home | login | register | DMCA | contacts | help | donate |      

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я


my bookshelf | genres | recommend | rating of books | rating of authors | reviews | new | форум | collections | читалки | авторам | add

реклама - advertisement



Глава 7. Почему мы стареем и умираем?

 Мы постоянно инвестируем ресурсы в ремонт собственных тел, подобно тому как вкладываем средства в ремонт наших автомобилей. К несчастью для нас и для всех других животных, ресурсы, которые естественный отбор счел нужным заложить в программу нашего самовосстановления, ограниченны. В результате мы когда-то стареем и умираем, правда, хотя бы стареем не так быстро, как наши родственники-обезьяны.

«Мама, почему умер дедушка? А ты когда-нибудь умрешь? А я тоже умру? Почему?»

Смерть и старение составляют тайну, о которой мы часто спрашиваем в детстве, которую отрицаем в юности и неохотно начинаем признавать в зрелые годы. Когда я учился в колледже, то почти не задумывался о старении. Теперь, когда мне пятьдесят три, я решительно нахожу этот вопрос намного более интересным. Ожидаемая продолжительность жизни среди взрослых белой расы в США в данный момент составляет семьдесят восемь лет для мужчин и восемьдесят три года — для женщин. Но мало кто из нас доживет до ста лет. Почему так легко дожить до восьмидесяти, так трудно — до ста и почти невозможно до 120? Почему люди, имея доступ к самой лучшей медицинской помощи, и животные, содержащиеся в клетках, получающие достаточно корма и не сталкивающиеся с хищниками, неизбежно дряхлеют и умирают? Это наиболее очевидный в жизни факт, но его причины вовсе не очевидны.

Само то, что мы стареем и умираем, объединяет нас со всеми остальными животными. Тем не менее, если говорить о деталях, то в течение нашей эволюционной истории мы добились большого прогресса в этой области. Не зафиксировано никаких сведений о том, чтобы особь какого бы то ни было вида обезьян прожила столько, сколько живут белые жители США, и даже до пятидесяти лет обезьяны доживают лишь в исключительных случаях. Таким образом, мы стареем медленнее, чем наши ближайшие родственники. Отчасти это снижение темпов старения могло возникнуть в недавнюю эпоху, примерно во времена «Большого скачка», поскольку среди кроманьонцев довольно многие доживали до шестидесяти, тогда как среди неандертальцев мало кто жил дольше сорока.

Медленное старение имеет решающее значение для образа жизни человека, поскольку последний зависит от передаваемой информации. Когда стал возникать язык, у нас появилась возможность передавать намного больше информации, чем прежде. До изобретения письма старики являлись хранителями этой передаваемой информации и опыта (в современных племенах остаются таковыми и в наши дни). В условиях, в которых жили охотники и собиратели, знания даже одного человека, которому перевалило за семьдесят, могли дать целому клану возможность выжить, а не умереть от голода и не быть уничтоженным. Таким образом, большая продолжительность жизни сыграла важную роль в нашем переходе от животного состояния к человеческому.

Очевидно, что наша способность доживать до пожилого возраста определялась в конечном счете достижениями культуры и технологии. Защититься от льва легче, если есть копье, а не просто камень для метания, и еще легче, имея хорошую винтовку. Тем не менее одного прогресса культуры и технологии было бы недостаточно, если наш организм не перестроился бы тоже таким образом, чтобы прослужить дольше. Ни одна обезьяна в клетке зоопарка, даже при наличии современных технологий, созданных человеком, и ветеринарного ухода, не доживает до восьмидесяти лет. В этой главе мы увидим, что наши биологические особенности модифицировались, приспосабливаясь к большей продолжительности жизни, которую сделали возможной наши культурные достижения. Например, я предполагаю, что использование кроманьонцами инструментов было не единственной причиной большей в среднем продолжительности их жизни по сравнению с неандертальцами. Важно и то, что примерно во времена «Большого скачка» наши биологические особенности явно изменились, в результате чего мы стали стареть медленнее. Возможно даже, что в то же самое время эволюционно возникла менопауза, признак, сопутствующий старению, но парадоксальным образом позволяющий женщинам жить дольше.

Короче говоря, культурные и биологические изменения должны были происходить параллельно, чтобы обеспечить большую продолжительность жизни. Среди этих перемен можно назвать изменения нашей половой анатомии, физиологии, поведения и предпочтений, о которых рассказывалось в главах с третьей по шестую, а замедление старения является последним из тех изменений жизненного цикла, которые сделали возможным большие успехи третьего вида шимпанзе.

Подход ученых к вопросу старения зависит от того, интересует ли их так называемое проксимальное объяснение или же объяснение первоначальных эволюционных причин. Для того, чтобы понять различие этих подходов, рассмотрим вопрос: «Почему скунсы плохо пахнут?» Химик или специалист по молекулярной биологии ответит: «Потому, что они выделяют химические соединения, содержащие определенные молекулярные структуры. В соответствии с принципами квантовой механики эти структуры вызывают появление дурных запахов. Эти химические вещества пахли бы плохо, какой бы ни была биологическая функция этого запаха».

