К содержанию
Глава 11. ГЕРОНТОЛОГИЯ И ЭВОЛЮЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ
Приход человека в мир - уход (рождение и смерть); пленение духа в теле
- его освобождение; сотворение мира - конец света: "конец придет
- ведь было же начало. Мир родился - мир должен умереть" (Беранже).
От этих пар - рифм один шаг до следующей: развитие - старение.
В классической поэзии известно отклонение, а то и вовсе отказ от парных
созвучий в окончаниях строк, - это белые стихи. Пара "рождение -
смерть" (или "жизнь - смерть") зарифмована жестко; тут
отклонение от рифмования, иначе говоря, - бессмертие, противоречит не
только биологической закономерности, но, если хотите, и здравому смыслу:
весь опыт наблюдения за природой убежда-ет нас в том, что физического
бессмертия - на индивидуальном уровне - не существует. Созна-тельно не
касаемся мифов, легенд, религиозных представлений, утверждающих обратное,
равно как и оставляем в стороне проблему бессмертия духовного, - короче
говоря, всего того иррацио-нального, что не составляет предмета анализа
строгой науки, конкретно - естествознания (В.Л.Ушаков).
Итак, смерть индивида - факт незыблемый и исключений не являющий. Он имманентен
живой природе и, если угодно, биологичен, поскольку смерть (естественная,
конечно) - закономерное следствие физиологической инволюции организма:
снижения отдельных его функций, отказа ряда систем - всего того, что в
обиходе зовется старением. И это ясно: по принципу рифмы, если есть развитие
- от момента оплодотворения яйцеклетки до половозрелости, то старение
- от периода выполнения репродуктивного, то есть видового, предназначения
до смерти - быть также обязано. Ну, и дальше: если есть программа индивидуального
развития особи, ее онтогенеза (а такая жест-кая генетическая программа
существует), то, по принципу рифмы опять же, должна быть и генети-ческая
программа старения. Вот тут-то и возникает вопрос: должна ли?
В геронтологии сразу было принято за очевидный факт, за аксиому, что специальная
программа старения организма действительно существует (хотя запрограммированность
старения и смерти никем никогда не была доказана.) Вероятно, это связано
с тем, что явления, кажущиеся естест-венными, на начальном этапе развития
новой науки не обсуждаются: эту привелегию может себе позволить нечто
уже устоявшееся, авторитетное - вроде физики или философии. Минуло около
ста лет с момента возникновения геронтологии, и вот в 60-х годах нашего
столетия вопрос о том, действительно ли старение запрограммировано, был
наконец поставлен. И если оно запрограм-мировано, то что это за программа:
саморазрушения организма? его самоликвидации? Ответ - в качестве общего
мнения - был категоричен: программа старения существует, это программа
само-ликвидации особи (в массе - поколения), она совершенно необходима
для отмирания поколения, чтобы освободить место поколению следующему,
а сама по себе сменяемость поколений - необ-ходимое условие для лучшей
приспособляемости вида в целом, так же, как и внутривидовое раз-нообразие
признаков, полиморфизм, - одно из жестких условий выживания вида.
Что ж, последнее положение этого вердикта (сменяемость поколений - фактор
стабильности вида во времени) можно, пожалуй, принять. Однако позволим
себе усомниться вот в чем: так ли уж очевидно, что для оптимальной сменяемости
поколений необходима программа самоликвидации отдельно взятой особи?
Безусловно, на данный вопрос природа отвечает положительно ... в некоторых
случаях. И это те случаи, когда результат программы самоликвидации доступен
для наблюдения и проявляется с неизбежностью чуть ли не апокалиптической.
Тут действительно ситуация, когда для двух сле-дующих друг за другом поколений
не хватает либо пищевых ресурсов, либо мест обитания (воз-можно и сочетание
этих "нехваток"). Так, к примеру, лососи после нереста гибнут
массами - и не просто массами, а все, поскольку физиологические перестройки,
связанные с размножением, на-прочь разрушают их организм. Менее известный,
но тоже характерный пример: мексиканская ага-ва, прожив девять лет, на
десятый цветет, дает плод и тут же засыхает. Поденка готовится к акту
размножения и, выполнив это единственное в жизни предназначение, не доживает
до следующего дня.
