Эндрю Стил - Бессмертные. Почему гидры и медузы живут вечно, и как людям перенять их секрет

Регенеративная способность и необычная продолжительность жизни этих крошечных существ должны быть связанными. Гидры разрушают центральное предположение теории одноразовой сомы. Поскольку любая часть их тела может создать новую гидру, нет никакого различия между клетками тела и половыми клетками. По сути, это половые клетки, поэтому эволюция не считает ни одну из них одноразовой. Это прием, который будет работать только с очень простыми формами жизни. Сложные формы жизни от насекомых до людей подвергаются одностороннему преобразованию половых клеток в клетки тела, позволяя нам иметь такие разнообразные ткани и органы. Но этот пример показывает, что почти ни одно предположение не устоит перед лицом реальной биологии. Природа еще какое-то время будет в состоянии перехитрить наши теории – и стареть сама, если придется.

Существует также эволюционное давление, которое может выбрать долголетие почти непосредственно, а не как побочный эффект высокой способности к размножению в конце жизни или размывания линий между соматическими и половыми клетками. Рассмотрим то, что считается самой долгоживущей многоклеточной формой жизни на Земле: остистую сосну в сверхсекретном месте в Уайт-Маунтинс в Калифорнии. На сердцевине, взятой из ствола этого дерева в конце 1950-х годов, было почти 5000 колец. Дерево все еще крепко стоит и сегодня, по оценкам, ему 4850 лет. Это означает, что оно появилось в начале третьего тысячелетия до н. э., когда Стоунхендж был всего лишь рвом и несколькими маленькими камнями, а работы над пирамидами еще только начинались.

Как дерево могло эволюционировать, чтобы пережить целые цивилизации, не совсем ясно, но одна теория заключается в том, что это связано с конкуренцией за пространство. Остистые сосны произрастают в засушливых открытых местах, где все обитаемые участки уже заняты взрослыми деревьями, из-за этого возможности для саженцев невелики. В принципе, вам нужно, чтобы дерево по соседству умерло, чтобы освободить место, где ваши потомки могли бы начать свое дело. Таким образом, единственный способ передать свои гены – это пережить соседей, начав эволюционную гонку вооружений, конечной точкой которой является экстремальное долголетие. Очевидно, что такая логика не применима к животным, которые могут просто уйти в другое место, если на нынешнем становится тесно. Но это еще один пример того, как простая причуда естественной среды может существенно повлиять на эволюцию старения.

Гидрыразмножаются клетками, выпуская их в окружающую среду. При этом до сих пор не удалось рассчитать срок их жизни – лабораторные гидры прошлого столетия по-прежнему живы.

В зависимости от относительной силы всех этих и других факторов пренебрежимое старение не кажется таким уж странным результатом. Измените относительную вероятность выживания и важность размножения организмов разных возрастов, и эволюция построит вам оптимальный для этого жизненный путь – с огромным спектром различных результатов, от поденок, живущих всего несколько минут, до деревьев, которые достигают возраста тысяч лет.

Если есть эволюционный смысл в ряде случаев иметь риск смерти, который постоянен с возрастом, можем ли мы сделать следующий логический шаг – существует ли возможность отрицательного старения, риска смерти, что уменьшается с возрастом? Хотя мы не знаем большого количества форм жизни, достаточно удачливых в этом отношении, кажется, есть некоторые обладающие этим свойством. Например, лучшие данные, что у нас есть о пустынном западном гофере, виде сухопутной черепахи, предполагают слегка отрицательное старение на протяжении всей взрослой жизни. Вероятно, нет ничего особенного в пренебрежимом старении, и было бы немного странно, если бы существовали жесткие ограничения для изменения риска смерти с возрастом. Вероятно, в мире есть еще больше существ с отрицательным старением, просто нужно провести тщательные демографические исследования, чтобы обнаружить их. Будем надеяться, что расходование ресурсов человеком или разрушение окружающей среды не уничтожит их до того, как мы получим шанс сделать это.

Таким образом, эволюционные теории старения не только объясняют, почему некоторые животные стареют, но и дают шанс для замедления или даже полного устранения старения. Существуют реальные примеры организмов, избегающих старения, и у нас есть твердые теории о силах, которые подавили тенденцию деградировать со временем. Для всех, кто интересуется ходом старения человека, это невероятно волнующая новость: пренебрежимое или даже отрицательное старение не нарушает законов не только физики, но и биологии.

Природа также показывает нам, что продолжительность жизни сильно различается даже между довольно близкородственными видами. Сравнение мышей с летучими мышами и голыми землекопами – яркий пример того, как животные с одинаковыми размерами и относительно недавними общими предками могут, тем не менее, стареть совершенно по-разному. Это демонстрирует нам, что старение не является каким-то неизменным и неизбежным процессом: различия между животными доказывают, что научиться избегать старения возможно. Они также дарят вдохновение: сравнение биологии видов с различными темпами старения позволит нам выявить гены и механизмы, которые способствуют долголетию долгоживущих видов. И мы постараемся разработать лекарства или методы лечения, чтобы имитировать эти приспособительные способности.

Однако самое важное, что дает обращение к эволюции для объяснения этого механизма, – это понимание того, что такое старение и чем оно не является. Теперь мы знаем, что не у всех видов есть какие-то тикающие внутренние часы, запрограммированные убивать родителей, чтобы освободить место для детей. Все, что нам нужно сделать, – это найти бомбу замедленного действия в наших генах, обезвредить ее, и старение будет излечено.

Вместо этого старение является эволюционным недосмотром: результатом накопленных мутаций, которые ухудшают физическую форму в пожилом возрасте, но от которых эволюция не может избавиться; антагонистически плейотропных генов, которые максимизируют успех размножения в молодости, даже если имеют неблагоприятные непреднамеренные последствия в дальнейшей жизни; и механизмов, отдающих приоритет рождению детей над поддержанием доступных соматических клеток. Поэтому нет никаких оснований полагать, что старение должно иметь единственную причину. В действительности мы должны ожидать, что оно будет состоять из совокупности синхронизированных, но лишь в некоторой степени связанных процессов. Наша задача – выявлять и лечить их.

Однако такое уверенное отношение стало распространяться только в течение последних двух десятилетий. Эволюционные теории старения были разработаны в середине двадцатого века и, несмотря на значительные успехи в нашем понимании, имели ироничный и неприятный побочный эффект. Старение долгое время в значительной степени игнорировалось биологами, рассматривалось как явление постепенного ухудшения жизнеспособности, не поддающееся изучению. Эволюционные теории подчеркивают эту безнадежность: они предполагают, что многие процессы, вероятно, будут способствовать старению, без очевидного ограничения их числа. Могут существовать сотни или даже тысячи различных факторов, взаимодействующих мириадами различных способов, и все они сговорились покончить с нами. Эволюционная теория усложняет представление о старении как о процессе настолько запутанном и многогранном, что оно вряд ли когда-либо окажется понятым, не говоря уже о том, чтобы лечиться.