Но ученый, занимающийся эволюционной биологией, посмотрит на этот вопрос иначе: «Потому, что скунсы легко попались бы хищникам, если бы не защищали себя с помощью дурного запаха. Естественный отбор привел к тому, что скунсы стали выделять дурно пахнущие химические вещества; те скунсы, у которых запах был самым ужасным, выжили и смогли произвести на свет больше всего детенышей. Молекулярная структура этих химических веществ — просто случайная деталь; скунсам подошли бы и любые другие дурно пахнущие вещества».

Химик предложил проксимальное объяснение: то есть, раскрыл механизм, непосредственно отвечающий за наблюдаемое явление, которое требовалось объяснить. Специалист же по эволюционной биологии предложил объяснение первоначальных причин: ту функцию, или цепь событий, которая вызвала наличие данного механизма. Химик и специалист по эволюционной биологии отвергли бы друг друга, не признав «настоящего объяснения».

Точно также и исследования, рассматривающие старение, проводятся независимо двумя группами ученых, которые практически не общаются друг с другом. Одна из групп стремится найти проксимальное объяснение, а другая — объяснение первоначальных причин. Специалисты по эволюционной биологии стараются понять, почему вообще естественный отбор допустил такое явление, как старение, и полагают, что на этот вопрос они нашли ответ. Физиологи же задаются вопросом о том, какие клеточные механизмы стоят за старением, и признают, что все еще не знают ответа. Я же полагаю, что мы не сможем понять явление старения, если не будем одновременно искать объяснений обоих типов. В частности, я полагаю, что объяснение эволюционных (первоначальных) причин поможет найти физиологическое (проксимальное) объяснение старения, которое до сих пор не удавалось обнаружить ученым.

Перед тем как продолжить свои рассуждения, я должен предвосхитить возражения моих товарищей-физиологов. Они склонны полагать, что в нашей физиологии присутствует нечто такое, что делает старение неизбежным, и что эволюционные соображения значения не имеют. Так, например, одна из теорий объясняет старение тем, что со временем человеческой иммунной системе становится все труднее и труднее отличать наши собственные клетки от посторонних. Физиологи, придерживающиеся этого мнения, основываются на негласно принятом предположении, что естественный отбор не может создать иммунную систему, не имеющую этого фатального дефекта. Обосновано ли это мнение?

Чтобы оценить правомерность этого возражения, рассмотрим механизмы биологической репарации, так как старение можно представить просто как неустраненные повреждения или износ. С используемым здесь словом «ремонт» в первую очередь ассоциируется тот, который вызывает у нас наибольшее раздражение, — ремонт автомобилей. Наши автомобили стареют и умирают, а мы тратим деньги на то, чтобы отсрочить наступление этих неотвратимых событий. Точно так же мы постоянно, пусть и не осознавая этого, ремонтируем самих себя на всех уровнях, от молекул и до тканей или целых органов. Наши механизмы самовосстановления, как и в случае с требующим таких затрат ремонтом автомобилей, можно разделить на два типа: устранение повреждений и плановая замена.

В примере с автомобилями устранением повреждений будет замена бампера, которая осуществляется только тогда, когда бампер помялся при столкновении; мы не заменяем бампер в плановом порядке, одновременно со сменой масла. Наиболее заметным примером устранения повреждений в нашем теле является заживление ран, с помощью которого мы восстанавливаем поврежденные участки кожи. Многие животные способны продемонстрировать в этом отношении более впечатляющие результаты: у ящериц отрастает оторванный хвост, у морских звезд и крабов — конечности, у голотурий — кишечник, а у немертин — их ядовитое жало. Неразличимо для нашего зрения на молекулярном уровне восстанавливается наш генетический материал, ДНК, и в его отношении применяется исключительно устранение повреждений. У нас есть ферменты, распознающие поврежденные участки в спирали ДНК и восстанавливающие их, не затрагивая при этом неповрежденных участков ДНК.

Другой тип ремонта, плановая замена, также знаком любому автовладельцу. Мы периодически меняем масло, воздушный фильтр и свечи, чтобы устранить слегка изношенные элементы, не дожидаясь, когда машина совсем сломается. В природе подобным образом, по заранее намеченному плану, происходит смена зубов: в течение жизни у человека бывает два комплекта зубов, у слонов — шесть, а у акул — неопределенное число. Нам, людям, приходится всю жизнь довольствоваться тем скелетом, с которым мы родились, но вот у омаров и других членистоногих регулярно сменяется наружный скелет: они сбрасывают старый панцирь, и на его месте вырастает новый. Еще одним весьма показательным примером плановой замены является непрерывный рост наших волос: как бы коротко мы их ни стригли, отстриженная часть будет восстановлена за счет роста.

Плановая замена происходит также на микроскопическом и ультрамикроскопическом уровнях. Мы постоянно заменяем многие наши клетки: те, которые выстилают кишечник, — каждые несколько дней, на внутренней поверхности мочевого пузыря — каждые два месяца, а красные кровяные тельца — каждые четыре месяца. На молекулярном уровне происходит постоянная смена белковых молекул, со скоростью, характерной для конкретного белка; тем самым исключается накопление поврежденных молекул. Если вы сравните то, как ваш любимый человек выглядит сегодня и на фотографии, снятой месяц назад, то выглядеть он, возможно, будет одинаково, но при этом многие молекулы, из которых состоит его тело, будут уже другими. Шалтая-Болтая не могла собрать вся королевская конница и вся королевская рать, а нас природа разбирает на части и собирает вновь каждый день.