Проанализируем. В первых двух случаях связь размножения с программой самоликвидации
хо-тя и не совсем ясна в деталях, но понятна в чертах более общих. Так,
если у некоторых видов рыб удалить половые железы, а у растения - цветочный
побег, никакой активной самоликвидации не будет: организм просто тихо
угаснет, прожив в несколько раз дольше обычного. А вот последний случай
- несколько иного рода и, надо сознаться, включен не без умысла: с поденкой
аналогичный трюк повторить нельзя. Что ни делай со взрослой особью, она
все равно погибнет от голода, ибо у нее не предусмотрено одной необходимой
детали - ротового отверстия. Так природа повелела, решив, что все равно
не понадобится. Отсюда законный вопрос: нужна ли в данном случае специ-альная
программа самоликвидации? Вряд ли. Родилась, совершила кладку яиц, а далее
- твои проблемы: можешь - живи, а не можешь - умирай; на стабильности
вида это никак не скажется. Вот если бы требовался уход за потомством
- другое дело. Короче говоря, природа, в чем-то довольно щедрая, на поденке
явно решила сэкономить.
И что следует из предложенных примеров? А то, что налицо два разных подхода
к проблеме выживания: так сказать, с позиции особи и с позиции вида. Конечно,
с человеческой точки зрения (этической, а не биологической), не дать животному
возможности питаться, лишив его рта, - более чем жестоко. Но если в качестве
целого рассматривать не особь, а вид (что не слишком этично, зато биологично),
то все становится на свои места: от особи требуется воспроизвести потомство,
жизнеспособное и плодовитое, - и больше ничего; дальше - только не мешать.
Значит, с позиции вида, старение (и как следствие - смерть) - только для
того, чтобы не мешать? Да и вообще, где здесь, в наших примерах, старение?
Ведь смерть приходит в молодом, а что до упомянутой выше агавы, в самом
цветущем возрасте! А как же принцип рифмы: развитие - старение? Последнего,
по сути, нет.
Действительно - нет. В диких популяциях животных подавляющее число особей
завершает жизнь, как говорят ученые, вне зависимости от возраста, то есть
из-за воздействия факторов внешней среды, а отнюдь не от биологических
причин. Это - голод, болезни, стихийные бедствия, гибель от врагов-хищников,
наконец. В такой ситуации до старости не дотянешь. И большинство не дотягивает.
А вот стоит поместить этих животных в лабораторные или домашние условия
- ста-рение налицо. Самый наглядный пример - наши лесные птицы: щеглы,
чижики, синицы и так да-лее. В клетке они живут, как правило, в 3-4 раза
дольше, чем на воле (парадокс, с человеческой точки зрения!), и умирают
чаще всего именно от старости. Аналогичным образом старение прояв-ляется
в искусственных условиях и у самых примитивных созданий - круглых червей,
насекомых. О какой же специальной программе самоликвидации тогда речь?
Существует ли она? А вот от факта старения не уйти.
И все-таки: если старение заложено в схему функционирования живых существ
(для многих ви-дов, как мы убедились, - в принципе, потенциально), то
на какой основе этот процесс осуществля-ется? Какая-то программа - пусть
не самоликвидации - быть должна, не может не быть! Если есть программа
для развития организма, то есть она и для старения; наш принцип работает
безотказно. И сегодня можно утверждать, что это - генетическая программа,
но программа общая, единая, по-зволяющая природе после решения задачи
развития (прямой задачи) решать задачу обратную: постепенного разрушения
организма исключительно по причине изначального несовершенства основной
конструкции - генома и его производного, клетки.
