Дэвид Вуд - Смерть должна умереть. Наука в борьбе за наше бессмертие

Это очень простые микроорганизмы. Ядра как такового у них нет, поэтому их называют прокариотами [53] Прокариоты – (от др.-греч. πρό – перед и κάρυον – орех, ядро) одноклеточные живые организмы, не имеющие оформленного клеточного ядра. . Хромосома обычно одна – кольцевая, без начала или конца, и потому не имеет теломер [54] Теломеры – (от др.-греч. τέλος – конец и μέρος – часть) концевые участки хромосом. . Но в эукариотических клетках [55] Эукариоты – (от др.-греч. εὖ – хорошо, полностью, истинно и κάρυον – орех, ядро) ядерные живые организмы. , с незамкнутыми хромосомами, концевые участки есть. Формулировка «бактерии» [56] Бактерия – (от др.-греч. βακτήριον – палочка) группа мельчайших микроорганизмов, чаще всего одноклеточных. была придумана в 1828 г. немецким ученым Христианом Готфридом; в 1925 г. французский биолог Эдуар Шаттон предложил термины «прокариота» и «эукариота», чтобы различать организмы без ядра как такового (например, бактерии) и организмы с клеточным ядром (в том числе растения или животные).

Успешный естественный отбор позволил бактериям колонизировать все уголки планеты и породить бесчисленные разновидности, многие из которых неизвестны и по сей день. На самом деле эволюция этих организмов (как и остальных живых существ) все еще продолжается. Сначала считалось, что у них только одна, замкнутая, хромосома, но затем были обнаружены виды с бо́льшим количеством (среди них встречаются как кольцевые, так и линейные). Наблюдение за непрекращающимся экспериментом самой природы – занятие, которое поистине захватывает дух [57] https://microbewiki.kenyon.edu/index.php/Chromosomes_in_Bacteria: _Are_they_all_single_and_circular%3F . .

С точки зрения естественного отбора доядерные клетки появились раньше прочих. Существуют и другие микроорганизмы без ядра – археи; они менее распространены и, возможно, возникли позднее бактерий, однако вместе с последними образуют надцарство прокариот. На эволюционном уровне также установлено, что около 4 млрд лет назад существовал последний универсальный общий предок – LUCA [58] LUCA – сокр. от англ. Last Universal Common Ancestor – последний универсальный общий предок. , от которого произошли все имеющиеся формы жизни: сначала прокариоты (бактерии и археи), а потом эукариоты (включая существующих животных и растений). В основном генетическом материале всех живых существ присутствует как минимум 355 изначальных геном от ДНК прародителя, которые составлены из четырех азотистых оснований: аденина (A), цитозина (C), гуанина (G) и тимина (T) [59] https://www.nytimes.com/2016/07/26/science/last-universal-ancestor.html . .

На рис. 1.1 показано так называемое филогенетическое древо жизни, в котором четко прослеживаются две большие группы, называемые доменами, надцарствами, или империями. Это прокариоты (главным образом, одноклеточные организмы: бактерии и археи) и эукариоты (в основном, многоклеточные, представленные грибами, животными и растениями).

Биология очень сложна, эволюция длилась миллионы лет, и поэтому стоит отметить, что существуют как многоклеточные доядерные, так и одноклеточные ядерные организмы. Тем не менее большинство крупных эукариотов являются многоклеточными и содержат линейные хромосомы с теломерами на концах. И все они являют собою части великого филогенетического древа жизни, растущего от общего корня – LUCA.

Рис. 1.1.Филогенетическое древо жизни

С позиции воспроизведения при идеальных условиях выращивания бактерии могут считаться биологически «бессмертными». В наилучшей ситуации, когда при симметричном делении клетка производит две дочерние, новые возвращаются в молодое состояние. То есть при таком симметричном бесполом размножении каждое потомство эквивалентно юному родителю (за исключением некоторых вероятных мутаций при делении). Другими словами, микроорганизмы, которые используют подобный способ репродукции, можно считать практически вечными. Как мы увидим позже, в точно таком же ключе допустимо говорить о стволовых клетках и гаметах [60] Гаметы – репродуктивные клетки, имеющие гаплоидный (одинарный) набор хромосом и участвующие, в частности, в половом размножении. многоклеточных.

Испанские микробиологи из Барселонского университета Рикардо Герреро и Мерседес Берланга объяснили прокариотическое «бессмертие» следующим образом [61] https://www.semicrobiologia.org/storage/secciones/publicaciones/semaforo/32/articulos/SEM32_16.pdf . :

«Как ни странно, но конечные пункты назначения человека – старение и смерть – не были необходимы на заре жизни, и так продолжалось сотни миллионов лет. Классическое определение живого существа как того, кто “рождается, растет, размножается и умирает”, нельзя применять к доядерным организмам в той же мере, как к ядерным.

По мере роста прокариота ДНК закрепляется на мембране и транспортируется через нее, пока родительская клетка не расщепляется на две идентичные дочерние. Если позволяет окружающая среда, доядерные организмы будут расти и, не старея, размножаться. У бактерий это обычно происходит путем “бинарного деления” и приводит к двум одинаковым клеткам, хотя отклонения от общей картины все же случаются».

Однако не всем бактериям свойственно симметричное деление с интеркалярным [62] Интеркалярный (рост) – (от лат. intercalarius – вставной, добавочный) рост некоторых живых существ в длину посредством деления клеток. ростом, результатом которого являются одинаковые, не стареющие при размножении, клетки-потомки. Герреро и Берланга уточнили:

«Теоретически, при интеркалярном росте клетки не погибают. Однако очевидно, что бактерии, как и прочие формы жизни, могут “умереть” от голода (отсутствия питательных веществ), жары (высокой температуры), повышенной концентрации соли, высыхания, обезвоживания и т. д.».

Отметим, что подобный процесс размножения присущ не всем бактериям, например, те из них, что делятся асимметрично, с полярным ростом, производят неодинаковое и способное к старению и смерти потомство.

Хотя многие подробности происхождения и развития всего живого нам неизвестны, с определенной точки зрения мы можем заявить, что жизнь возникла, чтобы жить, а не умирать. По крайней мере, это утверждение будет верно для тех бактерий, что размножаются симметрично и в идеальных условиях не стареют.

Очевидно, что смерть существовала всегда, но первые формы жизни сумели эволюционировать таким образом, чтобы, возможно, в идеальных условиях оставаться вечно молодыми. Однако суровые реалии – болезни или недостаток пищи – приводили к гибели все организмы без исключения.