Таким образом, значительная часть тела животного может быть восстановлена при необходимости или заменена в плановом порядке, но то, насколько много можно заменить, в большой степени зависит от части тела и от биологического вида. В том, что возможности биологической репарации у человека ограничены, нет ничего физиологически неизбежного. Если у морских звезд отрезанные конечности могут вырасти заново, то почему такой возможности нет у нас? Что мешает нам иметь шесть комплектов зубов, один за другим, как у слона, а не только молочные и постоянные? В этом случае мы могли бы становиться старше, не нуждаясь в пломбах, коронках и вставных зубах. Почему бы нам не защитить себя от артрита? Всего-то и нужно, что регулярно заменять суставы, как это делают крабы. Почему бы нам не исключить возможность сердечных заболеваний, регулярно заменяя сердце, подобно тому, как немертины заменяют свои ядовитые жала? Можно предположить, что естественный отбор был бы на стороне мужчин и женщин, которые не умирали бы от сердечных заболеваний в возрасте около восьмидесяти, а продолжали жить и производить на свет потомство, по меньшей мере, до 200 лет. Почему же при всем том мы не можем восстановить или заменить все части нашего организма?

Ответ, конечно же, будет затрагивать расходы, которые повлечет за собой такая замена. Здесь также полезно провести параллели с ремонтом автомобиля. Если верить заявлениям компании «Даймлер», их машины настолько хорошо сделаны, что даже если вы не будете проводить вообще никакого технического обслуживания — даже смазывать механизмы и менять масло, — то ваш «мерседес» все равно прослужит вам много лет. По окончании этого срока он, конечно же, развалится из-за накопившихся повреждений, которые будут носить непоправимый характер. Поэтому обладатели «мерседесов» все же, как правило, предпочитают регулярно проводить техническое обслуживание своего автомобиля. Друзья, у которых есть «мерседесы», рассказывают, что это обходится очень дорого, и каждая поездка на сервисную станцию стоит сотни долларов. Тем не менее они считают, что такие расходы оправданы. «Мерседес», проходящий техническое обслуживание, прослужит намного дольше того, который никогда не обслуживался, а регулярное обслуживание старого «мерседеса» обойдется намного дешевле, чем если бы вы выбрасывали старый автомобиль и покупали новый каждые несколько лет.

Так рассуждают владельцы «мерседесов» в Германии и в США. Но представим, что вы живете в Порт-Морсби, столице Папуа—Новой Гвинеи и мировой столицы автомобильных столкновений, где всякая машина, весьма вероятно, станет ломом в течение года, независимо от регулярности обслуживания. Многие автовладельцы Новой Гвинеи не тратят денег на техобслуживание автомобиля; вместо этого они откладывают деньги на неизбежную покупку новой машины.

Аналогичным образом и то, сколько животному «полагается» вкладывать в биологическую репарацию, зависит от затрат, требуемых для этого, и от того, насколько больше окажется продолжительность жизни животного при условии проведения ремонта по сравнению с продолжительностью жизни без оного. Но вопросы типа «сколько полагается» относятся к сфере эволюционной биологии, а не физиологии. Естественный отбор направлен на то, чтобы обеспечить особи максимальное воспроизводство потомства, которое доживет до момента, когда также сможет произвести на свет потомство. Таким образом, эволюцию можно считать стратегической игрой, в которой побеждает та особь, чья стратегия позволит оставить после себя наибольшее число потомков. Поэтому для понимания того, как мы стали такими, какими являемся сейчас, полезно рассуждать, как это принято в теории игр.

Вопрос о продолжительности жизни и о вложении ресурсов в биологическую репарацию входит, в свою очередь, в обширную группу эволюционных вопросов, рассматриваемых с помощью теории игр и заключающихся в том, почему для всякой выгодной особенности существует некий максимально возможный уровень. Существует много биологических особенностей, в отношении которых, как и о продолжительности жизни, можно задаться вопросом о том, почему естественный отбор не сделал что-либо у конкретного вида более длинным, или более крупным, или более быстрым, или не дал виду чего-то в большем количестве. Так, например, люди высокого роста, или же умные, или умеющие быстро бегать, обладают очевидным преимуществом перед низкорослыми, глупыми или медленно бегающими, — особенно в течение большей части человеческой эволюции, когда еще приходилось защищаться от львов и гиен. Почему эволюция не сде- лала нас в среднем более крупными, более умными и более быстрыми, чем мы сейчас есть?

Задачи проектирования, с которыми имеет дело эволюция, оказываются сложнее, чем может показаться на первый взгляд, из-за того, что естественный отбор действует для особи в целом, а не для отдельных частей тела. Выживаете и оставляете после себя потомство или не справляетесь с этими задачами вы в целом, а не ваш крупный мозг или быстрые ноги. Увеличение одной из частей тела животного может быть выгодно ему по некоторым очевидным причинам, но в остальных отношениях окажется вредным. Так, например, эта единственная увеличенная часть может не сочетаться с остальными частями тела того же животного, или же будет забирать себе энергию, предназначенную для других частей.

