Спонтанная эволюция: Позитивное будущее и как туда добраться
Шрифт:
Важно понимать, что чудеса технологий организма далеко не ограничиваются тем, что происходит внутри клеток. Люди используют материалы со специально заданными свойствами в строительстве своих зданий — и клетки поступают точно так же. Вот лишь несколько примеров.
Приблизительно половину массы человеческого тела составляют внеклеточные вещества под названием коллагены. Что такое коллаген? Это выделяемый клетками нитевидный протеин. Подобно тому как паук плетет сеть из нити, которую он выпускает из собственного тела, клетки создают вокруг себя внеклеточные структуры. Форма каждого органа, кровеносного сосуда, нерва, мышцы и кости поддерживается связующим материалом, сотканным из протеиновых нитей (коллагена). Фактически, если убрать из организма все клетки, внеклеточные
Коллагены — универсальный протеиновый материал. Из этих органических нитей можно сплести ткань, мягкую, как шелк (или как попка младенца). Однако если изменить способ ее плетения, получится структура, сопоставимая по прочности с пуленепробиваемым кевларом [61] . Чтобы по достоинству оценить технологические способности человеческого тела, обратите внимание на следующий факт: кана-топодобные ткани из коллагенных волокон — например, те, что работают в сухожилиях и связках, — обладают намного большей прочностью и гибкостью при гораздо меньшем весе, чем стальные тросы аналогичного размера.
61
Материал, из которого делают бронежилеты. — Прим. перев.
А вот как формируется скелет. Специализированные клетки-архитекторы под названием остеобласты строят из коллагена структуры, подобные величественным стальным остовам небоскребов. В процессе монтажа остеобласты декорируют эти коллагенные остовы особыми протеинами, которые вызывают спонтанную кристаллизацию кальция. Б результате получаются легчайшие и очень прочные кальцинированные коллагенные структуры — кости. Чтобы вы могли по достоинству оценить эту работу, отметим, что клетка, глядя на тело ростом в метр восемьдесят, видит объект столь грандиозный, как если бы человек смотрел на мраморное здание в десять тысяч этажей — включая тринадцатый этаж [62] , бельэтаж и пентхаус.
62
В некоторых зданиях в США тринадцатый этаж отсутствует. — Прим. перев.
Хондроциты — это клетки, формирующие хрящевые ткани (используемый телом эквивалент бетона). Заливая хрящевую ткань в заранее подготовленные формы из коллагенов, хондроциты создают отдельно стоящие скульптурные композиции, например нос и ушные раковины. Хрящ, подобно бетону, хрупок. От хорошего удара нос буквально раскалывается на куски. Хрупкость становится серьезной проблемой, когда речь идет о хрящевых дисках, используемых телом в качестве прокладок между отдельными позвонками хребта. Обычный хрящ раскрошился бы в щебень от нагрузок, которым постоянно подвержен позвоночник. Поэтому масоны-эукариоты научились усиливать свою хрящевую ткань сталеподобными наполнителями из коллагена — получился волокнистый хрящ, органический аналог усиленного арматурой железобетона. Важность этого композитного материала обычно становится понятна человеку лишь в случаях смещения какого-нибудь из межпозвоночных дисков.
Клетки человеческого тела подобны морским обитателям, которые живут и дышат в водной среде. Искусно сработанные водопроводная и очистительная сети (они включают в себя системы кровеносных и лимфатических сосудов) постоянно очищают воду в нашем организме. Клеточные технологии, применяемые в печени, почках, легких, лимфатических узлах и в селезенке, представляют собой самую совершенную и эффективную очистительную систему на планете. Эти органы удаляют из тела отходы и токсины, восстанавливают содержание необходимых для жизни компонентов и защищают от организмов-агрессоров, причем делают все это с эффективностью, пока еще недоступной даже лучшим инженерам — людям.
В число сложнейших инженерных находок, впервые внедренных клетками в человеческом теле, а затем воспроизведенных людьми, входят гидравлические и механические клапаны, осмотические насосы, противоточные обменные системы, системы механических рычагов, используемые в суставах и связках, и саморегулирующиеся информационные цепи обратной и прямой связи.
Наиболее известная широкой публике техническая инновация, впервые введенная клетками нашего тела, — цветное телевидение. Человеческий глаз оборудован такой же системой воспроизведения образов (с использованием трех цветов — красный, синий, зеленый), что и созданные людьми цветные телевизоры.
За короткую историю высоких технологий инженеры-электронщики внедрили транзисторы, конденсаторы, устройства для ускоренной обработки информации в информационных сетях, трехмерное изображение и компьютерное генерирование изображений. Хотя это — удивительные технологические достижения, нужно признать, что клетки-эукариоты начали использовать аналогичные штуки еще миллионы лет назад.
И, возможно, самым удивительным достижением клеток ивляется человеческий мозг — самый мощный из когдалибо спроектированных и построенных компьютеров! Создать систему обработки информации} которая могла бы соперничать с человеческим мозгом, — заветная мечта любого увлеченного инженера-компьютерщика.
Существует даже целая научная отрасль биомимикрия, осуществляющая обратную инженерию изобретений природы с целью создания новых технологий.
Чтобы молекулы протеина, обеспечивающего функции тела, могли двигаться, им требуется энергия. Об энергетических затратах тела мы можем судить хотя бы на основании того, что для нормального функционирования всех систем организма в нем необходимо поддерживать строго определенную температуру.
63
Здесь авторы пародируют шаблонные названия социальных программ в США — например, «Ни один ребенок не останется без внимания». — Прим. перев.
Клетки тела удовлетворяют свои энергетические потребности путем обмена молекулами аденозинтрифосфата (АТФ), представляющего собой молекулу аденозина к которой присоединены три фосфатные группы. АТФ — это биохимический эквивалент аккумуляторных батарей, вроде тех, что используются в мобильных телефонах. Именно из молекул АТФ клетки черпают энергию, необходимую им для осуществления своих функций.
Молекула АТФ высвобождает энергию, когда от нее отсоединяется одна из фосфатных групп. После этого аденозинтрифосфат (АТФ) превращается в аденозиндифосфат (АДФ) — молекулу аденозина с двумя фосфатными группами. Совершив определенную работу, клетки могут подзарядить молекулу АДФ — присоединить к ней недостающую фосфатную группу и тем самым опять превратить в энергетически богатую молекулу АТФ. Клетки работают ради производства АТФ и расходуют АТФ при осуществлении работы.
Молекулы АТФ циркулируют между клетками наподобие валюты. Любопытно, что в книгах по биологии АТФ иногда называют «разменной монетой» организма, тем самым косвенно признавая тот факт, что энергия в человеческом обществе приравнивается к деньгам. Ведь чем больше у человека денег, тем больше у него энергии для поддержания жизни.
В поисках новых идей насчет методов управления здоровой экономикой нам не помешает отследить схему АТФ, как могли бы сказать экономисты. В обмен на АТФ-зарплату клетки обслуживают организм, успешно объединяя свои усилия. Клетки могут делать личные накопления, сохраняя АТФ-монетки в своей цитоплазме. АТФ-зарплата соразмерна той пользе, которую клетка приносит телу. Клетки, вклад которых более важен для сообщества, зарабатывают больше АТФ и могут даже получить в свое распоряжение штат помощников для осуществления спеидиализированных функций. Но, хотя работа клеток оплачивается по-разному, их базовые потребности (в пище, крове, здравоохранении и защите) обеспечиваются всегда.