Загадка жизни и грязные носки Йоса Гротьеса из Дрила
Шрифт:
Михаил Гельфанд, доктор биологических наук, член Academia Europaea, заместитель директора Института проблем передачи информации им. А. А. Харкевича РАН, профессор факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ
И еще, прежде чем мы начнем по-настоящему
В этой книге порой встречаются огромные цифры. До того огромные, в голове не укладывается. Тиктаалик, один из героев этой книги, жил, например, около 370 миллионов лет назад.
Твой мозг состоит из ста миллиардов клеток. А в твоем организме живут триллионы бактерий. Сколько же это, собственно говоря? Эта таблица
Часть 1
Чудеса, загадки, тайны и ты
Почему нужно аплодировать инфузории-туфельке?
Давайте-ка все вместе поаплодируем инфузории-туфельке. Кому-кому? Инфузории-туфельке, существу, которое меньше точечки над i. Но с какой стати нужно ей аплодировать? Что в ней особенного? Эта крошка заслужила бурные аплодисменты просто потому, что живет. А это удивительнее, чем ты думаешь! Сейчас расскажу.
У датского профессора Хенрика Шарфе есть близнец — робот. Когда профессор и робот стоят рядом, с первого взгляда не поймешь, кто из них человек, а кто — машина. Правда, близнец пока может только немножко двигаться — вот, пожалуй, и все. Он даже говорить не умеет. Но я готов съесть целый мешок кроличьего корма, если в далеком будущем не появится робот, который будет в точности похож на человека, будет давать разумные ответы на вопросы и даже играть в футбол. Думаю, такого робота нам удастся сделать уже в ближайшие тридцать лет. А вот инфузорию-туфельку сделать в тысячи раз труднее.
Умений у крохотной инфузории совсем мало. Она немного плавает с помощью малюсеньких волосков-ресничек, которыми орудует как веслами. Может пить грязную воду из канавы и поедать обитающие там бактерии. Может вывести из себя эту воду — пописать. Ну, то есть она не писает, а скорее уж потеет. Может заняться сексом с другой инфузорией-туфелькой. Может разделиться, так что появятся сразу две инфузории. А больше… она почти ничего и не умеет.
Что инфузория-туфелька умеет, а самый умный робот нет?
Инфузория-туфелька, конечно, меньше, чем робот профессора Шарфе, однако есть у нее одно умение, какое машине вообще недоступно: она может умереть. Да, роботы ломаются, но это совсем другое. Сломанное зачастую можно починить. Мертвое к жизни никогда уже не вернешь. Каждая жизнь — уникальна, хотя на Земле жили и живут квинтиллионы существ.
Туфелька живет, а робот нет, вот в чем величайшая разница. Но у них есть и сходства. Например, оба состоят из мертвых частиц. Ведь все, что ты видишь, — и даже все, что не видишь, — построено из атомов и молекул. Это крохотные кирпичики, из которых состоит все во Вселенной. От инфузорий-туфелек до деревьев, звезд, планет, мешков с кроличьим кормом, дядюшки Хенка, огурцов, грязных носков Йоса Гротьеса из Дрила[6],
Так ли проста клетка?
Инфузория-туфелька — существо очень простое. Она состоит из одной-единственной клетки. Все живое состоит из клеток. А клетки, конечно, построены из атомов. Но если атомы мертвые, как причальные тумбы, то клетки прямо-таки кипят жизнью. При ближайшем рассмотрении это заметно сразу: под микроскопом видно, как все бурлит и плещется. Если бы ты сумел уменьшиться и забраться внутрь клетки, тебе бы захотелось незамедлительно убраться оттуда. Ведь там царит сущее столпотворение: скоростные магистрали с интенсивным движением, бурные водные потоки, торнадо и сражения в снежки.
Сколько в тебе клеток?
В одной клетке больше составных частей, чем в двух десятках роботов профессора Шарфе, вместе взятых. Но клетка так мала, что невооруженным глазом ее не разглядишь. Стало быть, живые существа, которых мы видим, явно состоят больше чем из одной клетки. Сколько же их? Возьмем, к примеру, тебя. Ты состоишь из… сейчас подсчитаем… двух, трех, пяти, восьми, девяти, нет… из десяти тысяч квадриллионов клеток. Десять тысяч квадриллионов! И все они тебе совершенно необходимы.
Пока ты читаешь это предложение, в твоем организме, например, прибавляется миллионов десять красных клеток крови. Это как бы крошечные вагонетки, доставляющие кислород во все уголки и закоулки твоего тела. Без кислорода другие клетки твоего организма погибнут. А ведь у тебя есть еще и квадриллионы кишечных клеток. В совокупности они образовали бы поверхность размером с теннисный корт. Они заботятся о том, чтобы съеденная пища превращалась в горючее для твоего тела. Без этого горючего ты умрешь. А как насчет клеток, составляющих твое сердце? Сердце — мышца, которая постоянно, без устали работает. Оно стучит каждую секунду, каждую минуту, каждый день, год за годом, без перерыва, прокачивает кровь по сосудам и сосудикам, общая длина которых огромна: ими можно сделать два витка вокруг Земли.
Клетки живут. А значит, могут и умереть. К счастью, есть специальные клетки, которые уничтожают умершие. Если некоторое время не стирать пыль и не делать в комнате уборку, то можно увидеть немножко отмерших клеток кожи — именно из них большей частью состоит пыль у тебя дома. Ты теряешь их примерно 30 тысяч в минуту. Четыре килограмма в год. Поэтому за несколько недель все старые клетки кожи заменяются новыми.
Что происходит в твоем теле?
В твоем теле постоянно что-то происходит. Я упомянул лишь некоторые процессы, на самом же деле их несколько миллионов. В секунду. И всеми событиями в твоем теле управляет мозг. Мозг состоит из сотни миллиардов особых клеток, их примерно столько же, сколько звезд в галактике. Это такой суперкомпьютер, с помощью которого ты можешь делать такие вещи, какие всем на свете компьютерам, вместе взятым, пока и не снились. Точно командно-диспетчерский пункт в аэропорту, клетки мозга отдают команды другим клеткам твоего организма, чтобы те выполняли нужную работу. Это самые важные и самые сложные клетки, какие у тебя есть.