Специалисты по эволюционной биологии выразят эту сложность одним волшебным словом — «оптимизация». Естественный отбор, как правило, придает каждой детали организма животного такой размер, скорость или количество, которыми будет обеспечено выживание и репродуктивный успех этого животного в целом, с учетом основных особенностей строения организма. Таким образом, сама по себе никакая черта не способна обеспечить максимальную ценность. Напротив, каждая черта стремится к некоему оптимальному, среднему показателю, не слишком большому и не слишком маленькому. Благодаря этому животное в целом добивается большего успеха, чем если бы отдельная черта оказалась увеличена или уменьшена.

Если в отношении животных эти рассуждения кажутся абстрактными, подумайте о технике, которой мы пользуемся каждый день. Те же по сути принципы применяются как в техническом проектировании, то есть в создании людьми машин, так и в эволюционном проектировании, то есть формировании животных путем естественного отбора. Возьмем в качестве примера машину, являющуюся предметом моей гордости, мой «фольксваген жук» 1962 года, кроме которого у меня в жизни автомобилей не было. (Те, кто увлекается машинами, помнят, что именно в 1962 году на «жуках» заднее окно впервые стали делать крупнее.) На гладкой равнинной дороге и при попутном ветре мой «фольксваген» может ехать со скоростью 65 миль в час. Владельцам «BMW» это определенно покажется недостаточным. Почему бы мне не выкинуть на свалку мой крошечный 4-цилиндровый двигатель в 40 лошадиных сил и не поставить вместо него 12-цилиндровый, мощностью в 296 лошадиных сил двигатель с «BMW 750IL», на котором ездит мой сосед, и не промчаться на скорости 180 миль в час по скоростной автостраде?

И даже я, почти совсем не разбираясь в автомобилях, понимаю, что такое решение непригодно. Для начала, огромный двигатель «BMW» не поместится в моторный отсек моего «фольксвагена», так что отсек пришлось бы увеличить. Далее, двигатель «BMW» должен устанавливаться спереди, а у «фольксвагена» моторный отсек сзади, так что мне пришлось бы менять коробку передач, привод и многое другое. Заменить пришлось бы также амортизаторы и тормоза, поскольку в моей машине они рассчитаны на то, чтобы сделать движение плавным и останавливаться со скорости 65, а не 180 миль в час. К тому времени, когда я закончил бы переделку своего «фольксвагена», предназначенную для того, чтобы поставить двигатель «BMW», от моего прежнего «жука» почти ничего не осталось бы, и все эти модификации обошлись бы в огромную сумму денег. Я полагаю, что мой крошечный двигатель в 40 лошадиных сил является оптимальным, в том смысле, что я не мог бы увеличить среднюю эксплуатационную скорость моей машины, не пожертвовав другими ее эксплуатационными характеристиками, — а заодно и другими аспектами собственного стиля жизни, также требующими значительных денежных вложений.

Законы рынка со временем приводят к исчезновению таких технических нелепостей, как «фольксваген» с двигателем «BMW», но все мы можем вспомнить уродливые сооружения, которые просуществовали довольно долго. Для тех, кто разделяет мой интерес к военному флоту, хорошим примером будут британские линейные крейсера. В годы, предшествовавшие Первой мировой войне, и в военные времена британский военно-морской флот спустил на воду тринадцать военных кораблей, так называемых линейных крейсеров, которые конструкторы сделали того же размера и с тем же числом крупнокалиберных орудий, что у линейных кораблей, но с намного большей скоростью движения. Получив максимально возможную скорость и огневую мощь, линейные крейсера сразу же вызвали интерес общественности, а пропаганда преподносила их как сенсацию. И все же, если взять линкор водоизмещением 28 ООО тонн, оставить вес крупных орудий почти таким же, и значительно увеличить вес двигателей, при этом сохраняя общий вес около 28 ООО тонн, неизбежно придется урезать вес каких-то других частей. В случае с линейными крейсерами особенно урезали броневой пояс, а кроме того, вес малых орудий, внутренних отсеков и зенитных вооружений. Результаты такого субоптимального общего конструкторского решения оказались фатальными. В 1916 году корабли военно-морских сил Великобритании «Индефатигейбл», «Куин Мэри» и «Инвинсибл», участвовавшие в Ютландском сражении, взорвались практически сразу после того, как в них попали снаряды немецких кораблей. Линейный крейсер «Худ» взорвался в 1941 году, всего через восемь минут после начала боя с немецким линкором «Бисмарк». Крейсер «Рипалс» был потоплен японской авиацией несколькими днями позже атаки японцев на Перл-Харбор, тем самым обретя сомнительную славу первого крупного военного корабля, уничтоженного с воздуха в ходе морского сражения. Руководство британского флота получило убедительные доказательства того, что значительное усиление отдельных элементов не приводит к оптимальному функционированию целого, и линейные крейсеры были сняты с производства.

