Текст книги "Бессмертные. Почему гидры и медузы живут вечно, и как людям перенять их секрет"

По мере того как старение вступает в свои лучшие времена, эти затраты будут становиться все внушительнее. Наряду с откровенными дискуссиями с избирателями о пенсионном обеспечении, здравоохранении и социальной помощи, долгосрочная стратегия должна включать исследования в области медицинских методов лечения самого процесса старения.

Поразительно то, что удвоение продолжительности человеческой жизни с начала XIX века было достигнуто без каких-либо методов лечения старения. Мы получили несколько косвенных результатов: сбалансированный рацион, физические упражнения, отказ от курения и профилактические лекарства для снижения уровня холестерина или артериального давления. Все это, возможно, в какой-то степени замедляет процесс старения, но в местной аптеке или больнице нет ни одного лекарства или метода лечения, специально предназначенного для замедления или обращения старения вспять.

Современноеувеличение продолжительности жизни обусловлено более качественным питанием, вакцинацией и лекарственной терапией.

Фактически регулирующие органы по всему миру – например Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) или Европейское агентство лекарственных средств – не выдали бы лицензию на распространение метода антивозрастного лечения, даже если бы он существовал. Лекарства одобряются только в том случае, если лечат конкретную болезнь, а старение не признается заболеванием, а воспринимается как естественный процесс. Это может показаться непреодолимым препятствием для лечения старения, но ученые стараются отменить эти правила – мы поговорим об этом в Главе 11. И есть некоторые намеки на то, что старение начинает признаваться: в 2018 году Всемирная организация здравоохранения добавила в Международную классификацию болезней новый код XT9T для состояний, которые «связаны со старением». Ученые, предложившие включить этот пункт, надеются, что это облегчит переход к разработке реальных методов лечения.

Даже если мы продолжим считать старение непреложным фактом человеческого существования, вполне вероятно, что продолжительность жизни во всем мире будет расти и дальше. Но есть и другие улучшения, которых необходимо добиться. Более раннее выявление и лучшее лечение рака и сердечно-сосудистых заболеваний могут дать нам несколько лет, даже если недуги не будут полностью излечены. Непрерывное улучшение образа жизни наряду с совершенствованием и более универсальной медицинской помощью, безусловно, может добавить по крайней мере несколько лет. Учитывая, что грандиозная сложность до сих пор приводила к удивительной простоте, вы могли бы сделать нечто худшее, чем просто экстраполировать данные существующей тенденции, считая, что каждый год продолжительность жизни увеличивается на три месяца. Исходя из этого предположения, прогнозы, которые кажутся невероятными для ныне живущих, таковы: ожидаемая продолжительность жизни увеличится еще на 25 лет в течение столетия, поэтому мы ожидаем, что большинство детей, родившихся во всем мире с 2000 года, отпразднуют свое 80-летие. А большинство детей, которым посчастливилось родиться в этом тысячелетии в развитых странах, отпразднуют свое 100-летие.

Официальные прогнозы и многие демографы часто указывают на то, что некий внутренний предел ожидаемой продолжительности человеческой жизни в итоге остановит этот рост. Но для этого не выдвигается никаких конкретных причин, и пессимисты неоднократно доказывали свою неправоту в прошлом. В одном исследовании рассматривалось 14 предсказаний предела ожидаемой продолжительности жизни человека, и, криво усмехнувшись, ученые заметили, что среднее время между предлагаемым пределом и его достижением составляет всего пять лет.

Есть некоторые препятствия для роста продолжительности жизни, способные замедлить дальнейшее повышение этого показателя. Один из примеров – растущая распространенность ожирения. Расширяющаяся талия уже оказывает негативное влияние на продолжительность жизни во всем мире, но более крупные позитивные изменения, к счастью, до сих пор перевешивали этот отрицательный эффект. Тем не менее улучшение рациона и облегчение интеграции физических упражнений в повседневную жизнь должны быть приоритетами, если мы хотим, чтобы продолжительность жизни продолжала увеличиваться. Другие факторы, от загрязнения воздуха (риски которого только начинают осознаваться, но, похоже, в какой-то степени влияют на старение – не только воздействуя на дыхательную систему, но и способствуя развитию сердечно-сосудистых заболеваний и, возможно, даже деменции) до устойчивости к антибиотикам и новых заболеваний, таких как коронавирусная инфекция (который может привести к частичному возвращению к тому, что было характерно в прошлом, – распространенности смерти от инфекции), также заслуживают того, чтобы попытаться их опередить. Существует также неравенство: хотя ожидаемая продолжительность жизни увеличивается или, в худшем случае, остается постоянной во всех странах, в некоторых социально-экономических группах или регионах этот показатель снизился в последнее десятилетие. Но тем не менее, если мы будем держать надвигающиеся угрозы в узде, продолжать извлекать пользу из открытий и работать над тем, чтобы этот успех разделял весь мир, перспектива того, что большинство людей на планете получат солидные шансы дожить до 100 лет к 2100 году, не кажется неправдоподобной.

