Жизнь без старости - Скулачев Максим В. - Страница 31

Следует иметь в виду, что живые системы пытаются поставить под свой контроль все происходящие в них явления, стараясь вообще избежать спонтанных процессов или хотя бы свести их к минимуму. Вопрос о жизни и смерти — важнейший для организма, и поэтому вряд ли эволюция оставила его полностью на произвол судьбы.

Гипотеза о спонтанном стохастическом старении как о причине смерти противоречит тому факту, что даже среди животных, к которым относятся наиболее сложно устроенные организмы, существуют нестареющие виды: беспозвоночные (морской еж, крупные крабы, моллюски-устрицы и жемчужницы), рыбы (камбала, осетр, щука, акула, северный вид морского окуня), земноводные (жаба), пресмыкающиеся (гигантская черепаха, крокодил), птицы (альбатрос, кайра, ворон) и, наконец, млекопитающие (наиболее крупные виды китов, голый землекоп, а также, по-види-мому, слепыш, летучая мышь и некоторые другие).

Эти примеры свидетельствуют о том, что нестареющие отличаются от стареющих не большей простотой своего устройства, а чем-то совсем другим. Так, нестареющий северный морской окунь вряд ли проще устроен, чем его стареющий южный собрат (продолжительность жизни всего 12 лет). Нестареющая жаба не проще стареющей лягушки, крокодил — ящерицы, летучая мышь — землеройки, а голый землекоп — полевой мыши. Последняя пара особенно интересна, поскольку оба животных, стареющее и нестареющее, небольшого и почти одинакового размера, генетически достаточно близки (мелкие грызуны) и к тому же хорошо переносят неволю.

Но эта проблема заслуживает того, чтобы ее рассмотреть более подробно, так как она в точности соответствует главной теме нашей книги.

ГЛАВА 11.5

Время отменить старение

II.5.1. «Голый землекоп» — нестареющее млекопитающее

Мы с мамой в Африке живем,

А в джунглях жизнь — не шутка! Там страшно ночью, страшно днем, А в промежутках жутко...

Р. Муха

Голый землекоп (Heterocephalus glaber, Rodentia: Bathyergidae, рис. 3.1 и 3.2 в первой части) — вид мелких африканских грызунов, максимальная продолжительность жизни которых в лабораторных условиях достигает по крайней мере 32 лет, равного времени нужного наблюдения за этими животным. Многие заболевания, например рак, атеросклероз, диабет, иммунодефициты, инфекционные болезни, а также некоторые виды боли у этих животных не обнаружены. Они живут большими сообществами, состоящими из «царицы», имеющей несколько сексуальных партнеров и до 200 «подчиненных». Только «царица» и ее «мужья» принимают участие в размножении. Они обитают в центре обширного подземного лабиринта размером с футбольное поле, сделанного предпочтительно в скальной породе, и, будучи надежно защищены своими «подчиненными», не имеют врагов. В лабораторных условиях голые землекопы умирают очень редко и по не известным пока причинам: считается, что из-за стычек с сородичами, иногда случайно кончающихся смертельным исходом. Уровень их смертности не зависит от возраста. Этим землекоп отличается от большинства живых существ, включая человека.

В отличие от общественных насекомых типа пчел или муравьев, «царица» и «мужья» землекопов изначально морфологически не отличаются от «подчиненных». После смерти «царицы» ее может заменить любая самка, ранее служившая в подчинении. Разительное и очевидное отличие голого землекопа от мыши состоит в том, что функция размножения монополизирована «царицей» и ее «мужьями», хорошо защищенными от внешних врагов и голода большим коллективом «подчиненных». По существу «царица» и «мужья» выведены из-под давления естественного отбора. Отсутствие врагов — общее свойство всех видов нестареющих животных, перечисленных выше: морского ежа с ядовитыми колючками; жабы с кожными железами, образующими сильнейшие яды; крупных крабов и черепах, а также жемчужниц и устриц с их прочными панцирями или раковинами; огромных хищников типа акул и крупных птиц, вооруженных острым клювом; гигантских китов, стадам которых не страшны никакие противники, и, наконец, голого землекопа — мелкого существа, создавшего многочисленный социум с немногими привилегированными особями, которым доверена функция размножения и, стало быть, участия в эволюционных процессах. В дикой природе экваториальной Африки солдаты-землекопы живут всего около трех лет, погибая в борьбе со змеями или полчищами землекопов из соседних общин. Поскольку солдаты не размножаются, их участие в эволюции оказывается практически невозможным, а стиль жизни хорошо описывается эпиграфом к этой главе