Короче говоря, инженеры не могут совершенствовать отдельные детали в отрыве от машины в целом, поскольку отдельная часть потребует урезания денежных средств и пространства, которые могли бы быть использованы для других деталей, и не позволит увеличить их вес. Вместо этого инженеры ищут ответа на вопрос о том, какое именно сочетание деталей позволит оптимизировать эффективность работы машины. Точно так же и эволюция не может совершенствовать отдельные черты в отрыве от животного в целом, поскольку всякая структура, фермент или фрагмент ДНК потребляет энергию и занимает место, которые могли бы быть использованы на что-то иное. Естественный отбор склоняется к такой комбинации различных черт, которая обеспечит животному максимальные репродуктивные результаты. Следовательно, как инженеры, так и специалисты по эволюционной биологии должны оценивать, какой компромисс потребуется при увеличении чего бы то ни было, то есть, не только преимущества, но и издержки, которые оно за собой повлечет.

Рассуждать подобным образом в отношении нашего жизненного цикла сложно из-за того, что в нем присутствует много черт, которые, как может показаться, сокращают, а не увеличивают, нашу способность производить на свет потомство. Старение и смерть — лишь один из примеров; в качестве других можно назвать менопаузу у женщин, рождение одновременно только одного ребенка, роды не чаще раза в год, начало репродуктивной активности не ранее двенадцати-шестнадцати лет. Разве не оказал бы предпочтение естественный отбор такой женщине, у которой половая зрелость наступала бы в пятилетием возрасте, беременность длилась бы всего три недели, которая регулярно рожала бы по пять близнецов сразу, у которой не наступала бы менопауза, которая вкладывала бы большое количество биологической энергии в восстановление своего организма, доживала бы до 200 лет и, благодаря всему этому, оставляла бы после себя сотни потомков?

Задав этот вопрос в таком виде, мы допустили, что эволюция может менять в нашем организме отдельные детали, не затрагивая остальных, и не принимали в расчет скрытые издержки. Так, например, невозможно сократить срок беременности до трех недель, не меняя ничего ни в организме матери, ни в организме ребенка. Следует помнить, что в нашем распоряжении имеется лишь ограниченное количество энергии. Даже у тех, кто получает большую физическую нагрузку и употребляет высококалорийные продукты — например, у лесорубов, или у марафонских бегунов в период тренировок, — организм может усваивать не более 5000 калорий в день. Каким образом распределить эти калории между восстановлением собственного тела и воспитанием детей, если наша цель состоит в том, чтобы вырастить как можно больше детей?

Одна крайность состоит в том, чтобы вложить всю энергию в детей, не оставив ничего на биологическую репарацию, но тогда наше тело постареет и выйдет из строя еще до того, как мы воспитаем своего первого ребенка. Другой крайностью было бы вложение всей имеющейся в нашем распоряжении энергии в поддержание тела в хорошем состоянии; тогда мы, возможно, прожили бы долгую жизнь, но у нас не хватило бы энергии на рождение и воспитание потомства, поскольку это требует больших усилий. Естественный отбор, однако, должен отрегулировать относительно друг друга затраты энергии на репарацию и на репродукцию так, чтобы обеспечить максимальный репродуктивный результат, рассматриваемый в среднем за всю жизнь особи. Эта задача для разных биологических видов решается по-разному, в зависимости от таких факторов как риск неожиданной смерти, репродуктивные особенности вида и издержки, требуемые для разных типов репарации.

Рассуждая таким образом, можно делать проверяемые на практике предположения о том, как должны различаться животные по механизмам репарации и темпам старения. В 1957 году Джордж Уильямс, специалист по эволюционной биологии, привел некоторые поразительные факты о старении, понять сущность которых можно только с позиций эволюционного подхода. Рассмотрим несколько приводимых Уильямсом примеров и представим их иначе, на языке физиологии, описывающем биологическую репарацию; при этом медленное старение будет показателем хороших механизмов ремонта.

Первый пример касается того, в каком возрасте животное впервые участвует в размножении и производит на свет детенышей. Этот возраст у разных видов сильно различается: у людей крайне редко случается, чтобы у кого-то в возрасте младше двенадцати лет появлялись свои дети, тогда как всякая уважающая себя мышь уже в два месяца способна обзавестись мышатами. Животным, относящимся к тем видам, у которых начало размножения возможно только в достаточно поздние сроки, как у человека, требуется вкладывать много энергии в ремонт, чтобы гарантированно дожить до репродуктивного возраста. Таким образом, мы можем предполагать, что инвестиции в ремонт будут возрастать вместе с возрастом, в котором становится возможным размножение.

Например, более позднему, чем у мышей, возрасту начала размножения у человека соответствует то, что мы, люди, стареем намного медленнее, чем мыши, то есть, как можно предполагать, репарация нашего тела происходит намного эффективнее. Даже при изобилии пищи и самой лучшей медицинской помощи мышь лишь в редких случаях доживает до двух лет, тогда как для человека считается печальным не дожить до семидесяти двух. Эволюционная причина в том, что человек, вложивший в восстановление энергии не более, чем это делает мышь, умер бы задолго до достижения половой зрелости. Таким образом, восстановление человеческого организма более оправдано, чем восстановление организма мыши.