И что же это за несовершенство? Это - несовершенство, или, точнее, отсутствие
абсолютной надежности генетически заданной защиты организма от действия
самых различных повреждаю-щих факторов - как внешнесредовых, так и внутренних.
В какие бы тепличные условия организм ни поместить, повреждения возникают
с роковой неизбежностью хотя бы потому, что процесс обмена веществ сам
по себе содержит элементы агрессии против собственного организма. Это
- побочные продукты метаболизма: к примеру, накапливающиеся в клетках
шлаки; кислородсодержащие сво-бодные радикалы - молекулы или их фрагменты,
несущие неспаренные электроны и потому хими-чески агрессивные (гипотеза
старения американского ученого Д.Хармана). Кроме того, повреж-дающими
факторами могут быть: аномальные белки, возникающие в клетке из-за ошибок
считы-вания с основных матриц - ДНК или РНК; дефектные структуры клеточных
мембран; разрывы в ДНК, которые накапливаются с возрастом, а это - повреждение
генетической программы функцио-нирования клетки; потеря участков ДНК из-за
ее "недорепликации", то есть неполноценного удвое-ния (связь
данного явления со старением - основа гипотезы А.М.Оловникова).
Короче говоря, возможностей для саморазрушения у организма чрезвычайно
много. Дело, одна-ко, не столько в том, что и как сильно разрушает, сколько
в том, сильна ли защита организма, а изначально - клетки. Впрочем, порою
даже и не клетки в целом, а ее тонких структур - той же ДНК. Мы знаем,
что физические и химические воздействия среды - солнечное излучение, высокие
тем-пературы, некоторые соединения в воздухе и пище - повреждают участки
ДНК, и тут все зависит от эффективности генетических систем ее репарации
- восстановления, заживления возникших ра-нок. Так вот: сколь мощна защита,
а, в конечном счете - надежность организма? Мощна, однако, несмотря даже
на многократную резервированность страховочных систем, мощна не на сто
про-центов. Да, дефекты устраняются, но не все. С течением времени их
становится все больше - по-степенно падает уровень надежности, "правильности"
функционирования клеток, далее - тканей, далее - органов и, как следствие,
- организма в целом. Так организм переходит в состояние неспе-цифической
уязвимости, образно названное нашими соотечественниками Л.А. и Н.С.Гавриловыми
состоянием "нежилец". Это и есть старение.
Зачем было природе создавать две отдельные программы для развития и старения,
когда впол-не можно обойтись одной? Одной - введя в нее, чтобы запустить
процесс старения, лишь такую особенность, как недостаточная надежность.
Очень экономный и целесообразный подход. Кстати, такой принцип - принцип
изначальной общности программы - вообще довольно популярен в при-роде,
он оказался эволюционно выигрышным. Вот два наглядных примера. Первый
- принцип дифференцировки клеток. Известно, после оплодотворения генетическая
программа в клетке - общая, единая, а смещение развития в сторону дальнейшего
образования, скажем, нервной клет-ки, или мышечной, или эпителиальной
обусловлено блокированием соответствующих частей этой общей, единой программы,
записанной в геноме. Другой пример - детерминация пола. У ряда дву-полых,
в том числе у человека, пол изначально женский. Если в геноме окажется
специальный блокирующий регулятор (гены Y-хромосомы), развитие плода смещается
в мужскую сторону; если же такого блока нет, развитие пойдет по изначальному
плану - женскому. Тот же принцип положен и в основу развития-старения:
изначально программа одна. Короче, для создания разнообразия - разных
типов функционирования, разных типов клеток или разных полов - порой гораздо
проще модифицировать общее, чем всякий раз заново лепить отдельные формы.
Итак: специальной программы старения нет - есть программа развития и функционирования,
которая, в силу своей не абсолютной надежности, предопределяет возможность
постепенного на-копления с возрастом различных дефектов, что и приводит
к изнашиванию, одряхлению организма. Чтобы наступила старость, этого,
несомненно, вполне достаточно.
|