Недавняя история ожидаемой продолжительности жизни, возможно, является венцом достижений человечества. Ни одно другое достижение научно-технического прогресса не может претендовать на то, чтобы улучшить жизнь миллиардов людей таким радикальным образом.

Жить в то время, когда одна единственная причина, старение, ответственна за столь многое – начиная от формы наших жизненных траекторий, экономики и многих институтов и заканчивая большинством человеческих страданий и смертей, – унизительно, но также и по-настоящему захватывающе. Разобравшись с этой первопричиной, наука позволит нам сделать что-то со всем этим сразу.

Чтобы покончить с веком старения, нужно понять, что такое процесс старения. Затем можно начать рассматривать методы лечения, которые могли бы решить эту проблему. Поэтому следующие несколько глав будут посвящены изучению старения и демистификации этого процесса. Наука наконец начинает понимать его составляющие и выявлять удивительно скромное число процессов, заставляющих нас всех стареть. Мы увидим, как прорывы в биологии старения превратили ее из странной маргинальной области, в которой вращались только теоретики, пионеры этого движения и просто какие-то чудаки, в признанную господствующую область биологии.

Лучше всего начать с рассмотрения почти универсального феномена старения через, возможно, единственный по-настоящему универсальный принцип в биологии – эволюцию.

2
О происхождении старения

Дарвин посетил Галапагосские острова в 1835 году, но сфера его деятельности была гораздо шире, чем коллекционирование черепах. Во время пребывания на островах он делал скрупулезные заметки о местной флоре и фауне, как и во время многих других остановок в течение почти пяти лет, что ученый путешествовал на «Бигле»[10]10
  «Бигль» – корабль, на котором Чарльз Дарвин совершил кругосветное путешествие в 1 831 –1 836 гг. – Примеч. науч. ред.


[Закрыть]. Эти наблюдения составили часть огромной работы, которая легла в основу одного из величайших открытий в истории научной мысли – теории эволюции путем естественного отбора.

Дарвин опубликовал эту новаторскую идею в книге «Происхождении видов» через два десятилетия после своего пребывания на Галапагосских островах. Его великое прозрение, которое независимо пришло и к современнику ученого Альфреду Расселу Уоллесу, состояло в том, что животные, растения и все формы жизни приспосабливаются к окружающей среде путем «видоизменения потомства». Детеныши животных будут совершенно случайным образом отличаться от своих родителей. Большинство этих различий будут отрицательными или нейтральными, но те немногие особи, у которых есть благоприятные различия, будут иметь больший успех в выживании, размножении и, таким образом, передаче этих качеств своему более многочисленному потомству. Эти потомки сами будут отличаться небольшими, случайными изменениями, некоторые немного лучше, а другие немного хуже, и так далее. Постепенно, в течение последующих поколений, наиболее приспособленные будут побеждать своих сверстников – это так называемое выживание наиболее приспособленных.

Знаменитая иллюстрация этого – «вьюрки Дарвина», множество видов вьюрков, найденных на Галапагосских островах, у которых наблюдается огромное разнообразие форм клювов. Дарвин заметил, что, несмотря на их разнообразие, все они несут на себе «несомненный отпечаток американского континента» – ближайшей к островам большой суши. То, что, несмотря на общие черты, виды живут в разных местах, предполагает, что они, возможно, произошли от общего предка, но развили новые адаптационные способности для иной среды обитания. Благодаря тщательной работе с вьюрками спустя столетие после визита Дарвина наконец удалось найти причину их таких сильных различий – питание. На каждом острове были разные источники пищи – большой клюв мог дать его владельцу силу хрустеть семенами, в то время как заостренный позволял ловить насекомых, прячущихся между листьями. Начиная с общих предков с одним размером клюва, но с некоторыми вариациями между особями, вьюрки с немного большим или меньшим клювом могли лучше использовать «местную кухню» и передавать свои гены. В течение последующих поколений птицы с клювом, близким к оптимальной форме и размеру, чтобы есть любую пищу, доступную на их острове, стали процветать, что в итоге привело к невероятному разнообразию, которое мы видим сегодня.