Из чего складываются на практике эти предполагаемые дополнительные затраты энергии? На первый взгляд, возможности репарации у человека производят жалкое впечатление. Ампутированная рука не отрастает заново, и наш скелет не заменяется регулярно, как это происходит у некоторых беспозвоночных, срок жизни которых непродолжителен. Однако, такие внушительные, но не часто происходящие замены целой структуры не обязательно оказываются наиболее весомыми пунктами в списке издержек на ремонт конкретного животного. Самым же затратным пунктом оказывается невидимая глазом замена множества клеток и молекул, происходящая каждый день. Даже если вы каждый день все свое время проводите, валяясь в постели, вам нужно получить с пищей около 1640 калорий, если вы мужчина (для женщин этот показатель составляет 1430 калорий) просто чтобы поддерживать в порядке свое тело. Большая часть энергии, полученной в результате метаболизма и направляемой на обслуживание организма, предназначена именно для этих невидимых плановых замен. Поэтому, как я полагаю, мы ценимся больше мыши, поскольку у человека в самовосстановление вкладывается большая доля энергии, а на другие цели, например, на сохранение температуры тела или на заботу о потомстве, — меньшая.

Второй пример, который я хочу рассмотреть, связан с риском непоправимого ущерба. Некоторые повреждения организма потенциально устраняются репарацией, но возможны и такие, которые гарантированно приводят к гибели (например, если вас съест лев). Если велики шансы, что завтра вас слопает лев, нет смысла сегодня платить стоматологу за начало лечения зубов. И стоит, не переживая из-за порчи зубов, немедленно заняться производством потомства. Но если риск смерти от происшествий с непоправимыми последствиями низок, тогда возможно получить выгоду в виде увеличившейся продолжительности жизни, от вложения энергии в дорогостоящие механизмы репарации, замедляющие старение. Таким же образом рассуждают владельцы «мерседесов», в Германии и в США выделяющие средства на смазку машин, а в Новой Гвинее предпочитают этого не делать.

В биологии, рассуждая аналогичным образом, мы замечаем, что риск стать жертвой хищника для птиц ниже, чем для млекопитающих (поскольку птицы могут улететь от преследователей), а для черепах ниже, чем для большинства других рептилий (поскольку черепаху защищает панцирь). Следовательно, у птиц и черепах есть возможность получить большую выгоду от наличия механизмов репарации, пусть и дорогостоящих, по сравнению с не умеющими летать млекопитающими и рептилиями без панциря, которых вскоре все равно съедят хищники. И действительно, если сравнить домашних питомцев, получающих достаточно корма и защищенных от хищников, то птицы живут дольше (то есть, медленнее стареют), чем млекопитающие того же размера, а черепахи живут дольше рептилий того же размера, не имеющих панциря. Лучше всего защищены от хищников морские птицы, такие как буревестники и альбатросы, гнездящиеся на островах далеко в океане, где нет хищников. Жизненный цикл у них почти столь же неспешен, как у человека. Некоторые альбатросы начинают размножаться лишь в возрасте десяти лет, а продолжительность их жизни нам до сих пор нам неизвестна: она оказалась длиннее, чем срок службы металлических колец, которые начали надевать этим птицам биологи несколько десятилетий назад, чтобы определить их возраст. За те десять лет, которые альбатрос еще не приступил к размножению, в популяции мышей могли смениться шестьдесят поколений, большая часть из которых была съедена хищниками или умерла от старости.

В качестве третьего примера рассмотрим самцов и самок одного и того же вида. Мы можем предполагать, что большую выгоду принесут механизмы репарации и более медленное старение тому полу, у которого ниже смертность от несчастных случаев. У многих, возможно, даже у большинства видов, этот показатель у самцов выше, чем у самок, отчасти из-за того, что самцы больше рискуют, участвуя в схватках и бесстрашно демонстрируя себя. Это, конечно же, верно и в отношении современных мужчин в наши дни, и так же обстояли дела, возможно, в течение всей истории человека как вида, — именно мужчины чаще погибают в войнах с мужчинами из других групп, а также в схватках с представителями своей группы. Кроме того, у многих видов самцы крупнее самок, а исследования, в которых изучались благородные олени и птицы семейства трупиаловых, показали, что в условиях недостатка пищи для самцов вероятность умереть выше, чем для самок.

Более высокий уровень смертности от несчастных случаев среди мужчин коррелирует с тем, что они и стареют быстрее женщин, и смертность по причинам, не связанным с несчастными случаями, среди них также выше, чем у женщин. В настоящее время продолжительность жизни женщин примерно на шесть лет больше, чем у мужчин; отчасти эта разница объясняется тем, что среди мужчин больше курильщиков, чем среди женщин, но то же различие в продолжительности жизни представителей разных полов наблюдается и среди некурящих. Эти различия заставляют предположить, что эволюция запрограммировала человека таким образом, что женщины вкладывают больше энергии в самовосстановление, тогда как мужчины — в сражения. Иными словами, репарация мужчины не в такой степени оправданна, как репарация женщины. При этом я не хочу подвергнуть несправедливой критике битвы, в которых участвуют мужчины, поскольку они служат важной эволюционной цели, преследуемой этими мужчинами: приобрести жен и обеспечить ресурсы для своих детей и своего племени, в ущерб другим мужчинам, их детям и их племени.

