные. Болезнь неумолимо прогрессирует; агломерация, или накопление, белков распространяется и на другие области мозга, вызывая деменцию. Люди часто умирают от пневмонии, потому что забывают, как правильно глотать, и кусочки пищи попадают в легкие. Эта болезнь часто проявляется в возрасте 40 или 50 лет. Что хуже всего, эта болезнь наследственная. Если у одного из родителей синдром Гентингтона, то риск развития заболевания у каждого из детей составляет 50 процентов. Исследуя, каким типом мутации вызывается заболевание, врачи могут даже довольно точно предсказать, в каком возрасте начнутся первые симптомы. Это ужасный приговор для всей семьи.