Более чем через столетие после того, как дарвиновский труд потряс науку, эволюционный биолог Феодосий Добржанский опубликовал эссе под названием «Ничто в биологии не имеет смысла, кроме как в свете эволюции». Это название содержательно заключает в себе универсальность теории Дарвина. Если ученый где-то откроет какой-то факт в биологии, но тот не согласуется с эволюцией, ему придется переосмыслить его. Альтернативой было бы переработать всю современную научную мысль, чтобы отодвинуть на второй план самый фундаментальный закон биологии. Существует так много доказательств, теоретических и практических, и так много принципов современной биологии, которые имеют смысл в свете эволюции, что потребовалось бы действительно необычное доказательство, чтобы опровергнуть эту теорию.

Как мы уже поняли, старение – это явление, которое преследует людей с самого зарождения нашего вида. Мы также видим старение у домашних животных: собаки с артритом, уже не столь активные, чтобы гоняться за палкой; полуглухие кошки с глазами, затуманенными катарактой. Гораздо быстрее, чем мы, стареют наши компаньоны-питомцы, как и сельскохозяйственные животные. И, поскольку изучение различных существ, растений и в конечном счете микроскопических организмов начало распространяться на все царства жизни, мы обнаружили, что старение происходит почти везде. От млекопитающих, таких как мы, до насекомых, растений и даже одноклеточных организмов, таких как дрожжи, старение кажется почти универсальным процессом дегенерации. И в этом нет ничего удивительного – за пределами царства биологических форм жизни со временем машины изнашиваются и ломаются, здания рушатся и падают. Почему живые существа должны быть другими?

Вопрос в том, как мы можем соотнести старение с эволюцией? Если эволюция направлена на выживание наиболее приспособленных, то что же такое оптимизация приспособленности в процессе прогрессирующей дегенерации? Другой важный вопрос заключается в том, почему мы видим такое разнообразие, когда речь заходит о старении. Самое короткоживущее взрослое насекомое – это тип поденки, самки которой появляются, спариваются, откладывают яйца и умирают менее чем за пять минут. Самым долгоживущим позвоночным (животные с позвоночником, как мы) является гренландская полярная акула, самой старой известной самке которой, по оценкам, 400 лет. Почему мышь живет месяцами, шимпанзе – десятилетиями, а некоторые киты – сотнями лет? Если старение – это процесс изнашивания, то почему у животных он проходит в столь различных временных масштабах?

Словосочетание «эволюция старения» звучит как парадокс. К счастью, однако, мы можем понять старение в свете эволюции, а не вопреки ей. Такое понимание – это не просто упражнение в эволюционной теории хотя этот аспект концептуально увлекателен, или примирение двух огромных и, по-видимому, противоречивых законов биологии (хотя это, очевидно, важно). Оно дает нам понимание того, что такое старение, а что им не является, и как, следовательно, мы могли бы относиться к нему.

Мы должны начать с определения того, что мы подразумеваем под старением. Начнем не с биологического определения старения, а со статистического: старение – это возрастающий со временем риск смерти. Можно сказать, что животное, растение или другая форма жизни, риск смерти которой увеличивается с возрастом, стареет. Существо, риск смерти остается постоянным, как галапагосская черепаха, – нет. Мы уже видели, что риск смерти людей удваивается каждые восемь лет – это определяет наш темп старения с точки зрения статистики. Мы можем использовать это определение, чтобы понять старение на эволюционном уровне, и все – от морщин до риска развития сердечно-сосудистых заболеваний – будет происходить из него.

Начиная с самого базового уровня, люди иногда ссылаются не на биологию, а на физику, чтобы объяснить старение. «Это просто второй закон термодинамики, – такова аргументация, – по которому энтропия[11]11
  Энтропия – мера необратимого рассеивания энергии или бесполезности энергии. – Примеч. науч. ред.