Последний пример, который я здесь приведу, показывает, что некоторые удивительные для нас проявления старения становятся понятны только с эволюционной точки зрения, и касается этот пример такого исключительно человеческого феномена как продолжение жизни после завершения репродуктивного возраста, в особенности после наступления у женщин менопаузы. Поскольку двигателем эволюции служит передача генов последующим поколениям, другие виды животных редко живут долго после завершения репродуктивного возраста. Природа запрограммировала их так, чтобы смерть совпадала с завершением фертильности, так как после этого поддержание тела в хорошем состоянии уже не несет эволюционных выгод. И человек, как мы замечаем, является здесь исключением, в причинах которого необходимо разобраться, поскольку заложенные в нас программы приводят к тому, что после наступления менопаузы женщины живут еще несколько десятилетий, а мужчины доживают до такого возраста, в котором большинство из них уже не занимается производством потомства.

Но стоит задуматься над этим, как причины становятся очевидными. Активная фаза заботы о потомстве у человека необычно затягивается, продолжаясь почти два десятилетия. Даже те представители старшего поколения, у которых уже выросли собственные дети, играют важнейшую роль для выживания не только детей своих детей, но и всего племени. Они выступают в качестве носителей значимых знаний, что играло особенную роль в эпоху до возникновения письменности. В связи с этим природа запрограммировала у нас возможность поддерживать остальные части организма в приемлемом состоянии даже в возрасте, когда репродуктивная система женщины уже не может функционировать.

Вопрос, над которым приходится серьезно задуматься, состоит в том, зачем изначально естественный отбор запрограммировал наличие менопаузы у женщин. Ее, как и старение, нельзя назвать физиологически неизбежным явлением. У большинства млекопитающих, в том числе у мужчин, а также у шимпанзе и горилл обоих полов, с возрастом происходит постепенное снижение, а лишь затем окончательное прекращение фертильности, тогда как у женщин наблюдается резкое завершение фертильности. Почему же у нас сложилась такая своеобразная черта, которая может показаться приводящей к снижению плодовитости? Не поддержал бы естественный отбор существование женщины, у которой фертильность сохранялась бы до последнего вдоха?

Возможно, менопауза у женщин стала результатом двух других исключительных особенностей человека: исключительно высокого риска для матери при деторождении и опасности, которую представляет смерть матери для ее потомства. Вспомним описанное в третьей главе соотношение размеров человеческого ребенка и его матери: человеческий младенец весом 7 фунтов рождается у матери весом 100 фунтов, тогда как крошечный, весом всего 4 фунта детеныш гориллы рождается у матери весом 200 фунтов. В результате деторождение представляет опасность для женщины. До появления современного акушерства женщины часто умирали при родах, тогда как у горилл и шимпанзе материнской смертности в родах практически не случается.

Вспомним также описанную в третьей главе огромную зависимость человеческих младенцев от родителей, особенно от матери. Поскольку человеческие дети развиваются очень медленно и после отлучения от груди даже не в состоянии сами себя прокормить (в отличие от детенышей обезьян), смерть матери в обществе охотников и собирателей с большой вероятностью становилась фатальной для ее детей, при этом их выживание без нее представлялось возможным в возрасте, намного более позднем, чем для приматов любого другого вида в такой ситуации. Таким образом, мать из племени охотников и собирателей, имея нескольких детей, рисковала их жизнью при каждых последующих родах. Поскольку ее суммарный вклад в воспитание уже имеющихся детей рос по мере их взросления, а также поскольку риск смерти, с которым сопряжено деторождение, также с возрастом увеличивался, шансов выиграть в этом опасном мероприятии у нее было тем меньше, чем старше она становилась. Если у вас уже есть трое детей, все еще зависимых от матери, зачем рисковать этими тремя ради четвертого?

Возможно, это снижение шансов на успех и привело путем естественного отбора к прекращению фертильности женщины в форме менопаузы, нацеленному на то, чтобы защитить предшествующие вложения матери в ее детей. Поскольку для отцов деторождение не влечет за собой никакого риска, у мужчин менопауза не возникла. На примере менопаузы, как и в случае со старением, можно увидеть, как эволюционный подход разъясняет те черты нашего жизненного цикла, которые иначе могли бы показаться нелогичными. Возможно даже, что менопауза возникла не ранее, чем 40 ООО лет назад, когда кроманьонцы и другие анатомически современные люди стали часто доживать до возраста шестидесяти и более лет. Неандертальцы и более ранние люди обычно не доживали до сорока лет, так что менопауза не принесла бы их женщинам никаких выгод, если бы наступала в том же возрасте, как у современной Femina sapiens.

Таким образом то, что продолжительность жизни современного человека дольше, чем у человекообразных приматов, стало возможным не только благодаря культурным приспособлениям, таким как орудия для добывания пищи и защиты от хищников. В ее основе лежат также биологические приспособления, а именно менопауза и возросший вклад организма в биологическую репарацию. Независимо от того, сложились ли эти биологические приспособления именно в период «Большого скачка» или ранее, они относятся к тем изменениям жизненного цикла, которые позволили третьему виду шимпанзе обрести человеческий облик.