Голый землекоп интересен еще прежде всего тем, что, как и мы с вами, дорогой читатель, относится к классу млекопитающих, но более удобен для всяческих исследований, чем, например, другое нестареющее млекопитающее — гренландский кит. Замечательно также, что землекоп — достаточно близкий, но нестареющий родственник стареющих мышей и крыс, классических объектов исследования биолога-эксперимента-тора, уже изученных вдоль и поперек. В этом его преимущество перед летучей мышью, также, по-видимому, нестареющим млекопитающим, но не имеющим для сравнения какого-нибудь стареющего родича.

Когда мы говорим, что у всех нестареющих нет врагов в дикой природе, то это не означает, что достаточно обезопасить животное от врагов, чтобы оно тут же стало нестареющим. Любое лабораторное животное не имеет проблем с врагами-хищниками, но не теряет способности стареть. Вероятность смерти лабораторных мышей, в отличие от голого землекопа в тех же лабораторных условиях, неуклонно растет с возрастом. Наш друг, московский геронтолог А. Халявкин как-то обронил в дискуссии, что и голый землекоп, и кит, и летучая мышь как-то стареют, но иначе, чем остальные млекопитающие. С этим трудно спорить. Иначе — это, как мы полагаем, означает: без участия специальной биологической программы старения, записанной в их генах.

Есть два обязательных признака, по которым запрограммированное старение легко отличить от других явлений изнашивания организма. Во-первых, эта программа вызывает постепенное ослабление многих ключевых функций живого существа, в то время как для смерти достаточно внезапного выпадения одной-единственной жизненно важной функции. Т. е. биологическое старение — это не просто самоубийство, каковым являются случаи острого феноптоза (см. выше). Во-вторых, это согласованное ослабление различных функций, иначе организм быстро скатился бы в острый феноптоз. Биологическое старение — это реализация программы медленного феноптоза.

Выше мы упоминали о случае чисто химического старения, не за- л программированного в геноме, когда речь шла об L—>0-изомеризации белков-кристаллинов в хрусталике кита. Этот спонтанный, самопроизвольный процесс ведет к тому, что у 200-летнего животного около 40% L-аспартата в кристаллине превращается в D-изомер, что должно пагубно сказаться на свойствах этого белка, вызвав помутнение хрусталика. Не исключено, что загадочное выбрасывание китового стада на берег связано с тем, что наиболее старый, а значит, и самый крупный кит-вожак заболел катарактой и, чтобы видеть, нуждается в хирургической операции по замене своего хрусталика на искусственный. А пока у китов это еще не практикуется, вожак ведет стадо из океана на берег, который он уже не видит, давая повод для остряков шутить, что только те киты выбрасываются из воды, которые уже накупались. ~

к

с;

ш

I-

<

н

S

Т

о

I—

о

I-

>

ш

CI

о

Q.

Другими примерами ^запрограммированного, «химического» старения q[ могут быть процессы карбонилирования и дезамидирования белков. _v

II.5.2. А если старение ускоряет эволюцию?

В 1989 г. Р. Докинз ввел в научный обиход термин «evolvability» — способность к эволюции, или «эволюци-онируемость». По мнению М. Киршнера и Дж. Герхарта, такая способность, присущая всем организмам, возникшим благодаря