Третий шимпанзе
Шрифт:
Очевидно, что наша способность доживать до пожилого возраста определялась в конечном счете достижениями культуры и технологии. Защититься от льва легче, если есть копье, а не просто камень для метания, и еще легче, имея хорошую винтовку. Тем не менее одного прогресса культуры и технологии было бы недостаточно, если наш организм не перестроился бы тоже таким образом, чтобы прослужить дольше. Ни одна обезьяна в клетке зоопарка, даже при наличии современных технологий, созданных человеком, и ветеринарного ухода, не доживает до восьмидесяти лет. В этой главе мы увидим, что наши биологические особенности модифицировались, приспосабливаясь к большей продолжительности жизни, которую сделали возможной наши культурные достижения. Например, я предполагаю, что использование кроманьонцами инструментов было не единственной причиной большей в среднем
Короче говоря, культурные и биологические изменения должны были происходить параллельно, чтобы обеспечить большую продолжительность жизни. Среди этих перемен можно назвать изменения нашей половой анатомии, физиологии, поведения и предпочтений, о которых рассказывалось в главах с третьей по шестую, а замедление старения является последним из тех изменений жизненного цикла, которые сделали возможным большие успехи третьего вида шимпанзе.
Подход ученых к вопросу старения зависит от того, интересует ли их так называемое проксимальное объяснение или же объяснение первоначальных эволюционных причин. Для того, чтобы понять различие этих подходов, рассмотрим вопрос: «Почему скунсы плохо пахнут?» Химик или специалист по молекулярной биологии ответит: «Потому, что они выделяют химические соединения, содержащие определенные молекулярные структуры. В соответствии с принципами квантовой механики эти структуры вызывают появление дурных запахов. Эти химические вещества пахли бы плохо, какой бы ни была биологическая функция этого запаха».
Но ученый, занимающийся эволюционной биологией, посмотрит на этот вопрос иначе: «Потому, что скунсы легко попались бы хищникам, если бы не защищали себя с помощью дурного запаха. Естественный отбор привел к тому, что скунсы стали выделять дурно пахнущие химические вещества; те скунсы, у которых запах был самым ужасным, выжили и смогли произвести на свет больше всего детенышей. Молекулярная структура этих химических веществ — просто случайная деталь; скунсам подошли бы и любые другие дурно пахнущие вещества».
Химик предложил проксимальное объяснение: то есть, раскрыл механизм, непосредственно отвечающий за наблюдаемое явление, которое требовалось объяснить. Специалист же по эволюционной биологии предложил объяснение первоначальных причин: ту функцию, или цепь событий, которая вызвала наличие данного механизма. Химик и специалист по эволюционной биологии отвергли бы друг друга, не признав «настоящего объяснения».
Точно также и исследования, рассматривающие старение, проводятся независимо двумя группами ученых, которые практически не общаются друг с другом. Одна из групп стремится найти проксимальное объяснение, а другая — объяснение первоначальных причин. Специалисты по эволюционной биологии стараются понять, почему вообще естественный отбор допустил такое явление, как старение, и полагают, что на этот вопрос они нашли ответ. Физиологи же задаются вопросом о том, какие клеточные механизмы стоят за старением, и признают, что все еще не знают ответа. Я же полагаю, что мы не сможем понять явление старения, если не будем одновременно искать объяснений обоих типов. В частности, я полагаю, что объяснение эволюционных (первоначальных) причин поможет найти физиологическое (проксимальное) объяснение старения, которое до сих пор не удавалось обнаружить ученым.
Перед тем как продолжить свои рассуждения, я должен предвосхитить возражения моих товарищей-физиологов. Они склонны полагать, что в нашей физиологии присутствует нечто такое, что делает старение неизбежным, и что эволюционные соображения значения не имеют. Так, например, одна из теорий объясняет старение тем, что со временем человеческой иммунной системе становится все труднее и труднее отличать наши собственные клетки от посторонних. Физиологи, придерживающиеся этого мнения, основываются на негласно принятом предположении, что естественный отбор не может создать иммунную систему, не имеющую этого фатального дефекта. Обосновано ли это мнение?
