Читать книгу "Хлопок одной ладонью - Николай Кукушкин"

С одной стороны, звучит удручающе. Неужели человек просто орудие своего сперматозоида? На самом деле в разделении сомы и гермоплазмы – главный источник нашей свободы. Если бы мы были едины со своей гермоплазмой, то мы бы принципиально не могли пойти против своих генов, как не могут пойти против своих генов бактерии. Но соме, в принципе, ничего не мешает не подчиняться гермоплазме. Конечно, ей не свойственно это делать, потому что сомы, которые не обеспечивают выживание гермоплазмы, быстро вымирают. Но полностью контролировать сому гермоплазма просто не может. Многоклеточный организм – это сложнейшая конструкция, количество деталей в котором существенно превышает количество генов в геноме. Тем не менее все инструкции к этим деталям должны умещаться в одной клетке, отправляемой в следующее поколение. Поэтому чем такой организм сложнее, тем больше у него свободы от собственных генов.

Как даже самым нервным родителям на каком-то этапе приходится отпускать детей в школу с ранцем и обедом в кульке, так и генам гермоплазмы приходится на каком-то этапе довольствоваться общими напутствиями клеткам развивающегося тела. Остальную информацию клетки сомы получают друг от друга и от окружающей среды. У животных кульминацией этого антигенетического свободолюбия организма становится изобретение специальной машины, которая в течение всей жизни учится новым инструкциям, вообще никак не упомянутым ни в каких генах. Эта машина называется мозгом.

Благодаря половому размножению мы отличаемся от предков. Благодаря многоклеточности мы умеем думать сами за себя. Но за эту уникальность мы дорого платим. Как бы высоко мы ни парили над своей гермоплазмой, как бы ни возвышались над властью собственных генов, один аспект наших взаимоотношений остается незыблемым. Гермоплазма бессмертна, а сома – нет.

КСТАТИ

Бесполое размножение – это из одного два, а половое – из двух один. Так почему тогда это вообще размножение?

Разгадка тут в том, что с изобретением многоклеточности изменился смысл слова «размножение». Мы считаем свой организм продуктом полового размножения родителей. С точки зрения наших одноклеточных гамет, он представляет собой продукт бесполого размножения зиготы. Именно это бесполое размножение, собственно, приводит к приросту биомассы. Что же касается слияния двух клеток в одну, то сами сливающиеся клетки явно не считают это размножением.

Строго говоря, «размножиться» типичный одноклеточный организм может только однажды, разделившись на две клетки[13]. То есть появление двух новых клеток сопровождается исчезновением старой. Но многоклеточный организм, произведя потомство, не исчезает – он может повторять процесс многократно, что и делает наше половое размножение собственно размножением. Это полнейший переворот самого понятия.

Первая смерть

Смерть – это новый элемент в типичном жизненном цикле живого организма.

Конечно, одноклеточные существа умирали и раньше. Помимо относительно недавней перспективы быть проглоченной, любая древняя клетка могла запросто остаться без источника питания и попросту раствориться в океане, а то и свариться в каком-нибудь кипящем фонтане. Для одноклеточного смерть означает поражение. Сварился – значит не поделился, а другой задачи у одноклеточного нет. Смерть отрубает его генетическую ветку с вечно растущего древа жизни.

Но для многоклеточного смерть – это не поражение, а часть программы.

Почему многоклеточный организм обязательно должен умереть? Прежде всего надо отметить, что для среднего живого существа вопрос стоит не в том, зачем в принципе нужна смерть, а в том, кто, когда и как его съест. Фантазии на тему вечной жизни – это человеческая роскошь.

В принципе, обратившись к научной фантастике, вполне возможно представить нестареющий многоклеточный организм (скажем, жука – у меня скоро начнутся колики от слова «организм»). Вечный жук – это не то же самое, что вечный двигатель. Вечных двигателей быть не может, потому что для этого требуется создать энергию из ниоткуда. Вечный жук совсем необязательно должен создавать энергию – наоборот, ему требуется постоянно хорошо питаться, потреблять всякие витамины и антиоксиданты, чтобы поддерживать свое вечное тело в вечном состоянии. Вечный жук не противоречит законам биологии или физики. И все-таки вечных жуков не бывает. Любой жук, даже если его никто не ест, рано или поздно постареет и умрет.

Причина существования старения – сложный и неоднозначный вопрос. Производство нового организма отнимает колоссальное количество времени и энергии. Казалось бы, несопоставимо дешевле с эволюционной точки зрения продлить жизнь старому – так почему этого не произошло за миллионы лет эволюции?

Тут есть несколько версий. Одна из версий состоит в том, что вероятность размножиться с возрастом снижается (чем ты старше, тем удивительней, что тебя еще не съели), а значит, на проблемы со здоровьем, проявляющиеся с возрастом, хуже действует естественный отбор (рак у детей – большая проблема для популяции, а рак у стариков на генофонд влияет мало). По другой версии в генах прописана своего рода «техподдержка» организма (включая защиту от повреждений ДНК), но эта техподдержка делит «финансирование» с отделом размножения, поэтому эволюция распределяет между ними бюджет, из-за чего рано или поздно контракт на техподдержку просто истекает, и организм умирает от накопления мутаций18,19.

Причина неминуемой смертности жуков не в том, что жук непременно должен прийти в негодность. Суть в том, что гермоплазме жука не нужны вечные жуки. Ее заботы – не жучьи, а эволюционные. Гермоплазме нужно двигаться вперед, чтобы оставаться в живых. А шаги свои она мерит поколениями.

Эмерджентный домен

Бактерии, вечные коллективисты, при всем своем групповом подходе к решению проблем всегда остаются отдельными клетками. Эукариоты, приняв индивидуализм как жизненный принцип, то и дело норовят сделать из разных клеток какую-нибудь гиперклетку, наподобие суперорганизма у муравьев. Диплоид – первая из таких гиперклеток. Вроде бы одна, а на самом деле две. Работает как единый организм, но управляется двумя наборами генов. Многоклеточный организм – вторая. Выглядит как много клеток, а на самом деле одна большая зигота. Как это ни парадоксально, переступив порог нашей эукариотической империи хищников и эгоистов, мы стали с бóльшим интересом относиться к себе подобным.

Тут прослеживается более глубокая тема, чем слипающиеся клетки: эволюционное возникновение нового из совокупности старого. Жизнь – это наслоение уровней, каждый из которых состоит из компонентов предыдущего, но не сводится к этим компонентам. Многоклеточный организм – это не просто много клеток. Диплоид – это не просто два гаплоида. Клетка – это больше, чем кучка хромосом и белков. Молекулы – не просто набор атомов. В каждом из этих случаев целое больше, чем сумма компонентов.

У этого феномена много названий: синергия, холизм, системный эффект. Я пользуюсь словом «эмерджентность», потому что так его назвал Андрей Игоревич Гранович на первой лекции по зоологии в мой первый день на первом курсе биофака СПбГУ. Тогда я, конечно, был слишком поглощен свежеоткрывшимся мне статусом студента-универсанта, чтобы обращать внимание на такую ерунду, но я помню момент при подготовке к сессии, когда я перечитал первую страницу конспекта и вдруг все понял. Как из неживого вырастает живое, как оно находит новые способы существования, как оно усложняется в процессе, как оно выглядит в результате. Эмерджентность! Ради таких моментов, пожалуй, существует высшее образование. Я до сих пор благодарен Андрею Игоревичу за то, что он открыл для меня это слово, да и вообще страсть к скрытому смыслу живого.