Страница 9 из 10
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]. 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.
10
«Бигль» – корабль, на котором Чарльз Дарвин совершил кругосветное путешествие в 1 831 –1 836 гг. – Примеч. науч. ред.