Дикие гены. О скрытой жизни внутри нас

Вопрос о том, хватит ли живым организмам воздуха для дыхания, тесно связан с содержанием кислорода в атмосфере. В ходе истории этот показатель нередко менялся. Например, в каменноугольный период, начавшийся 359 миллионов лет назад и длившийся 60 миллионов лет, в воздухе содержалось примерно на 50 процентов больше кислорода, чем сейчас. Это создавало хорошие условия для появления крупных существ. И действительно, в то время можно было встретить гигантских насекомых, например Arthropleura – родственницу сороконожки, достигавшую одного метра в длину, и стрекозу Meganeura, имевшую размах крыльев 75 сантиметров.

Если же говорить о нас, млекопитающих, то мы взяли на вооружение целую кучу новшеств и трюков. Возьмем, к примеру, особенно дорогое нам существо – человека. Его организм состоит примерно из 300 различных специализированных видов клеток. Легкие, активно прокачивающие свежий воздух, благодаря тонкой структуре тканей имеют огромную поверхность газообмена, площадь которой составляет около 80 квадратных метров. Кишечник тоже идет не по прямой линии, как у червя, а образует петли в животе и имеет общую длину от 7 до 8 метров. Площадь всасывания питательных веществ оценивается в 300–500 квадратных метров. Но одного только усвоения питательных веществ недостаточно. Их еще надо по справедливости распределить. С этим мы тоже справляемся, потому что у нас есть сердце, кровь и сложная система сосудов, которые доставляют питательные вещества и кислород до самых отдаленных уголков тела (общая протяженность этой сети составляет примерно 100 тысяч километров). Таким образом, мы оплачиваем величину нашего тела изощренностью генетического плана и колоссальной площадью поверхности обмена.

Но конструкция получилась удачной, и мы заняли на размерной шкале природы место где-то между крошечной карликовой многозубкой, вес которой составляет менее двух граммов, и стотонным голубым китом – а ведь разница между этими двумя крайностями составляет ни много ни мало восемь порядков. Мы считаем свои размеры идеальными, но важно понимать, что, каким бы большим или маленьким ни было живое существо, строительные материалы, из которых оно состоит, в основном одни и те же и потому обладают сопоставимыми свойствами. Клетки слона, в принципе, не больше клеток мыши и мало чем отличаются друг от друга. Кости обоих животных тоже имеют схожее строение. Однако по мере увеличения размеров физические требования к строительным материалам изменяются, поэтому крупные животные вынуждены «инвестировать» в свои кости больше, чем мелкие. Если увеличить линейные размеры мыши в десять раз, она станет в тысячу раз тяжелее, а вот диаметр костей увеличится лишь в сто раз. Следовательно, на скелет будет приходиться десятикратная нагрузка, а это совсем не здорово. Наш старый знакомый Дж. Б. С. Холдейн тоже задумывался об этой проблеме. Правда, он представлял себе не мышь размером с собаку, а сказочного великана, размер тела которого превышает размер тела человека в 10 раз. Вот к какому выводу пришел Холдейн: если вам на пути вдруг встретится великан-людоед, то достаточно лишь держаться от него на определенной дистанции. В этом случае он для вас будет совершенно безобиден. Ведь стоит ему только сделать шаг в вашем направлении, как он сломает себе ноги под тяжестью собственного тела.