Мобилизация организма. На что способно наше тело в экстремальных условиях

Помимо животных растения в ходе эволюции тоже приобрели способность синтезировать многочисленные антиоксиданты, например аскорбиновую кислоту (витамин C) или α-токоферол (витамин E). Однако наиболее эффективно такие реактивные кислородные радикалы обезвреживаются соответствующими ферментами. Такие ферменты тоже появляются в ходе эволюции дышащих существ очень рано, практически они появляются параллельно возникновению и становлению дыхательной цепи и появлению в клетках реактивных кислородных соединений. Супероксиддисмутазы, «хорошие парни» клеток, которые разлагают в клетках человека перекисные соединения, обнаруживаются уже у простейших аэробных бактерий. К этому же классу относятся также пероксиредоксины, антиоксиданты, которые могут выполнять внутри клеток и другие функции. Их возникновение с точки зрения молекулярной биологии можно отнести к моменту «великого кислородного события», произошедшего 2,5 млрд лет назад. Удивительно, что производство этих пероксиредоксинов у представителей всех биологических царств, бактерий, грибов и млекопитающих, включая и человека, проявляет суточные колебания даже тогда, когда отключаются все генетические механизмы контроля для других внутренних часов, – очевидно, что в лице пероксиредоксинов мы имеем дело с праматерью всех биологических часов во всем царстве живой природы. Согласно преобладающей на сегодняшний день теории, пероксиредоксины возникли для защиты от колебаний концентрации кислорода в первобытном океане независимо от других суточных ритмов. В наших клетках пероксиредоксины также действуют как соединения, связывающие радикалы, и как таймеры, когда перестают работать другие механизмы.

Как было подчеркнуто выше, настройка и ритмизация различных биологических систем от клеток до целостного организма имеют основополагающее значение для развития и поддержания всех биологических функций. Хоралы «Страстей по Матфею» Баха звучат так гармонично и захватывают нас, потому что каждый исполнитель оркестра и каждый певец хора знают ход произведения и моменты вступления, а дирижер за своим пультом следит, чтобы эта гармония неукоснительно соблюдалась. Если этого не будет, то исполнение музыкального произведения потеряет гармоничность, а вся активность в биологических системах по аналогии превратится в нежизнеспособную какофонию. Биологическое воздействие происшедшего 2,5 млрд лет назад «великого кислородного события» на наш современный организм очень велико и не может быть нам безразлично.

После того как 3,7 млрд лет назад на Земле возникла жизнь и в течение следующих 1,5 млрд лет господствующими жизненными формами в практически бескислородной среде были археи и бактерии, лишенные клеточных ядер, на сцену – около 2,5 млрд лет назад – выступили фотосинтезирующие эукариотические водоросли. То, что в истории Земли последовало за «великим кислородным событием», геологи и палеонтологи называют «скучным миллиардом». Это название укрепилось в науке о Земле, так как этот временной промежуток, длившийся с момента 1,8 млрд до 0,8 млрд лет назад, отличался необычной тектонической и климатической стабильностью. То же считается справедливым и для биологической эволюции. Правда, многие ученые высказывают сомнение относительно такой трактовки биологической эволюции на основании выполненных ими геохимических исследований окаменелостей протерозойского периода. Результаты исследований указывают на то, что в этот период произошло возникновение многоклеточных организмов, полового размножения, а также первой великой дифференциации эукариотических организмов. Ученые исходят из того, что средний протерозой (1,4–1,8 млрд лет назад) характеризовался недостатком питательных веществ и незаменимых следовых элементов. Это обстоятельство эволюционного давления на живую природу и стало причиной биологических инноваций в царстве эукариотических организмов. К таким новациям относится и так называемый эндосимбиоз, в ходе которого одноклеточные прокариоты были вынуждены вступать в симбиотические отношения, что, вероятно, и привело к образованию эукариотических клеток, и эти организмы стали третьим доменом жизни наряду с бактериями и археями; к этому третьему домену принадлежим и мы с вами.