[Закрыть] имеет тенденцию увеличиваться». Другими словами, вещи становятся менее упорядоченными и со временем распадаются. Все хорошее должно прийти к жестокому высокоэнтропийному концу, будь то паровые машины, вселенные или животные. Этот аргумент ошибочен, потому что в нем опущена ключевая фраза: второй закон применим только в замкнутой системе. Если вы изолированы от своего окружения, то ничего не можете сделать, кроме как отложить неизбежный упадок. Но если вы не изолированы, то можете брать энергию из своего окружения и использовать ее для питания источника чистой энергии. Это может показаться эзотерическим, но на самом деле все довольно просто. Поскольку животные могут получать энергию, питаясь, а растения могут превращать солнечный свет в пищу, они свободно используют эту энергию для всех видов биологических и биохимических процессов, которые перерабатывают, удаляют или заменяют критические компоненты, которые портятся. Таким образом, жизнь не имеет термодинамических обязательств перед возрастом.

Свободные от чрезмерно упрощенной термодинамики, животные развили невероятные способности к самовосстановлению. Некоторые, как саламандры, могут потерять конечность и просто заново отрастить ее. Это довольно похоже на фокус, но есть столь же впечатляющие, хотя и менее визуально поразительные события, постоянно происходящие в микроскопическом масштабе внутри каждого живого существа, включая вас. По мере того как клетки, клеточные компоненты или молекулы, из которых они состоят, повреждаются или разваливаются, наши тела расчищают обломки и производят новые, первичные замены. Мириады молекулярных машин постоянно поддерживают сложные структуры, избавляя клетки от мусора и сохраняя целостность. У человека эти процессы продолжаются десятилетиями, не прерываясь. Снабженные энергией, они не должны со временем терять эффективность. Почему эволюция не продолжает наращивать эффективность самовосстановления до тех пор, пока оно не станет бесконечно безупречным?

Вероятно, именно Альфред Рассел Уоллес создал первую эволюционную теорию старения. В заметках, написанных между 1865 и 1870 годами, он предположил, что пожилые животные «как потребители пищи… в среде, где количество пищи ограничено и слишком много старых животных, потребляющих ресурсы, затруднили бы выживание их потомков». «Естественный отбор, – заключил Уоллес, – таким образом, отсеивает их». Животные с биологическим сроком годности были более приспособленными, потому что давали своим детям пространство для процветания и собственного потомства. Независимо от него биолог по имени Август Вейсман выдвинул похожую теорию, предположив, что продолжительность жизни ограничена «потребностями вида».

Эта теория – как и любая другая, ставящая благо рода выше процветания индивида, – имеет роковой недостаток. Это аргумент, основанный на том, что мы сейчас называем групповым отбором, когда животное действует в лучших интересах группы – обычно всего своего вида, – а не руководствуется собственными эгоистическими мотивами. Подобное проблематично, потому что групповой отбор требует непростого перемирия. До тех пор, пока каждое животное разделяет склонность к старению на благо вида, все выигрывают, но как только человек рождается с генами немного более долгой жизни, хрупкое равновесие нарушается. «Эгоистичное» животное превзошло бы альтруистов: в то время как все они умирают, освобождая ресурсы для других, оно потребляло бы их, что позволяло бы ему жить немного дольше – возможно, достаточно долго, чтобы завести дополнительного потомка, прежде чем умереть самому. Этот дополнительный потомок делает ген более долгой жизни немного более распространенным в популяции, и в конечном счете животные с этим эгоистичным геном долголетия станут доминировать. Повторяйте это из поколения в поколение со все более эгоистичными вариантами, которые живут дольше и превосходят друг друга все сильнее с течением времени, и старение перестанет быть эволюционным преимуществом. В действительности оно активно отбраковывается, даже если более длительная жизнь отдельных животных вредна для популяции в целом.

С точки зренияэволюции, животные с биологическим сроком годности более приспособлены, так как дают детям пространство для процветания.

Групповой отбор в значительной степени вышел из моды в современной эволюционной биологии, потому что этот сценарий повторяется независимо от выбранного признака. Эгоистичные гены будут почти всегда создавать эгоистичных существ, которые используют в собственных интересах своих генетически альтруистичных сверстников, в конечном счете добиваясь доминирования.

Вместо того чтобы прибегать к каким-то благородным утилитарным расчетам, основанным на благе вида, мы теперь думаем, что старение возникло не из-за намерения эволюции, а в результате отрицания естественного отбора. Эта эволюционная оплошность стала неизбежным результатом риска смерти от таких угроз, как инфекционные заболевания, хищники или просто падение со скалы, каждая из которых внешняя по отношению к самому животному. Вместе они известны как смертность от внешних причин в противоположность смерти от причин внутренних, вызванных чем-то вроде рака, который является результатом того, что в собственном теле животного произошло нарушение. Биологи-эволюционисты в середине XX века осознали значение внешних причин смерти и заложили основы современного понимания эволюции старения.

Представим себе животных, обитающих на острове. Жизнь на острове опасна: каждый год на хищников и эндемические[12]12
  Эндемическое заболевание – заболевание, характерное для определённой местности. – Примеч. пер.


[Закрыть] заболевания приходится десятипроцентный риск смерти от внешних причин. Это означает, что каждый год 10 % животных умирают – у них есть 90-процентный шанс дожить до первого дня рождения, 81-процентный шанс дожить до второго… но только 35 % из них доживут до десяти, и менее 1 % доживут до 50 лет. Несмотря на то что вы с меньшей вероятностью найдете более старых животных, в этом сценарии все еще нет реального старения. Помните, что определение старения – это риск смерти, который увеличивается со временем, а риск смерти здесь составляет постоянные 10 %. Смертность от внешних причин наших животных равна нулю, как бы давно они ни родились.

Хотя эволюцию часто называют «выживанием наиболее приспособленных», есть нечто, о чем она заботится гораздо больше, чем о выживании: это воспроизводство. Список того, что нужно сделать при жизни организма, с точки зрения эволюции содержит только один пункт: произвести потомство. Мутации, которые делают рождение детей более вероятным, означают, что данное животное в среднем будет иметь их больше, и потомство будет носителем мутации, также помогающей размножению. В течение нескольких поколений они будут размножаться активнее, чем животные без нее, и постепенно станут доминировать в популяции.

Итак, вернемся к опасному острову: давайте рассмотрим размножение там. Даже если животные могут размножаться в течение всей жизни, большая часть потомства будет появляться в более молодом возрасте просто потому, что большинство животных умрет, прежде чем достигнет старости. Поскольку большая доля размножения происходит в молодости, изменения, которые влияют на шансы на размножение животного в более старшем возрасте, не будут иметь большого значения. Животное с мутацией, которая удвоила его способность к деторождению в 50 лет, не будет иметь эволюционного преимущества, потому что, вероятно, не проживет достаточно долго, чтобы использовать свои способности к деторождению. Напротив, животное, родившее в возрасте трех лет, вероятно, все еще было бы живо через три года, стремясь к размножению, и эта черта обеспечила бы гораздо больше потомства, что давало бы значительное эволюционное преимущество.

Повышенная способность к размножению может проявляться по-разному: от буквальной возможности производить на свет больше потомства или делать это чаще, до более длинного клюва, чтобы собирать больше пищи и кормить больше детей, или просто улучшенной способности выживать достаточно долго, чтобы завести больше детей. Как бы она ни решила это сделать, способность эволюции настраивать и оптимизировать жизнь молодых животных значительна, потому что они, скорее всего, будут живы и смогут передать свои гены следующему поколению. Напротив, эволюция испытывает трудности с улучшением жизни многих старых животных, так как маловероятно, что они передадут свои гены просто потому, что не проживут так долго. Это фундаментальная причина старения: неспособность эволюции поддерживать старых животных в форме, потому что у них меньше шансов иметь детей. Все это, как вы помните, все еще возможно без обращения к старению как таковому – старых животных становится меньше исключительно из-за внешних причин смерти. Таким образом, несколько вопреки интуиции ключевой движущей силой эволюции старения является риск того, что животное может умереть от чего-то другого, кроме старения.

Следующий вопрос заключается в том, как на практике проявляется это эволюционное пренебрежение. Первый механизм известен как теория накопления мутаций. Мутации – это изменения в генетическом коде, трансформация в ДНК, той структуре, которая обеспечивает руководство по созданию и поддержанию животного. Мы все мутанты: хотя ваша ДНК представляет собой смесь наследственных характеристик матери и отца в соотношении 50:50, каждый из нас носитель от 50 до 100 вариантов, которые не присутствуют ни в материнской, ни в отцовской ДНК. Большинство из этих вариаций никак на нас не влияют – они попадают в те части ДНК, которые на самом деле не меняют шансы на выживание. Малая их часть будет либо положительной, либо отрицательной. Первые улучшат шансы на выживание или воспроизводство и получат способность передаваться с большей частотой в следующем поколении. Со вторыми все наоборот: они должны быть отсеяны эволюцией с течением времени.