Последний вывод, который мне хотелось бы сделать по поводу эволюционного подхода к старению, будет таким: данный подход подрывает позиции, в течение долгого времени преобладавшие в физиологическом рассмотрении процесса старения. В геронтологических трудах присутствует навязчивая идея поисков «причины старения» — желательно, единственной, и во всяком случае не более нескольких основных причин. На моей памяти как биолога на звание «Той самой причины» претендовали гормональные изменения, ухудшение состояния иммунной системы и упадок деятельности нервной системы, при этом ни один из кандидатов не располагал убедительными доказательствами в свою пользу. А эволюционный подход приводит к мысли, что эти поиски причины останутся тщетными. Одного, или даже нескольких преобладающих механизмов старения существовать не может. Напротив, под действием естественного отбора происходит выравнивание темпов старения всех физиологических систем, в результате чего старение складывается из бесчисленных одновременных изменений.

В основе этого предположения лежит следующее. Нет смысла осуществлять дорогостоящее обслуживание одной-единственной части тела, если остальные части придут в упадок быстрее. Естественный отбор не позволяет отдельным системам испортиться намного раньше остальных, поскольку в таком случае затраты на дополнительную репарацию именно этих нескольких систем обеспечат большой рост продолжительности жизни, и такие затраты будут оправданны. Точно так же владельцы «мерседесов» не станут устанавливать дешевые свечи, вкладывая при этом большие средства во все остальные детали своих машин. Если бы они поступали так глупо, это означало бы вдвое сократить срок службы дорогостоящего автомобиля вместо того, чтобы вложить всего на несколько долларов больше ради хороших свечей. Но не имеет смысла также тратить огромные средства на бриллиантовые свечи, если остальные части автомобиля проржавеют и развалятся раньше, чем износятся такие свечи. Таким образом, оптимальной стратегией как для владельцев «мерседесов», так и для человеческого организма, будет восстановление всех частей наших машин и тел с такой регулярностью, чтобы окончательный выход из строя всех систем произошел бы одновременно.

Мне представляется, что эта печальная картина соответствует действительности, и что наша жизнь завершается скорее в соответствии с этим эволюционным идеалом, чем под действием «причины старения», столь долго и безуспешно разыскиваемой физиологами. Признаки старения можно обнаружить повсюду. Я уже замечаю у себя признаки износа зубов, значительное ухудшение работы мускулов, заметное снижение слуха, зрения, обоняния и вкусового восприятия. У женщин все названные каналы имеют большую остроту восприятия, чем у их ровесников-мужчин, какую бы возрастную группу мы ни сравнивали. Впереди меня ждет целый перечень хорошо известных проблем: слабость сердца, склерозирование артерий, повышенная хрупкость костей, замедление почечной фильтрации, снижение сопротивляемости иммунной системы и потеря памяти. Этот список можно продолжать почти до бесконечности. Эволюция, судя по всему, устроила организм так, чтобы все наши системы изнашивались, а в репарацию мы вкладывали бы лишь столько, сколько будет оправданным.

С практической точки зрения этот вывод кажется огорчительным. Если бы существовала одна-единственная, главнейшая причина старения, устранение ее дало бы нам источник вечной молодости. Эта мысль во времена, когда старение считалось в основном явлением гормонального характера, подтолкнула некоторых к попыткам добиться чудесного омоложения стариков с помощью гормональных инъекций или пересадки половых желез из молодого организма. Одна из таких попыток стала сюжетом рассказа сэра Артура Конан Дойла «Человек на четвереньках», в котором пожилой профессор Пресбери, безумно влюбившийся в молодую женщину, отчаянно желает омолодиться, но вместо этого после полуночи начинает бегать на четвереньках, как обезьяна. Великий Шерлок Холмс находит причину: профессор стремился обрести молодость, делая себе инъекции сыворотки обезьяны-хульмана.

Я мог бы предостеречь профессора Пресбери, что близорукая одержимость проксимальным объяснением причин уводит его по ложному пути. Задумайся он о первоначальных эволюционных причинах, ему стало бы понятно, что естественный отбор никогда не позволил бы нам дряхлеть под воздействием одного-единственного механизма, которое можно было бы устранить простым лечением. Возможно, это и к лучшему. Шерлок Холмс очень беспокоился по поводу того, что могло бы случиться, если бы люди все же нашли такой эликсир жизни:

«Здесь кроется опасность для человечества, и очень грозная опасность. Вы только вдумайтесь, Уотсон: стяжатель, сластолюбец, фат — каждый из них захочет продлить свой никчемный век. И какой же зловонной клоакой станет тогда наш бедный мир!»

Холмс с облегчением узнал бы, что, как нам сейчас представляется, в действительности этого никогда не произойдет.


Глава 6. Половой отбор и происхождение человеческих рас | Третий шимпанзе | ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ УНИКАЛЬНОСТЬ РОДА ЛЮДСКОГО