В предыдущей серии нашего рассказа мы узнали, что есть животные, у которых нет старения. Причем такие примеры есть и среди наших ближайших родственников – млекопитающих. Где справедливость? Почему некоторые, скажем, грызуны стареют, а некоторые – нет? Почему в ходе эволюции видов (причем, зачастую, генетически очень близких) одним досталась жизнь, длиною всего в пару лет, за которую они еще и успевают постареть, а другие живут десятками лет и от года к году становятся только мощнее и лучше?
На самом деле, как ответить на этот вопрос никто не знает. Но у нас есть довольно смелая гипотеза, объясняющая эту загадку. Согласно гипотезе, старение - это еще один способ ускорения эволюции. Такой же как половое размножение и смерть (см. первую серию нашего сериала). Дело в том, что главной движущей силе эволюции – естественному отбору – обычно гораздо удобнее работать не на молодых и здоровых животных, а на слегка ослабленных особях, то есть стариках (в дикой природе понятие «старик» сильно отличается от нашего, человеческого. В первую очередь потому что у животных нет менопаузы. То есть, какими бы «старыми» они не были, они все равно могут размножаться. Старение же проявляется в ослаблении общей функциональности организма и, как следствие, повышении вероятность смерти).
Для наглядной иллюстрации этой гипотезы академик Владимир Скулачев придумал специальную «теорему о двух зайцах». Вот она: представьте себе двух зайцев. Для простоты допустим, что главным фактором естественного отбора обозначенных зайцев является лиса – съест она их или нет. Теперь предположим, что один из зайцев несет в своих генах небольшую (единичную), но немножко полезную мутацию. Ну, например, он чуть-чуть умнее остальных своих сородичей. Но именно чуть-чуть – ведь крайне маловероятно, чтобы в результате одной мутации он сразу стал заячьим Эйнштейном. С точки зрения развития вида ушастых любителей морковки, было бы очень правильно дать какое-то преимущество именно умному зайцу, чтобы попытаться закрепить этот полезный признак в будущих поколениях. Но как это сделать, если признак очень маленький и для естественного отбора крайне незначителен? Другими словами, и обычный и «умный» зайцы одинаково хорошо убегают от лисы («заяц всегда убежит от лисы, потому что для него это вопрос жизни и смерти, а для нее – обеда (с) Эзоп»).
Но давайте запустим у наших зайцев старение. Начнем потихоньку ухудшать работу всех систем. Они начинают медленнее бегать, хуже путать следы, вот уже и сердечко пошаливает, и болеют они чаще из-за ослабленной иммунной системы. С такими слегка состарившимися зайцами у лисы в некоторый момент уже появляются хорошие шансы их догнать и съесть.
Кстати, хищники на самом деле, как правило питаются старыми и больными животными, а не молодыми и здоровыми. Из картинки охоты львов на буйволов видно, что попытайся хищники атаковать стадо молодых животных, соотношение сил было бы совсем не в пользу львов.
Но в отношении умного зайца такие шансы «быть съеденным» появятся позже, потому что поначалу его «умность» позволит ему убегать от лисы, даже несмотря на общее ослабление из-за старения. Например, он чуть лучше путает следы или раньше замечает хищника. В результате появляется период (причем довольно продолжительный, поскольку старение идет медленно), когда небольшое преимущество в скорости обработки информации будет спасать зайцу жизнь. Все это время будут съедать не его, а обычных зайцев. Как следствие, умный успеет еще пару раз наплодить зайчат и, в результате, следующее поколение этого вида будет «обогащено» более умными зайцами. И произойдет это исключительно благодаря старению, которое позволило естественному отбору «вытащить из-под шумов» и закрепить мелкие признаки, незаметные на фоне молодых и здоровых особей.
Почему нам понадобилось это отступление про зайцев? Почему важно понимать, что старение – это инструмент, ускоряющий эволюцию? Потому что это позволяет сформулировать важное следствие из нашей гипотезы.
Вообще-то не всем видам надо так уж быстро эволюционировать. Существуют животные, которых можно назвать эволюционными чемпионами. Это твари, которые изобрели (разумеется, в результате эволюции) что-то такое, что позволило им потрясающе приспособиться к условиям окружающей среды и дальше их менять – только портить. Очень редко, но такие примеры найти можно. Гипотеза заключается в том, что подобные виды могут себе позволить – не поверите – не стареть.
Есть такие зверьки – землеройки. Маленькие насекомоядные млекопитающие, довольно уязвимые с точки зрения голода, холода, множества хищников, для которых землеройки служат основой рациона. Чтобы сохраняться как виду в этих антисанитарных условиях, землеройкам приходится все время быть готовым приспособиться к постоянно меняющимся условиям среды. И они легко это делают, потому что живут очень недолго – от 1.5 до 3-х лет в зависимости от вида. Причем за это время они успевают полностью состариться.
А вот другой вид – очень похожий на землероек. Тоже насекомоядное млекопитающее, примерно того же размера, с той же скоростью метаболизма, но… эволюционный чемпион. Его «изобретения» – это способность к полету и эхолокация. Вы уже догадались, что имеется в виду летучая мышь? И ее продолжительность жизни может превышать 50 лет! Стареет она за это время или нет, пока толком не изучено (хотя по последним данным, полученным в нашем проекте, похоже, что не стареет). Но разница в продолжительности жизни в 30 раз бросается в глаза.
Другой пример – киты. По некоторым свидетельствам (правда, косвенным) они могут жить больше 200 лет. До появления человека большие киты практически не имели врагов, существовали в весьма стабильной среде мирового океана, бороздя его от Арктики до Антарктики и, по большом счету, не нуждались в такой уж быстрой эволюции своего вида.
Но самый интересный, на наш взгляд, пример эволюционного супер-героя – это уже упомянутый выше голый землекоп. Что такое удивительное изобрела эволюция, создав этого зверька?
Читайте в продолжении!