Вернемся к старению и теории накопления мутаций. Представьте себе какую-то мутацию, которая заставляет животных самопроизвольно умирать в возрасте 50 лет. Это однозначно невыгодно – но только очень незначительно. Более 99 % животных – носителей этой мутации никогда не испытают ее пагубных последствий, потому что умрут прежде, чем она сможет действовать. Это означает, что она, скорее всего, останется в популяции – не потому, что положительна, а потому, что «силы естественного отбора» в столь преклонном возрасте недостаточно, чтобы избавиться от нее. И наоборот, если мутация убивает животных в два года, поражая их, когда многие могли разумно ожидать, что все еще будут живы и продолжат размножаться, эволюция избавилась бы от нее очень быстро. Животные с мутацией вскоре были бы вытеснены теми, кому посчастливилось не иметь ее, потому что сила естественного отбора особенно активно проявляется в годы до репродуктивного возраста и включая этот период.

Таким образом, проблемные мутации могут накапливаться до тех пор, пока влияют на животных только после того, как они станут достаточно взрослыми, чтобы размножаться. Согласно этой теории старение не делает животных более здоровыми – просто эволюция не в силах ничего с этим поделать. Хрестоматийный пример этого, на самом деле вдохновивший большого знатока математической биологии Дж. Б. С. Холдейна на идею «силы» естественного отбора, которая с возрастом лишь уменьшается, – это болезнь Гентингтона.

Болезнь Гентингтона[13]13
  Болезнь Гентингтона проявляется совокупностью соматических и психических симптомов. Наиболее распространенный симптом со стороны нервной системы – беспорядочные неконтролируемые движения, или хорея. Постепенно нарушаются все функции, требующие мышечного контроля, – от невозможности обслуживания себя в быту до расстройста сна из-за неконтролируемого открытия и закрытия глаз. Когнитивные нарушения присоединяются позже и выражаются чаще всего в расстройстве абстрактного мышления, неспособности планировать действия, следовать правилам и оценивать адекватность своих действий. – Примеч. науч. ред.


[Закрыть] – это заболевание мозга, которое развивается из-за ошибки в одном гене, обычно вызывая симптомы между 30 и 50 годами. Оно, как правило, приводит к смерти через 15–20 лет после постановки диагноза. Как мы видели, продолжительность человеческой жизни в доисторические времена составляла где-то 30–35 лет. Так что, по крайней мере с эволюционной точки зрения, если заболеть болезнью Гентингтона в 40 лет и умереть от нее в 55, то это не будет иметь большого значения. «Дикий» человек, вероятно, уже имел несколько детей, а оставшийся период фертильности был коротким.

Продолжительностьчеловеческой жизни в доисторические времена составляла 3035 лет.

Даже в наше время страдающий болезнью Гентингтона пациент вполне может завести детей до того, как умрет. Таким образом, несмотря на смертельность, она сохраняется, хотя и редко, в человеческой популяции.

Болезнь Гентингтона – это яркий пример случайного накопления мутаций, когда один ген вызывает какие-то однозначные и весьма плачевные последствия после репродуктивного возраста. Смертельно опасные изменения в одном гене дают ясные примеры. Но, когда речь идет о нормальном старении, гораздо большее значение имеет кумулятивный эффект многих различных генов, работающих по отдельности или в комбинации, сговариваясь слегка подорвать наши шансы, когда мы вступаем в годы после окончания репродуктивного возраста. Смертельные мутации остаются в генофонде – а эволюции это, как известно, безразлично – до тех пор, пока убивают достаточно медленно, чтобы позволить размножаться в первую очередь. Взятые вместе, эти несовершенные гены, игнорируемые эволюцией, стоят за процессами, которые заставляют нас стареть.

