Бессмертные. Почему гидры и медузы живут вечно, и как людям перенять их секрет

Представим себе животных, обитающих на острове. Жизнь на острове опасна: каждый год на хищников и эндемические[12] заболевания приходится десятипроцентный риск смерти от внешних причин. Это означает, что каждый год 10 % животных умирают – у них есть 90-процентный шанс дожить до первого дня рождения, 81-процентный шанс дожить до второго… но только 35 % из них доживут до десяти, и менее 1 % доживут до 50 лет. Несмотря на то что вы с меньшей вероятностью найдете более старых животных, в этом сценарии все еще нет реального старения. Помните, что определение старения – это риск смерти, который увеличивается со временем, а риск смерти здесь составляет постоянные 10 %. Смертность от внешних причин наших животных равна нулю, как бы давно они ни родились.

Хотя эволюцию часто называют «выживанием наиболее приспособленных», есть нечто, о чем она заботится гораздо больше, чем о выживании: это воспроизводство. Список того, что нужно сделать при жизни организма, с точки зрения эволюции содержит только один пункт: произвести потомство. Мутации, которые делают рождение детей более вероятным, означают, что данное животное в среднем будет иметь их больше, и потомство будет носителем мутации, также помогающей размножению. В течение нескольких поколений они будут размножаться активнее, чем животные без нее, и постепенно станут доминировать в популяции.

Итак, вернемся к опасному острову: давайте рассмотрим размножение там. Даже если животные могут размножаться в течение всей жизни, большая часть потомства будет появляться в более молодом возрасте просто потому, что большинство животных умрет, прежде чем достигнет старости. Поскольку большая доля размножения происходит в молодости, изменения, которые влияют на шансы на размножение животного в более старшем возрасте, не будут иметь большого значения. Животное с мутацией, которая удвоила его способность к деторождению в 50 лет, не будет иметь эволюционного преимущества, потому что, вероятно, не проживет достаточно долго, чтобы использовать свои способности к деторождению. Напротив, животное, родившее в возрасте трех лет, вероятно, все еще было бы живо через три года, стремясь к размножению, и эта черта обеспечила бы гораздо больше потомства, что давало бы значительное эволюционное преимущество.

Повышенная способность к размножению может проявляться по-разному: от буквальной возможности производить на свет больше потомства или делать это чаще, до более длинного клюва, чтобы собирать больше пищи и кормить больше детей, или просто улучшенной способности выживать достаточно долго, чтобы завести больше детей. Как бы она ни решила это сделать, способность эволюции настраивать и оптимизировать жизнь молодых животных значительна, потому что они, скорее всего, будут живы и смогут передать свои гены следующему поколению. Напротив, эволюция испытывает трудности с улучшением жизни многих старых животных, так как маловероятно, что они передадут свои гены просто потому, что не проживут так долго. Это фундаментальная причина старения: неспособность эволюции поддерживать старых животных в форме, потому что у них меньше шансов иметь детей. Все это, как вы помните, все еще возможно без обращения к старению как таковому – старых животных становится меньше исключительно из-за внешних причин смерти. Таким образом, несколько вопреки интуиции ключевой движущей силой эволюции старения является риск того, что животное может умереть от чего-то другого, кроме старения.

Следующий вопрос заключается в том, как на практике проявляется это эволюционное пренебрежение. Первый механизм известен как теория накопления мутаций. Мутации – это изменения в генетическом коде, трансформация в ДНК, той структуре, которая обеспечивает руководство по созданию и поддержанию животного. Мы все мутанты: хотя ваша ДНК представляет собой смесь наследственных характеристик матери и отца в соотношении 50:50, каждый из нас носитель от 50 до 100 вариантов, которые не присутствуют ни в материнской, ни в отцовской ДНК. Большинство из этих вариаций никак на нас не влияют – они попадают в те части ДНК, которые на самом деле не меняют шансы на выживание. Малая их часть будет либо положительной, либо отрицательной. Первые улучшат шансы на выживание или воспроизводство и получат способность передаваться с большей частотой в следующем поколении. Со вторыми все наоборот: они должны быть отсеяны эволюцией с течением времени.