Чтобы оценить правомерность этого возражения, рассмотрим механизмы биологической репарации, так как старение можно представить просто как неустраненные повреждения или износ. С используемым здесь словом «ремонт» в первую очередь ассоциируется тот, который вызывает у нас наибольшее раздражение, — ремонт автомобилей. Наши автомобили стареют и умирают, а мы тратим деньги на то, чтобы отсрочить наступление этих неотвратимых событий. Точно так же мы постоянно, пусть и не осознавая этого, ремонтируем самих себя на всех уровнях, от молекул и до тканей или целых органов. Наши механизмы самовосстановления, как и в случае с требующим таких затрат ремонтом автомобилей, можно разделить на два типа: устранение повреждений и плановая замена.
В примере с автомобилями устранением повреждений будет замена бампера, которая осуществляется только тогда, когда бампер помялся при столкновении; мы не заменяем бампер в плановом порядке, одновременно со сменой масла. Наиболее заметным примером устранения повреждений в нашем теле является заживление ран, с помощью которого мы восстанавливаем поврежденные участки кожи. Многие животные способны продемонстрировать в этом отношении более впечатляющие результаты: у ящериц отрастает оторванный хвост, у морских звезд и крабов — конечности, у голотурий — кишечник, а у немертин — их ядовитое жало. Неразличимо для нашего зрения на молекулярном уровне восстанавливается наш генетический материал, ДНК, и в его отношении применяется исключительно устранение повреждений. У нас есть ферменты, распознающие поврежденные участки в спирали ДНК и восстанавливающие их, не затрагивая при этом неповрежденных участков ДНК.
Другой тип ремонта, плановая замена, также знаком любому автовладельцу. Мы периодически меняем масло, воздушный фильтр и свечи, чтобы устранить слегка изношенные элементы, не дожидаясь, когда машина совсем сломается. В природе подобным образом, по заранее намеченному плану, происходит смена зубов: в течение жизни у человека бывает два комплекта зубов, у слонов — шесть, а у акул — неопределенное число. Нам, людям, приходится всю жизнь довольствоваться тем скелетом, с которым мы родились, но вот у омаров и других членистоногих регулярно сменяется наружный скелет: они сбрасывают старый панцирь, и на его месте вырастает новый. Еще одним весьма показательным примером плановой замены является непрерывный рост наших волос: как бы коротко мы их ни стригли, отстриженная часть будет восстановлена за счет роста.
Плановая замена происходит также на микроскопическом и ультрамикроскопическом уровнях. Мы постоянно заменяем многие наши клетки: те, которые выстилают кишечник, — каждые несколько дней, на внутренней поверхности мочевого пузыря — каждые два месяца, а красные кровяные тельца — каждые четыре месяца. На молекулярном уровне происходит постоянная смена белковых молекул, со скоростью, характерной для конкретного белка; тем самым исключается накопление поврежденных молекул. Если вы сравните то, как ваш любимый человек выглядит сегодня и на фотографии, снятой месяц назад, то выглядеть он, возможно, будет одинаково, но при этом многие молекулы, из которых состоит его тело, будут уже другими. Шалтая-Болтая не могла собрать вся королевская конница и вся королевская рать, а нас природа разбирает на части и собирает вновь каждый день.
Таким образом, значительная часть тела животного может быть восстановлена при необходимости или заменена в плановом порядке, но то, насколько много можно заменить, в большой степени зависит от части тела и от биологического вида. В том, что возможности биологической репарации у человека ограничены, нет ничего физиологически неизбежного. Если у морских звезд отрезанные конечности могут вырасти заново, то почему такой возможности нет у нас? Что мешает нам иметь шесть комплектов зубов, один за другим, как у слона, а не только молочные и постоянные? В этом случае мы могли бы становиться старше, не нуждаясь в пломбах, коронках и вставных зубах. Почему бы нам не защитить себя от артрита? Всего-то и нужно, что регулярно заменять суставы, как это делают крабы. Почему бы нам не исключить возможность сердечных заболеваний, регулярно заменяя сердце, подобно тому, как немертины заменяют свои ядовитые жала? Можно предположить, что естественный отбор был бы на стороне мужчин и женщин, которые не умирали бы от сердечных заболеваний в возрасте около восьмидесяти, а продолжали жить и производить на свет потомство, по меньшей мере, до 200 лет. Почему же при всем том мы не можем восстановить или заменить все части нашего организма?