Дикие гены. О скрытой жизни внутри нас

Арчибальд сидит в тине и задумчиво что-то жует.

Голос из ниоткуда: Ну, Арчибальд, как жизнь? Тебе все еще нравится быть червем?

Арчибальд: Сойдет.

Голос из ниоткуда: Что-то не слышу особого восторга…

Арчибальд: Да уж. (Говорит нарочито писклявым голосом.) Здравствуйте, я Арчибальд, маленький червяк. (Переходит на нормальный голос.) Этим в наше время вряд ли кого-то можно поразить.

Голос из ниоткуда: Не могу не согласиться. Но что же делать?

Арчибальд (заговорщическим тоном): У меня есть секретный план: я превращусь в ВУММА! Ха-ха!

Голос из ниоткуда: В Вумма? А это еще кто такой?

Арчибальд: Я буду расти и расти, пока не стану стотонным мегамонстром. И меня будут звать ВУММ!!!

Голос из ниоткуда: Опять старые песни? Вспомни про физику.

Арчибальд: Физика, физика! Ничего нового сказать не можешь?

Голос из ниоткуда: Просто возникнут проблемы… Я тебя предупредил.

Такой маленький червячок, как С. elegans, представляет собой очень простое создание, без всяких фокусов и изысков. Это просто тонкая трубка из нескольких клеток. Спереди она поглощает пищу, которая переваривается внутри и выходит сзади. Питательные вещества распределяются напрямую между клетками, а кислород поступает через кожу. Есть еще простенькая репродуктивная система, пара мышц и горсточка нервных клеток, чтобы поддерживать организм в подвижном состоянии. Всю эту концепцию мать-природа явно разработала во время рекламной паузы.

Но что произойдет, если мы увеличим этот проект? Скажем, в сто раз. Пусть остается тот же экономный дизайн, только в сто раз длиннее и в сто раз толще. В этом случае наш С. elegans вырастет до десяти сантиметров в длину и будет напоминать обычного дождевого червя (то есть до ВУММА, о котором мечтает Арчибальд, еще очень далеко). Объем его тела (и масса) вырастут в миллион раз. И тут из-за угла снова выныривает физика (вместе со своей подружкой математикой) и портит всю картину, потому что площадь поверхности тела увеличится только в 10 тысяч раз. В этом вся проблема. Та же самая проблема, которая похоронила нашу затею с гигантской шаровидной клеткой…

Дело обстоит следующим образом: будучи микроскопически маленьким червячком, С. elegans имеет ровно столько клеток, чтобы им хватило кислорода, поступающего без всяких дополнительных приспособлений прямо через поверхность кожи. Но если он станет больше, то площадь, через которую кислород проникает внутрь тела, сильно сократится по сравнению с объемом, что не позволит удовлетворить потребности в кислороде. Кроме того, удлинится путь до клеток, находящихся в глубине тела. То же самое будет происходить и с питанием, поскольку площадь кишки, через которую оно усваивается, по мере роста будет относительно сокращаться. И на этом ВУММУ придет конец. Извини, Арчибальд.

Для роста существует только две возможности: либо научиться обходиться меньшим количеством пищи и кислорода на единицу веса тела (из-за чего снижается подвижность), либо вновь вернуться за чертежную доску для полной переработки генетического плана.

Насекомые используют очень экономную систему снабжения кислородом. У них есть трахеи – маленькие полые трубочки, идущие от панциря внутрь тела и увеличивающие таким образом площадь поверхности газообмена. За счет этого можно увеличить размеры тела, но и такая конструкция имеет свои пределы, поскольку добиться поступления свежего воздуха к клеткам, находящимся в самой глубине тела, довольно трудно. Уже на глубине 5 миллиметров начинает ощущаться нехватка кислорода. Поэтому насекомые редко бывают толстыми. Им для этого в прямом смысле слова «дыхалки не хватит».