Однако старение не является чисто случайным. Вдобавок к тому, что эволюция равнодушна к вашему благополучию по окончании репродуктивного возраста, она с радостью сделает нечто еще более жестокое: променяет ваше будущее здоровье на усиленное воспроизводство. Эволюция променяет буквально все на увеличение репродуктивного успеха[14]14
  На самом деле это порочный круг. Мы видим выживших из миллионов поколений живых существ, и причина, по которой эти организмы дожили до современности, заключается в том, что они были успешнее в репродуктивном отношении, чем вымершие. Часто легко говорить об этом так, как будто сама эволюция является сущностью, «желающей» этого, «идущей на компромиссы» и так далее (и я буду продолжать непримиримо делать этона протяжении всей книги!). Но на самом деле «эволюция» – это просто слово, обозначающее пассивный, тавтологичный процесс, который обеспечивает высокую репродуктивную приспособленность и хорошо воспроизводится. – Примеч. авт.


[Закрыть]. Она, возможно, обменяет скорость бега, рост, цвет меха или что-нибудь еще на большее количество потомства за всю жизнь. Если быть быстрее, медленнее, выше, короче, темнее, светлее, жить больше или меньше, что улучшит репродуктивный успех в целом, эволюция примет это изменение.

Так как же эволюция справляется со смертью и приводит к упадку состояния животных в обмен на репродуктивный успех? Ответ заключается в том, что у генов часто множество разных функций. Современная генетика говорит нам, что гены не существуют в гордом одиночестве, кодируя одну-единственную характеристику. Они выполняют множество функций в разное время и в разных частях тела и взаимодействуют друг с другом сложным образом. Вам также следует поднять брови, если вы когда-нибудь услышите, что кто-то говорит о «гене» для сложной характеристики. Даже такие простые черты, как цвет глаз, находятся под контролем многих различных генов, и эти гены также имеют множество функций, определяя цвет волос и кожи, и вполне могут влиять на другие процессы, которые нам еще предстоит раскрыть. Многофункциональность отдельных генов известна в биологии как плейотропия.

Таким образом, вторая идея в эволюции старения известна как антагонистическая плейотропия – идея генов, имеющих множественные эффекты, позволяющие им сговориться, чтобы помочь размножению в ранней жизни, но продолжают вызывать проблемы, когда животное становится старше. Представьте себе мутацию у наших островных животных, которая увеличивает риск смерти особи в возрасте старше 30 лет, но позволяет ему достичь репродуктивной зрелости на год раньше, чем его сверстники. Носителей этой мутации быстро станет гораздо больше по сравнению с теми, у кого ее нет. Недостаток для нескольких процентов животных, оставшихся в живых после 30 лет, затмевается огромным преимуществом в плане размножения, приобретенным молодыми особями, у которых теперь есть дополнительный год для размножения в то время, пока большинство из них еще живы.

Таким образом, мутации, негативные последствия которых проявляются в конце жизни, могут не только накапливаться случайно, как в теории накопления мутаций, но и, если оказывают положительное влияние на размножение в целом, будут активно отбираться. Сколько лет из своих восьмидесяти вы отдали бы за лучшую физиологию в молодости? Эволюция может ответить на этот вопрос, игнорируя любые поэтические размышления о глупости юности и мудрости старости, и вместо этого максимизировать репродуктивный успех.

Однако поведение этих антагонистически плейотропных генов несколько абстрактно. Почему достижение репродуктивной зрелости быстрее приводит к более ранней кончине? Чтобы добавить конкретики, мы вводим нашу третью и последнюю эволюционную теорию старения, известную как теория одноразовой сомы. Она основана на принципе, который сослужит вам хорошую службу, какую бы черту вы ни пытались объяснить эволюцией. В природе, как и в повседневной жизни, редко встречается такая вещь, как бесплатный обед. Вспомните, как мы опровергли термодинамический аргумент против старения: животные и растения могут получать энергию из окружающей среды и использовать ее для восстановления и поддержания жизни. Физика говорит, что нам не нужно стареть, пока мы готовы тратить часть энергии, с трудом заработанной долгими часами охоты и собирательства, защищаясь от разрушительного воздействия времени и энтропии. Бессмертие, как в биологии, так и в мифологии, всегда имеет свою цену. В биологии забавлять богов – это не ирония судьбы, а необходимость поддерживать свое тело в течение неопределенного периода времени. Затраты на поддержание энергии – энергии, которая может быть использована растущими мышцами, чтобы убежать от хищников, развить иммунную систему, чтобы отразить болезнь или стать репродуктивно зрелым быстрее и производить потомство раньше, чем что-то убьет вас.