Кислород. Молекула, изменившая мир

Что было сначала — курица или яйцо? Этот вопрос символизирует извечный поиск причинно-следственных связей. Вопрос можно сформулировать иначе: является ли яйцо «причиной» появления курицы или курица — «причина» появления яйца? Учитывая бесконечную смену двух состояний, кажется, на этот вопрос ответить нельзя: перед нами пример бесконечной регрессии, столь любимой философами. Некоторые видят в регрессиях доказательство существования некой первопричины, создавшей одновременно и яйцо, и курицу. Но есть педанты, настойчиво пытающиеся ответить на этот вопрос. Скучная правда заключается в том, что они правы и ответить на этот вопрос можно. Мы попытаемся кратко разобраться в нем, поскольку это поможет пролить свет на более важные проблемы, связывающие между собой жизнь, смерть и кислород.

Ответ на вопрос вытекает не из логики, а из истории: не нужно путать бесконечную регрессию с невероятной длительностью и непрерывностью истории. Куры и яйца существовали не всегда, они эволюционировали. Более того, они эволюционировали определенным образом под влиянием полового размножения и естественного отбора. В организмах, размножающихся половым путем, едва заметные изменения генов, накапливающиеся со сменой поколений, передаются только через половые клетки. На протяжении жизни организма гены в половых клетках практически не изменяются: мы можем подвергать их мутациям под действием курения или облучения, мы также можем заниматься спортом и развивать мускулы, но мы не передадим эти признаки нашим детям (хотя мы можем передать физические признаки и способность выдерживать физическую нагрузку). В этом заключается различие между теорией Дарвина и теорией французского натуралиста Жана Батиста Пьера Антуана де Моне, больше известного как Ламарк. Он верил в наследование приобретенных признаков. Его теория была весьма популярна в Советском Союзе в эпоху Сталина. Марксистская псевдонаучная теория Лысенко позволяла надеяться, что насаждение коммунистической идеологии на протяжении нескольких поколений внедрит в русских людей «гены коммунизма».

Если Ламарк был прав, птица по мере роста могла все больше походить на курицу, а советский человек мог становиться все более совершенным коммунистом. Выросшая птица передала бы свои новые «куриные гены» следующему поколению. Это означает, что курица появилась раньше яйца. В этом сценарии нет нарушения логики; в частности, именно так развиваются бактерии. У бактерий нет половых клеток. Когда они делятся, они передают все вновь приобретенные признаки обеим дочерним клеткам. Но организмы, размножающиеся половым путем, передают гены иначе. Тело отмирает, не передавая гены следующему поколению, а весь наследуемый генетический материал содержится только в половых клетках. Таким образом, генетические изменения, приведшие к появлению курицы, произошли в одной из двух половых клеток (или в обеих) и при оплодотворении соединились в яйце. Это означает, что первая курица вылупилась из яйца, отложенного птицей, которая не была курицей. Так что сначала было яйцо.

Конечно же, «первая курица» появилась не внезапно; происходил плавный переход от не-кур (на самом деле, красных джунглевых кур Callus gallus) к домашним курам. Таким образом, яйца эволюционировали раньше кур. Яйца с твердой скорлупой были изобретены рептилиями примерно 250 млн лет назад. После каменноугольного периода на Земле стало суше и холоднее, высохли гигантские лесные болота. Рептилии обзавелись чешуйками и покрытыми скорлупой яйцами, чтобы избежать такой зависимости от воды, как у земноводных. Яйца в скорлупе можно было откладывать на суше и не бояться, что они высохнут. Это стало началом «эры рептилий», которая длилась до исчезновения динозавров около 65 млн лет назад. Однако наличие у яйца твердой скорлупы вызвало необходимость совокупления. Скорлупа образуется до откладывания яйца, так что оплодотворение происходит внутри организма самки. Таким образом, все рептилии спаривались и передали этот признак своим потомкам — птицам и млекопитающим. Так небольшой экскурс в историю жизни позволяет понять, что акт спаривания и яйцо появились раньше кур, и делает бессмысленным привлечение бесконечной регрессии.

Аналогичная ситуация наблюдается в вопросе о роли кислорода и свободных радикалов в старении и развитии заболеваний. Что происходит раньше: выделяются радикалы или начинается болезнь? В 1950-х гг. Ребека Гершман, Даниел Гилберт и Денам Харман заявили, что активные промежуточные продукты кислородного дыхания вызывают старение и болезни. Это серьезное заявление до сих пор не нашло экспериментального подтверждения. Но при этом многие люди, включая знаменитых ученых, считают, что антиоксиданты могут творить чудеса. Однако большинство исследователей согласится с высказыванием Барри Холлиуэлла и Джона Гаттриджа: